制程能力分析釋義

1、1999 年對公司來說，可定義為 OEM品質(zhì)年，此話 怎講因為從去年 HP的 PIGLET開始生產(chǎn)后，陸陸續(xù)續(xù) 接到 OEM客戶的訂單，諸如 NEC、PANASON、IC廣宇、 以及最近的通用、 INTEL 等等；我們可以從過去的經(jīng) 驗與事實，去觀察與分析 OEM客戶非常重視產(chǎn)品的品 質(zhì)管制，認為供貨商是產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的源頭或重要的 一部份，足以影響產(chǎn)品是否能及時推上市，獲得好評 的重要關鍵之一。因此對于品質(zhì)管制手法的使用， 一直是 OEM客戶注 意 的 焦 點 。 尤 其 是 制 程 能 力 分 析 (Analysis for Process Capability) 的應用，大家都視為是一新開

2、 發(fā)產(chǎn)品導入量產(chǎn)階段的指針， 所以本文的主題將針對 制程能力分析 來進行研討。接下來將透過下列幾個問題，來切入正題一、制程能力是個什么東西二、制程能力分析在什么時候?qū)嵤┦钦_的三、執(zhí)行制程能力分析前有那些步驟四、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何評價五、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何應用六、究竟要量測多少個樣品才能計算 Cpk七、Cpk 是否能監(jiān)測連續(xù)生產(chǎn)之制程、制程能力是個什么東西所謂 制程能力 就是一個制程在 固定的生產(chǎn) 因素（ 條件） 及穩(wěn)定管制 下所展現(xiàn)的品質(zhì)能力。那些是固定的生產(chǎn)因素 （條件） ；如設計的品 質(zhì)、模治具、機器設備、作業(yè)方法與作業(yè)者的訓練、 作業(yè)照明與環(huán)境、檢驗設備、檢驗方法與檢驗者的

3、 訓練 . 等等皆屬之。什么是穩(wěn)定管制；就是以上因素加以 標準化 設定后，并 徹底實施 后，且該制程之 測定值，都是 在穩(wěn)定的管制狀態(tài) 之下， 此時的品質(zhì)能力才可說是 該制程的制程能力。制程能力如何表示：1. 制程準確度 Ca （Capability of accuracy）2. 制程精確度 Cp （Capability ofprecision ）3. 綜合評價 （ 不良率 p ）4. 制程能力指數(shù) Cpk以上最常用的是 Cpk 、Cp、Ca，而 p 比較少有人使 用。1. 制程準確度 Ca (Capability of accuracy)凡從制程中所獲得之數(shù)據(jù) ( 實績) ，其 平均XCa(

4、 X （ T 所以 Ca 值愈小愈好 （ 盡量趨近于 0）1. 惟群體呈左右對稱之常態(tài)分布時，才能使用 Ca做制程能力分析。（ 單邊公差時， Ca為 0）4. 正值（） 時表示偏高； 負值（ ） 時表示偏低2. 制程精確度 Cp （Capability of precision） 從制程中全數(shù)檢驗或隨機抽樣 （ 一般樣本 n 須在 50個以上 ） 所計算出來之 樣本標準差 （ x ） ， 再乘以（ n / （ n 1 ） ，以推定實績 群體標準差（ ） 。用 3 與規(guī)格容許公差做比較Cp 規(guī)格容許差 / 3 規(guī)格公差 / 6 （ T/ 2 ） / 3由上述可知：Cp 值愈大愈好 （盡量大于 1

5、 以上）. 若 T < 6 時， Cp 值愈小。 （表示目前的生 產(chǎn)條件，不適合此精密度之產(chǎn)品 ）. Cp 與 Ca 成反比。 （Cp 愈大愈好， Ca 則反之 ）. 綜合評價 （ 不良率 p ） 當有些制程的生產(chǎn)實績?yōu)榱诉_成規(guī)格之要求， 必須 Ca值與 Cp 值兩者都要很好的情況下 ，而對整個制程 品質(zhì)之綜合評價，計算出 不良率 pZ 1Z2Z1 3 Cp （ 1 Ca ） . 由 Z1 查常態(tài)分配表得 P1 Z2 3 Cp （ 1 Ca ） . 由 Z2 查常態(tài)分配表得 P2 p P1 P2 由上述可知 : 生產(chǎn)實績?nèi)绮荒苓_成客戶要求之 （ 允收批內(nèi) ） 不良率， 則必須立即處理，

