《工序能力分析》PPT课件

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1、工 序 能 力 分 析1. 工 序 能 力2. 短 期 与 长 期 工 序 能 力3. 有 理 数 子 集4. 工 序 能 力 分 析5. 变 量 要 素 的 检 查6. 工 序 能 力 分 析 过 程 1. 工 序 能 力 ? 工 序 能 力 是 “ 指 工 序 的 加 工 质量 满 足 技 术 标 准 的 能 力 ” 。 也就 是 说 ， 在 所 控 工 序 中 制 品 表现 的 散 布 的 范 围 。 所 有 品 质 特 性 目 标 值 的 偏 差 越 小 越 好 。 计 算 工 程 不 良 率 . 建 立 改 善 目 标 . 提 供 与 其 他 设 备 相 比 较 的 标 准 .了 解

2、 工 序 能 力 .尽 可 能 减 少 标 准 偏 差使 工 序 平 均 值 接 近 目 标 值工 序 设 计 生 产高 品 质 的 产 品 工 序 能 力 改 进 LSL USL好 的 制 品目 标 值 传 统 意 义LSL USL好 的 制 品Target value 新 的 意 义lossloss品 质 与 损 失如 果 品 质 特 性 与 目 标 值 不 一 致 时 ， 损 失 随 时 发 生 . A 工 序 B 工 序工 序 比 较在 A工 序 中 会 发 生 不 良 ， 但 B工 序 中 不 会 发 生 。 但 是 A工 序 的能 力 比 B好 .而 且 A的 品 质 损 失 比

3、B少 .EG） SONY在 日 本 和 US的 工 厂 . 2. 短 期 与 长 期 工 程 能 力 长 期 工 程 能 力 长 期 变 动 是 由 各 种 因 素 造成 的 ， 这 些 因 素 可 以 清 晰得 预 见 到 相 对 长 的 时 期 （ 如 ： 兴 起 ， 月 份 ） 考 虑 长 期 噪 声 变 动 的 效 果 （ 例 ： 设 备 磨 损 ， 季 节 影 响 ） 要 求 约 100-200个 数 据 技 术 +工 程 管 理 普 通 条 件 下 的 结 果 短 期 工 序 能 力 短 期 变 动 由 偶 然 因 素 引 起 相 对 比 较 短 的 时 期 (如 ： 星 期 ，

4、月 份 ) 考 虑 短 期 噪 声 变 动 的 效 果 ( 例 ： 白 天 和 夜 晚 ) 要 求 约 30-50个 数 据 技 术 最 佳 条 件 下 的 工 序 能 力 工 序 能 力 因 素 决 定 工 序 能 力 的 要 素 : 在 工 程 平 均 值 和 标 准 值 之间 的 一 致 性 程 度 . 散 步 大 小 通 过 控 制 工 序 而 使 标 准 中 心 与工 序 平 均 值 一 致 是 非 常 困 难 的 ，事 实 上 长 期 来 自 标 准 的 中 心 移动 为 。 时 间 1时 间 2时 间 3时 间 4短 期长 期5.1 长 期 短 期工 序 能 力 LSL USL

5、st6 lt5.4LSL USL1.5 至 于 工 序 长 期 的 平 均 变 动 ， 它 是 以 长 期与 标 准 中 心 值 有 1.5 的 移 动 为 基 准 的 。 能 力 指 数 假 定 工 序 特 性 服 从 正 态 分 布 ， 短期 能 力 指 数 计 算 公 式 如 下 ： 6sigma 水 平 Cp 为 2.0. 3sigma 水 平Cp 为 1.0 长 期 能 力 指 数 考 虑 工 序 平 均 有“ 1.5 ” 的 移 动 ， 通 过 从 短 期能 力 减 少 0.5 计 算 得 到 . LSL USL6 LSLUSLCP 6 工 序 : Cpk = 1.5 3 工 序

