SPC統(tǒng)計(jì)的認(rèn)識與應(yīng)用

1、SPC的認(rèn)識與應(yīng)用 一、SPC興起的背景 這幾年對臺灣的制程業(yè)而言，SPC大概已變成一個(gè)愈來愈熱門的話題。為了幸免盲目地人云亦云，我們更需要先探究一下SPC的來龍去脈。事實(shí)上SPC會興起，是源自于一些特定的時(shí)空背景。 1-1 SPC興起是宣告經(jīng)驗(yàn)掛帥時(shí)代的結(jié)束 假如工作經(jīng)驗(yàn)對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕重的阻礙（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，假如某一公司開始將經(jīng)驗(yàn)加以整理，而納入設(shè)備、制程或系統(tǒng)時(shí)；也確實(shí)是講，該公司開始宣告經(jīng)驗(yàn)掛帥時(shí)代將要結(jié)束，那么SPC的導(dǎo)入時(shí)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(shí)代的來臨 在傳統(tǒng)個(gè)人自掃門前雪的時(shí)代，每一個(gè)公司都要

2、采納自己的資源與方法，來認(rèn)可某些合格供貨商。這對買賣雙方而言，差不多上勞民傷財(cái)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?yàn)樗麄兲夭恢匾暜a(chǎn)品生產(chǎn)的過程與系統(tǒng)，因?yàn)橹挥蟹€(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?；谏鲜鰞牲c(diǎn)主客觀的因素，因此，對仍想長期在臺灣進(jìn)展的制程業(yè)者而言，SPC已成為阻礙生存涉及成敗的關(guān)鍵制度了。 二、S

3、PC的迷思（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)覺一些下述的迷思。 2-1迷思一：有管制圖確實(shí)是在推動SPC？ 事實(shí)上管制圖只是SPC的工具之一，因此管制圖SPC是一種專門粗淺的看法。嚴(yán)謹(jǐn)講來，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)（）依舊制程參數(shù)（）管制圖 這張管制圖是否有意義？ 它所管制的參數(shù)確實(shí)對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕的阻礙嗎？ 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？ 這些問題通過推敲之后才能關(guān)心我們對SPC作更深入的了解。2-2迷思二：有了Ca/Cp/Cpk等計(jì)算確實(shí)是在推動SPC？ Ca/Cp

4、/Cpk是在SPC中計(jì)算制程能力最要緊的指針，因此會作制程能力分析的公司，因此是一個(gè)對SPC認(rèn)識較深入的公司，然而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：有了可操縱的制程參數(shù)（Process Parameter）確實(shí)是SPC？ 制程參數(shù)的確是SPC的焦點(diǎn)，然而透過此迷思我們應(yīng)深入探究 什么緣故挑出這些制程參數(shù)？ 這些制程參數(shù)的操縱條件是如何決定的？ 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(diǎn)制程（Process） SPC與傳統(tǒng)SQC的最大不同點(diǎn)，就

5、在于由Q至P的這兩個(gè)字轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的SQC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(shí)。而在SPC的方法上，則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?yàn)橹瞥痰钠鸱兓攀窃斐善焚|(zhì)變異（Variation）的要緊根源，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(diǎn)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，也就會自然而然的出現(xiàn)了。一般而言，有效的SPC應(yīng)循下列步驟依序進(jìn)行： 制

6、程制程參數(shù)P1P2P3P4（溫度）P1AP2AP4A（壓力）P2BP3B（溫度）P1CP3CP4C（速度）P2DP4D（pH值）P1FP4F（能量）P2GP3G 4-1步驟一：深入掌握因果模式 所謂因果模式，確實(shí)是找出哪些制程參數(shù)（Process Parameter)對產(chǎn)品品質(zhì)(Product Quality)會有舉足輕重的阻礙。這種探究模式，能夠圖標(biāo)方式講明如上。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)造成阻礙，但事實(shí)上我們都明白，每一制程參數(shù)對產(chǎn)品的阻礙程度一定可不能相同。因此，SPC首先要做的確實(shí)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下列這張制程參數(shù)的柏拉圖： 得

7、到這張柏拉圖有什么好處呢？其好處確實(shí)是希望能從眾多的操作參數(shù)之中，過濾出少數(shù)舉足輕重的項(xiàng)目來加以管制，因此，假如能夠作好SPC，事實(shí)上管制項(xiàng)目全然不必太多， 管制成本因此也就會相對降低了。 至于如何找出上述的因果模式呢？原則上要視產(chǎn)品品質(zhì)的復(fù)雜度而訂，假如，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，假如遇到復(fù)雜度高的個(gè)案，那可能就不得不借助實(shí)驗(yàn)打算法(D.O.E)的更高階分析工具了。4-2步驟二：設(shè)定要緊參數(shù)的操縱范圍 通過上述“步驟一”找出阻礙結(jié)果的要緊參數(shù)之后，接著要推敲的確實(shí)是：這些參數(shù)該操縱在那一個(gè)范圍內(nèi)變動才恰當(dāng)？那個(gè)時(shí)候，我們就需要進(jìn)一步地借助相關(guān)

8、與回歸分析等統(tǒng)計(jì)工具來合理地推測出操縱范圍。 我們接著援引“步驟一”之例，來講明如何決定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”，而通過相關(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則為： y=-2+4x，其中 y=抗撕強(qiáng)度，x=P2B之壓力強(qiáng)度值若己知產(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，則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) 通過這種相關(guān)回歸的轉(zhuǎn)換之后，P2B的操縱范圍就可合理地設(shè)在3.5 0.5(lb/in2

