【培訓(xùn)課件】統(tǒng)計制程管制spc.ppt

1、統(tǒng)計製程管制SPC,Statistic Process Control,Jeffrey Chen,SPC簡介, SPC的基本原理： 1.被量測出的產(chǎn)品品質(zhì)特性均是由於某些偶然因素 所造成的結(jié)果。 2.某些偶然因素下的一致現(xiàn)象，是任何製造和 檢驗(yàn)的架構(gòu)下所故有的。 3.在這固有之一致現(xiàn)象的狀態(tài)下的變動將無法 找到原因。 4.在該狀態(tài)外的變動原因，則是可被發(fā)現(xiàn)而加以改 正的。,影響產(chǎn)品品質(zhì)的變異分為不可歸咎變異和 可歸咎變異等兩類因素： 1.不可歸咎變異因素是在製程中隨時都會影響到產(chǎn) 品。 2.可歸咎變異因素則是在某種特定條件下的製程中 才會影響到產(chǎn)品。,SPC圖 (SPC Charts)正是為了

2、判斷製程是否穩(wěn)定，或是區(qū)分製程究竟是被不可歸咎變異因素或可歸咎變異因素所影響的一種統(tǒng)計技術(shù)。,數(shù)據(jù)描述的方法,中央趨勢量的量測 在SPC 中，中央趨勢量的目的是指出資料所處的位 置與集中的值，可以幫助我們決定是否要更改製程 的設(shè)定。包括下列數(shù)個具代表性的值：平均數(shù)中 數(shù)眾數(shù)與截尾平均數(shù)。,平均數(shù)(mean)： 平均數(shù)在SPC中最常用來決定製程是否偏離目標(biāo)值， 樣本平均值以X表示。 中位數(shù)(median)： 位於所有數(shù)值的中央稱為中位數(shù)，如果數(shù)值有偶數(shù)個 ，則取中間兩個數(shù)的平均值當(dāng)中位數(shù)。中位數(shù)的意義 在於有50%的值小於或等於中位數(shù)。 因?yàn)橹形粩?shù)比起平均數(shù)而言，較不會被極端值影響， 故中位數(shù)比

3、較穩(wěn)健。,眾數(shù)(mode)： 出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)稱為眾數(shù) 截尾平均數(shù)(trimmed mean)： 截尾平均是取介於第一與第三四分位數(shù)中所有值的平 均，比起平均數(shù)，截尾平均數(shù)較不受特別大或特別小 的值所影響。同時又不是只代表某個出現(xiàn)頻率最高的 值。,分散度的量測,分散度的量測提供資料變化分散的程度 Range: 在一組資料中最大與最小的差 R= Xc - Xs 最大 最小 Variance 變異數(shù): 是測量觀測值均值變動的情形 標(biāo)準(zhǔn)差： 表示觀測值相對於平均值的離散狀況,製程能力分析,何謂製程能力 製程能力是指製程在管制狀態(tài)下所呈現(xiàn)之質(zhì)與量 的能力。故製程能力可以產(chǎn)量、效率表示，也可 以成品、半

4、成品、零件等之品質(zhì)特性來表示，也可 以不良率或缺點(diǎn)數(shù)來表示。 製程能力可為一部機(jī)器或一設(shè)備在一定條件下操作 的能力，包括人、材料機(jī)器及方法在長時間操作下 所程現(xiàn)的能力。,製程能力與規(guī)格,製程是否具有產(chǎn)出符合工程規(guī)格零件的能力，在於 製程變異範(fàn)圍是否介於工程規(guī)格之內(nèi)，一般而言可 能有下列三種情況： 1.製程變異小於規(guī)格間差異。 2.製程變異等於規(guī)格間差異。 3.製程變異大於規(guī)格間差異。,第一種情況：6USLLSL 當(dāng)製程變異(6 )小於規(guī)格間之差(USLLSL)時， 這是最理想情況，個別值和規(guī)格的關(guān)係最佳，因?yàn)?規(guī)格比製程變異大很多，即使製程平均值有很大的 移動，也不易超出規(guī)格界線，所以不必時常

