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1、Statistical Process Control製程統計管制FCN 全康精密工業股份有限公司全康精密工業股份有限公司1 1Rev.A by DanielFCN 19241924年蘇華特（年蘇華特（W.A.ShewhartW.A.Shewhart）博士繪製了第）博士繪製了第 一張的一張的SPCSPC圖，並於圖，並於19311931年出版了加工產品年出版了加工產品 品質的經濟控制（品質的經濟控制（Economic Control of QualityEconomic Control of Quality of Manufactured Products of Manufactured Pro
2、ducts）之後，）之後，SPCSPC應用於各應用於各 種製造過程改善便就此展開。種製造過程改善便就此展開。起源起源 SPC統計製程管制統計製程管制2013/01/22 2013/01/22 2 2Rev.A by DanielFCN SPCSPC是一種用來分析資料的科學方法，並且利用是一種用來分析資料的科學方法，並且利用 分析結果來解決實際的問題。只要問題能以數字分析結果來解決實際的問題。只要問題能以數字 表示，就可以應用表示，就可以應用SPCSPC來分析。來分析。被量測出的產品品質特性均是由於某些偶然因素所造成的結果。被量測出的產品品質特性均是由於某些偶然因素所造成的結果。某些偶然因素下的
3、一致現象，是任何製造和檢驗的架構某些偶然因素下的一致現象，是任何製造和檢驗的架構 下所固有的。下所固有的。在這固有之在這固有之”一致現象一致現象”的狀態下的變動將無法找到原因。的狀態下的變動將無法找到原因。在該狀態外的變動原因，則是可被發現而加以改正的。在該狀態外的變動原因，則是可被發現而加以改正的。SPC統計製程管制統計製程管制SPC基本原理基本原理2013/01/22 2013/01/22 3 3Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制SPC管制圖管制圖2013/01/22 2013/01/22 4 4Rev.A by DanielFCN 統計理論認為母體參數可由
4、隨機抽取的樣本來估統計理論認為母體參數可由隨機抽取的樣本來估計，計，SPCSPC圖的統計基礎即在於此。不同製程管制對圖的統計基礎即在於此。不同製程管制對象有不同的資料，所有的資料都可歸類到下列其象有不同的資料，所有的資料都可歸類到下列其中一種：中一種：SPC統計製程管制統計製程管制管制圖基本原理管制圖基本原理-1 分類資料分類資料將產品品質分為好或不好、合格或不合格等將產品品質分為好或不好、合格或不合格等 計數資料計數資料記錄某產品的某個特性發生次數，例如錯誤次數記錄某產品的某個特性發生次數，例如錯誤次數意意 外次數外次數銷售領先次數等銷售領先次數等 連續資料連續資料某個品質特徵的量測值，例如
5、尺寸某個品質特徵的量測值，例如尺寸成本成本時間等時間等 2013/01/22 2013/01/22 5 5Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制管制圖基本原理管制圖基本原理-2uu利用品質特性的發生機率來判斷是否有異常的狀況發生uu管制上下限與中心線管制上下限管制上下限uu為平均數上下為平均數上下3 3個標準差個標準差uu範圍內幾乎會涵蓋所有可能發生的狀況範圍內幾乎會涵蓋所有可能發生的狀況uu超出管制界限範圍之外的狀況被視為異常超出管制界限範圍之外的狀況被視為異常中心線中心線-製程的平均品質水準。製程的平均品質水準。2013/01/22 2013/01/22 6 6
6、Rev.A by DanielFCN管制圖之應用有許多方式，在大多數之應用上，管制圖之應用有許多方式，在大多數之應用上，管制圖是用來做製程之線上管制圖是用來做製程之線上(on-line)(on-line)監視。管制圖監視。管制圖也可以用來決定過去之製程數據是否在管制內，也可以用來決定過去之製程數據是否在管制內，及末來之製程是否將在管制內。管制圖也可用來及末來之製程是否將在管制內。管制圖也可用來做為估計之工具，當製程是在管制內時，則可預做為估計之工具，當製程是在管制內時，則可預測一些製程參數，例如平均數、標準差、不合格測一些製程參數，例如平均數、標準差、不合格率等。率等。SPC統計製程管制統計製
