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1、管制图培训教案深圳毅力能源有限公司SPC培训教案一、前言深圳毅力能源有限公司SPC培训教案SPC二十字方针查出原因采取措施加以消除不再出现纳入管制山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 为使现场之品质状况达成所谓之“管理”作业,一般均以侦测产品之品质特性来替代“管理”作业是否正常,而品质特性是随着时间、各种状况有着高低的变化;那么到底到何种程度或低至何种状况才算所谓的异常?故设定一合理之高低界限,作为探测现场制程状况是否在“管理”状态,即为管制图之基本根源。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 管制图是于1924年美国品管大师修哈特()博士所发明。而主要定义是一种产品品质特性与依
2、过去经验所研判之制程能力的管制界限比较,而以时间顺序用图形表示者。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案二、管制图之基本特性二、管制图之基本特性山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 一般管制图纵轴均设定为产品的品质特性,而以制程变化的数据为分度,横轴则为检测产品之群体代码或编码或年月日等,以时间别或制造先后别,依顺序将点绘于图上。在管制图上有三条笔直的横线,中间一条为中心线(Central Line,CL),一般以蓝色实线绘制。在上方的一条称为上管制界限(Upper Control Limit,UCL)。在下方的称为下管制界限(Lower Control Limit,LCL)对上
3、下管制之绘制,则一般均用虚线表示可接受之变异范围;至于实际产品品质特性之点连线则大都以黑色实线绘制山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案管制状态管制状态管制下限(LCL)中心线(CL)管制上限(UCL)山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案三、管制界限之构成三、管制界限之构成山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 管制图是以常态分配中之三个标准差为依据,中心线为平均值,上、下管制界限以平均值加减三个标准差(3)之值,以判断制程是否有问题发生。管制图即以3个标准差为基础,换言之,只要群体为常态分配,则自该群体进行取样时,取出之数值加以平均计算来代表群体状况,则每进行10000次
4、之抽样会有27次数值会超出3之外。即每1000次约有3次达到,此3次是偶然机会,不予计较。同样我们平时抽样如有超出时。即予以判定为异常,则误判之机率为千分之三,故管制界限以加减3个标准差订立,可说是最符合经济效益的。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案正态分布的基础知识正态分布的基础知识 1.若直方图的数据越多,分组越密,则直方图会越趋近于一条光滑曲线(见板书),其实质即为对称的二项分布。连续值最常见的分布为正态分布,其特点为中间高、两头低、左右对称并延伸到无穷。(见图)2.正态分布是一条曲线,讨论起来不方便,通常采用其两个参数平均值()与标准差()。平均值与标准差的变化对于正态分布的
5、影响:若平均值增大,则正态曲线往右移动;若标准差增大,则质量特性值越分散。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 正态分布的两个参数平均值与标准差是互相独立的。事实上,不论平均值如何变化都不会改变正态分布的形状(即标准差);反之,不论标准差即正态分布如何变化,也决不会影响数据的对称中心即平均值。注意,二项分布和泊松分布就没有上述特点,它们的两个参数平均值和标准差是不独立的。正态分布有一个事实在质量管理中经常要用到,即不论和取值如何,产品质量特性值落在-3,+3 范围内的概率为99.73%,这是数学计算的精确值(图见板书)99.73%这个数值经常要用到,应该牢牢记住!由此,产品质量特性值落
6、在-3,+3 范围外的概率为1-99.73%=0.27%,而落在大于+3 和小于-3 的概率分别为0.135%1。休哈特就是根据这一点发明了控制图。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案三、控制图的形成。将正态分布图按顺时针方向转90(见下图),由于图中上小下大不合常规,故再将图翻转180,即成为一张单值X控制图。UCL=+3 为上控制限,CL=为中心线,LCL=-3 为下控制限。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案K在内概率在外概率0.6750.00%50.00%168.26%31.74%1.9695.00%5.00%295.45%4.55%2.5899.00%1.00%399
7、.73%0.27%山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案99.73%95.45%68.26%UCLCLLCL90度山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 管制图之管制界限是将常态分配图形了90后于平均值处作成中心线(CL),平均值加三个标准差处作成管制上限(UCL),平均值减去三上标准差作为管制下限(LCL)。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案四、管制图之种类四、管制图之种类山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案1:依数据性质分类A;计量值管制图:所谓计量值指管制图之数据均由于量具实际测量而得;如长度、重量、面积、温度、时间等连续性的数据,常用的有:1:平均值与全距
