SPC统计制程管制教材

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1、,*,screensaver\Presentations\Research Analyst Presentation\CPT - RA Presentation v7(version2).ppt,,,統計製程管制,(,Statistical Process Control),1.,何謂統計?,2.,統計製程管,制,制概念,3.管制圖,原,原理,4.計量值,管,管制圖與製,程,程能力分析,5.計數值,管,管制圖,課程大綱,何謂統計?,統計的基本,參,參數,,2,:變異數 ,S,2,›,均勻度，即表示一組數據離散或變異,情形，用來,測量觀測值變動的情形。,,,, : 平均值 ,X ›,代表

2、分配的集中趨勢或其位置的量值,，,決定製程是否偏離目標值,。,,,,(設備所造成 加強管理),基本統計概念:,(人為可控制 作業改善),,,:標準差 ,S ›,為變異數開根號，亦用來觀測一組數據,離散或變異的情形,。,,,機率:被含,蓋,蓋在某範圍,中,中的機率,如上圖所示,，,，,有68.26%的值落,在,在平均數加,減,減一個標準,差,差(,,±,)的界限,內,內,有95.46%的值落,在,在平均數加,減,減二個標準,差,差(,,±2,)的界限,內,內,有99.73%的值落,在,在平均數加,減,減三個標準,差,差(,,±3,)的界限,內,內,,統計的基本,參,參數

3、,統計的運用,實際的問題,統計的問題,統計的解決方案,實際的解決方案,,,,轉換,轉換,,統計製程管,制,制概念,SPC,之意義:,SPC,之效益:,(1)有效,應,應用抽樣計劃進行管制,具有經濟性。,(2)可即時發現製程異常,預防不良發,生,生。,(3)掌握製程能力,做為改善之提示。,SPC（StatisticalProcess Control；,統計製程管,制,制）是指在,製,製造工程中,去,去搜集資料,，,，並利用統,計,計分析，管,制,制圖，及製,程,程能力分析,等,等技巧，從,分,分析中去發覺製程異,常,常原因，立即,採,採取改善措,施,施，使製程,恢,恢復穩定狀,態,態，避免及減少

4、,不,不良品的發,生,生。,管制圖原理,管制圖是由,美,美國學者,Walter A.Shewhart,於,1924,年提出。,一般稱為,Shewhart Control Charts(,蕭華特管制,圖,圖)。,管制圖是將,線,線上製程資,料,料依,時間次序,繪圖，同時,依,依其資料建,構,構,管制界限,。,管制圖可用,來,來反應線上,製,製程之變動,情,情況。,管制圖可用來,區別可歸屬原因,與,與一般原因的發生,，並指出何,時,時製程受到,可,可歸屬原因,影,影響。,製程變異的,兩,兩種類型,又稱特殊,原,原因(,specialcauses),。,可歸屬原,因,因與機遇,原,原因不同,，,，,

5、乃製造材,料,料產生差,異,異或製造,過,過程的人,為,為操作錯,誤,誤，,使產品品,質,質發生重,大,大變異，,這類因素,對,對製程影,響,響性相當,大,大但可以,加,加以避免,，,，,我們稱之,為,為可歸屬,原,原因。,1.,機遇原因,(,random causes),又稱一般,原,原因(,common causes),。,機遇原因,是,是一個製,程,程,固有之變,異,異,，,它們隨時,都,都存在且,無,無法經濟,性,性地控制,，,，對製程,之,之影響性,小,小。,我們稱這,些,些機遇原,因,因為一個,製,製程之自,然,然變異。,2.,可歸屬原,因,因,(,assignable cause

6、s),機遇原因,種類很多,隨時存在,影響性小,不易消除,佔85%之製程變異,原料於規格內之微小變異,機器之正常生產下之微小振動,特性,範例,,,當一製程只存在機遇原因時，我們稱此製程為穩定,(,stable),或稱為管制內,,(,in-control),。,,可歸屬原,因,因,當製程受,到,到可歸屬,原,原因影響,時,時，我們,稱,稱此製程,為,為不穩定(,un-stable)，,或稱為管,制,制外(,out-of-control)。,此時我們必須研,究,究造成此種變異,之,之原因，並採取,改,改善行動以去除,此,此變異。,種類少,偶而發生,每類影響性皆很,大,大,可經濟的消除,佔15%之製程

7、,變,變異,錯誤之工具,不正確之原料,作業員操作錯誤,未正確實施設備,PM,特性,範例,,,機遇&可歸屬原,因,因判定,,,,機遇原因,,可歸屬原因,UCL,以管制圖為例,CL,LCL,管制圖,旋轉90度,旋轉180度,常態分配圖,根據常態分佈的,結,結論，以,平均值加減三倍,標,標準差,為管制上下限，,在,在生産正常的條,件,件下，點子超出,上,上管制界限的機,率,率只有,0.135%,左右，用數學語,言,言來說，即根據,小機率事件原理,，,，小機率事件實,際,際上不發生，若,發,發生則判斷,異常,。,,,1.第Ｉ類錯誤(生產者冒險率),在生産,正常,的情況下，純粹,出,出於偶然而點子,跑,