7、程管制管制圖的應用範圍管制圖的應用範圍2013/01/22 2013/01/22 7 7Rev.A by DanielFCN 計量值計量值計量值計量值 平均值與全距管制圖平均值與全距管制圖平均值與全距管制圖平均值與全距管制圖 X X X X R Chart R Chart R Chart R Chart 中位數與全距管制圖中位數與全距管制圖中位數與全距管制圖中位數與全距管制圖 X X X X R Chart R Chart R Chart R Chart 個別值與移動全距管制圖個別值與移動全距管制圖個別值與移動全距管制圖個別值與移動全距管制圖 X X X X RmRmRmRm Chart Ch
8、art Chart Chart 平均值與標準差管制圖平均值與標準差管制圖平均值與標準差管制圖平均值與標準差管制圖 X X X X S Chart S Chart S Chart S ChartSPC統計製程管制統計製程管制管制圖的種類管制圖的種類計數值計數值計數值計數值 不良率管制圖不良率管制圖不良率管制圖不良率管制圖 P P P P Chart Chart Chart Chart 不良數管制圖不良數管制圖不良數管制圖不良數管制圖 nPnPnPnP Chart Chart Chart Chart 缺點數管制圖缺點數管制圖缺點數管制圖缺點數管制圖 C C C C Chart Chart Char
9、t Chart 單位缺點數管制圖單位缺點數管制圖單位缺點數管制圖單位缺點數管制圖 U U U U Chart Chart Chart Chart2013/01/22 2013/01/22 8 8Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制管制圖使用時機樹狀圖管制圖使用時機樹狀圖2013/01/22 2013/01/22 9 9Rev.A by DanielFCN 選擇品質特性選擇品質特性選擇品質特性選擇品質特性 決定管制圖之種類決定管制圖之種類決定管制圖之種類決定管制圖之種類 決定樣本大小決定樣本大小決定樣本大小決定樣本大小 抽樣頻率和抽樣方式抽樣頻率和抽樣方式抽樣頻率和
10、抽樣方式抽樣頻率和抽樣方式 SPC統計製程管制統計製程管制管制圖實施步驟管制圖實施步驟 收集數據收集數據收集數據收集數據 計算管制圖之參數，一般計算管制圖之參數，一般計算管制圖之參數，一般計算管制圖之參數，一般 包含中心線和上下管制界限包含中心線和上下管制界限包含中心線和上下管制界限包含中心線和上下管制界限 收集數據，利用管制圖監視收集數據，利用管制圖監視收集數據，利用管制圖監視收集數據，利用管制圖監視 製程製程製程製程2013/01/22 2013/01/22 1010Rev.A by DanielFCN 管制圖是一改善生產力之有效工具管制圖是一改善生產力之有效工具 管制圖是預防不合格品之有
11、效工具管制圖是預防不合格品之有效工具 管制圖可預防不需要之製程調整管制圖可預防不需要之製程調整 管制圖可提供診斷之資訊管制圖可提供診斷之資訊 管制圖可提供有關製程能力之資訊管制圖可提供有關製程能力之資訊 SPC統計製程管制統計製程管制使用管制圖的原因使用管制圖的原因2013/01/22 2013/01/22 1111Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制管制圖能夠解決之問題管制圖能夠解決之問題1.經濟性:有效的抽樣管制，不用全數檢驗，不合格率降低，得以控制成本。使製程穩定，能掌握品質、成本及交期。2.預警性:製程的異常趨勢可即時發現並對策，預防整批性不良，以減少浪費
12、。3.分辦特殊原因:作為局部問題對策或管理階層對系統改進之參考。4.善用機器設備:估計機器能力，可妥善安排適當機器生產適當零件。5.改善的評估:製程能力可作為製程改善前後比較之指標。2013/01/22 2013/01/22 1212Rev.A by DanielFCNX X：平均值：平均值 R R：全距：全距Up(SuUp(Su)：規格上限：規格上限Std(uStd(u)：標準值：標準值(規格中心線規格中心線)Low(SlLow(Sl)：規格下限：規格下限UCLUCL：管制上限：管制上限 UCL(X)=X+A R UCL(R)=D RUCL(X)=X+A R UCL(R)=D RCLCL：實
