SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制經(jīng)典培訓(xùn)教材

1、 33 / 34S P C精 進(jìn) 教 育 教 材製作: 日期:2001/3/27頁(yè)數(shù):共29頁(yè)一、SPC的源起SPC: Statistical Process Control年代人名貢獻(xiàn)1910費(fèi)雪 Fisher敘述統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橥普摻y(tǒng)計(jì)1930修華特 Shewhart發(fā)明管制圖1950戴明 Deming統(tǒng)計(jì)與品管結(jié)合(S Q C)1980三大汽車廠推行SPC日本品質(zhì)的演進(jìn)品質(zhì)是檢驗(yàn)出來(lái)的 5%品質(zhì)是製造出來(lái)的 20%品質(zhì)是設(shè)計(jì)出來(lái)的 75%二、美、日推行SPC美國(guó)推動(dòng)SPC的原因1.SPC可發(fā)現(xiàn)製程中的變異,並加以解決,不僅可提昇品質(zhì),更可降低成本。2.作業(yè)者利用它,可使工作有效率。3.管理者透

2、過(guò)它,可掌握製程的品質(zhì)。日本推動(dòng)SPC的效果1. 可顯示製程中的變異。2. 可反映製程調(diào)整的效果。3. 可指出製程最須改善之處。SPC讓傳統(tǒng)兩論同時(shí)實(shí)現(xiàn)1. 確保高品質(zhì)與高生產(chǎn)力品質(zhì)是製造出來(lái),不是檢查出來(lái)的。檢修人員可解決問(wèn)題,但不能消除問(wèn)題。2. 確保作業(yè)者的尊嚴(yán)SPC是將製程品管的責(zé)任,交由現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)者負(fù)責(zé)的方法,此即謂工作的人性化。三、SPC的理論SPC觀念的來(lái)源1. 沒(méi)有兩件的事情、產(chǎn)品、人是完全一樣的。2. 製程中的變異是可以衡量的。3. 宇宙的事物與工業(yè)產(chǎn)品其都呈常態(tài)分配的。4.變異的原因可以分為機(jī)遇原因與非機(jī)遇原因。變異變異可分為機(jī)遇原因與非機(jī)遇原因機(jī)遇原因：原就存在於製程中的原

3、因，是屬於製程的一部份。大概有85%製程的品質(zhì)問(wèn)題是屬於此類，其改善須管理階層的努力方可解決。非機(jī)遇原因：原不存在於製程中的原因。大概有15%製程的品質(zhì)問(wèn)題屬於此類，其改善係經(jīng)由基層作業(yè)者的努力方可解決。常態(tài)分配99.73%95.45%68.27%-3 -2 -1 +1 +2 +3.在隨機(jī)抽樣條件下 68.27%表在±1範(fàn)圍內(nèi),抽到的機(jī)率95.45%表在±2範(fàn)圍內(nèi),抽到的機(jī)率99.73%表在±3範(fàn)圍內(nèi),抽到的機(jī)率符號(hào)認(rèn)識(shí)母體(群體) 樣本平均值 X標(biāo)準(zhǔn)差S公式X1+X2+ XX = n = n (X1-X)2+(X2-X)2+. (Xi-X)2S= n-1 = n

4、-1n-1中的1為自由度,因母體分配比抽樣範(fàn)圍大.(為讓分母小一點(diǎn)). 若為母體則不減1.常態(tài)分配的特性1. 群體平均值()之次數(shù)最多.2. 兩邊對(duì)稱.3. 曲線與橫線不相交.4. 曲線之反曲點(diǎn)在±1處.5. 曲線與橫軸所為之面積為1.反曲點(diǎn)四、SPC的定義與實(shí)施步驟定義經(jīng)由製程中去收集資料,而加以統(tǒng)計(jì)分析,從分析中得以發(fā)覺(jué)製程的異常,並經(jīng)由問(wèn)題分析以找出異常原因,立即採(cǎi)取改善措施,使製程恢復(fù)正常。並透過(guò)製程能力解析與標(biāo)準(zhǔn)化,以不斷提昇製程能力。推行三要項(xiàng)1.統(tǒng)計(jì)的方法可以應(yīng)用在任何改善與追求進(jìn)步的場(chǎng)合。2.只是理論上的知識(shí)推演是無(wú)法融會(huì)貫通的,必須實(shí)際去瞭解製程管制與演練方可致效。