5、調(diào)整機(jī) 器或?qū)ふ曳亲匀灰蛩亍?第二種情況：6 USLLSL 製程變異或製程能力等於規(guī)格間的差。如果製程的 次數(shù)分佈與A相同則有99.74%的產(chǎn)品符合規(guī)格；但 是當(dāng)製程平均移動時(如分佈B)或變異增大時(如分佈 C)，則不良率可能遠(yuǎn)大於0.06%。只有分佈A的是處 於統(tǒng)計管制內(nèi)，不良品的發(fā)生率在可接受的範(fàn)圍之 內(nèi)，可是一但發(fā)生非自然因素的變異，需立即加以 矯正。,第三種情況：6 USLLSL 當(dāng)製程變異或製程能力大於規(guī)格間之差時，表示製 程處於非常不理想的情況中，即使是自然型態(tài)的變 異，如圖上次數(shù)分佈A，超出規(guī)格的上下限的不良率 在不可接受的範(fàn)圍內(nèi)；換句話說，製程沒有製造符 合規(guī)格產(chǎn)品的能力。,

6、製程能力分析,美國品質(zhì)協(xié)會對製程能力的定義為：對一指定特 性的固有製程變異性(Inherent Process Variability) 的統(tǒng)計量測。在討論製程能力指標(biāo)之前，我們必 須假設(shè)製程產(chǎn)出是一個常態(tài)分配，且處於統(tǒng)計管制 之下。,所謂製程能力分析又稱為製程能力研究， 是利用管 制圖、次數(shù)分配圖及其它統(tǒng)計方法以決定製程能力 的一種系統(tǒng)性工作，這種工作包括下列步驟 1.確定能代表製程能力的品質(zhì)特性。 2.由製程抽取樣本測定其特定性值普通需收集100至 250個數(shù)據(jù)。 3.點(diǎn)繪出的形態(tài)，計算其平均值與標(biāo)準(zhǔn)差(利用次數(shù) 分配圖) 。 4.解釋此種形態(tài)，發(fā)掘異?，F(xiàn)象，確定在經(jīng)濟(jì)上是否 值得採取措施

7、。 5.對異?，F(xiàn)象採取措施。,製程能力分析的用途,製程能力分析之用途，約可分為下列幾點(diǎn)： 1.提供資料給設(shè)計部門，使其能盡量利用目前之工程能力，以設(shè)計新產(chǎn)品。 2.決定一項新設(shè)備或翻修的設(shè)備能否滿足要求。 3.利用機(jī)械之能力安排適當(dāng)工作，使其得到最佳應(yīng) 4.選擇適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)員材料與作業(yè)方法。 5.製程能力較公差為窄時，用於建立經(jīng)濟(jì)管制界限。 6.製程能力較公差為寬時，可設(shè)定一適當(dāng)?shù)闹行闹祦?獲得最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)。 7.用於建立機(jī)器之調(diào)整界限。,製程能力指標(biāo),CaCapability of Accuracy工程精準(zhǔn)度 CpCapability of Precision工程精密度 Cpu、CpL上下製程

8、能力指標(biāo) Cpk (process performance, 製程績效)指標(biāo),工程準(zhǔn)確度指數(shù)Ca(Capability of Accuracy),設(shè)定工程規(guī)格中心值的目的，在於希望該工程製造出 來的各種產(chǎn)品的實(shí)際值，能以規(guī)格中心為中心，成左 右對稱的常態(tài)分配，而製造時也應(yīng)以規(guī)格中心值為目 標(biāo)。工程準(zhǔn)確度評價之目的就在於衡量製程平均與規(guī) 格中心的一制程度，有時工程準(zhǔn)確度指數(shù)又稱為正確 度指數(shù)。, Ca的計算 製程平均值()與規(guī)格中心值之間偏差程度，稱為工程 準(zhǔn)確度， 其指數(shù)Ca之計算公式如下： T=Su-Sl=規(guī)格上限-規(guī)格下限 由上是可知當(dāng)M與差愈小，也就是品質(zhì)接近規(guī)格要 求的水準(zhǔn)。K值為負(fù)時