13、績中心線：實績中心線 CL(X)=X CL(R)=RCL(X)=X CL(R)=RLCLLCL：管制下限：管制下限 LCL(X)=X-A R LCL(R)=D RLCL(X)=X-A R LCL(R)=D RSPC統計製程管制統計製程管制FCN24232013/01/22 2013/01/22 1313Rev.A by DanielFCN管制圖的判讀(1)uu判斷失控的規則樣本點落在管制界限之外樣本點落在管制界限之外連續連續9 9點在點在同側的同側的C C區或區或C C區之外區之外ABCCBAUCLLCLCL2013/01/22 2013/01/22 1414Rev.A by DanielFC
14、N管制圖的判讀(2)ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL連續連續6 6點持續地上升或下降點持續地上升或下降連續連續1111點交互一升一降點交互一升一降2013/01/22 2013/01/22 1515Rev.A by DanielFCN管制圖的判讀(3)ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL 相連相連3 3點中有點中有2 2點在同側的點在同側的A A區或區或A A區之外區之外 相連相連5 5點中有點中有4 4點在同側的點在同側的B B區或區或B B區之外區之外2013/01/22 2013/01/22 1616Rev.A by DanielFCN管制圖的
15、判讀(4)ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL 連續連續1515點在中心線上下兩側的點在中心線上下兩側的C C區區 有有8 8點在中心線之兩側，但點在中心線之兩側，但C C區並無點子區並無點子2013/01/22 2013/01/22 1717Rev.A by DanielFCN異常處理模式(1)2013/01/22 2013/01/22 1818Rev.A by DanielFCN異常處理模式(2)2013/01/22 2013/01/22 1919Rev.A by DanielFCN異常處理模式(3)2013/01/22 2013/01/22 2020Rev.A by
16、DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制CaCa值值值值：製程準確度製程準確度製程準確度製程準確度 設定設定規格中心值規格中心值(u)(u)與管制上限與管制上限(Su)(Su)或管制下限或管制下限(SlSl)的距離為的距離為 100%100%，然後以製程實績平均值，然後以製程實績平均值(X)(X)距離規格中心值距離規格中心值(u)(u)的遠的遠 近作為評價的基準。當近作為評價的基準。當CaCa值值0 0時代表製程之實績平均值時代表製程之實績平均值 一致，故一致，故CaCa值愈小愈好。值愈小愈好。實績平均值實績平均值 規格中心值規格中心值 X X u u 規格公差規格公差 T T2 2C
17、a X 100%X 100%T T Su Su SlSl 規格上限規格上限 規格下限規格下限 規格公差規格公差2013/01/22 2013/01/22 2121Rev.A by DanielFCNA A級：理想的狀態故維持現狀。級：理想的狀態故維持現狀。B B級：儘可能調整、改進為級：儘可能調整、改進為A A級。級。C C級：應立即檢討並予以改善。級：應立即檢討並予以改善。D D級：採取緊急措施，並全面檢討必要時考慮停止生產。級：採取緊急措施，並全面檢討必要時考慮停止生產。SPC統計製程管制統計製程管制T2T2D級D級C級C級B級B級A級A級規格公差(T)規格下線Sl-100%-50%-25
18、%-1.25%0%1.25%25%50%100%規格中心線u規格上線Su2013/01/22 2013/01/22 2222Rev.A by DanielFCN若以若以規格公差（規格公差（T T）與自生產中所獲得產品資料的與自生產中所獲得產品資料的 6 6 個估計實績標準差個估計實績標準差（）其間相差的程度即稱之為）其間相差的程度即稱之為製程精密度製程精密度CpCp，換言之，換言之CpCp值即在值即在衡量規格公差範圍與製程變異寬度兩者之間相差的程度。衡量規格公差範圍與製程變異寬度兩者之間相差的程度。SPC統計製程管制統計製程管制CpCp值值值值：製程精密度製程精密度製程精密度製程精密度 規格公
