SPC統(tǒng)計制程控制.ppt

SPC培訓(xùn)講義 第一章 認(rèn)識SPC第二章 基本統(tǒng)計概念第三章 SPC管制圖類別第四章 SPC管制圖第五章 制程能力分析第六章 SPC總結(jié)xiaofeng2003 10 20 第一章 認(rèn)識SPC 一 什么是SPCSPC StatisticalProcessControl工業(yè)革命以后 隨著生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展 大規(guī)模生產(chǎn)的形成 如何控制大批量產(chǎn)品質(zhì)量成為一個突出問題 單純依靠事后檢驗的質(zhì)量控制方法已不能適應(yīng)當(dāng)時經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求 必須改進(jìn)質(zhì)量管理方式 于是 英 美等國開始著手研究用統(tǒng)計方法代替事后檢驗的質(zhì)量控制方法 1924年 美國的休哈特博士提出將3Sigma原理運(yùn)用于生產(chǎn)過程當(dāng)中 并發(fā)表了著名的 控制圖法 對過程變量進(jìn)行控制 為統(tǒng)計質(zhì)量管理奠定了理論和方法基礎(chǔ) 統(tǒng)計過程控制 是企業(yè)提高質(zhì)量管理水平的有效方法 它利用數(shù)理統(tǒng)計原理 通過檢測數(shù)據(jù)的收集和分析 可以達(dá)到 事前預(yù)防 的效果 從而有效控制生產(chǎn)過程 不斷改進(jìn)品質(zhì) 與全面質(zhì)量管理相同 強(qiáng)調(diào)全員參與 而不是只依靠少數(shù)質(zhì)量管理人員 二 SPC的作用 1 確保制程持續(xù)穩(wěn)定 可預(yù)測 2 提高產(chǎn)品質(zhì)量 生產(chǎn)能力 降低成本 3 為制程分析提供依據(jù) 4 區(qū)分變差的特殊原因和普通原因 作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南 三 SPC的焦點 製程 Process 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鑑定的一種 既成事實 而在SPC的想法上 則是希望將努力的方向更進(jìn)一步的放在品質(zhì)的源頭 製程 Process 上 因為製程的起伏變化才是造成品質(zhì)變異 Variation 的主要根源 四 SPC的推行步驟 確立製造流程 製造流程解析 決定管制項目 實施標(biāo)準(zhǔn)化 管制圖的運(yùn)用 Cpk 1 33 問題分析解決 製程的繼續(xù)管制 制程能力分析 Cpk 1 33 問題分析解決 制程條件變動時 統(tǒng)計制程管制 SPC 統(tǒng)計製程管制之目的係持續(xù)改善產(chǎn)品與服務(wù)的價值 達(dá)到顧客滿意 製程能力調(diào)查 Ca Cp Cpk 管制圖的運(yùn)用 作業(yè)方式 資源混用方式 人員設(shè)備材料方法環(huán)境 產(chǎn)品或服務(wù) 顧客 辨識變化的需求與期望 統(tǒng)計方法 製程的聲音 輸入 製程 系統(tǒng) 輸出 顧客的聲音 製程回饋管制系統(tǒng)模式 SPC興起的背景SPC的迷思SPC的焦點SPC的思考SPC的診斷 SPC背景說明 對品質(zhì)常有的錯誤觀念 大多數(shù)的品質(zhì)問題是錯在作業(yè)人員容許少數(shù)的不良 意外的瑕疵是無可避免的品質(zhì)是品管部門的責(zé)任只重視品質(zhì)檢驗 檢驗人員需負(fù)責(zé)解決瑕疵品SPC只是在現(xiàn)場掛管制圖 對品質(zhì)的正確觀念 85 的品質(zhì)問題是管理人員所要擔(dān)負(fù)的 管理者態(tài)度的偏差 更勝過作業(yè)人員的懶散第一次就把事情做好 並且將後工程視為顧客 