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1、統計製程管制（SPC）1/13/2022SPC（Statistic Process Control）的功用n經由上線前(off line)及製程中(on line)去蒐集資料，透過統計分析或管制圖，加以分析中發掘製程的異常，並經由問題分析，以找異常原因立即採取改善措施，使製程恢復正常。並透過製程能力解析與標準化，不斷提昇製程能力。1/13/20221.確立製造流程2.決定管制項目3.實施標準化4.製程能力調查6.問題分析與解決5.管制圖的應用 6.問題分析與解決7.製程繼續管制製程條件變動時特殊原因共同原因1/13/2022製程品質調查的方式n數值法 以Ca、Cp、Cpk、ppm、不 良率表示
2、n圖示法 主要以直方圖、管制圖表示1/13/2022製程能力（Process Capability）nCNS2579定義：製程能力係對製程所持有之特定成果，能夠合理達成之能力界限，通常以品質為對象。製程產出之產品品質特性之分配呈常態分配，以平均值3表示。n品質維持在穩定狀態時所呈現的程度（又準又穩）。1/13/20223SxCp3xSuCpuCpCpu,minCpkor)CpCa(1CpkLLL何謂製程能力指數（Cpk）1/13/2022何謂製程準確度（Ca）製程準確度Ca（Capability of Accuracy）：衡量製程時實績平均值與規格中心值之一致性%1002/%1002/-CaT
3、ux規格公差規格中心值實績中心值規格公差：T=Su-SL=規格上限-規格下限 單邊規格因沒有規格中心值,故不能計算CaCa值愈小品質愈佳 ABCD012.52550100維持改善為A立即檢討改善採取緊急措施，必要時停產，全面檢討1/13/2022n範例：某內胎押出工程之長度規格為75010mm，5月份實績X3748 8mm，6月份實績753 8mm，求Ca值？nANS：5月份Ca=（748-750）/10 =- 0.2=- 20 （B級） 6月份Ca=（753-750）/10 = 0.3= 30 （C級）何謂製程準確度（Ca）1/13/2022n製程精密度Cp（ Capability of P
4、recision）：衡量規格公差範圍與製程變異寬度相差程度何謂製程精密度（Cp）單邊規格時或雙邊規格時個標準差規格公差3SxCp3xSuCp6T6CpLCp值愈大品質愈佳00.671.001.331.672.00DCBAA降低成本維持現狀改進為A全檢，改善緊急對策，進行改善，檢討規格1/13/2022n範例：某內胎押出工程之長度規格為75010mm，7月份實績X374933mm，8份實績754 35mm，求Cp值？nANS： 8月Cp（102）/（63） 1.11（B級） 9月Cp（102）/（65） 0.67（C級）何謂製程精密度（Cp）1/13/2022n範例：某電鍍品鍍金厚度規格為502
5、.0mm，3月8日生產實績X3為531.5mm， 3月9日生產實績為512.3mm，求Cp值？何謂製程精密度（Cp）1/13/2022精密度（Cp）與不良率之關係Cp規格公差不良率單邊規格雙邊規格0.332（1 ）15.8731.730.674（ 2 ）2.274.551.006（ 3 ）0.140.271.338（ 4 ）31.8 ppm63.6 ppm1.609.6（4.8 ）0.81 ppm1.62 ppm1.7610.4（5.3 ）0.06 ppm0.12 ppm2.0012（6 ）1ppb2ppb1/13/2022n範例：某電鍍品鍍金厚度規格為0.700.2mm，製程生產實績X3為0
6、.7380.2175mm， 求Cpk值？何謂製程能力指數（Cpk）1/13/2022n管制圖的分類，管制圖分兩種：n計量值管制圖分平均值及全距管制圖、平均值及標準差管制圖、個別值及移動全距管制圖、中位值及全距管制圖n計數值管制圖分百分不良率管制圖、nP不良數管制圖、C缺點數管制圖、U單位缺點數管制圖n計量管制圖適用的狀況是：資料是可量測的，且數據形式是連續性的。n計數管制圖則適用於資料大半只能判定為良或不良，數據不為連續量的狀況，一般常用於外觀檢查。管制圖1/13/2022決定管制對象決定管制特性有計量數據數據取得容易數據樣本n10平均值標準差管制圖平均值全距管制圖個別值移動全距管制圖目標為不
7、良數不良率/不良數管制圖缺點數管制圖NNNNYYYY1/13/2022n製作管制圖的注意事項：n正確選擇管制項目、以免無效管制。n訂定合理之管制界限管制界限，以免產品或製程條件超出規格。n訂定適當的檢查間隔檢查間隔，以免造成資源（人力）浪費或者不良品發生而不知道。n對於製程持續加以監控，以期在問題未發生前進行對策的處理。1/13/2022管制方法與取樣頻率重要特性次要特性製程能力管制方法取樣頻率管制方法取樣頻率1.67 Cpk 2x-R管制查檢表低中免驗1.33Cpk 1.67製程能力足夠x-R管制查檢表中高查檢表中1.0Cpk1.33製程能力不充分x-R管制高x-R管制中Cpk1.0工程能力