19、差規格公差 T T 6 6個估計實績標準差個估計實績標準差 6 6 規格上限規格上限 實績平均值實績平均值 Su Su X X 3 3個估計實績標準差個估計實績標準差 3 3 實績平均值實績平均值 規格下限規格下限 X X SlSl 3 3個估計實績標準差個估計實績標準差 3 3 R Rd d Cp 雙邊規格時Cp Cp 或單邊規格時 2 2R為全距平均值，d 為管制系數2 22013/01/22 2013/01/22 2323Rev.A by DanielFCN由公式得知當規格公差（由公式得知當規格公差（T T）大於估計實績標準差（）大於估計實績標準差（）時，若大得愈）時，若大得愈多則多則C
20、pCp值也愈大，換言之即製程的變異寬度遠小於規格公差，所以值也愈大，換言之即製程的變異寬度遠小於規格公差，所以CpCp值愈大愈好。值愈大愈好。SPC統計製程管制統計製程管制等 級 Cp 值A+級C p 1.67A 級1.67 C p 1.33B 級1.33 C p 1.00C 級1.00 C p 0.67D 級0.67 C pA+A+級：產品變異如大一些也不要緊，考慮管理的簡單化或成本降低的方法。級：產品變異如大一些也不要緊，考慮管理的簡單化或成本降低的方法。A A 級：理想的狀態故維持現狀。級：理想的狀態故維持現狀。B B 級：確實進行製程管理，使其能保持在管制狀態，當級：確實進行製程管理，
21、使其能保持在管制狀態，當CpCp接近於接近於1 1時，恐將會產生時，恐將會產生 不良品故儘可能改善為不良品故儘可能改善為A A級。級。C C 級：產生不良品，產品須全數選別，並管理、改善製程。級：產生不良品，產品須全數選別，並管理、改善製程。D D 級：品質無法在滿足的狀態，須進行品質的改善，探求原因。須要採取緊急對級：品質無法在滿足的狀態，須進行品質的改善，探求原因。須要採取緊急對 策並重新檢討規格。策並重新檢討規格。*在製程平均數無偏移下當在製程平均數無偏移下當CpCp值值=CpkCpk值值=2=2時時，製程中產生的缺點率，製程中產生的缺點率=0.002ppm=0.002ppm2013/0
22、1/22 2013/01/22 2424Rev.A by DanielFCN將將CaCa與與CpCp兩值同時參考而對製程作一個客觀評價的想法，因而產生兩值同時參考而對製程作一個客觀評價的想法，因而產生了了CpkCpk值的衡量指標。值的衡量指標。SPC統計製程管制統計製程管制CpkCpk值值值值：製程能力指數製程能力指數製程能力指數製程能力指數(1)(1)T T 6 6 Cpk (1 K)(1 Ca)Cp當Ca0時，CpkCp X X u u T T2 2K Ca單邊規格時，Cpk即以Cp計之2013/01/22 2013/01/22 2525Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管
23、制統計製程管制(2)(2)CpkCpk值亦可以製程的實績平均值至規格界限的距離除以製程實績估計值亦可以製程的實績平均值至規格界限的距離除以製程實績估計標準差所得到的數值標準差所得到的數值Z Z來表示。來表示。ZminZmin 3 3CpkCpkSu-XSu-X ZsuZsuZslZsl(SlSl X)X)即是即是Su-XSu-X 3 3與與(SlSl X)X)3 3的最小值的最小值由公式可知為由公式可知為CpCp值愈大時或值愈大時或CaCa值愈小時值愈小時CpkCpk值愈大，而值愈大，而CpkCpk值愈大即值愈大即代表製程綜合能力愈好。代表製程綜合能力愈好。2013/01/22 2013/01
24、/22 2626Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制D級時的6分散寬度332112C級時的6分散寬度B級時的6分散寬度A級時的6分散寬度A+級時的6分散寬度3 2 11233 21123321123規格中心線u規格上限Su規格下限Sl2013/01/22 2013/01/22 2727Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制規格公差（T）不良率（規格以外之比率）Cp值內可容納之標準差單邊之場合雙邊之場合0.67 4（2）2.27%4.55%1.00 6（3）0.14%0.27%1.33 8（4）31.8PPM63.6PPM1.46 8.8