6、避免遭遇到退貨的危險！ ！4. 制程能力指數(shù) CpkCpk是綜合 Ca和 Cp 兩者之指數(shù)，其計算公 式:Ca( X ) / ( T / 2 )Cp 規(guī)格容許差 / 3 規(guī)格公差 / 6 ( T/ 2 ) /3Cpk ( 1 | Ca | )×Cp 由上述可知 :1. 當 Ca 0 ， Cpk Cp2. 單邊規(guī)格時， Cpk Cp二、制程能力分析在什么時候?qū)嵤┦钦_的正如前面所提到，制程能力的評估必須要在制程穩(wěn)定后，才能實施 ，也就是 X-R 管制圖 已顯示制程在穩(wěn)定的統(tǒng)計管制狀態(tài)下 （ 非機遇原因已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)， 并經(jīng)過分析與矯正，以及防止再發(fā) ） ，而且繼續(xù)保持在統(tǒng)計管制狀態(tài)下。因此

7、回憶過去我們所做的， 可以發(fā)現(xiàn)到一些問題：1. 未先執(zhí)行管制圖以確認制程的穩(wěn)定性 ，就徑行將所算得 Cpk當做 真正 的制程能力。2. 不探討非機遇原因 ，只是一味要求算 Cpk，而制程并不會隨著時間長而穩(wěn)定。3. 為達成客戶要求，只好修改數(shù)據(jù) ，表面 的 Cpk非常良好 ，卻冒著被退貨的高風險。4. 制程不良率 變異 起伏太大時，只好用 人海戰(zhàn)術來克服，不斷重工，現(xiàn)場人仰馬翻。5. 沒有因為 Cpk不好，而針對 共同因 或 特殊因 ， 采取矯正措施。. 只要算得 （尺寸） 多，就愈接近事實 （群體），就 愈能符合客戶的要求6. 客戶有要求算 Cpk，才去做三、執(zhí)行制程能力分析前有那些步驟1.

8、 確定制造流程 : 確定流程 （ 圖），訂定 QC工 程表，列出管制之生產(chǎn)條件、品質(zhì)特 性等。2. 制造流程解析 : 利用 5W1H手法，將制程各 作業(yè)單元的變異因素加以掌握，并可 得知制程所處的狀態(tài)。3. 決定管制項目 : 依制程之生產(chǎn)條件、 品質(zhì)特性、制程現(xiàn)況來決定管制項目。4. 實施標準化 :訂定各項標準， 并對相關人員實施各項標準之教育與訓練。5. 管制圖的運用 :應先建立解析用管制圖， 評估管制界限，再實施管制用管制圖，持續(xù)觀察制程的穩(wěn)定性與異常矯正。6. 制程能力分析 :收集數(shù)據(jù)，進行分析，以了解是否符合規(guī)格或客戶要求，如不能符合，立即采取矯正行動。. 制程之持續(xù)管制 :除非有證據(jù)

9、顯示制程平均值或全距值發(fā)生變化，否則仍然使用原管制界限，不能隨意修改。四、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何評價1. 制程準確度 Ca (Capability of accuracy)評價等級分級基準處置原則A|Ca| 作業(yè)員遵守 SOP操作并達到規(guī) 格之要求，所以持續(xù)維持。B|Ca| 25 如有必要時，盡可能改進為 A 級。C25 |Ca | 50 作業(yè)員可能看錯規(guī)格不按 SOP 操作或檢討規(guī)格及作業(yè)標準。D50 |Ca|應采取緊急措施，全面檢討有 可能影響之因素，必要時得停 止生產(chǎn)。對策方法是以制造單位為主、技術1.33 Cp甚為穩(wěn)定，可考慮將規(guī)格公差 縮小或此制程可勝任更精密 之工作。B Cp &

10、lt;有發(fā)生不良品的危險，必須加 以注意，并設法維持不要使其 變壞及迅速追查。C Cp <檢討規(guī)格及作業(yè)標準，可能本 制程不能勝任如此精密的工 作。DCp <應采取緊急措施，全面檢討有 可能影響之因素，必要時應停 止生產(chǎn)。對策方法是以技術單位為主、制造4. 制程能力指數(shù) Cpk評價等級Cpk值處置原則A Cpk制程能力已足夠B Cpk <尚可，應再努力CCpk <應加以改善五、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何應用 1. 對設計單位提供基本資料： 使其了解制程能力，從設計面解決問題。2. 分派工作到適當?shù)臋C器上： 決定一項機器 設備能否滿足要求。3. 用來驗收全新或翻修調(diào)整過之設

