统计制程管制SPC概述(ppt 80页).ppt

1、統計制程管制SPC,一. 基 礎 篇,SPC基本概念,SPC(Statistical Process Control) 統計制程管制 是由制程調查來改進制程能力,不斷降低產品品質的變異性,而達到提升產品品質的一種方法,其主要工具為管制圖. 是一套將制程中所收集的資料,透過制程能力分析與標准化,去發掘制程異常,立即實施改善措施,使制程恢復正常運作的統計手法. S (Statistical) : 統計 P (Process) : 制程 C (Control) : 管制,SPC管制目的,分辯共同原因與特殊原因,并分別加以改善 局部問題改善: 通常會牽涉到消除變異產生的特殊原因 可以直接由該制程人員直

2、接加以改善 大約能夠解決15%的制程上的問題 系統改善: 通常必須要改善造成變異的共同原因 經常需要管理階的努力與對策 大約有85%的問題是屬于此類系統改善,SPC起源與發展背景,管制圖于1924年由 W.A Shewhart 發明,并于1931年發表了,英美及日本都將管制圖制定方法定為國家標准.,SPC的功能,SPC可以確保現場作業人員的知識和自尊. SPC可以解決 X理論(提高生產力與品質) 與Y理論(工作人性化)的衝突. SPC可以迅速反映制程調整的效果,指出 制程中最需要解決的問題.還可徹底消除 問題,預防問題再度發生.,SPC的觀念,沒有任何兩件事.人.產品是一模一樣的. 變異原因是

3、可以衡量的. 事情的改變通常都依据一個明確的模式. 宇宙萬物和工業產品大部份都呈現 常態分配.,統計數據類型:計量;計數 計量性的 例如: 長度, 溫度,重量,電流值等. 計數性的 例如: 一個人, 一張床, 一條魚等 品質變異之一般統計規律:,-3,-2,-1,+1,+2,+3,0.135%,0.135%,99.73%,95.45%,68.27%,常態分配:,常態分布兩個重要參數: 平均值 :描述品質特性值之集中位置 標準差 : 描述品質特性值之分散程度 請看以下幾個例子: 第一組數據: 10.10 10.20 10.30 第二組數據: 10.10 10.25 10.40 第三組數據: 10

4、.20 10.25 10.30 第四組數據: 10.05 10.25 10.45 問題一:它們的平均值相等嗎? 問題二:若SPEC定在10.250.15,它們合格嗎? 問題三:哪一組數據比較好?,常態分配是SPC管制圖的基本理論,品質變異的原因,1.機遇原因(Chance cause) 隨机因素,偶因,過程固有的,始終存在,不可避免的原因、非人為的原因、共同原因、偶然原因、一般原因,是屬於管制狀態的變異. 機遇原因(偶然性,不易識別,不易消除, 大量的.) 如:同批材料內部結構的不均勻性表現的微小差異, 設備的微小振動,刀具的正常磨損,以及操作者細微 的不穩定等. -其對品質變異起著細微的作用

5、,但難以排除.,品質變異的原因,2.非機遇原因( Assignable cause可查明因素) 系統因素,異因,非過程固有,有時存在,有時不存在,可避免的原因、人為原因、特殊原因、異常原因、局部原因等.此種原因,應采取行動,使制程恢復正常,進入管制狀態. 非機遇原因(系統性,易識別,可以消除, ) 如:使用了不合規格標准的原材料,設備的不正確調整, 刀具的嚴重磨損,操作者偏離操作規程等. -其對品質變異影響程度大,生產失控,為異常原因, 但不難排除. 管制圖上的控制界限就是區分偶波與異波的科學 界限,計量值管制圖(Control Charts For Variables): a.平均值與全距管

6、制圖( X-R Chart ) b.中位值與全距管制圖( X-R Chart ) c.個別值與移動全距管制圖( X-Rm Chart ) d.平均值與標准差管制圖( X- Chart ),管制圖的種類(性質分類),管制圖的種類(用途分類),解析用管制圖 先有數據,后才有管制界限 A.決定方針用. B.制程解析用. C.制程能力研究用. D.制程管制之準備用. 做解析用管制圖時,只需觀看該點是否在 管制界限內,不需要去判讀. 管制用管制圖 先有管制界限,后有數據 用於控制制程之品質,如有點子跑出界限時,立即采取 如下措施. A.追查不正常原因. B.迅速消除此原因. C.研究采取防止此項原因重復