才能真正做到零缺點品質(zhì)品質(zhì)和公司每一個人都有關(guān)品質(zhì)檢驗是可以解決問題但卻無法消除問題SPC是讓品質(zhì)保證的系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不斷改善製程 以提昇品質(zhì)與生產(chǎn)力 SPC興起的背景 SPC興起是宣告 經(jīng)驗掛帥時代 的結(jié)束 手工藝的產(chǎn)業(yè) SPC無用武之地 經(jīng)驗取勝 當(dāng)經(jīng)驗可以整理 再加上設(shè)備 制程或系統(tǒng)時 那SPC時機(jī)的導(dǎo)入 就自然成熟了 SPC興起是宣告 品質(zhì)公共認(rèn)證時代 的來臨 1980年以前 客戶大都以自己的資源與方法 來認(rèn)定某些合格的供應(yīng)商 造成買賣雙方的浪費(fèi) 1980年以後 GMP 及 ISO9000 的興起 因為重視產(chǎn)品生產(chǎn)的 制程 與 系統(tǒng) 故更須有賴SPC來監(jiān)控 制程 與 系統(tǒng) 的一致性 SPC的迷思 迷思一 有管制圖就是在推動SPC 這是產(chǎn)品品質(zhì) Q 還是制程參數(shù) P 管制圖 這張管制圖是否有意義 它所管制的參數(shù) 真的對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕重的影響嗎 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 是否已遵照規(guī)定 實施追蹤與研判 SPC的迷思 迷思二 有了Cpk Ppk等計算就是在推動SPC Cpk Ppk有定期審查嗎 是否已用Cpk Ppk作訂單分派給不同生產(chǎn)線 作為生產(chǎn)的依據(jù) SPC的迷思 迷思三 有了可控制的制程參數(shù) ProcessParameter 就是SPC 為什麼挑出這些制程參數(shù) 這些制程參數(shù)的控制條件 是如何決定的 這些制程參數(shù)與產(chǎn)品品質(zhì)之間 有因果關(guān)係可循嗎 SPC的焦點 制程 Process SPC與傳統(tǒng)SQC的最大不同點 就是由Q P的轉(zhuǎn)變SQC 強(qiáng)調(diào)Quality 產(chǎn)品的品質(zhì) 換言之 它是著重於買賣雙方可共同評斷 鑑定的一種 既成事實 SPC 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 因為制程的起伏變化 才是造成品質(zhì)變異 Variation 的主要根源 SPC的焦點 制程 Process 品質(zhì)變異的大小 也才是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的關(guān)鍵 制程起伏條件 品質(zhì)異常 產(chǎn)品優(yōu)劣 因 因 果 果 SPC的思考 制程參數(shù) 制程 SPC的思考 步驟一 深入掌握因果模式制程參數(shù) 因 品質(zhì)貢獻(xiàn)率 果 分析 柏拉圖分析步驟二 設(shè)定主要參數(shù)的控制範(fàn)圍 以迴歸分析方法或?qū)嶒炘O(shè)計來分析 SPC的思考 步驟三 建立制程控制方法 控制頻率 樣本抽取方法 樣本量測方法步驟四 抽取成品來印證原始系統(tǒng)是否仍然正常運(yùn)轉(zhuǎn) SPC的診斷 品質(zhì)是否更穩(wěn)定 良品率是否提高 制程是否更流暢 成本是否更低廉 異常是否更快能被偵測到 品管員是否逐漸在減少 統(tǒng)計制程管制的定義非機(jī)遇原因變異機(jī)遇原因變異制程控制與制程能力制程改善循環(huán) 制程變異 統(tǒng)計制程管制的定義 經(jīng)由制程中去收集資料 而加以統(tǒng)計分析 從分析中得以發(fā)覺制程的變異 並經(jīng)由問題分析以找出異常原因 立即採取改善措施 使制程恢復(fù)正常 