11、備： 利用機械之能力安 排適當工作，使其得到最佳 之應用。4. 選用合格之作業(yè)員： 剔除不合格人員或再 施予教育和訓練。. 選擇適當之工作方法： 建立標準化 SOP. 根據(jù)規(guī)格公差設定設備之管制界限： 為獲得最 經(jīng)濟、最穩(wěn)定之 生產(chǎn)。. 當制程能力超越公差時，決定最經(jīng)濟之作業(yè)水 準：（1）制程能力較公差為窄時， 用于建立經(jīng)濟管制界 限。2）制程能力較公差為寬時， 須調(diào)整一適當 中心值，以獲得最經(jīng)濟之生產(chǎn)。. 找出最好的作業(yè)方式： 建立最具價值之技術情 報資料。六、究竟要量測多少個樣品才能計算 Cpk之前我們已經(jīng)討論到， 制程能力的評估必須要在制程穩(wěn)定后， 才能實施， 也就是 X-R 管制圖 已

12、 顯示制程在穩(wěn)定的統(tǒng)計管制狀態(tài)下 （ 非機遇原因已 經(jīng)被發(fā)，并經(jīng)過分析與矯正，以及防止再發(fā) ） ，而且繼續(xù) 保持在統(tǒng)計管制狀態(tài)下。要多少個樣本數(shù)才能顯示出制程的穩(wěn)定性理論要求最好有 25 個以上的樣組，才具代表性。請大家注意！這里所提到的 25 個以上的樣組數(shù)是針對 管制圖而言 ，并不是指 Cpk。所以只要能了解制程的穩(wěn)定性，即使 n 2 5也能計算 Cpk，但是唯一前提是必須先用計量 值管制圖，來持續(xù)觀察制程穩(wěn)定 （ 必要時采 取矯正行動 ） 。以上所探討的角度，是從產(chǎn)品制程上出 發(fā)，若是談論到單一的模具、機器、設備 . 等等，個人建議是 連續(xù)取樣 100pcs 來計算。如果所有生產(chǎn)條件相同

13、，為何第一次與 第二次的 Cpk 會有差異這就是我們接下來要 討論的重點 .七、Cpk 是否能監(jiān)測連續(xù)生產(chǎn)之制程請看下列的示意圖，復習一下抽樣的概 念:第一次抽樣的 樣本 : 第二次抽樣的樣本: 假設同一量測員，采用隨機抽樣的手法， 抽樣區(qū)域可能落在群體上， 不同的位置，自 然會產(chǎn)生不同的結(jié)果 ，只要結(jié)果是在規(guī)格內(nèi) 我們都會允收。當然以少數(shù)樣本的成績代表 群體的真實面貌，會有風險；如好批誤判壞 批，壞批誤判好批。 （ 如何避免風險這不是現(xiàn) 在要談的主題，所以不再深入探討，回歸正 題。）這里所要表達的是， 在制程穩(wěn)定下，抽 樣實值有變化是屬于正?，F(xiàn)象，只是我們自 己了不了解這個變化 ，究竟是屬于

14、系統(tǒng) （ 共 同因變異 ） 或是突發(fā) （ 特殊因變異 ） 事件所產(chǎn) 生的所以我們用某段時間的制程能力，并不 足以代表整個制程是在穩(wěn)定狀態(tài)下 。只能了 解某段時間的制程能力是否符合要求 （ 規(guī) 格） ，無法了解到連續(xù)生產(chǎn)的制程有何變化最后大家為求速成，只計算 Cpk （ 重視結(jié) 果，這還是某段時間的結(jié)果 ） ，不做管制 圖 （ 忽視過程，不良或然率蠢蠢欲動 ） ，稍 一不慎不良品如洪水猛獸般 ，必須傾全廠之力去抵擋 （ 重工） ，甚至要面 臨被退貨的高風險！最后我們可以做個結(jié)論：1. 任何的抽樣都有誤差的存在 （ 隨機問 題）2. 沒有一個制程可以做到 100在統(tǒng)計管 制狀態(tài)之下 （變異問題 ）3. 沒有任何制造批為完全之常態(tài)分配 （ 或 是其它型態(tài)分配，如果不是近似常態(tài)， Cpk 就值得爭議 ） .因此，所有制程能力分析的結(jié)果必須很小心 考慮 （ 而不是只是看一看就好 ） ，并且以很 保守謹慎的態(tài)度去解析。製程能力與改善方向關係圖良品率(0.5,1.85)1.661.3399.73% 等高線(0.4,1.54607)安全區(qū)(0.25,1.237)(0.3118,1.