6、: Cpk = 0.5 考 虑 到 工 序 平 均 变 动 时 的 能 力 指 数 0 1.5-6 +6NominalLSL USLCp = 2.0Cpk = 2.0 Cp = 2.0Cpk = 1.5 1.5 3 )5.1()6( 3 + targettargetaverageUSLC pk 计 算 工 序 能 力 时 注 意 事 项 工 序 能 力 的 测 定 只 在 以 下 条 件 下 有 意 义 . 变 量 (不 属 于 特 性 数 值 .) 速 度 ， 重 量 ， 吸 盘 大 小 . 控 制 中 的 工 序 ， 也 就 是 说 ， 消 除 异 常 原 因 后 的 状 态 . 数 据

7、散 布 ： 正 态 分 布 （ 或 近 似 ） 系 统 变 动 决 定 工 序 能 力 ， 不 同 的 因 素 决 定 系 统 变 动 set-up 流 程 产 品 和 工 序 维 护 过 程 分 层 原 理 完 全 相 同 的 调 剂 ， 系 统 或 设 备 变 动 已 掌 握 时 收 集 的 DATA 。 子 集 构 成 原 理 使 子 集 内 的 偏 差 变 小 使 子 集 间 的 偏 差 变 大 3. 有 理 数 子 集通 过 有 理 数 子 集 的 建 立 ， 能 够 掌 握 潜 在 工 序 能 力 。 组 合 标 准 偏 差 和全 标 准 偏 差组 合 标 准 偏 差 minita

8、b 的 基 本 选 择 . 子 集 中 由 各 偏 差 的 平 均 值 计 算 出 来 的 数 值 . 有 理 数 子 集 中 ， 可 以 用来 计 算 最 佳 短 期 工 序 能力 . 全 标 准 偏 差 以 全 部 数 据 为 基 准 计 算 出 来 的 数 值 . 估 计 实 际 能 力 时 ， 用 全 标准 偏 差 . 在 minitab中 ， Pp 或 Ppk是 以 全 标 准 偏 差 为 基 准 的工 序 能 力 . 意 义 如 果 在 组 合 标 准 偏 差 和 全 标 准 偏 差 之 间 有 差 异 ， 就 说 工 序 平 均 值 或 标 准 偏 差 按 时 间 改 变 集 团

9、 的 组 合 标 准 偏 差 是 在 最 佳 状 态 下 估 算 的 .有 理 数 子 集 的 用 法 和 意 义 用 法 以 下 条 件 造 成 每 道 工 序 变 动 构 成 数 据 集 开 关 设 备 机 器 ， 产 品 ， 操 作 者 预 防 维 护 由 每 一 个 集 团 分 析 同 一 工 序 能 力 在 minitab中 ， Pp， Ppk是 在 全 标 准 偏 差 基 础 上 计 算 出 来 的， Cp， Cpk是 在 组 合 标 准 偏 差 的 基 础 上 计 算 出 来 的70605040302010 Upper SpecLower SpecsMean-3sMean+3sM

10、eannkLSLUSLTargCpmPpkPPLPPUPp 20000 0 0 02.000.000.000.00 ObsPPMUSL Exp Obs %USL Exp 8.913217.320470.799644.060050.0000 0.037620.000070.0000 * *0.900.900.970.93 Process Capability Analysis for yield 85756555453525 Upper SpecLower Spec sMean-3sMean+3sMeannkLSLUSLTargCpmCpkCPLCPUCp 0 0100000 0 0.00 0.