8、管制图 2:中位数与全距管制图 3:X-Rm个别值与全距管制图 4:平均值与标准差管制图山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案B:计数值:所谓计数指管制图之数据均属于以单位计数者而得;如不良数、缺点数等间断性数据)1:P-Chart 不良率管制图2:Pn-Chart 不良数管制图3:C-Chart 缺点数管制图4:U-Chart 单位缺点数管图山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案2 2:依管制图之用途分类:依管制图之用途分类A:解析用管制图:此种管制图先有数据,后有管制界限。(a)决定方针用 (b)制程解析用 (C)制程能力研究用 (d)制程管制之准备B:管制用管制图:先有数据,
9、其主要用途为控制制造之 品质,若有点子超出管制界限时,则立即采取措施。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案3:计数值与计量值管制图之比较:计数值与计量值管制图之比较计 量 值计 数 值 优 点(1)灵敏,容易调查真因(2)可及时反应不良,使品质稳定(1)所须数据可用简单方法取得(2)对整体品质状况之了解较方便 缺 点(1)抽样频数高,费时麻烦(2)数据须测定,且再计算,须有训练之人方可胜任(1)无法确保不良的真因(2)及时性不足,易延误时机山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案五、管制图之绘制五、管制图之绘制山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案1、计量值管制图、计量值管制
10、图 管制图管制图先收集100个以上数据,依测定先后顺序列之。以27个数据为一组(一般用47个),分成约20-25组。将各组数据记入数据表栏位内。计算各组之平均值 (取至测定值最小单位下一位数)计算各组之全距R。(最大值-最小值=R)计算总平均值山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案计算全距之平均计算管制界限:管制图:中心线(CL)=管制上限(UCL)=+A2管制下限(LCL)=-A2R管制图:中心线(CL)=管制上限(UCL)=D4管制下限(LCL)=D3山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案A2、D3、D4之值,随每组之样本大小不同而有差异,它们都属于n的常函数,但仍遵循三个标准
11、差之原理,计算而得,今已被整理成常用系数表如下:系数表n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.370.340.31绘制中心线及管制界限,并将各点点入图中.将各数据特殊原因记入,以备查考、分析、判断。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案2、计数值管制图:、计数值管制图:A、P管制图:管制图:收集数据20-25组,每组之样本数据一致,且最好能体现有1个以上不良数。(样本数如每组不一致,会涉及管制界限之跳动,初导入期较不适当)计算每组之不良率P
12、计算平均不良率 。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案计算管制界限:中心线(CL):管制上限(UCL):管制下限(LCL):同 管制图步骤、。B、pn管制图:(又称np管制图,d管制图)收集数据,步骤同P管制图项作业计算平均不良数 n(n )山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案计算管制界限:中心线(CL)=(n )管制上限(UCL):管制下限(LCL):绘管制界限,并将点点入图中。记入数据说明及特殊原因,以备检讨、分析、判断山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案六、管制图之判异山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案1、管制状态之判断(制程处于稳定状态)、管制状态之判
13、断(制程处于稳定状态)多数点子集中在中心线附近。少数点子落在管制界限附近。点子分布与跳动呈随机状态,无规则可循。无点子超出管制界限之外。2、可否延长管制界限做为后续制程管制用之研判基准、可否延长管制界限做为后续制程管制用之研判基准:连续25点以上出现在管制界限线内时(机率为93.46%)。连续35点中,出现在管制界限外点子不超出1点时。连续100点中,出现在管制界限外点子不超出2点时。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 制程在满足上述条件时,虽可认为制程在管制状态而不予以变动管制界限,但并非点子超出管制界限外亦可接受;这些超限之点子必定有异常原因,故应追究调查原因并予以消除之。3、检
14、定判读原则:、检定判读原则:应视每一个点子为一个分配,非单纯之点。点子之动向代表制程之变化;虽无异常之原因,各点子在界限内仍会有差异存在。异常之一般检定原则;山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定规则1:(2/3A)3点中有2点在A区或A区以外者山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定规则2:(4/5B)5点中有4点在B区或B区以外者山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定规则3:(6连串)连续6点持续地上升或下降者。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定规则4:(8缺C)有8点在中心线之两侧,但C区并无点子者山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定