5、3.持續(xù)的改善、不斷的進(jìn)步,沒(méi)有終止。不良查檢容忍浪費(fèi)預(yù)先防止避免浪費(fèi)管理兩面性維持&改善建立SPC的步驟1.確立製造流程 ·繪製製造流程圖 ·訂定品質(zhì)工程表2.決定管制項(xiàng)目 ·顧客之需求為何?3.實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化 ·標(biāo)準(zhǔn)之建立、修正與營(yíng)運(yùn)4.製程能力解析 ·是否符合規(guī)格或顧客的要求?5.管制圖的運(yùn)用 ·如何正確的使用適當(dāng)之管制圖6.問(wèn)題分析解決 ·原因?yàn)楹? ·如何避免問(wèn)題再次發(fā)生?7.製程之繼續(xù)管制·延長(zhǎng)管制界限作為製程之繼續(xù)管制SPC的應(yīng)用步驟(圖解)一.確立製造流程二.決定管制項(xiàng)目三.實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化

6、六.問(wèn)題分析解決四.製程能力調(diào)查 Ca、Cp、CpkCpk<1管制條件變動(dòng)時(shí)Cpk1五.管制圖的運(yùn)用六.問(wèn)題分析解決七.製造之繼續(xù)管制流程五、製程能力調(diào)查製程能力定義使製程標(biāo)準(zhǔn)化，除去異常因素，當(dāng)製程維持在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，所實(shí)現(xiàn)的品質(zhì)程度。製程能力評(píng)價(jià)定期評(píng)價(jià)：防止製程能力衰退(包括工具損耗、材料變異、人為變異與其它因素)。不定期評(píng)價(jià)：防止製程能力錯(cuò)誤,凡生產(chǎn)條件有所變更時(shí),須實(shí)施評(píng)價(jià)。(買入新設(shè)備、新產(chǎn)品開發(fā)、工具更換、機(jī)器設(shè)備修理完成、規(guī)格或作業(yè)方式變更時(shí)、其它生產(chǎn)因素變更時(shí)、某種工程發(fā)生不良時(shí))。調(diào)查步驟明確的目的選定調(diào)查對(duì)象4M的標(biāo)準(zhǔn)化明確的目的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的教育確的目的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的實(shí)施數(shù)

7、據(jù)收集.分析製程處?kù)斗枪苤茽顟B(tài)時(shí)製程處?kù)豆苤茽顟B(tài)時(shí)找出非機(jī)遇原因製程能力的把握Cpk<1.0Cpk1.0能力足夠能力不足先掌握機(jī)械能力,並追究原因標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)與再發(fā)防止標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)原因不明,且無(wú)法採(cǎi)取技術(shù)性的措施l 調(diào)節(jié)製程管制l 檢討規(guī)格公差l 修正檢驗(yàn)等等六、數(shù)值法製程能力分析製程準(zhǔn)確度Ca(Capability of Accuracy)衡量製程之實(shí)際平均值與規(guī)格平均值之一致性。計(jì)算：×100% Ca= X - T/2×100% =實(shí)際中心值-規(guī)格中心值規(guī)格容許差 (T= Su-SL = 規(guī)格上限-規(guī)格下限)l 單邊規(guī)格無(wú)規(guī)格中心值,故不能算Ca等級(jí)判定：l Ca愈小

8、,品質(zhì)愈佳。依Ca大小分四級(jí)等級(jí)Ca值A(chǔ)|Ca| 12.5%B 12.5% <|Ca| 25.0%C 25.0% <|Ca| 50.0%D 50.0% <|Ca|處置原則l A級(jí)：維持現(xiàn)狀l B級(jí)：改進(jìn)為A級(jí)l C級(jí)：立即檢討改善l D級(jí)：採(cǎi)取緊急措施,全面檢討,必要時(shí)停止生產(chǎn)習(xí)題：某鋼管之切削規(guī)格為750±10mm，五月之切削實(shí)績(jī)?yōu)閄±3=748±8mm；六月份為749±8mm，求Ca值與等級(jí)。製程精密度Cp(Capability of Precision)衡量製程之變異寬度與規(guī)格公差範(fàn)圍相差之情形。計(jì)算：雙邊規(guī)格 =Cp= T 規(guī)格

9、公差66個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單邊規(guī)格或Cp=Cp= Su XX - SL3 3表估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)差等級(jí)判定：l Cp愈大,品質(zhì)愈佳。依Cp大小分五級(jí)等級(jí)Cp值A(chǔ)+ 1.67 CpA 1.33 Cp < 1.67B 1.00 Cp < 1.33C 0.67 Cp < 1.00D Cp < 0.67處置原則l A+級(jí)：考慮管理簡(jiǎn)單化或成本降低l A級(jí)：維持現(xiàn)狀l B級(jí)：改進(jìn)為A級(jí)l C級(jí)：需全數(shù)選別,並管理、改善工程l D級(jí)：進(jìn)行品質(zhì)的改善,探求原因,需要採(cǎi)取緊急對(duì)策,並重新檢討規(guī)格習(xí)題：某電鍍品其鍍金厚度規(guī)格為50±2.0mm1.昨日之生產(chǎn)實(shí)績(jī)?yōu)閄±3=53±