8、不足 , 4M改善檢驗全檢檢驗全檢高： 0.5-1hr中：2-4hr低：每班1/13/2022管制圖繪製原則n基本資料：製程名稱、管制特性、測定樣本、測定單位、規格值、設備號碼、操作者、測定者、抽樣方法、樣本數、期間、製程要因（4M+IE）。n中心線（CL）記以實線，管制上限（UCL）及管制下限（LCL）記以虛線，中心線、管制上限、管制下限分別記入其數值及CL、 UCL、 LCL等符號。nUCL與 LCL距離決定座標，使上下限之距離在3040mm，太寬太窄均不適合。1/13/2022平均值與全距管制圖n適用製程n可用以管制分組之計量數據，即每次同時取得幾個數據之工程。n適把握工程狀態最有效的一
9、種管制圖 Chart_RX 1/13/2022平均值與全距管制圖Chart_RX 23422dRRDLCLRDUCLRCLRRAXLCLRAXUCLXCLX管制上限管制上限中心線管制圖管制上限管制上限中心線管制圖nA2D4D3d221.8803.26701.12831.0232.57501.69340.7292.28202.05950.5772.11402.32660.4832.00402.53470.4191.9240.0762.70480.3731.8640.1362.84790.3371.8160.1842.970100.3081.7170.2233.078管制界限係數表ASTM STP
10、-15D1/13/2022n先確立製程穩定且製程能力足夠n選擇量測點：在每一個製程中會有很多量測點，但如何確定量測點是有效的且重要的呢？有以下數點可供參考：n要找出製程中最重要的點，不要使管制圖淪為“日記”。n或許該點不易量測，此時可考慮使用代用特性。n此點在現在為量測點，但並不表示永遠是量測點。Chart_RX 建立步驟1/13/2022n規劃資料圖表格式：在進行管制圖的製作時，一份好的表格應包括之背景資料如下（ASQC所用之表格）：n日期n品名或零件n量測單位n操作者n其他相關資料1/13/2022計量值管制圖 產品名稱：16MDRAM 作業程序：蝕刻製程 零件編號：123 操作者： YH
11、 量具：SEM 測量單位：M 測量值：1.00E-06 日期 7/1 7/2 7/3 時間 08:00 16:00 24:00 08:00 16:00 24:00 08:00 16:00 24:00 樣 本 量 測 值 合計 平均值 全距 1 2 3 4 5 6 7 8 9 平均值全距1/13/2022n繪圖與解析階段nStep1.蒐集欲管理項目之數據-取100個以上。35個為一組，共分成2034組，測定出每一個樣本值（X）n在進行管制圖的製作時，由於需要“連續取樣”，因此通常一個樣本會包含35個。1/13/2022nStep2.依測定時間順序排列數據nStep3.計算各組平均值（X bar）
12、nStep4.計算各組全距（R） RX的最大值（方框） X的最小值（圓框）nXX樣本數各組數據之合1/13/2022平均值全距計量值管制圖 產品名稱：16MDRAM 作業程序：蝕刻製程 零件編號：123 操作者： YH 量具：SEM 測量單位：M 測量值：1.00E-06 日期 7/1 7/2 7/3 時間 08:00 16:00 24:00 08:00 16:00 24:00 08:00 16:00 24:00 樣 0.58 0.65 0.58 0.54 0.5 0.66 0.5 0.51 0.67 本 0.61 0.65 0.54 0.66 0.62 0.65 0.55 0.5 0.54
13、量 0.57 0.54 0.61 0.56 0.56 0.65 0.69 0.64 0.51 測 0.65 0.69 0.65 0.53 0.51 0.59 0.62 0.52 0.5 值 0.57 0.63 0.54 0.5 0.5 0.59 0.62 0.56 0.52 合計 2.98 3.16 2.92 2.79 2.69 3.14 2.98 2.73 2.74 平均值 0.60 0.63 0.58 0.56 0.54 0.63 0.60 0.55 0.55 全距 0.08 0.15 0.11 0.16 0.12 0.07 0.19 0.14 0.17 1 2 3 4 5 6 7 8 9
14、 1/13/2022nStep5.計算全部平均值（X double bar） ；計算各組全距的平均值（R bar） 計算出全部數據的平均值及平均全距。在本例分別為平均值=0.58，平均全距為=0.13。kRRkXX組數組數1/13/2022nStep6.查係數D4 、 D3，計算全距管制界限 先求出全距的管制圖，如此可知“非隨機性變異”是否存在，假使超出則代表有“非隨機性變異”，若不穩定則不須檢查平均值是否在監控（亦即是否超出管制界限）。此時應著手於製程穩定度的改善工作。n全距的中心線n全距的管制上限為n全距的管制下限為管制界限係數表nA2D3D4d221.8800.0003.2671.128