8、跑出界限外，,而判斷生產,異常,，發生這種錯誤,的,的機率記以,α。,2.第Ⅱ類錯誤(消費者冒險率),在生,産,産,異常,的情,況,況下，由,於,於點,子,子未,出,出界,而,而判,斷,斷生,産,産,正常,，,犯了,漏,漏發,警,警報,的,的錯,誤,誤，,這,這種,錯,錯誤,的,的機,率,率記,以,以,β。,三倍,標,標準,差,差的,由,由來,（,1,）,三倍,標,標準,差,差的,由,由來,（,2,）,※,由,於,於,管,管,制,制,圖,圖,是,是,通,通,過,過,抽,抽,驗,驗,來,來,監,監,控,控,産,産,品,品,品,品,質,質,，,，,故,故,兩,兩,類,類,錯,錯,誤,誤,是,不,不

9、,可,可,避,避,免,免,的,的,。,。,,※,在,管,管,制,制,圖,圖,上,上,，,，,中,中,心,心,線,線,一,一,般,般,是,是,對,對,稱,稱,軸,軸,，,，,所,所,能,能,變,變,動,動,的,的,只,只,是,是,上,下,下,管,管,制,制,界,界,限,限,的,的,間,間,距,距,。,。,若,若,將,將,間,間,距,距,增,增,大,大,，,，,則,則,α,減,小,小,而,而,β,增,大,大,，,，,反,反,之,之,,則,則,α,增,大,大,而,而,β,減,小,小,。,。,,±3,σ,±4,σ,±2,σ,α,β,因,此,此,,只,只,能,能,根,根,據,據,這,這,兩,兩,類,類,

10、錯,錯,誤,誤,造,造,成,成,的,的,總,總,損,損,失,失,最,最,小,小,來,來,確,確,定,定,上,上,下,下,控,控,制,制,界,界,限,限,。,。,,在,此,此,原,原,則,則,下,下,α,與,β,總,和,和,的,的,最,最,低,低,點,點,恰,恰,落,落,於,於,±,±3,σ,處，,故,故,以,以,平,平,均,均,值,值,加,加,減,減,三,三,倍,倍,標,標,準,準,差,差,為,為,管,管,制,制,界,界,限,限,。,。,,三,倍,倍,標,標,準,準,差,差,的,的,由,由,來,來,（,3,）,計,量,量,值,值,管,制,制,圖,圖,與,與,製,製,程,程,能,能,力,力,分,

11、分,析,析,,數據,計量值數據,n = 1,n < 10,n, 10,計數值數據,不良數,缺點數,I – MR,(,個別值與移動全距),X – R,(,平均值與全距),X – S,(,平均值與標準差),NP,(,不良數管制圖),C,(,缺點數管制圖),單位一定,P,(,不良率管制圖),U,(,單位缺點數管制圖),單位不定,n,不定,n,一定,計,量,量,值,值,管,管,制,制,圖,圖,1,：,Xbar-R(1),Xbar-R,管,制,制,圖,圖,之,之,繪,繪,製,製,Step1,：,：,收,集,集,數,數,據,據,,以,下,下,為,為,PHO,區膜厚量,測,測值，試,利,利用,SPC,管

12、制圖加,以,以管制,,,計算各組,平,平均值,X,i,, i=1,…, k,計算各組,全,全,距,距,R,i,,i =1,,…,…, k,,,,總平均,X :,,,全距平均,值,值,R：,,Xbar-R,管制圖之,繪,繪製,Step2：,計算平均,值,值,&,全距,﹝,各組,﹞,Step3：,計算平均,值,值,&,全距,﹝,總群體,﹞,計量值管,制,制圖,1,：,Xbar-R(2),管制圖：,,,,,R,管制圖：,,,,Xbar-R,管制圖之,繪,繪製,Step4：,計算管制,上,上下限,計量值管,制,制圖,1,：,Xbar-R(3),,Step5：Minitab,軟體繪製,範,範例,---,

13、CAMSHAFT.MTW,先判定,R Chart,R Chart,於,CL,內再判定,x bar chart,計量值管,制,制圖,1,：,Xbar-R(4),Step2,：,Minitab,軟體繪製,範,範例---,CAMSHAFT.MTW,Xbar-S,管制圖之,繪,繪製,Step1,：繪製步,驟,驟同,Xbar-R,管制圖,計量值管,制,制圖,2,：,Xbar-S(1),以下為,CELLGAP,量測值，,試,試利用,Xbar-S,管制圖加,以,以管制,,計量值管,制,制圖,2,：,Xbar-S(2),Step2,：,Minitab,軟體繪製,範,範例---,CAMSHAFT.MTW,Ste

