SPC管制圖與制程能力分析訓(xùn)練

SPC–管制圖與製程能力分析訓(xùn)練

2005.5.10

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大綱

制程品質(zhì)衡量方式的演進(jìn)

SPC基礎(chǔ)知識

SPC使用之統(tǒng)計(jì)技術(shù)

SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用

管制圖的判定方法

製程能力分析

SPC之應(yīng)用與所能解決之問題

2制程品質(zhì)衡量方式的演進(jìn)3制程品質(zhì)衡量方式的演進(jìn)常態(tài)分布1850高斯管制圖(%)1924W.AShewhart美國1960日本Ca／Cp／Cpk(ppm)6σ1980Motorola1992TI1994AlliedSignal95GE98Song4SPC基礎(chǔ)知識5

SPC基礎(chǔ)知識SPC----StatisticProcessControl

統(tǒng)計(jì)過程控制:使用控制圖等統(tǒng)計(jì)技術(shù)來分析過程或其輸出,以便採取必要的措施獲得且維持統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài),並提高過程能力

過程:

運(yùn)用資源與管理，把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的活動(dòng)就叫做過程

6

SPC基礎(chǔ)知識

分布:

由於存在變差，過程輸出的單個(gè)值是不可預(yù)測的，但一組單值就可以形成一種圖形，並可以用位置、分布寬度和形狀來描述。

分布位置分布寬度分布形狀7

SPC基礎(chǔ)知識正態(tài)分布圖

在中心線(平均值)兩側(cè)呈對稱分布8

SPC基礎(chǔ)知識

變差:

過程單個(gè)輸出之間的差別.

造成過程變異的原因可分為:

普通原因&特殊原因

9

SPC基礎(chǔ)知識

普通原因:制程中變異因素是在統(tǒng)計(jì)的管制狀態(tài)下，某些不可避免的原因。制程中只有普通原因的變異

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SPC基礎(chǔ)知識

特殊原因:

制程中不常發(fā)生，但一旦出現(xiàn)造成分布改變的原因。此原因所造成的分布隨時(shí)間推移，是不可重復(fù)、不可預(yù)測的制程中只有特殊原因的變異

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SPC基礎(chǔ)知識特殊原因與普通原因之對策:通常會(huì)牽涉到消除產(chǎn)生變異的特殊原因

可以由制程人員直接加以改善

大約能夠解決15%之制程上之問題

特殊原因之對策（局部面）

普通原因之對策（系統(tǒng)面）

通常必須改善造成變異的共同問題

經(jīng)常需要管理階層的努力與對策

大約85%的問題是屬于此類系統(tǒng)

12SPC所使用之統(tǒng)計(jì)技術(shù)13

SPC使用之統(tǒng)計(jì)技術(shù)

柏拉圖（決定管制重點(diǎn)）

統(tǒng)計(jì)檢定

管制圖

抽樣計(jì)劃

變異數(shù)分析／回歸分析

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SPC使用之統(tǒng)計(jì)技術(shù)管制圖說明貝爾實(shí)驗(yàn)室的WaterA.Shewhart博士在1924年發(fā)明的，它可以區(qū)分可控的和不可控的變差，也就是我們所說由普通原因和特殊原因產(chǎn)生的變差。15

SPC使用之統(tǒng)計(jì)技術(shù)管制界限構(gòu)成16

SPC使用之統(tǒng)計(jì)技術(shù)管制圖分類按用處分：解析用控制圖和管制用控制圖按數(shù)據(jù)性質(zhì)分：

計(jì)量值控制圖-----計(jì)數(shù)值控制圖-----平均值與極差(X-R)圖不合格品率（P）圖常用常用17SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用18建立可解決問題之系統(tǒng)確認(rèn)關(guān)鍵制程及特性導(dǎo)入ＳＰＣ進(jìn)行關(guān)鍵制程及特性之管制檢討制程能力符合規(guī)格程序持續(xù)進(jìn)行制程改善計(jì)劃提報(bào)及執(zhí)行制程改善計(jì)劃不足足夠

SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用

SPC導(dǎo)入流程19

SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用

管制圖應(yīng)用決定管制項(xiàng)目決定管制標(biāo)準(zhǔn)決定抽樣方法選用管制圖的格式記入管制界限繪點(diǎn)、實(shí)施重新檢討管制圖管制圖判讀處置措施OKOKNG20

SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用均值和極差（X-R）圖公式:

X管制圖

:CL=XUCL=X＋A2RLCL=X

－A2

R

R管制圖

:CL=UCL=D4

RLCL=D3

RR21

SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用實(shí)例：某工廠制造一批紫銅管，應(yīng)用X-R管制圖來控制其內(nèi)徑，尺寸單位為m/m，利用下頁數(shù)據(jù)表之資料，求得其管制界限并繪圖。（n=5）X－R管制圖用數(shù)據(jù)表

22

SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用2.求-Ｒ

1.將每樣組之與-Ｒ算出記入數(shù)據(jù)表內(nèi)。

X-R繪圖步驟：

＝＝＝50.16

＝＝＝4.8

3.查系數(shù)A2，D4，D3

A2＝0.58，D4＝2.11，D3＝負(fù)值（以0代表）

請參考:計(jì)量值管制圖常用之系數(shù)表

23

SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用1).

管制圖

4.求管制界限

X-R繪圖步驟：

CL＝＝50.16

UCL＝＋A2＝50.16+(0.58)(4.8)

＝52.93LCL＝-A2＝50.16-(0.58)(4.8)

＝47.392).

R

管制圖

CL＝＝4.8

UCL＝D4

＝(2.11)(4.8)＝10.13

LCL＝D3

＝(0)(4.8)＝0

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SPC導(dǎo)入流程及管制圖應(yīng)用5.將管制界限繪入管制圖

X-R繪圖步驟：

6.點(diǎn)圖

7.檢討管制界限

–R管制圖

25管制圖的判定方法26

SPC管制圖的判定方法

正常點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)之管制圖，如圖一:多數(shù)的點(diǎn)子，集中在中心線附近，且兩邊對稱。

少數(shù)的點(diǎn)子，落在管制界限附近。

點(diǎn)子之分布呈隨機(jī)狀態(tài)，無任何規(guī)則可尋

沒有點(diǎn)子超出管制界限外(就是有也很少)。

27

正常點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)之管制圖，如圖一:

SPC管制圖的判定方法28

SPC管制圖的判定方法不正常點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)之管制圖

，如圖二:

在中心線附近無點(diǎn)子

在管制界限附近無點(diǎn)子

有點(diǎn)子逸出管制界限之現(xiàn)象

此種型態(tài)吾人稱之為”混合型”，因樣本中可能包括兩種群體，其中一種偏大，另一種偏小，如圖二

此種型態(tài)吾人稱之為”層別型”，因?yàn)樵后w可能已經(jīng)加以檢剔過，如圖三有點(diǎn)子逸出管制界限之現(xiàn)象。此種稱之為”不穩(wěn)定型”,如圖四

29

不正常點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)之管制圖，如圖二~四:

SPC管制圖的判定方法30

SPC管制圖的判定方法

管制圖的判讀法檢定規(guī)則1：

3點(diǎn)中有2點(diǎn)在A區(qū)或A區(qū)以外者(口訣:3分之2A)管制圖之不正常型態(tài)之鑒別是根據(jù)或然率之理論而加以判定的，出現(xiàn)下述之一項(xiàng)者，即為不正常之型態(tài)，應(yīng)調(diào)查可能原因

檢定規(guī)則2：

5點(diǎn)中有4點(diǎn)在B區(qū)或B區(qū)以外者。(口訣：5分之４B)31

SPC管制圖的判定方法

管制圖的判讀法檢定規(guī)則3：

有8點(diǎn)在中心線之兩側(cè)，但C區(qū)并無點(diǎn)子者

（口訣：8缺C）32

SPC管制圖的判定方法

管制圖的判讀法檢定規(guī)則4：

(1)連續(xù)五點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)－注意以后動(dòng)態(tài)。如圖a(2)連續(xù)六點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)－開始調(diào)查原因。如圖b(3)連續(xù)七點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)－必有原因，應(yīng)立即采取措施。如圖c