並藉由制程能力分析與標(biāo)準(zhǔn)化 以不斷提昇制程能力 制程控制的需要 檢測 容忍浪費(fèi)允許將時間和材料投入到生產(chǎn)不一定有用的產(chǎn)品或服務(wù)中預(yù)防 避免浪費(fèi) 第一次就把工作做對 變異 機(jī)遇原因與非機(jī)遇原因 為了使變異的表示簡化 通常分成下列二種 機(jī)遇原因的變異制程中變異因素是在統(tǒng)計的管制狀態(tài)下 受控 隨著時間的推移 具有穩(wěn)定的且可重複的分佈制程中的許多 全距 的原因 非機(jī)遇原因的變異制程中不常發(fā)生 但造成制程變異的原因 所造成之分佈與時間的關(guān)係 是不穩(wěn)定且不無法預(yù)期的 散布舉例 非機(jī)遇原因 過程A顯示受控散布過程B顯示不受控散布 因為生產(chǎn)制程中每一件成品都不同 因此如果製程很穩(wěn)定 則生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)特性的分布將形成一種固定形狀 稱為分佈 一般分佈有下列之不同情形 或是以上這些的不同組合 如果制程中 只有機(jī)遇原因的變異存在 則其成品將形成依各很穩(wěn)定的分佈 而且是可以預(yù)測的 如果制程中 有非機(jī)遇原因的變異存在 則其成品將為不穩(wěn)定的分佈 而且無法預(yù)測的 範(fàn)圍 時間 可預(yù)測 範(fàn)圍 時間 無法預(yù)測 大量之微小原因所引起原料在一定範(fàn)圍內(nèi)之微小變異機(jī)械之微小振動儀器測定時 不十分精確之做法依據(jù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行作業(yè)的變化實際上 要除去制程上之機(jī)遇原因 是件非常不經(jīng)濟(jì)之處置 一個或少數(shù)幾個較大原因所引起使用規(guī)格外的原物料新手之操作人員不完全之機(jī)械調(diào)整未依據(jù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行作業(yè)所制訂之作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不合理非機(jī)遇原因之變異 不但可以找出其原因 並且除去這些原因之處置 在經(jīng)濟(jì)觀點上來說 是正確的 機(jī)遇原因 非機(jī)遇原因 非機(jī)遇原因的變異 簡單的統(tǒng)計分析可發(fā)現(xiàn) 如管制圖 直接負(fù)責(zé)制程的人員去改善 局部措施改善對策 局部措施 改善非機(jī)遇原因 牽涉到消除產(chǎn)生變異的非機(jī)遇原因 可由製程人員直接加以改善 大約可以解決15 之制程上的問題 系統(tǒng)措施 改善機(jī)遇原因 共同原因的變異 製程能力分析可發(fā)現(xiàn) 如Ca Cp Cpk 及管制圖上點的變化 管理當(dāng)局參與及製程人員合作去改善 系統(tǒng)改善對策 必須改善造成變異的機(jī)遇原因 經(jīng)常需要管理階層的努力與對策 大約可以解決85 之制程上的問題 Time1 Time2 Time3 Time4 稱為 短期 st 我們的潛在能力 能做得最好的情況所有6sigma公司用 報告價值不高的多數(shù) 顯示散佈原因 組內(nèi)變異 Within 組間變異 Between 能力對實績 過程實績 全部散布包括Shifts和ShortTerm Pp Ppk 能力 只有隨機(jī)的或短期的散布 Cp Cpk 制程控制與制程能力 首先應(yīng)通過 檢查 消除 全距 所產(chǎn)生之非機(jī)遇原因 使制程處於 受控 的狀態(tài)接下來 就可依顧客的 要求 規(guī)格 來評定 制程能力 以使顧客滿意 這就是持續(xù)改善的基礎(chǔ) 在管制規(guī)格內(nèi) Cpk 1 33 範(fàn)圍 時間 受控 消除了非機(jī)遇原因 範(fàn)圍 時間 