14、p1,：繪製步,驟,驟同,Xbar-R,管制圖,計量值管,制,制圖,3,：,I-MR,管制圖判,定,定異常八,法,法則,準則1,,有任何點,超,超出3,,管,制界限之,外,外者,準則2,連續9點以上,，出現在中心,線,線之同一側,準則3連續6點呈現,上,上升或下降之,趨,趨勢,準則4連續14點呈,上,上下交互跳動,準則5連續3點中有2點出現在2,,之外者,準則6,連續5點中有4點出現在1,,之外者,準則7,連續15點集,中,中在1,,之內者,準則8,連續8點在中,心,心線兩側，但,無,無任何點落在1,,之內者,,A,B,C,A,B,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

15、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,C,1,5,6,2,3,4,7,CL,+3,,+1,,-1,,-2,,-3,,+2,,計量值製程能,力,力分析,製程能力三指,標,標：,,,,Capability of Accuracy (Ca )：,製程準確度,,Capability of Precision( Cp ),：,：,製程精密度,,Capability of Process Index (Cpk ),：,：,製程綜合能,力指標,,,製程準確度,Ca,Capability of Accuracy( Ca ),：,：,表示製程特性,中,中心位置偏移

16、,程,程度,。此值若等於,零,零，即表示製,程,程特性中心值,未,未偏移。絕對,值,值越大偏移量,越,越大，越小偏,移,移量越小。,準確度,製程精密度,Cp,Capability of Precision( Cp ),：,：,表示製程特性,的,的一致性程度,。此值越大表,示,示製程特性值,越,越集中，越小,則,則越分散。,精密度,,s,s,s,6,3,3,LSL,USL,LSL,USL,-,=,-,=,-,=,T,T,C,p,=,C,p,s,s,3,3,LSL,USL,},-,,,-,T,T,Min{,目標值等於,規格中心值,時,時,製程綜合能,力,力指標,Cpk,Capabilityof P

17、rocess Index (Cpk ),：,：,此,一,一,指,指,標,標,同,同,時,時,考,考,慮,慮,到,到,製,製,程,程,偏,偏,移,移,與,與,變,變,異,異,性,性,。,。,製程綜合能力,指,指標,,),1,(,p,pk,C,C,-,=,C,a,=,,Min{ CPU, CPL},,製程能力分析,(,use Minitab,),Capability Analysis(Normal),Camshaft.mtw,,欲分析的,data,輸入在一個列的情況,欲分析的,data,輸入在多個列的情況,,輸入規格的上限和下限,,知道母,群體,的平均和標準偏差或者從以前,的資料推,估,的平均,值

18、,和標準差輸入,計數值管制圖,1,：,P,管,制,圖,(1,),,Step1：,收集樣本數,(樣本數不固定),及不良數,Step2：,計算不良數平均值,,,,,,Step3：,計算管制界限,P,管制圖之繪製,：,：,Step4,：,Minitab,軟體繪製範例---,EXH_QC.MTW,Variable:,不良數,Subgroup size:,檢查數,(樣本數不固,定,定),不良率管,制,圖隨著,樣本,大小,的,不同，界,限,的幅度也發生,變,變化,計數值管制圖,1,：,P,管,制,圖,(2,),,Step1：,收集樣本數,(樣本數固定),及不良數,Step2：,計算不良數平均值,,,,,,

19、Step3：,計算管制界限,NP,管制圖之繪製,：,計數值管制圖,2,：,NP,管,制,圖,(1,),Step4,：,Minitab,軟體繪製範例---,EXH_QC.MTW,Variable:,不良數,Subgroup size:,檢查數,(樣本數固定),不良,數,管,制,圖,因樣本,大小,相,同，,故界,限的幅度,不會,變化,計數值管制圖,2,：,NP,管,制,圖,(2,),Variable :,缺點數,單位一定,Minitab,軟體繪製範例---,EXH_QC.MTW,計數值管制圖,3,：,C,管,制,圖,Variable :,缺點數,Samplesize:,單位數,(單位一定),Minitab,軟體繪製範例---,EXH_QC.MTW,計數值管制圖,4,：,U,管,制,圖,管制圖的種類,及,及使用原則,,數據,計量值數據,n = 1,n < 10,n, 10,計數值數據,不良數,缺點數,I – MR,(,個別值與移動全距),X – R,(,平均值與全距),X – S,(,平均值與標準差),NP,(,不良數管制圖),C,(,缺點數管制圖),單位一定,P,(,不良率管制圖),U,(,單位缺點數管制圖),單位不定,n,不定,n,一定,總結,王陽明先生的,話,話：,知難行易,知易行難,知行合一,,,轉換,轉換,