10、1.5 mm2.今日之生產(chǎn)實(shí)績(jī)?yōu)?1±2.3 mm求Cp值與等級(jí)？製程能力指數(shù)Cpk綜合Ca與Cp兩值之指數(shù)1. Cpk = (1-|Ca|) × Cp當(dāng)Ca=0時(shí) Cpk = Cp單邊規(guī)格時(shí),Cpk即以Cp值計(jì)算ZLSL= ZUSL=2. USL-X X-LSLCpk= Z min 3Z值用於計(jì)算Cpk(Cp、Ca)、面積、查表知不良率等級(jí)判定：l Cpk愈大,品質(zhì)愈佳。依Cpk大小分五級(jí)等級(jí)Cpk值A(chǔ)+ 1.67 CpkA 1.33 Cpk < 1.67B 1.00 Cpk < 1.33C 0.67 Cpk < 1.00D Cpk < 0.67處

11、置原則l A+級(jí)：考慮管理簡(jiǎn)單化或成本降低l A級(jí)：維持現(xiàn)狀l B級(jí)：改進(jìn)為A級(jí)l C級(jí)：需全數(shù)選別,並管理、改善製程l D級(jí)：進(jìn)行品質(zhì)的改善,探求原因,需要採(cǎi)取緊急對(duì)策,並重新檢討規(guī)格習(xí)題：某電鍍品其鍍金厚度規(guī)格為0.70±0.20mm生產(chǎn)實(shí)績(jī)?yōu)閄±3=0.738±0.2175 mm求Cpk值與等級(jí)？製程精密度(Cp值)與不良率之關(guān)係Cp值規(guī)格公差(T)不良率(規(guī)格以外比率)單邊規(guī)格雙邊規(guī)格0.674(±2)2.27%4.55%1.006(±3)0.14%0.27%1.338(±4)31.8 PPM63.6 PPM1.609.6(&

12、#177;4.8)0.81 PPM1.62 PPM1.7610.4(±5.3)0.06 PPM0.12 PPM2.0012.0(±6)1 PPB2 PPB七、管制圖由來(lái)管制圖是1924年由修華特博士(Dr.Shewhart),在研究產(chǎn)品品質(zhì)特性之次數(shù)分配時(shí)所發(fā)現(xiàn)。正常的工程所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品知品質(zhì)特性,其分配大都呈現(xiàn)常態(tài)分配,會(huì)超出三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(±3)的產(chǎn)品只有0.27%。依據(jù)此原理,將常態(tài)曲線圖旋轉(zhuǎn)90度,在三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的地方加上兩條界線,並將抽樣之?dāng)?shù)據(jù)順序點(diǎn)會(huì)而成管制圖。定義一種用於調(diào)查製造程序是否在穩(wěn)定狀態(tài)下(解析用)，或者維持製造程序在穩(wěn)定狀態(tài)上所使用之圖(管制

13、用)。 2.14% 2.14% 0.135% 0.135% 13.59% 13.59% 34.135% 34.135%-3-2-+2+368.27%95.45% 99.73%CLLCLUCL規(guī)格範(fàn)圍數(shù)據(jù)計(jì)量值:一種品質(zhì)特性之?dāng)?shù)值，可用連續(xù)量計(jì)量者數(shù)值數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)值:一種品質(zhì)特性之?dāng)?shù)值，可用以計(jì)數(shù)者管制圖的種類l 計(jì)量值管制圖X-RChart (平均值與全距管制圖)X-R Chart (中位數(shù)與全距管制圖)X-Rm Chart(個(gè)別值與移動(dòng)全距管制圖)X-S Chart (平均值與標(biāo)準(zhǔn)差管制圖)l 計(jì)數(shù)值管制圖p-Chart (不良率管制圖)nP-Chart(不良數(shù)管制圖)C-Chart (缺點(diǎn)數(shù)管

14、制圖)U-Chart (單位缺點(diǎn)數(shù)管制圖)X-R Chart適用製程：l 可用以管制分組之計(jì)量數(shù)據(jù),即每次同時(shí)取得幾個(gè)數(shù)據(jù)之工程。l 是把握工程狀態(tài)最有效的一種管制圖。公式：X管制圖：中心線(CL)=X管制上限(UCL)=X+A2R管制下限(LCL)=X-A2RR管制圖：中心線(CL)=R管制上限(UCL)=D4R管制下限(LCL)=D3RRd2=建立解析用管制圖(X-R Chart)步驟1. 收集數(shù)據(jù)依測(cè)定時(shí)間順序排列.2. 數(shù)據(jù)分組以35個(gè)數(shù)據(jù)為一組最佳.3. 記入管制圖的數(shù)據(jù)欄內(nèi).4. 計(jì)算平均值X求各組平均值X.5. 計(jì)算全距R求各組的全距.6. 計(jì)算總平均值X求各組平均值X的總平均值