制程控制 不受控 存在了非機(jī)遇原因 受控 能力符合要求 機(jī)遇原因造成的變異已減少 制程能力 規(guī)格上限 規(guī)格下限 範(fàn)圍 受控 能力不符合要求 機(jī)遇原因造成的變異太大 制程改善循環(huán) P D A C P D A C P D A C 1 分析制程 2 維護(hù)制程 3 改善制程 1 分析制程 本制程應(yīng)該做什麼 會出現(xiàn)什麼問題 本制程會有哪些變化 我們已經(jīng)知道本制程的什麼全距 全距 哪些參數(shù)受全距 全距 的影響最大 本制程正在做些什麼 本制程是否在生產(chǎn)廢品及需要返工的產(chǎn)品 本制程生產(chǎn)的產(chǎn)品是否處於受控狀態(tài) 本制程是否有能力 本制程是否可靠 2 維護(hù) 控制 制程 制程是動態(tài)的 並且會隨時間而變化 監(jiān)控制程的能力指數(shù) 查出 非機(jī)遇原因 的變異 並採取有效的措施3 改善制程 使制程穩(wěn)定 並以維持制程的能力指數(shù) 充分理解 機(jī)遇原因 造成的變異 減少 機(jī)遇原因 造成變異的發(fā)生 第二章 基本統(tǒng)計概念 2 2 1 N 母體數(shù) 批量數(shù) 指母體 批量 數(shù)多少的個數(shù) 例 共了50個數(shù) N 50 2 n 樣本數(shù) 抽樣數(shù) 指樣本 抽樣 多少的個數(shù) 例 抽了7個樣品 n 7 3 X 平均數(shù) 所有數(shù)的平均值 計算公式 X X1 X2 Xn nn 樣本數(shù) X1 X2 表示各個數(shù)值例有數(shù)值 1 51 61 71 551 65X 1 5 1 6 1 7 1 55 1 65 5 1 64 R 全距 該組最大值 最小值的得數(shù) 計算公式 R MAX 該組最大值 MIN 該組最小值 例有數(shù)值 1 51 61 71 551 65R 1 7 1 5 0 2 2 5 方差 s 6 標(biāo)準(zhǔn)差1 母體標(biāo)準(zhǔn)差 S 2 樣本標(biāo)準(zhǔn)差 s Xi X n Xi X 2 n 1 部份計算公式 Xi X n 1 2 2 2 7 中位數(shù)M 該組數(shù)據(jù)數(shù)值大小的中間一位 若該組數(shù)是偶數(shù) 取中間兩個數(shù)的合進(jìn)行平均 例如A 13458M X 4B 22 53477 5M X 3 4 2 3 58 Xbar R常數(shù)表 R d2 9 制程中心沒有偏移 良品率表 10 制程中心偏移1 5 良品率表 正態(tài)分佈概率 第三章 管制圖類別 1 計量型數(shù)據(jù)所謂計量型數(shù)據(jù) 就是均由量具實際量測出來的數(shù)據(jù) 如長度 重量 電流值 尺寸等具有連續(xù)性的數(shù)據(jù) 2 計數(shù)型數(shù)據(jù)所謂計數(shù)型數(shù)據(jù) 就是均屬於以單位個數(shù)或次數(shù)來計算的數(shù)據(jù) 如不良數(shù) 不良率 缺點數(shù) 缺點率等 3 SPC管制圖種類 計量值管制圖之優(yōu)缺點 優(yōu)點 用于制程之管制 甚靈敏 很容易調(diào)查事故發(fā)生的原因 因此可以預(yù)測將發(fā)生之不良狀況 能及時并正確地找出不良原因 可使品質(zhì)穩(wěn)定 為最優(yōu)良之管制工具 缺點 在制造過程中 需要經(jīng)常抽樣并予以測定以及計算 后需點上管制圖 較為麻煩而費(fèi)時間 計數(shù)值管制圖之優(yōu)缺點 優(yōu)點 只在生產(chǎn)完成后 才抽取樣本 將區(qū)分為良品與不良品 所需數(shù)據(jù)能以簡單方法獲得之 對于工廠整個品質(zhì)情況了解非常方便 缺點 只靠此種管制圖 有時無法尋求不良之真正原因 而不能及時采取處理措施 而延誤時機(jī) 管制圖之繪制流程 搜集數(shù)據(jù) 