11、0010.00 0.00 ObsPPMUSL Exp Obs %USL Exp 8.501034.036985.043159.540050.0000 0.581620.000070.0000 * *0.411.550.410.98 Process Capability Analysis for yield 哪 一 个 有 较 好 的 工 序 能 力 ? 为 什 么 ？ 工 序 能 力 Boxplot : - X 变 量 :“ machine” - 产 量 注 意 “ 集 团 间 变 动 ” 和“ 集 团 内 变 动 ” . 21908070605040302010 machineyield集

12、团 间 的 Boxplots通 过 检 验 集 团 间 的 差 别 ， 我 们 能 预 测 如 果 没 有 附 加 投 资 ，如 何 改 进 我 们 当 前 的 工 序 ， 我 们 能 找 到 的 改 进 的 方 法 。 10 20output index2.53.51.5 30 利 用 Time Series Plot得 到Ex) 有 理 数 子 集 的 用 法 比 较 集 团 内 变 动 导 致 的 标 准 偏 差 和 全 标 准 偏 差 . 7654321023222120191817161514131211109876543210 3.5 2.5 1.5 Hour Ou tpu t D

13、emonstation of Rational Subgroups Shift is the Grouping Variable由 平 均 值 移 动 造 成 的 变 动 集 团 内 的 变 动全 变 动 = + 变 动 和 有 理 数 子 集 的 构 成 150100500 15 14 13 12 11 10 9 Observation Number Indiv idua l Va lue Long-term Process Data for Co2 X=12.64 UCL=14.18 LCL=11.10 短 期 能 力 分 析 要 求 相 关 短 期的 数 据 （ 20-50） 长 期 能

14、 力 分 析 要 求 相 对 长 期的 数 据 (周 间 , 月 间 . 约 100-200个 数 据 ) 150100500 15 14 13 12 11 10 9 Observation Number Indiv idua l Va lue Long-term Process Data for Co2 X=12.64 UCL=14.18 LCL=11.10 4. 工 序 能 力 分 析 使 用 minitab, 工 程 分 析 打 开 process capability.mpj 文 件 . Stat Quality Tools Capability Analysis(Normal)输 入

15、 规 格集 团 的 大 小 , etc输 入 数 据 8 9 10 11 12 LSL USLProcess Capability Analysis for USLTargetLSLMeanSample NStDev (ST)StDev (LT)CpCPU CPLCpkCpmPpPPUPPLPpk PPM USLPPM Total PPM USLPPM Total PPM USLPPM Total11.000 * 9.000 9.699500.1009280.7020443.304.302.312.31 *0.470.620.330.33 220000.00 0.00220000.00 0.0

16、0 0.00 0.00 159706.64 31929.67191636.31 Process DataPotential (ST) Capability Overall (LT) Capability Observed Performance Expected ST Performance Expected LT Performance STLT Fill-up 在 有 理 数 子 集 的 调 条 件 下 ， 我 们 得 到 如 下结 论 . 短 期 标 准 偏 差 是 0.100928. 长 期 标 准 偏 差 是 0.702044. 潜 在 工 序 能 力 是 3.30. 可 以 说 ，

17、 经 过 不 断 的 改 进 ， 可 能 达 到 3.30。 此 工 序 的 当 前 能 力 是 0.33. 此 工 序 的 不 良 率 是 191636PPM. 工 序 能 力 分 析 用 于 消 除 潜 在 的 方 差 （ variation） . 消 除 变 动 ， 能 够 改 进 工 序 . 通 过 形 成 有 理 数 子 集 ， 改 进 工 序 .5. 方 差 （ variation） 分 析考 虑 具 体 工 程 时 Y 方 差 （ variation） 由 引 起 . 方 差 （ variation） 产 生 的 原 因 , 每 个 的 类 型 是 不 同 的 在 中 ， 一 部

18、 分 方 差 变 动 （ variation） 是 短 期 的 ， 一 部 分 是 长 期 的 。 所 以 ， 从 长 远 观 点 看 ， 一 个 工 序 有 不 同 的 方 差 变 动 （ variation） 类 型 。 nxxxfY ,., 21 x x xn , , 1 2, x ix i 品 质 的 方 差 变 动 （ Variation） 偶 然 原 因 ( 一 般 原 因 ) 发 生 在 比 较 严 格 的 制 造 业 管 理 中 ， 是 不 可 避 免 的 . ex) 操 作 条 件 ， 操 作 者 技 术 差 别 等 。 异 常 原 因 ( 特 殊 原 因 ) 使 用 不 良