15、31.0230.0002.5741.69340.7290.0002.2822.05950.5770.0002.1142.32660.4830.0002.0042.53470.4190.0761.9242.70413. 0R 275. 013. 0114. 2RDUCL4013. 00RDLCL31/13/2022n全距是否都在管制界限內：資料全距皆在管制界限內？No只有12個資料的全距在管制界線外？Yes全距皆在管制中Yes剔除超出全距管制界限的樣本重新計算XR的全距管制界限其餘全距皆在管制界限內？YesNo有個以上的全距在界限外全距失控停止計算平均值界限進行非隨機性誤差的追求及改善重新收集資
16、料計算新的管制界限計算平均值的管制界限1/13/2022nStep7.查係數A2 ，計算平均值管制界限n平均值的中心線n平均值的管制上限為n平均值的管制下限為58. 0X 652. 013. 0577. 058. 02RAXUCL507. 013. 0577. 058. 02RAXLCL管制界限係數表nA2D3D4d221.8800.0003.2671.12831.0230.0002.5741.69340.7290.0002.2822.05950.5770.0002.1142.32660.4830.0002.0042.53470.4190.0761.9242.7041/13/2022資料平均值
17、皆在管制界限內？No只有12個資料的平均值在管制界線外？Yes平均值皆在管制中繼續使用此表作為製程管理用Yes剔除超出平均值管制界限的樣本重新計算X的平均值管制界限其餘平均值皆在管制界限內？YesNo有個以上的平均值在界限外平均值失控進行非隨機性誤差的追求及改善重新收集資料計算新的全距管制界限下接全距流程圖n平均值是否都在管制界限內：1/13/2022nStep8.繪製管制界限及中心線，平均值管制圖在上，全距管制圖在下n平均值管制圖，CL劃實線，UCL及LCL是虛線n全距管制圖，CL劃實線，UCL及LCL是虛線n在管制線末端記入CL、UCL、LCL符號及其數值，較清晰易懂1/13/2022nS
18、tep9.管制圖點繪 首先找出最大和最小的平均值，在找出最大和最小的全距，以便確定座標的範圍及最小刻度，如此才可將所有資料全部點繪在圖表中。1/13/2022最大平均值=0.63最小平均值=0.54總平均=0.58UCLx=0.652LCLx=0.507最大全距=0.19最小全距=0.07平均全距=0.13UCLR=0.275LCLR=00.000.100.200.300.400.500.600.70123456789UCL=0.652CL=0.58LCL=0.507UCL=0.275CL=0.131/13/2022nStep10.計算製程準確度Ca值nStep11.計算製程精密度Cp值%10
19、02/%1002/-CaTuX規格公差規格中心值實績中心值2LdR,3SxCp3xSuCp6T6Cp單邊規格時或雙邊規格時個估計標準差規格公差1/13/2022nStep12.計算製程能力Cpk值nStep13檢討製程能力n改善措施n管制界限延續使用3SxCpL;3xSuCpu, CpLCpu,minCpkor )CpCa(1Cpk L製程能力指數1/13/2022在製程中如何運用管制圖n假使全距及平均值都在管制界限以內，則可確定沒有“非隨機性誤差”存在。n總平均值是否符合目標值，也是另一個重點。n若全距及平均值皆落在管制界限內，此一情形代表此一製程目前已在管制中，但並非表示往後量產不需注意，
20、因為即使再穩定製程中也會有突發之情勢發生。而且是否能在不增加太多成本下，將製程做的更穩定是工程師的企圖，因此管制圖即可在未來製程的問題未發生時，立即給與必要的資訊。一般常作為判斷的依據有：n平均值連續7點分在總平均值兩側且具有同一趨向。n平均值連續3點中，有2點在2倍和3倍之間，即A區。n平均值連續5點中，有4點在1倍和2倍之間，即B區。n平均值連續8點皆在同一側，即A,B,C區。1/13/2022異常現象圖ABC2311/13/2022n連續出現上側（8點）或上升（7點）n設備故障n單一製程條件改變n新材料或不均勻材料批n量測系統改變，新人或新設備n連續出現下側（8點）或下降（7點）-同上n平均值連續3點中，有2點在2倍和3倍之間，即A區n製程或抽樣包含不同變異來源，如進料混批n計算或描點錯誤n平均值連續5點中，有4點在1倍和2倍之間，即B區。n每組數據系統性的包含不同製程平均，如多線多機各取一個樣本n計算或描點錯誤n數據修改1/13/2022