33製程能力分析34製程能力分析的時(shí)機(jī)?35製程能力分析只要過程的極差()與均值(R)兩者都處於“統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)”,則可用估計(jì)的過程標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)來評價(jià)過程的能力σ：過程單值分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差36製程能力分析製程實(shí)際控制較準(zhǔn)確,分布範(fàn)圍比較精密(集中)LSLUSLLCLUCL製程實(shí)際控制較準(zhǔn)確,分布範(fàn)圍比較散製程實(shí)際控制不夠準(zhǔn)確,分布範(fàn)圍比較精密1類2類3類4類製程實(shí)際控制不夠準(zhǔn)確,分布範(fàn)圍也不夠精密LSLUSLLCLUCLUSLLSLLCLUCLUSLLSLLCLUCL37製程能力分析如何從圖形上來判斷製程管制的準(zhǔn)確度(Ca),精密度(Cp)及製程能力(Cpk)?38Ca反應(yīng)工序製程(實(shí)際)平均值與規(guī)格中心值之間的差異USLLSL規(guī)格中心值SL製程平均值CLCa=23%製程能力分析

Ca(準(zhǔn)確度)說明39製程能力分析

Cp(精密度)說明σ=1σ=0.5LSLUSLCp說明尺寸分布的范圍大小﹐並不說明尺寸分布跼中心位置的遠(yuǎn)近.40製程能力分析

Cpk(製程能力)說明Cpk反應(yīng)工序滿足或超出范圍的遠(yuǎn)近uσ=0.5σ=0.5LSLUSL41製程能力分析σ的大小又有何作用?σσσσ1倍σ水準(zhǔn)3倍σ水準(zhǔn)4倍σ水準(zhǔn)6倍σ水準(zhǔn)σ的大小影響精密度的好壞42製程能力分析

計(jì)算(Ca,Cp,Cpk)Cpk↑（制程能力，ProcessCapabilityIndex）

Cpk＝（1－│Ca│）Cp；（Su－）/3σor（－SL）/3σ(取小的)Ca↓（準(zhǔn)確度）Ca＝－Sc/（T/2）CP↑（精密度）CP＝T/6σ（雙邊規(guī)格）CP＝（Su－）/3σ或（－SL）/3σ單邊規(guī)格定義:T：公差Sc：規(guī)格中心43製程能力分析

製程能力分析之相關(guān)指數(shù)–Ca,Cp,Cpk例：某產(chǎn)品的電性規(guī)格是560±10m/m，經(jīng)檢驗(yàn)一批后

計(jì)算出±3σ為561±9m/m。

求：

(1)Ca(2)Cp

(3)Cpk

44製程能力分析

製程能力等級判斷及處置建議--Ca等級Ca制程準(zhǔn)確度Capabilityofaccuracy處置建議A│Ca│≦12.5%（1/8）作業(yè)員遵守作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)操作，并達(dá)到規(guī)格之要求須繼續(xù)維持。B12.5%＜│Ca│≦25%（1/4）有必要盡可能將其改進(jìn)為Ａ級。C25%＜│Ca│≦50%（1/2）作業(yè)員可能看錯(cuò)規(guī)格，不按作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)操作或檢討規(guī)格及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。D50%＜│Ca│應(yīng)采取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素，必要時(shí)停止生產(chǎn)。45製程能力分析

製程能力等級判斷及處置建議--Cp等級Cp制程精密度Capabilityofprecision處置建議A1.33≦Cp

(T=8σ)此一制程甚為穩(wěn)定，可以將規(guī)格許容差縮小或勝任更精密之工作。B1.00≦Cp＜1.33

(T=6σ)有發(fā)生不良品之危險(xiǎn)，必須加以注意，并設(shè)法維持不要使其變壞及迅速追查原因。C0.83≦Cp＜1.00

(T=5σ)檢討規(guī)格及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可能本制程不能勝任如此精密之工作。D

Cp＜0.83應(yīng)采取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素