9、，表示實(shí)績值偏低，K值為正 時表示偏高。在單邊規(guī)格的情形，即只有規(guī)格上限 Su或只有規(guī)格下限Sl的情形，因沒有規(guī)格中心值， 故不能計算工程準(zhǔn)確度指數(shù)。, Ca等級評定,等級,A,B,C,D,Ca值,0 |Ca| 12.5%,12.5% |Ca| 25%,25% |Ca| 50%,50% |Ca|,工程能力指數(shù)Cp(Capability of Process),設(shè)定工程上下限的目的，在於希望製造出來的各個產(chǎn) 品之特性值，能在規(guī)格上下限之容許範(fàn)圍內(nèi)。工程能 力的評價之目的就在於衡量產(chǎn)品分散寬度符合公差的 程度。工程能力指數(shù)又可稱為工程精密度指數(shù) (Capability of Precision),

10、 Cp的計算 由上式可知產(chǎn)品分散寬度愈大時，Cp值愈小，表示 製程能力差，反之表示能力好。前者係用於計算雙 邊規(guī)格之Cp，而後者用於計算單邊規(guī)格之Cp。 與 所代表的意義一樣，都是表示群體標(biāo)準(zhǔn)差 之估計值。, Cp等級評定,等級,A,B,C,D,Cp值,1.33 Cp,1.00 Cp 1.33,0.67 Cp 1.00,Cp 0.67,綜合評價Cpk,要製程達(dá)到規(guī)格要求，必須Ca與Cp均好方可，但有時 Ca雖很好但Cp不好，結(jié)果會有不良品，有時Cp很好， 但Ca不好，也會有高不良率產(chǎn)生。綜合評價是將Ca與 Cp兩者綜合起來評定等級。, Cpk的計算, Cpk等級評定,等級,A,B,C,D,Cp

11、值,1.33 Cpk,1.00 Cpk 1.33,0.67 Cpk 1.00,Cpk 0.67,過程能力(Cp)Capability of process(Capability of Precision) 衡量產(chǎn)品分散寬度符合公差的程序 Cp值愈小,表示能力差,反之表示好,而Ca值是衡量製程之平均值與規(guī)格之中心值一致性， 、Ca 計算之公式 USL: 規(guī)格上限LSL 規(guī)格下限T 規(guī)格公差 注意：因?yàn)閱芜呉?guī)格無視規(guī)格中心值，所以不能計算Ca值。 Ca值系應(yīng)用在變邊規(guī)格的準(zhǔn)確度分析。 Ca表示 Ca值之意義 規(guī)格的上下限是容許產(chǎn)品差異的範(fàn)圍，由圖可知，若將公 差的一半空間視為100，則 Ca表示製

12、程已消耗此空間有 多少百分比如圖6-3中 ，及為兩種製程實(shí)際中心值。假設(shè)的實(shí)際中 下Ca值為，所以的Ca值為： Ca 值的意義簡言之，就是實(shí)際中心值和規(guī)格中心值的差距。 佔(zhàn) 線段有多少百分率。所以Ca值越小表示偏離規(guī)格值越集中，準(zhǔn)確度越良好。,使用直方圖之製程能力分析一,機(jī)器設(shè)備與作業(yè)員 能力均夠，工程上 有充裕度。,機(jī)器設(shè)備能力均夠 ，但調(diào)整不當(dāng)，重 新調(diào)整至正確位置 即可改正。,使用直方圖之製程能力分析二,機(jī)器設(shè)備能力勉強(qiáng) 符合規(guī)格要求，稍 有變動即將產(chǎn)生不 良品。,產(chǎn)品品質(zhì)特性之分 配太分散，似乎難 以改正，機(jī)器過度 調(diào)整也亦產(chǎn)生此種 情況。,使用直方圖之製程能力分析三,兩種分配的混合， 可能由工具、作業(yè) 員、檢驗(yàn)員、材料 等所引起。,兩種