7、發生的措施.,統計控制狀態(State in statistical control): 也稱穩態: 制程中只有偶因而無異因產生的變異狀態, 統計制程狀態是生產追求的目標 SPC就是以統計制程狀態(穩態)作為基准的,使用SPC容易犯的錯誤,1.總体參數與樣本參數不能混為一談; 2. 規範界限不能用作控制界限 規範界限用以區分合格與不合格,控制界限用以區分偶波與異波,二者完全是兩碼事,不能混淆. 3.np控制圖用于控制對象為不合格數的場合,只有在樣本大小n相同的情況下, np圖才可應用. 4.ISO8258明確規定:在制作X - R圖時,應該先作R圖. 若先作X圖,由於R圖還未判穩,R的數據不可

8、用,故不可行;若先作R圖,由於R圖中只有R一個數據,可行. 5.當樣本大小n 10時,規定R圖不可用 因為當樣本大小n較大時,極差只抓到數據的兩頭:極大值與極小值,應用極差R估計總体標準差的效率大為減低.,管制圖的判讀原則,制程是否在管制狀態可用下列原則判斷: 1 管制圖上的點都出現在管制界限內側,並沒有 特別排法時,原則上認為制程是正常.這種狀態 謂之管制狀態. 2 管制圖上有點超出管制界限外時,就判斷制程 有了異常變化,這種狀態謂之非管制狀態.,3 管制圖上的點雖未超出管制界限,但點的出現 有下列法時,就判斷有異常原因發生. (a)點在中心線的單側連續出現7點以上時 (b)出現的點連續11

9、點中有10點,14點中有12點,17點 中14點,20點中16點出現在中心線的單側時,(c)7點連續上升或下降的傾向時 (d)出現的點,連續3點中有2點,7點中有3點,10點中有 4點出現在管制界限近旁(2線外)時,(e)出現的點,有周期性變動時,(g) 5點中有4點在B區或B區以外者,(f) 3點中有2點在A區或A區以外者,(h) 有8點在中心線之兩側,但C區並無點子者,(i) 連續14點交互著一升一降者,(j) 連續15點在中心線上下兩側之C區者,(k) 有1點在A區以外者,二. 技 能 篇,制程掌控圖 Pre-control Chart,1.1 目的: 使各零件生產,成品生產中重要尺寸或

10、可量測數据 得到掌控 1.2 范圍: 適用于本公司所有零件及成品制程掌控 1.3 定義: 籍以相同時間內,以重要管制尺寸平均值的趨勢變化,來體 現管制變異的程度;是一種計量值管制圖.,1.制程掌控圖目的/范圍/定議,填表人收集數据并填制程掌控圖,填表人對制程掌控圖及制程能力進行分析,制程繼續生產,責任單位提出改善對策,填表人或品保確認改善對策是否有效,OK,NG,2. 制程掌控圖實施流程,OK,Start,NG,3. 區域建立程序,步驟1: 于制程中收集數据,計算制程規格之中心值,中 心值等于上限加下限之和除以2.,3.1 對于長度等下限不為零之尺寸,區域建立程序如下:,上限 中心值 下限 中

11、心值 = (上限 + 下限) / 2,步驟2: 將公差或規格值4等分,求出每一區域的平均值. 公差或規格是指上限與下限之間的寬度.,區域平均值 = (上限 - 下限) / 4,步驟3: 由公差或規格值的4等分值加上中心值,建立上界值.,上限 上界值 中心值 下限 上界值 = 中心值 + 區域平均值,步驟4: 由中心值減去公差或規格值的4等分值,建立下界值 .,上限 中心值 下界值 下限 下界值 = 中心值 - 區域平均值,步驟1: 于制程中收集數据,以不少于32個規格內數据之平均 值 X作為中心值 .,3.2 對于平面度,正位度等下限為零之尺寸,區域建立程序 如下:,上限 中心值,中心值 =

12、x/n n32,n,i=1,步驟2: 將上限與中心值分為2等分,作為上黃與上綠之分界線 上界值.,上限 上界值 中心值 上界值 =(中心值 + 上限值) / 2,步驟3: 將0與中心值分為2等分,作為下黃與下綠之分界值.,上限 中心值 下界值 0 下界值 = (中心值 + 0) / 2,4. 運用程序,步驟1: 取樣品N個: 成型N=檢驗規格規定抽樣數,每cav單獨制作一管制圖 衝壓N=檢驗規格規定抽樣數,每pin單獨制作一管制圖 裝配,電鍍 N=5,隨机抽樣,步驟2: 若只有1個數据落入黃區,其余落入綠區,制程繼續.,步驟3: 若連續有2個或2個以上數据落入黃區,其余落入綠區, 但CPK1.

