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文檔簡介
1、SPC的認(rèn)識與應(yīng)用 張忠樸 一、SPC興起的背景 這幾年對臺灣的制程業(yè)而言,SPC似乎已變成一個愈來愈熱門的話題。為了防止盲目地人云亦云,我們更需要先探索一下SPC的來龍去脈。其實SPC會興起,是源自于一些特定的時空背景。 1-1 SPC興起是宣告經(jīng)驗掛帥時代的結(jié)束 如果工作經(jīng)驗對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕重的影響例如:做旗袍或手拉坯,那么,SPC就沒有太多揮灑的空間。相反地,如果某一公司開始將經(jīng)驗加以整理,而納入設(shè)備、制程或系統(tǒng)時;也就是說,該公司開始宣告經(jīng)驗掛帥時代將要結(jié)束,那么SPC的導(dǎo)入時機(jī)也就自然成熟了。1-2 SPC興起是宣告品質(zhì)公共認(rèn)證時代的來臨 在傳統(tǒng)個人自掃門前雪的時代,每一個公司都要
2、采用自己的資源與方法,來認(rèn)可某些合格供貨商。這對買賣雙方而言,都是勞民傷財且浪廢資源的必要之惡。為了提升全人類的福祉,因此,品質(zhì)公共認(rèn)證的制度與機(jī)構(gòu),就從1980年代逐漸興起,其中已蔚然成風(fēng)的代表者首推GMP與ISO-9000二者。這兩種公共認(rèn)證制度為何能奠定其權(quán)威地位呢?這是因為他們非常重視產(chǎn)品生產(chǎn)的過程與系統(tǒng),因為只有穩(wěn)定而一貫Consistent的過程與系統(tǒng),才能保證長期做出合格的產(chǎn)品。然而,如何檢核此一貫過程與系統(tǒng)仍然穩(wěn)定的存在呢?這又必須仰賴SPC來發(fā)揮功能。基于上述兩點主客觀的因素,因此,對仍想長期在臺灣開展的制程業(yè)者而言,SPC已成為影響生存涉及成敗的關(guān)鍵制度了。 二、SPC的迷
3、思MYTH 也許由于對SPC一知半解,因此在一些己推動SPC的公司中,常會發(fā)現(xiàn)一些下述的迷思。 2-1迷思一:有管制圖就是在推動SPC? 其實管制圖只是SPC的工具之一,因此管制圖SPC是一種很粗淺的看法。嚴(yán)謹(jǐn)說來,管制圖不但不等于SPC而且還要進(jìn)而推敲 這是產(chǎn)品品質(zhì)還是制程參數(shù)管制圖 這張管制圖是否有意義? 它所管制的參數(shù)真的對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕的影響嗎? 管制界限訂的有意義嗎? 這張管制圖是否受到應(yīng)有的重視?是否已照規(guī)定執(zhí)行追蹤與研判? 這些問題經(jīng)過推敲之后才能幫助我們對SPC作更深入的了解。2-2迷思二:有了Ca/Cp/Cpk等計算就是在推動SPC? Ca/Cp/Cpk是在SPC中計算制程
4、能力最主要的指針,因此會作制程能力分析的公司,當(dāng)然是一個對SPC認(rèn)識較深入的公司,但是值得再深入探討的是 Ca/Cp/Cpk有定期Review嗎? Ca/Cp/Cpk被活用了嗎? 是否已用Ca/Cp/Cpk作訂單分派給不同生產(chǎn)線生產(chǎn)的依據(jù)? 2-3迷思三:有了可控制的制程參數(shù)Process Parameter就是SPC? 制程參數(shù)確實是SPC的焦點,但是透過此迷思我們應(yīng)深入探究 為什么挑出這些制程參數(shù)? 這些制程參數(shù)的控制條件是如何決定的? 這些制程參數(shù)與成品品質(zhì)間有因果關(guān)系可循嗎? 三、SPC的焦點制程Process SPC與傳統(tǒng)SQC的最大不同點,就在于由Q至P的這兩個字轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的SQ
5、C中強(qiáng)調(diào)的是Quality,是指產(chǎn)品的品質(zhì)。換言之,它是著重買賣雙方可共同評斷與鑒定的一種既成事實。而在SPC的想法上,那么是希望將努力的方向更進(jìn)一步的放在品質(zhì)的源頭制程Process上。因為制程的起伏變化才是造成品質(zhì)變異Variation的主要根源,而品質(zhì)變異的大小也才是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的關(guān)鍵。這種因果關(guān)系,可進(jìn)一步表示如下: 明白上述的因果關(guān)系之后,自然就會將SPC的焦點放在制程Process上了。 四、SPC的步驟 在對SPC有了上述更進(jìn)一步的了解之后,SPC的正確作法,也就會自然而然的浮現(xiàn)了。一般而言,有效的SPC應(yīng)循以下步驟依序進(jìn)行: 制程制程參數(shù)P1P2P3P4溫度P1AP2AP4A壓