15、规则5:(9单侧)连续9点在一侧C区或C区以 外者。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定规则6:(14升降)连续14点交互著一升一降者山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定规则7:(15C)连续15点在中心线上下两侧之C区者。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案检定规则8:(1界外)有1点在A区以外者山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案七、实例练习七、实例练习山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案例:已知063048负极极片的附料量工艺规格为g,随机取5个样本来测定其附料量,共得16组数据,试根据测量数据绘制 -R CHART其数据如下所示解:计算2
16、、计算管制界限:查系数表当 山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案R 管制图管制图 管制图管制图 :山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案3、将数据依顺序填入并绘图、将数据依顺序填入并绘图山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案制程能力分析山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案变异(变异(Variation)造成变异的原因可分为一般原因与特殊原因。造成变异的原因可分为一般原因与特殊原因。1、一般原因(Common Causes),乃为在制程中的自然或天 生的变异,通常这些变异是由一些小干扰造成,不容易控制,即使再好的制造,我们必须承认,必定有此等变异存在,所以我们认定当制
17、程只有一般原因时,仍属管制状态。2、特殊原因(Special Causes)又称为非机遇原因,或称可归属原因(Assignable Causes).乃为制程中某些失误造成,失误的来源,可能为人(Man)、机(Machine)、料(Material)、法(Method)等,此等变异比一般原因造成之变异大,且非周期性产生,若发生则表示制程已失去控制了。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案现场行动与系统行动现场行动与系统行动1、现场行动(、现场行动(Local Action)可用以消除特殊原因(Special Causes)通常由现场人员采取行动通常可消除15%之制程问题2、系统行动(、系统
18、行动(Actions on the System)可用以消除一般原因(Common Causes)通常须在管理上采取行动通常消除85%之制程问题山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案制程在稳定状态制程呈常态分配规格满足客户之要求设计目标位于规格中心变异相对地少一、满足下列条件可进行制程能力分析一、满足下列条件可进行制程能力分析山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 规格是否满足客户之要求是一个重要的考察量,满足之后再看制程变异的来源是否为一般原因(Common Causes),由此可判断制程是否在管制稳定状态。然而制程能力分析之基础乃在假设制程为常态分配,至于如何知晓制程之分配呢?
19、可利用直方图分析或常态机率纸等工具来确认。我们知道在制作管制图前,必须确保规格须满足客户需求,而有关制程这4M(人、机、料、法)也应予以标准化,如此有助于制程之管制与问题之解析,在制程能力分析中也须要求以上之条件。但是无论我们如何努力,制程仍无法达到完美的管制状态或完美的常态分配,所以,制程能力之分析结果乃是运用近似值这概念。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案二、制程之变异 在制程中由于一般原因(Common Cause)造成之异常之估计时,我们用 /d2或 /C4表示。在制程中由于一般原因(Common Cause)及特殊原因(Special Cause)造成之变异之估计时,我们用
20、S表示。所谓一般原因又称为机遇原因(Chance Cause),而特殊原因又称为非机遇原因(Assignable Cause).山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案三、制程能力与制程绩效三、制程能力与制程绩效1、制程能力(Process Capability):6 以6表示制程能力,其中为固有之变异(标准差)即导因于是一般原因,用 来估计,所以有称制程能力的6为自然公差。2、制程绩效(Process Performance):6 亦以6表示制程绩效,但其中乃由S(或 )来估计,即导因于一般原因及特殊原因。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案四、制程之评估相关方式四、制程之评估相
21、关方式CP为能力指数(Capability Index),其为规格公关异与之比,而且 又称为自然公差。Pp为绩效指数(Performance Index)山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案CPU 为上能力指数(Upper Capability Index)CPL 为下能力指数(Lower Capability Index)5.Cpk=Min(CPU,CPL)Cpk为制程能力指数,为CPU及CPL中较小者。Ppk为制程绩效指数.山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案CR(Capability Ratio)能力比PR(Performance Ratio)绩效比山东润峰集团新能源科技