繪制解析用管制圖 穩(wěn)定狀態(tài) 繪制直方圖 分布 層別研究 滿足規(guī)格 制程能力研究 管制用管制圖 Yes 消除非機(jī)遇原因 No 滿足 減少機(jī)遇原因4M 1E分析 不滿足 提升製程能力 Z value 管制圖 制程控制的工具 1 收集 收集資料並畫在圖上2 控制 監(jiān)控是否超出 管制上 下限 非機(jī)遇原因 計算所收集的資料 作為分析之用 觀察 全距 的變化3 分析與改善 依所計算之結(jié)果 評估制程能力指數(shù) 監(jiān)控在 受控 狀態(tài)資料的變化 確定 機(jī)遇原因 全距 的變化 並採取措施必要時 可修改 管制上 下限 持續(xù)不斷的改善 解析用管制圖 管制用管制圖 第四章 SPC管制圖 結(jié)合本公司實際情況 本教材只講解Pchart Uchart Xbar Rchart三種管制圖 一 Pchart不良率管制圖 要20組以上 檢驗數(shù)可不相同 1 收集數(shù)據(jù)如下 2 計算CL P di ni 5 6 6 7 200 230 220 210 0 025373 計算UCL與LCL 本例各檢驗數(shù)均在檢驗數(shù)總平均數(shù) 25 之內(nèi) UCL P 3 P 1 P ni 0 02537 3 0 02537 1 0 02537 n 0 05792LCL P 3 P 1 P ni 0 02537 3 0 02537 1 0 02537 n 0 00718 0注 ni表示第i 組之檢驗數(shù) 本例為 200 230 220 但如所有檢驗均在檢驗數(shù)總總平均數(shù) 25 之內(nèi) 該ni則可用n代替 若否則做出的圖下頁圖2 n n1 n2 n3 K K 檢驗組數(shù) 該例n 200 230 220 210 20 203當(dāng)管制下限計算出來是負(fù)數(shù)時 必須將其改為 0 圖1 圖2 二 Cchart缺點數(shù)管制圖 要20組以上 檢驗數(shù)需相同 1 收集數(shù)據(jù)如下 2 計算CL C C1 C2 C3 Ck kk 組數(shù)CL C 5 6 9 4 12 6 41673 計算UCL C 3 C 6 4167 3 6 4167 14 0164 計算LCL C 3 C 6 4167 3 6 4167 0 5 圖示 三 Uchart單位缺點數(shù)管制圖 要20組以上 檢驗數(shù)可不相同 1 收集數(shù)據(jù)如下 2 計算CL U C1 C2 C3 Ci N1 N2 N3 Ni CL U 23 19 18 17 400 375 365 410 0 049473 計算UCL U 3 U Ni4 計算LCU U 3 U Ni 注 如所有N均在N的 25 之內(nèi) 則Ni N本例Ni N 因為所有Ni均在N 25 內(nèi) 若否則做出圖如下下頁圖2 N 400 375 365 410 15 405 67UCL U 3 U N 0 04947 3 0 04947 405 67 0 08242LCL U 3 U N 0 04947 3 0 04947 405 67 0 01651 圖1 圖1 四 X Rchart 一般要有25子組以上的數(shù)據(jù)才有分析價值 1 收集數(shù)據(jù)如下 50 10 2 計算總體平均值 X X1 X2 X3 Xi K XCLK 表示組數(shù) 該例K 20 X XCL 50 8 50 0 50 6 20 50 26 3 計算全距平均值R R1 R2 R3 Ri K RCLK 表示組數(shù) 該例K 20R RCL 5 6 4 6 20 5 1 4 計算管制上下限XUCL X A2R平均數(shù)管制上限XCL X平均數(shù)中心限XLCL X A2R平均數(shù)管制下限 XUCL 50 26 A2R 50 26 0 577 5 1 53 2XCL X 50 26XLCL 50 26 A2R 50 26 0 577 5 1 47 32圖表如下 RUCL D4R 