15、X.7. 計(jì)算全距的平均值R求各組全距的平均值R.8. 查係數(shù)A2,D4,D3並帶入公式計(jì)算管制界限.9. 繪製管制界線與中心線X管制圖在上,R管制圖在下.10.點(diǎn)繪點(diǎn)在其數(shù)值之位置並以直線連接之.11.管制界限檢討見(jiàn)下頁(yè)流程圖.計(jì)量值管制圖分析流程全距均在管制界限內(nèi)嗎?是否只有一或二個(gè)點(diǎn)在管制界限外?否是是計(jì)算平均值的管制界限重新收集資料停止計(jì)算平均值的管制界限找出亦修正非機(jī)遇原因計(jì)算平均值的管制圖.全距失控3個(gè)以上的點(diǎn)在管制界限外全距值均在控制中.否是其餘的全距值均在管制界限內(nèi)嗎?剔除這一或二個(gè)全距值的樣本.重新計(jì)算X、R的全距管制界限.是建立製程管制用管制圖步驟1.記上必要事項(xiàng)2.繪入管

16、制界限3.繪點(diǎn)4.狀態(tài)判斷5.改正措施6.管制界限的延續(xù)使用.X-R Chart適用製程：l 與X-RChart,但檢出力較差,故多以X-R Chart取代之。公式：X管制圖：中心線(CL)=X管制上限(UCL)=X+m3A2R管制下限(LCL)=X-m3A2RR管制圖：中心線(CL)=R管制上限(UCL)=D4R管制下限(LCL)=D3RX-Rm Chart適用製程：l 耗用時(shí)間很多方能完成測(cè)試者。l 屬極為均勻一致之產(chǎn)品。l 破壞性試驗(yàn)或是測(cè)量不易。l 產(chǎn)品係非常貴重之物品。l 產(chǎn)量不大,批量很小。l 爭(zhēng)取時(shí)效性。公式：X管制圖：中心線(CL)=X管制上限(UCL)=X+E2Rm管制下限(

17、LCL)=X-E2Rm Rm管制圖：中心線(CL)=Rm管制上限(UCL)=D4Rm管制下限(LCL)=D3Rm建立解析用管制圖(X-Rm Chart)步驟1.收集數(shù)據(jù)依測(cè)定時(shí)間順序排列.2.數(shù)據(jù)分組一般以n=2計(jì)算的情形較多.3.記入管制圖的數(shù)據(jù)欄內(nèi).4.計(jì)算全距Rm求分組的全距.5.計(jì)算平均值X與Rm.6.查係數(shù)E2,D4,D3並帶入公式計(jì)算管制界限.7.繪製管制界線與中心線X管制圖在上,Rm管制圖在下.8.點(diǎn)繪點(diǎn)在其數(shù)值之位置並以直線連接之.9.管制界限檢討-如X-R管制圖一樣.建立製程管制用管制圖(X-Rm Chart)步驟同X-R管制圖X-S Chart適用製程：l 同X-R管制圖,

18、但當(dāng)n>10,則使用X-S公式：X管制圖：中心線(CL)=X管制上限(UCL)=X+A3S管制下限(LCL)=X-A3SR管制圖：中心線(CL)=S管制上限(UCL)=B4S管制下限(LCL)=B3SSC4=p Chart適用製程：l 產(chǎn)品依規(guī)格分合格/不合格、可以/不可以、通過(guò)/不通過(guò)公式：中心線 (CL)=Pl 當(dāng)樣組樣本n相等或不超過(guò)±25% P(1-P)管制上限(UCL)=P+3 n P(1-P)管制下限(LCL)=P-3 nl 當(dāng)樣組樣本n超過(guò)±25% P(1-P)管制上限(UCL)=P+3 n P(1-P)管制下限(LCL)=P-3 n建立解析用管制圖(p Chart)步驟1.收集數(shù)據(jù)依測(cè)定時(shí)間順序排列.2.數(shù)據(jù)分組每組樣本內(nèi)含有15個(gè)不良品為佳.3.記入管制圖的數(shù)據(jù)欄內(nèi).4.計(jì)算每組之不良率.5.計(jì)算平均值不良率P與平均樣本數(shù)n.6.計(jì)算管制界限.7.繪製管制界線與中心線.8.點(diǎn)繪點(diǎn)在其數(shù)值之位置並以直線連接之.9.管制界限檢討-如X-R管制圖一樣.建立製程管制用管制圖(p Chart)步驟同X-R管制圖nP Chart適用製程：l 基本上與P Chart,惟每組樣本數(shù)須一樣.公式：中心線 (CL)=nP管制上限(U