22、有限公司SPC培训教案五、运用时之制程能力分析1、平均值与全距在 管制图中,我们有两个重要的统计量,平均值代表制程这集中趋势,而全距 代表离散趋势。之计算:之计算:山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案在 管制图中,以 来表示分配的变异,而制程估计标准差 ,可从 计算得到,之计算:n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.082.制程能力之计算制程能力之计算:在计算制程能力中,我们会运用标准常态分配或称Z分配中之Z分配中之Z值计算.Z值可在任何规格中,表示平均值与规格值差异,在单边规格中:山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案在双
23、边规格时:设Zmin(为ZUSL及ZLSL中较小者),或记为Z min=Min(ZUSL,ZLSL)以上无论是单边规格或双边规格均可求得Z值,下图可代表如何自个别值常态分配,转换为Z分配,且能表示规格与制程平均之关系山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案ZXPZUSLZLSLPZLSLZUSLLSLUSL0山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 为估计当制程平均值为 而标准差估计值为 时之不良率,可查标准常态分配表中超过ZUSL,之面积PZUSL(超过规格上限不良率)及超过ZLSL之面积 PZLSL(超过规格下限不良率),且我们可得知总不良率Ptotal=PZUSL+PZLSL例例
24、1:若ZUSL=2.21,而ZLSL则总不良率Ptotal=PZUSL+PZLSL制程精密度Cp山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案制程能力指数Cpk(Capability Index)定义:例例2:当ZUSL=3、ZLSL=4则Cpk=?此外亦可得CPU=1.0,CPL=4/3=Min(CPU,CPL)山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案例例3:设X=0.738,=0.0725,USL=0.900,LSL=0.500,请分析各项制程能力与绩效指数:解:本题为双边规格查标准常态分配表得山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案超过上限之不良率PZUSL超过下限之不良率PZLS
25、L总不良率Ptotal 制程能力指数Cpk其它相关指数:山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 Xi为管制图中之各样本值,计算时已运用计算机输入80个数据,求Xn-1值即群体之估计标准差.山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案若此制程经调整将山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案Ptotal=0.0058 Cpk 由此可知将由此可知将 移至规格中心值移至规格中心值,可使总不良率由可使总不良率由0.134降到降到0.0058,且且Cpk值由值由0.74升到升到0.92 由上例可知由上例可知,制程中心值制程中心值()之位置会影响制程能力之位置会影响制程能力,我们知道当我们知道当
26、在规格中心值在规格中心值(USL+LSL)/2处处,其制程能力指数较其制程能力指数较X在其它位置高在其它位置高(设设 不不变变).所以我们在设计时所以我们在设计时,应把设计目标尽量在顾客要求之中心值处应把设计目标尽量在顾客要求之中心值处,我们我们可用下列损失函数可用下列损失函数(Loss Function)之概念来描述之概念来描述.山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案ABCB点的损失C点的损失USLLSL设计/客户需求之目标值损失函数曲线损失LOSS损失函数 当设计中心值在A处时,位于损失函数曲线之最低点,即损失最小,离A处愈远则损失率愈大如:B及C.例:若Z min之要求为Zmin4
27、,而目前之Zmin2.23,且不良率约为1.3%,可采取何措施.山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案当 =0.738时:若为达到Zmin4,.则须将 自原来0.0725降至0.0500以下(须改善31%)另一种方式可使Zmin4,即为放宽规格,此法属短期作法,长期而言仍努力使变异降低当 =0.738时,新规格 当 =0.700时,新规格为 山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案解:由前例可知即使 调整到规格中心值,即 =0.700,Zmin仍只能到2.76故必须设法降低 ,我们可从解决一般原因(Common Causes)著手.当 =0.738时:因为 较接近USL,故取前者计算
28、,若为达到Zmin4,则须将原来0.0725降至0.0405以下(须改善44%)山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案六、六、P Chart 及及np Chart 运用时运用时之制程能力分析之制程能力分析 使用P管制图衡算其制程能力由制程平均之不良率P来表示。在初期之制程能力分析可采用历史资料,但对特殊原因则无法包括。而在正式之制程能力分析中,须收集25组以上之数据,加以分析以充分反映统计管制状态。在P管制图中山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案其中:制程平均之不良率 ni:第I组之样本大小Pi:第I组之不良率 nipi:第I组之不良数K:组数np chart使用np chart 其制程能力之表示,同P Chart仍以P表示,计算亦同。山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案 End and THANKS!结 论 持续改进是我们做制程管制与制程分析的目的,而制程管制之首要工作为标准化,即将人、机、法、料、环等影响制程之主要因素进行标准化,有利于制程解析。在制程管制中,适当应用计量值或计数值控制图,可观察制程之变化状况,且能及时采取行动!山东润峰集团新能源科技有限公司SPC培训教案