6、力P2BP3B溫度P1CP3CP4C速度P2DP4DpH值P1FP4F能量P2GP3G 4-1步驟一:深入掌握因果模式 所謂因果模式,就是找出哪些制程參數(shù)Process Parameter)對產(chǎn)品品質(zhì)(Product Quality)會有舉足輕重的影響。這種探索模式,可以圖標(biāo)方式說明如上。在上述模式,所有制程參數(shù),理論上都可能會對產(chǎn)品品質(zhì)造成影響,但事實上我們都知道,每一制程參數(shù)對產(chǎn)品的影響程度一定不會相同。因此,SPC首先要做的就是希望能找出孰輕孰重的因果關(guān)系,換言之我們希望能得到以下這張制程參數(shù)的柏拉圖: 得到這張柏拉圖有什么好處呢?其好處就是希望能從眾多的操作參數(shù)之中,過濾出
7、少數(shù)舉足輕重的工程來加以管制,因此,如果能夠作好SPC,其實管制工程根本不必太多, 管制本錢當(dāng)然也就會相對降低了。 至于如何找出上述的因果模式呢?原那么上要視產(chǎn)品品質(zhì)的復(fù)雜度而訂,如果,復(fù)雜度低,用傳統(tǒng)的索檢表Checklist)及層制法來加以分析即可。反之,如果遇到復(fù)雜度高的個案,那可能就不得不借助實驗方案法(D.O.E)的更高階分析工具了。4-2步驟二:設(shè)定主要參數(shù)的控制范圍 經(jīng)過上述“步驟一找出影響結(jié)果的主要參數(shù)之后,接著要推敲的就是:這些參數(shù)該控制在那一個范圍內(nèi)變動才恰當(dāng)?這個時候,我們就需要進(jìn)一步地借助相關(guān)與回歸分析等統(tǒng)計工具來合理地推測出控制范圍。 我們繼續(xù)援引“步驟一之例,來說明
8、如何決定P2B的合理變動范圍。假設(shè)該產(chǎn)品品質(zhì)特性是銅箔的“抗撕強(qiáng)度,而經(jīng)過相關(guān)回歸分析得知,P2B與抗撕強(qiáng)度成正比關(guān)系,如上圖所示。 此回歸方程式以公式表示那么為: y=-2+4x,其中 y=抗撕強(qiáng)度,x=P2B之壓力強(qiáng)度值假設(shè)己知產(chǎn)品抗撕強(qiáng)度之規(guī)格上限為14 lb/in2,下限為10 lb/in2,那么代入上述回歸方程式,那么P2B之管制上限為:14=-2+4x XU=4(lb/in2)同理,管制下限即為:XL=3(lb/in2) 經(jīng)過這種相關(guān)回歸的轉(zhuǎn)換之后,P2B的控制范圍就可合理地設(shè)在3.5± 0.5(lb/in2)之間,換言之,只要事先將第二制程之壓力(P2B),
9、好好控制在3.5± 0.5之間,那么,除非有特殊的意外,否那么產(chǎn)品的抗撕強(qiáng),理當(dāng)不成問題。根本上,做到這個階段,SPC的精神才可算是真正浮現(xiàn)了。當(dāng)然相對的,今天貴公司所推動的SPC,如果制程參考的控制范圍,并無嚴(yán)謹(jǐn)脈絡(luò)可循大局部參數(shù)都是供貨商提供之所謂技術(shù)資料,那么在SPC方面就仍許多的值得努力的空間。 4-3步驟三:建立制程控制方法 經(jīng)過“步驟一步驟二之后,對SPC而言只能說完成了S與P兩部份,而C部只是剛開始而已。因為控制范圍只是控制方法的一部份,假設(shè)要談完整的控制的方法,那么需要進(jìn)一步探究。 控制頻率換言之,就是多久該抽樣一次?一般抽樣頻率與制造系統(tǒng)的穩(wěn)定性有密切的關(guān)系,通常假
10、設(shè)Process的穩(wěn)定性愈高,那么控制頻率就可相對的放松 樣本抽取方法 樣本量測方法為了防止造成雞同鴨講的問題,理論上,上述二者至少應(yīng)與“步驟一步驟二在實驗階段時采取一致的方法,而在控制一段時間,驗證吻合之后,那么可采取自動偵測之儀器來取而代之,以收事半功倍之效4-4步驟四:抽取成品來印證原始系統(tǒng)是否仍然正常運(yùn)轉(zhuǎn) 是否經(jīng)過“步驟一步驟二步驟三之后,SPC的大功就告成了呢?是否推動SPC之后,就再也不需要進(jìn)行成品檢驗了呢?如果仍要作成品檢驗,那么與推動SPC之前原來的成品檢驗有何不同呢?深入研究這些問題,才有助于明白SPC的全貌。其實即使“步驟一步驟二步驟三完全做到了,仍然要抽查少數(shù)成品來作檢驗