25、（4.4）5.47PPM10.9PPM1.58 9.5（4.74）1.33PPM2.66PPM1.60 9.6（4.8）0.81PPM1.62PPM1.63 9.8（4.89）0.49PPM0.98PPM1.66 9.96（4.98）0.30PPM0.60PPM1.70 10.2（5.1）0.17PPM0.34PPM1.73 10.4（5.19）0.10PPM0.20PPM1.76 10.6（5.28）0.06PPM0.12PPM2.00 12.0（6.0）1PPB2PPB製程精密度製程精密度製程精密度製程精密度（CpCp）與不良率之關係與不良率之關係與不良率之關係與不良率之關係註：Ca等於0
26、時2013/01/22 2013/01/22 2828Rev.A by DanielFCN 由製程能力指數由製程能力指數CpkCpk得知，要使製程能力可達規格要求，必須得知，要使製程能力可達規格要求，必須CaCa值與值與CpCp值兩值兩 者均好方可，而製程綜合能力者均好方可，而製程綜合能力CpkCpk的好壞又直接與不良率有關，當的好壞又直接與不良率有關，當CpkCpk值大亦值大亦 是製程綜合能力好時則不良率低，而綜合評價不良率是製程綜合能力好時則不良率低，而綜合評價不良率P P即是如同即是如同CpkCpk值一樣將值一樣將 CaCa值與值與CpCp值兩者綜合起來的評價。其計算方法為先求出值兩者綜
27、合起來的評價。其計算方法為先求出“Z Z”值，而值，而“Z Z”值的求法為：值的求法為：Su Su X X （SlSl X X）SPC統計製程管制統計製程管制綜合評價不良率綜合評價不良率綜合評價不良率綜合評價不良率P PZsu，Zsl PzPz，代表製程平均值會相距，代表製程平均值會相距Z Z個標準差時，製程產品超出規格界限的比率。個標準差時，製程產品超出規格界限的比率。但製程必須是在統計管制狀態下，且呈常態分配。但製程必須是在統計管制狀態下，且呈常態分配。實例：實例：1.z1.z2.17 2.17 則則PzPz=0.0150=0.0150或或1.5%1.5%；2.z2.z3 3 則則PzPz
28、0.001350.00135或或0.135%0.135%，因此正負，因此正負33所包含的面積應為所包含的面積應為 1 1 0.00135 X 20.00135 X 20.99730.9973或或99.73%99.73%。再由再由“Z Z”值查常態分配表得到單邊不良率值查常態分配表得到單邊不良率PsuPsu%與與PslPsl%，再將，再將PsuPsu%與與PslPsl%兩者相加得出綜合不良率兩者相加得出綜合不良率P%P%，亦就是推定其超出規格上限與規格下限的不良，亦就是推定其超出規格上限與規格下限的不良 率。率。2013/01/22 2013/01/22 2929Rev.A by DanielF
29、CNSPC統計製程管制統計製程管制附件附件附件附件：管制界限係數表管制界限係數表管制界限係數表管制界限係數表nA1A2B3B4d2D3D4E2m3A223.750 1.880 0.000 3.267 1.128 0.000 3.267 2.660 1.880 32.394 1.023 0.000 2.568 1.693 0.000 3.575 1.772 1.187 41.880 0.729 0.000 2.266 1.059 0.000 2.282 2.457 1.796 51.596 0.557 0.000 2.089 1.326 0.000 2.115 2.290 1.691 61.41
30、0 0.483 0.030 1.970 2.534 0.000 2.004 1.184 0.594 71.277 0.419 0.118 1.882 2.704 0.076 1.924 1.109 0.509 81.175 0.373 0.185 1.815 2.847 0.136 1.864 1.054 0.432 91.094 0.337 0.239 1.761 2.970 0.184 1.816 1.010 0.412 101.0280.3080.2841.7162.0780.2231.7771.9750.3632013/01/22 2013/01/22 3030Rev.A by DanielFCNSPC統計製程管制統計製程管制附件附件附件附件：標準常態分配表標準常態分配表標準常態分配表標準常態分配表2013/01/22 2013/01/22 3131