9、)之間，換言之，只要事先將第二制程之壓力(P2B)，好好操縱在3.5 0.5之間，那么，除非有專門的意外，否則產(chǎn)品的抗撕強(qiáng)，理當(dāng)不成問題。差不多上，做到那個(gè)時(shí)期，SPC的精神才可確實(shí)是真正出現(xiàn)了。因此相對的，今天貴公司所推動的SPC，假如制程參考的操縱范圍，并無嚴(yán)謹(jǐn)脈絡(luò)可循（大部分參數(shù)差不多上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：建立制程操縱方法 通過“步驟一步驟二”之后，對SPC而言只能講完成了S與P兩部份，而C部只是剛開始而已。因?yàn)椴倏v范圍只是操縱方法的一部份，若要談完整的操縱的方法，則需要進(jìn)一步探究。 操縱頻率（換言之，確實(shí)是多久該抽樣一次

10、？一般抽樣頻率與制造系統(tǒng)的穩(wěn)定性有緊密的關(guān)系，通常若Process的穩(wěn)定性愈高，則操縱頻率就可相對的放松） 樣本抽取方法 樣本量測方法（為了幸免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(shí)驗(yàn)時(shí)期時(shí)采取一致的方法，而在操縱一段時(shí)刻，驗(yàn)證吻合之后，則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) 是否通過“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(yàn)了呢？假如仍要作成品檢驗(yàn)，那么與推動SPC之前原來的成品檢驗(yàn)有何不同呢？深入研究這些問題，才有助于明白SPC的全貌。事實(shí)上即使

11、“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(yàn)，其目的何在呢？因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)不管設(shè)計(jì)如何的嚴(yán)謹(jǐn)，隨著時(shí)刻的流逝，系統(tǒng)本身都埋伏了突變的可能，現(xiàn)以圖標(biāo)法講明如下圖。 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操縱在3.5 0.5之范圍內(nèi)即可，然而誰能保證原系統(tǒng)永久不變呢？因此，為偵測“原系統(tǒng)”是否已產(chǎn)生突變，因此，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，假如結(jié)果顯示抗撕力正常（在12 2之內(nèi)），那么，P2B接著操縱在3.5 0.5之內(nèi)就有意義；反之，假如抽出樣本的結(jié)果顯示抗撕強(qiáng)度異

12、常（如上圖落在49之間全部Out Spec），那么，我們就要趕忙警覺系統(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，事實(shí)上推動SPC時(shí)，仍要做少數(shù)成品檢驗(yàn)的，只是SPC中成品檢驗(yàn)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(yàn)來作全批“允收”的目的是不相同的。 既然在SPC中的成品檢驗(yàn)是要驗(yàn)證原系統(tǒng)是否有發(fā)生突變，因此，成品檢驗(yàn)的時(shí)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(shí)機(jī)之后，抽驗(yàn)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(shí)刻”，差不多上系統(tǒng)最可能出現(xiàn)突變之時(shí)機(jī)。這時(shí)，抽取成品來驗(yàn)證系統(tǒng)的步驟就顯得特不重要了。 上

13、述“步驟一步驟二步驟三步驟四”，是推動執(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)假如能夠循序漸進(jìn)地落實(shí)執(zhí)行，那么，就能逐漸體會到下述各項(xiàng)SPC的精髓。 5-1 SPC能使治理更合邏輯 從上述“步驟一步驟二步驟三步驟四”來看，做好SPC的過程，事實(shí)上也確實(shí)是脫離直覺式治理而進(jìn)入邏輯治理的過程，中國人常講物有本末，事有始終，知所先后，則近道矣，這豈不正是SPC的寫照？因此，若能愈深入了解SPC，那么治理自然就愈合邏輯。5-2 SPC能使治理掌握先機(jī) 因?yàn)镾PC是從產(chǎn)品之品質(zhì)特性，回溯到源頭從制程參數(shù)上著手之治理。這種源流治理的方法從消極方面講，能夠防止損失于

14、事先；從積極方面講，更可制造品質(zhì)于源頭，因此掌握先機(jī)自然也成為SPC的精髓。5-3 SPC能使治理更加省事 SPC是從容易操縱的制程參數(shù)下手，來掌握不容易操縱的成品品質(zhì)。因此，是一種相當(dāng)省事的治理，試想倘若不實(shí)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？尤其苦惱的是，若不做SPC，那么產(chǎn)量愈大，品檢人員就要等幅增加。反之，做好SPC后其品檢人手是能夠不增反減的，因此何者省事、省鈔票，至此已昭然若揭有目共睹了。5-4 SPC使制造成本更低 推動SPC除了可使5-3節(jié)所講的鑒定成本得以節(jié)約之外，更可使內(nèi)部的失敗成本大幅降低。若以PCB為例，其Pink Ring的缺點(diǎn)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)覺；而一旦Pink Ring在PTH中發(fā)覺時(shí)，四天來的WIP都有可能受到波及的機(jī)會。然而若在另一家（乙廠）妥善實(shí)行SPC的公司，則黑化線透過SPC的監(jiān)視，其埋伏的Pink Ring，可能在黑化線出問題之后的兩小時(shí)內(nèi)就被掌握了。以一個(gè)中級廠的規(guī)模，每小時(shí)生產(chǎn)250 ft2板子而言，因此甲廠（未推行SPC）與乙廠（推行SPC）在Pink Ring損失上最大的差異，可能確實(shí)是24,000 ft2(250244)與500 ft2(2502)之比。想想看，這對成本的阻礙該有多大呢？因此，做好SPC才是降低制造成本的妙方