11、,其目的何在呢?因為任何系統(tǒng)無論設(shè)計如何的嚴(yán)謹(jǐn),隨著時間的流逝,系統(tǒng)本身都潛伏了突變的可能,現(xiàn)以圖標(biāo)法說明如以下圖。 當(dāng)透過“步驟一步驟二步驟三找出P2B與抗撕強(qiáng)度的關(guān)系之后,那么,從SPC之角度僅需將P2B控制在3.5± 0.5之范圍內(nèi)即可,但是誰能保證原系統(tǒng)永遠(yuǎn)不變呢?因此,為偵測“原系統(tǒng)是否已產(chǎn)生突變,所以,我們就必須在P2B的合理范圍內(nèi)3.5± 0.5,抽取一些樣本來對成品的抗撕強(qiáng)度特性加以檢查,如果結(jié)果顯示抗撕力正常在12± 2之內(nèi),那么,P2B繼續(xù)控制在3.5± 0.5之內(nèi)就有意義;反之,如果抽出樣本的結(jié)果顯示抗撕強(qiáng)度異常如上圖落在49之間全
12、部Out Spec,那么,我們就要立刻警覺系統(tǒng)是否已在不知不覺中突變了。 有了這種認(rèn)知我們就不難明白,其實推動SPC時,仍要做少數(shù)成品檢驗的,只是SPC中成品檢驗的目的,是要確認(rèn)原系統(tǒng)有沒有產(chǎn)生突變,這與傳統(tǒng)用成品抽樣檢驗來作全批“允收的目的是不相同的。 既然在SPC中的成品檢驗是要驗證原系統(tǒng)是否有發(fā)生突變,所以,成品檢驗的時機(jī)就需要講究。一般應(yīng)選取在愈接近系統(tǒng)可能產(chǎn)生突變的時機(jī)之后,抽驗系統(tǒng)的正常與否就有積極的意義。一般而言,在設(shè)備大修、連續(xù)假期,或更換原料之后的“關(guān)鍵時刻,都是系統(tǒng)最可能出現(xiàn)突變之時機(jī)。這時,抽取成品來驗證系統(tǒng)的步驟就顯得特別重要了。 上述“步驟一步驟二步驟三步驟四,是推動
13、執(zhí)行SPC的系統(tǒng)的必要過程,值得有心人多加推敲玩味。 五、SPC的精髓 SPC系統(tǒng)如果能夠循序漸進(jìn)地落實執(zhí)行,那么,就能逐漸體會到下述各項SPC的精髓。 5-1 SPC能使管理更合邏輯 從上述“步驟一步驟二步驟三步驟四來看,做好SPC的過程,其實也就是脫離直覺式管理而進(jìn)入邏輯管理的過程,中國人常說物有本末,事有始終,知所先后,那么近道矣,這豈不正是SPC的寫照?因此,假設(shè)能愈深入了解SPC,那么管理自然就愈合邏輯。5-2 SPC能使管理掌握先機(jī) 因為SPC是從產(chǎn)品之品質(zhì)特性,回溯到源頭從制程參數(shù)上著手之管理。這種源流管理的想法從消極方面講,可以防止損失于事先;從積極方面講,更可創(chuàng)造品質(zhì)于源頭,
14、因此掌握先機(jī)自然也成為SPC的精髓。5-3 SPC能使管理更加省事 SPC是沉著易控制的制程參數(shù)下手,來掌握不容易控制的成品品質(zhì)。因此,是一種相當(dāng)省事的管理,試想倘假設(shè)不實行SPC,那么倒底要投下多少人力物力才能做好成品的全檢作業(yè)呢?尤其麻煩的是,假設(shè)不做SPC,那么產(chǎn)量愈大,品檢人員就要等幅增加。反之,做好SPC后其品檢人手是可以不增反減的,因此何者省事、省錢,至此已昭然假設(shè)揭有目共睹了。5-4 SPC使制造本錢更低 推動SPC除了可使5-3節(jié)所說的鑒定本錢得以節(jié)省之外,更可使內(nèi)部的失敗本錢大幅降低。假設(shè)以PCB為例,其Pink Ring的缺點在傳統(tǒng)的品管方式中列:甲廠常在黑化處理的天之后才可能發(fā)現(xiàn);而一旦Pink Ring在PTH中發(fā)現(xiàn)時,四天來的WIP都有可能受到涉及的時機(jī)。但是假設(shè)在另一家乙廠妥善實行SPC的公司,那么黑化線透過SPC的監(jiān)視,其潛伏的Pink Ring,可能在黑化線出問題之后的兩小時內(nèi)就被掌握了。以一個中級廠的規(guī)模,每小時生產(chǎn)250 ft2板子而言,所以甲廠未推行SPC與乙廠推行SPC在Pink Ring損失上最大的差異,可能就是24,000 ft2(250×24×4)與500 ft2(250×2)之比。想想看,這對本錢的影響該有多大呢?因此,做好SPC才是降低制造本錢的妙方。 六、SPC的診斷 推動SPC之后,如何知道
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