13、33,制程繼續 .,步驟4: 若連續有2個或2個以上數据落入黃區,其余落入綠區,且 CPK1.33,根据落入黃區之數据情況,分析并提出對策.,步驟5: 若有1個或1個以上數据落入紅區,其余落入綠,黃區, 則停止生產并查找原因 .,步驟6: 取N個數据之最大值,最小值,平均值記入制程掌控圖. (若N=1,則最大值,最小值,平均值為同一值).,5. 制程掌控圖編碼原則,N * * * * - * *,部門掌控圖編號,部門代碼 A : 裝配 S : 衝壓 P : 電鍍 M: 成型 I : Insert Molding,公元年號 最后一位,周別,N:NHK K:KS,備注:針對部門細分成 n 個課情形

14、,在部門代碼的右下角標注對應 n 字樣.,掌控圖范本=,P - Chart （綠,紅）,目的: 通過管控生產線及機台的制程不良率,籍以對當日制程的品 質狀況進行全局掌控，以確保制程的穩定,減少制程變異. 范圍: 適用于本公司所有零件及成品制程掌控. 定義: 籍以制程不良率表示其趨勢之一種計數值管制圖.,1目的,范圍及定義,生產線/機台以每日收集一次數据,可收集2530個數据作為 制定管控圖中心線及上下管控線之數据.,2 P-Chart圖制作步驟,2.1 數據收集:,2.2 計算制程平均不良率P:,P=D/n P=D/ n P : 平均不良率,n:檢驗個數的總和 n: 當日檢驗數 n:平均日檢驗

15、數,P :當日不良率 D : 不良個數總和 D : 不良個數,下管制線: LCL= P- 3 *P*(1-P)/ n (紅線）,上管制線: UCL= P+3 *P*(1-P)/ n (紅線）,中心線: CL= P (綠線）,2.3 計算管制界限:,A. 把全部點記入P-Chart圖,如果點都在管制界限UCL以下,即認為制程是在管控狀態. B. 如果有超出管制界限UCL的點,就必須進一步作制程解析,追查原因,制定標准,使同樣原因不再發生. C. 如果有超出管制界限LCL的點,則亦需進行品質改善原因 分析,以求改善對策的推廣和經驗的傳承. D: 數據收集後其上管控線超過所定品質目標管控線,則需增加

16、品質目標線來界定(黑色標示),無需停線/機,但需 檢討改善對策. E: 若管制界限LCL為負值時,則以0基準線為其界限.,2.4 P-Chart 圖界限檢討:,A. 綠區: 管控點位于UCL線以下則安心生產. B. 下紅: 有一點位于LCL之下時,繼續保持生產,但生產單位需對品質的 提升進行原因分析,以求改善對策的推廣和經驗的傳承;并將 結果記錄于管控圖“異常原因追查”欄. C. 上紅: 有一點位於UCL線之上,則生產單位需尋找原因提出改善對策. 并將結果記錄于管控圖“異常原因追查”欄.,2.5 圖象判讀:,2.6 P-Chart 圖使用說明:,A.管控上下限為上一張P-Chart管控圖最後一

17、組數據, 若是新 生產料號, 先收集2530個數据再計算確定管控線上下限. B. 不良項目欄中,需將“調機不良”列入統計. C. 日期以連續生產表示,若間隔未生產,待再生產時接著記錄, 無需以“未生產”或“空格”表示. D. 管控線統一用紅色, 每日不良率統一用藍色表示.,3 P-Chart 圖編碼原則,N * * * * * * * - * *,流水碼 (01-99),N:NHK K:KS,產品別,公元年號最后一位,月別,部門代碼 A : 裝配 S : 衝壓 P : 電鍍 M: 成型 I : I/M T : 特包,4 附:P-Chart實例,平均值與全距管制圖X-R Chart,X-R管制圖

18、的定義,在計量值管制圖中,X-R管制圖系最常用的一種,所謂平均值與全距管制圖,系平均值管制圖(X Chart)與全距管制圖(R Chart)二者合並使用. 平均值管制系管制平均值的變化,即分配的集中趨勢變化; 全距管制圖則管制變異的程度,即分配的離散趨勢的狀況.,-,直方圖,常態分布圖,SPC CHARTS-管制圖,n30時,SPC CHARTS-管制圖,管制圖,是一種以實際產品品質特性與根據過去經驗所判明 的制程能力的管制界限比較,而以時間順序用圖形表示者.,管制圖的功效: a. 及時掌握異常波動,克服影響因素,維持制程穩定. b. 了解制程能力.(Cpk、Ca、Cp) c. 應客戶的要求,