2 114 5 1 10 78RCL R 5 1RXLCL D3R 0圖表如下 第五章 制程能力分析 關(guān)於Ca Cp Cpk Pp Ppk等有多種算法 本教材只取一種 確切了解要調(diào)查的品質(zhì)特性與調(diào)查範(fàn)圍 並收集數(shù)據(jù)製作解析用管制圖 確定製程處於受控狀態(tài)之中計算制程能力指數(shù) ShortTerm Cpk 判斷制程能力是否足夠 如不夠時或不穩(wěn)定時 則加以改善以解析用管制圖之 管制上 下限 作為 管制用管制圖 之監(jiān)控 並於一段期間後 再計算制程能力指數(shù) LongTerm Ppk 過程實績 全部散布包括Shifts和ShortTerm Pp Ppk 能力 只有隨機(jī)的或短期的散布 Cp Cpk Cpk 在一穩(wěn)定制程下的 能力指數(shù) 某一天 某一班次 某一批 某一機(jī)臺其組內(nèi)的變異 R bar d2orS bar c4 Ppk 性能指數(shù)量試階段的 能力指數(shù) 某一產(chǎn)品長期監(jiān)控下的 能力指數(shù) Cpk Ppk 準(zhǔn)確度 精密度 高 低 高 低 Precision Accuracy 1 Ca制程準(zhǔn)確度 CapabilityofAccuracy 衡量自產(chǎn)品中所獲得產(chǎn)品資料的實績平均值 X 與規(guī)格中心值 u 其間偏差的程度 是期望製程中生產(chǎn)的每個產(chǎn)品的實際值能與規(guī)格中心值一致 1 Ca之計算方式如下 實績平均值 規(guī)格中心值X uCa 規(guī)格公差 2T 2T USL LSL 規(guī)格上限 規(guī)格下限例 上面Xbar Rchart例子中50 26 50Ca 60 40 2 0 026 2 Ca值的等級判定Ca值是正值 實績平均值較規(guī)格中心值偏高Ca值是負(fù)值 實績平均值較規(guī)格中心值偏低Ca值愈小 品質(zhì)愈佳 依Ca值大小一般分為以下六級 2 Cp制程精確度 CapabilityofPrecision 衡量自產(chǎn)品中所獲得產(chǎn)品資料的6個估計標(biāo)準(zhǔn)差 與規(guī)格公差 T 其間相差的程度 是期望製程中生產(chǎn)的每個產(chǎn)品以規(guī)格中心值為目標(biāo) 其變異寬度愈小愈好 換言之 即在衡量規(guī)格公差範(fàn)圍與製程變異寬度兩者間相差程度 1 Cp之計算方式如下 估計標(biāo)準(zhǔn)差 R d2R 全距的平均值d2 常數(shù) 如下表 以上面Xbar Rchart為例 5 1 2 33 2 189 Cp 規(guī)格公差 6個估計標(biāo)準(zhǔn)差 T 6 雙邊規(guī)格 以上面Xbar Rchart為例 Cp 20 6 2 189 1 523 Cp Cp 規(guī)格上限 實際平均值 3個估計標(biāo)準(zhǔn)差 3個估計標(biāo)準(zhǔn)差 實際平均 值規(guī)格上限 USL X X LSL 3 3 單邊規(guī)格 2 Cp值的等級判定Cp值愈大 規(guī)格公差 T 大於估計標(biāo)準(zhǔn)差 愈多 即表示製程的變異寬度遠(yuǎn)小於規(guī)格公差Cp值愈大 品質(zhì)愈佳 依Cp值大小一般分為以下六級 3 Cpk制程能力指數(shù)Cpk 1 Ca Cp當(dāng)Ca 0時 Cpk Cp單邊規(guī)格時 Cpk即以Cp值計之以上面Xbar Rchart為例Cpk 1 0 026 1 523 1 4834 4 Pp Ppk1 Pp 2 Ppk 第六章 SPC總結(jié) 控制圖分析 控制圖八大異常判定原則1 連續(xù)1點落在三倍標(biāo)準(zhǔn)差之外2 連續(xù)9點落在管制中心線一側(cè)3 連續(xù)6點持續(xù)上升或下降4 連續(xù)14點交替上下跳動5 連續(xù)3點中有2點中心線同側(cè)