19、 资 材 ， 制 造 设 备 故 障 ， 操 作 者 疏 忽 等 等 。 注 意 工 序 能 力 分 析 在 稳 定 条 件 下 是 可 行 的 ， 也 就 是 说 ， 没 有特 殊 原 因 的 变 动 （ variation） 。 有 理 数 子 集 的 形 成 在 集 团 中 只 有 偶 然 原 因产 生 的 偏 差 （ variation） 由 特 殊 原 因 产 生 的 偏 差（ variation） 在 集 团间 是 不 同 的 . 利 用 组 合 标 准 偏 差 ， 确定 最 佳 工 序 ， 可 以 估 计潜 在 工 序 能 力 . 在 集 合 里 ， 偶 然 原 因 和特 殊 原

20、 因 的 变 动 同 时 发生 . 不 注 意 不 稳 定 的 工 序 ，子 集 间 的 差 距 没 有 区 别 .形 成 错 误 有 理 数 子集 的 原 因 如 果 有 理 数 子 集 形 成 . G raph Time Series PlotFill-up 10 20 30 40 50910 11 Index面傈樊 子 集 内 的 变 动（ variation） 变 小 ，而 子 集 间 的 变 动 变 大 。 通 过 分 析 点 的 类 型 ，容 易 找 到 改 善 的 途 径 。Fill-up 8 9 10 11 12 LSL USL Process Capability Analy

21、sis for 面傈樊 USL Target LSL Mean Sample N StDev (ST) StDev (LT) Cp CPU CPL Cpk Cpm Pp PPU PPL Ppk PPM USL PPM Total PPM USL PPM Total PPM USL PPM Total 11.000 * 9.000 9.699 50 0.100928 0.702044 3.30 4.30 2.31 2.31 * 0.47 0.62 0.33 0.33 220000.00 0.00 220000.00 0.00 0.00 0.00 159706.64 31929.67 191636

22、.31 Process Data Potential (ST) Capability Overall (LT) Capability Observed Performance Expected ST Performance Expected LT Performance ST LT长 期 和 短 期 的 标准 偏 差 的 差 距 变 大潜 在 工 序 能 力比 较 清 楚 Fill-up 如 果 有 理 数 子 集 没 有 形 成 . 打 开 Minitab 文 件 process capability.mpj. Graph Time Series Plot Regarding “fill-u

23、p1”, Time Series PlotFill-up 1 10 20 30 40 50 8.5 9.5 10.5 11.5 Index 面 傈 穛 子 集 内 的 变 动 变 大 ，但 集 团 间 的 变 动 不 一 定明 显 。 改 进 的 途 径 不 易 发 现 。 7 8 9 10 11 12 13 LSL USL Process Capability Analysis for 面傈穛 USL Target LSL Mean Sample N StDev (ST) StDev (LT) Cp CPU CPL Cpk Cpm Pp PPU PPL Ppk PPM USL PPM Tot

24、al PPM USL PPM Total PPM USL PPM Total 11.0000 * 9.0000 10.0882 50 0.907554 0.962038 0.37 0.33 0.40 0.33 * 0.35 0.32 0.38 0.32 160000.00 220000.00 380000.00 115254.87 157525.89 272780.77 128997.94 171620.76 300618.70 Process Data Potential (ST) Capability Overall (LT) Capability Observed Performance

25、 Expected ST Performance Expected LT Performance ST LTThe gap of standard deviationsbetween long-term and short-term appears small.The potential capabilitycan be underestimated. Fill-up 用 Minitab Capability Sixpack 分 析 StatQuality Tools Capability Sixpack(Normal) 2.82.42.0 Capability Histogram 10090

26、80706050403020100 3.0 2.6 2.2 1.8 Individual and MR Chart Obser. Indi vidu al V alue MU=2.348 UCL=2.880 LCL=1.817 0.6 0.4 0.2 0.0 Mov .Ra nge R=0.1998 UCL=0.6528 LCL=0.000 908070 Last 25 Observations2.7 2.5 2.3 2.1 Observation Number Valu es 2.82.0 2.879591.81679 Pp: 0.75 PPU: 0.85 PPL: 0.66 Ppk: 0.