19、提供給客戶作為質量控制的依據,為何用3 作為管制上下限?,原因1. “3”原則 概率正態分布之性質在 3 範圍之概率 為0.9973 , 幾乎包含了全部的質量特性值. 所以: 3 範圍被認為是產品品質正常波動的合理的最大幅度,它代表了一個過程所能達到的質量水平,所以過程能力一般用 3 來表示.,原因2.能使抽樣檢驗造成的第一種錯誤與第二種錯誤(損失)之總和減至最少且最經濟,管制圖的意義,管制圖是一種品質的圖解記錄.在圖上有中心線(規格值)及二條管制界限.中心線是一種規格值,二條管制界限是容許產品的品質特性在其間變動的范圍.在制造過程中用抽查的方式,將樣本的統計量,點繪於圖上,用以判斷品質的變異

20、是否顯著.,規格上限,管制上限,規格值(中心值),管制下限,規格下限,X-R Chart繪制步驟,建立解析用管制圖,1.選定管制項目 2.收集數據100個以上,並予適當分組后記入數據記錄表. 樣本大小(n)=25 (解析用) 組數(k)=2025 3.計算各組平均值( X ) X= 4.計算各組全距( R ) R=Xmax-Xmin (各組最大值-最小值),X1+X2+X3+XK,n,5.計算總平均值 ( X ) X= 6.計算全距之平均值( R ) R= 7.計算管制界限及繪出 X管制圖 中心線 CLx = X 上 限 UCLx = X+A2R 下 限 LCLx = X-A2R,x1+x2+

21、x3+xk,k,R1+R2+R3+RK,k,R管制圖 中心線 CLR =R 上 線 UCLR=D4R 下 線 LCLR=D3R A2, D4, D3由系數表查得 8.點圖 將數據點繪管制圖上,相鄰兩點用直線連接. 9.管制界限檢討 10.記入其它注意事項,例題:用X-R管制圖來控制AGP GAP,尺寸單位為mm,請 利用下列數據資料,計算其管制界限並繪圖.,制品名稱:AGP 機器號碼:RK006 品質特性:GAP 操 作 者:55230 測定單位:mm 測 定 者:58664 制造場所:A線 抽樣期間:03/10/9903/12/99,1.收集數據並記入數據記錄表 2.計算各組X 3.計算各組

22、R值 4.計算總平均( X ) X= = (0.63+0.64+0.68+0.66+0.68+0.68+0.68+0.66+0.66 +0.65+0.62+0.62+0.63+0.64+0.67+0.67+0.63+0.69 +0.67+0.62)20 = 0.66,x1+x2+x3+xk,k,5.計算全距之平均值( R ) R= =(0.08+0.07+0.06+0.09+0.10+0.08+0.07+0.11+0.07 +0.08+0.08+0.08+0.08+0.07+0.11+0.11+0.10+0.07 +0.03+0.03)20 = 0.08 6.計算管制界限及繪出 X管制圖 中心

23、線 ( CLx ) = X = 0.66 管制上限 ( UCLx ) = X+A2R = 0.66+0.577 0.08 = 0.70 管制下限 ( LCLx ) = X-A2R = 0.66-0.577 0.08 = 0.61,R1+R2+R3+RK,k,R管制圖 中心線 CLR = R = 0.08 管制上限 UCLR = D4R = 2.115 0.08 = 0.17 管制下限 LCLR = D3R = 0 0.08 = 0,7.將所求出之各X值及R值點入管制圖上並將相鄰兩點用 直線連接 8.制程狀態檢討 9.記入其它注意事項,異常處理的二十字真言,控制圖的作用是:及時警告 要貫徹預防作

24、用,須執行20字方針: 查出異因 采取措施 加以消除 不再出現 納入標準,1.品管開具制程異常聯絡單及(Corrective Action Record.) 2.會簽品工、制工、模修相關人員分析原因及給出對策. 3.品管人員將詳細資料寫入表中. 4.QE依會簽結論作改善跟蹤. 5.管制項目重新量測,描點在管制狀態才可繼續生產.,發現為非管制狀態時填寫CAR,異 常 處 置,Cp & Cpk 制程能力與制程能力指數概念,評定制程狀況的幾個定義,1.制程准確度Ca=,2平均值規格中心,公差裕度,2.制程精密度Cp=,公差裕度,6標准差,3.制程精確度Cpk=,公差裕度2中心偏移量,6標准差,上限平均值 , 平均值下限,3標准差,或MIN,准確度Ca,精