27、66 Capability Plot Process Tolerance Specifications StDev: 0.177133 III III 2.82.42.0 Normal Prob Plot Capability Six-pack - Overall Standard Deviation 工 序 能 力 的 测定 值Is there any pattern by special cau se? 检 查规 律 性 利 用 Minitab Capability Sixpack,数 据 的 控 制 状 态 和 规 律 性 很 容 易 发 现 。 ( Capability Sixpack

28、 分 析 选 择 输 出 变 量 . step 建 立 工 序 ， 主 要 输 入 变 量 值 。 step 决 定 潜 在 变 量 ， 形 成 有 理 数 子 集 . 收 集 短 期 数 据 ， 使 特 殊 原 因 造 成 的 影 响 最 小 化 . 密 切 注 意 工 序 ， 找 出 不 同 点 .6. 工 序 能 力 过 程 分 析 测 定 和 记 录 主 要 工 序 输 出 变 量 . step 运 行 Capability Six-pack, 然 后 检 验 ： - 正 态 - 稳 定 性 - 控 制 利 用 “ 组 合 标 准 偏 差 ” 和 “ 全 标 准 偏 差 ” 进 行 能

29、 力 分 析 检 查 移 动 平 均 数 和 方 差 变 动 （ variation） 的 增 加 . 根 据 调 查 结 果 ， 制 定 改 善 计 划 . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8.5 9.3 10.1 10.9 Xbar and R Chart Subgr Me an s 1 1 1 1 1 1 1 1 X=9.6993.0SL=9.834-3.0SL=9.564 0.0 0.2 0.4 0.6 Ra ng es R=0.2348 3.0SL=0.4964 -3.0SL=0.00E+00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Last 10 Subgrou

30、ps 8.5 9.3 10.1 10.9 Subgroup Number Va lue s 9 11 Ppk: 0.33 Pp: 0.47 StDev: 0.702044 Overall (LT) Cpk: 2.31 Cp: 3.30 StDev: 0.100928 Potential (ST) Capability Plot Process Tolerance Specifications I I I I I I I I I ST LT 9 10 11 Normal Prob Plot 9 10 11 Capability Histogram Process Capability Sixpa

31、ck for 面傈樊由 组 合 标 准 偏 差 计 算 的 工 序 能 力 由 全 标 准 偏 差 计 算 的 工 序 能 力是 否 形 成 了 有 理 数子 集 团 ？了 解 集 团 间 方 差 （ variation）变 动 的 类 型 . 集 团 内 是 否 有 错 误 ？ Fill-up Customer Requirement (Output Variable) Measurement Technique %R&R or P/T Ratio Upper Spec Limit Target Lower Spec Limit Cp Cpk Sample Size Date Actions

32、Key Process Output VariableCapability Status Sheet Customer Requirement (Output Variable) Measurement Technique %R&R or P/T Ratio Upper Spec Limit Target Lower Spec Limit Cp Cpk Sample Size Date Status Fire Retardency UL 700 25% 3 1.5 na No Data AvailableSelvage Edge Consistency On-line Physical Measurement 15% 4.5 4 3.5 1.15 0.85 50 Sep-95 Improvement Plan in Place Membrane Stability Oven Test None 0.75 0.5 na 1.1 0.65 25 Aug-95 Measurement Study Scheduled Example 此 例 显 示 出 KPOV数 据 不 足 ， 工 序 能 力 不 足 ， 系 统 测 定 评 估 不 足 . 分 析 工 序 能 力 的 表 格 例 ) Process Capability 表 格