统计制程管理PPT课件

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1、Chapter 4統計製程管理統計製程管理章前導讀章前導讀壹、製程變異的來源壹、製程變異的來源貳、穩定的製程和失控的製程貳、穩定的製程和失控的製程參、管制圖的應用參、管制圖的應用肆、管制圖建立的統計原理肆、管制圖建立的統計原理伍、管制圖的判讀伍、管制圖的判讀品質管理 Chapter 4 統計製程管制2章前導讀章前導讀統統計計製製程程管管制制的的目目的的在在維維持持製製程程穩穩定定，並並經經由由持持續降低品質的變異改善製程能力。續降低品質的變異改善製程能力。統統計計製製程程管管制制（statistical process control，簡簡稱稱SPC）是被用於達到這些目的的有效工具。）是被用於

2、達到這些目的的有效工具。SPC可可以以有有效效應應用用於於任任何何製製程程，其其主主要要工工具具QC七七手法已介紹於第手法已介紹於第 2 章。章。品質管理 Chapter 4 統計製程管制3壹、製程變異的來源壹、製程變異的來源 1/5維維持持製製程程穩穩定定是是指指對對生生產產過過程程中中的的產產品品品品質質特特性性值的變異做管制以符合目標值。值的變異做管制以符合目標值。產產品品品品質質特特性性值值在在製製程程中中何何以以會會有有嚴嚴重重變變異異？一一般般不不外外是是人人員員、機機器器、物物料料、環環境境和和操操作作方方法法等等因素所造成。因素所造成。舒華特將變異的來源分為兩類：舒華特將變異的

3、來源分為兩類：可歸屬原因可歸屬原因(assignable causes)機遇原因機遇原因(chance causes)品質管理 Chapter 4 統計製程管制4製程變異的來源製程變異的來源 2/5戴明則將變異來源分為：戴明則將變異來源分為：特特殊殊因因(special causes)：即即可可歸歸屬屬原原因因。最最多多20%的的製製程程變變異異則則特特殊殊因因造造成成，消消除除這這些些原原因因的的責責任任主主要要歸歸屬屬於於製製程程工工作作人人員員，因因為為特特殊殊因因很容易消除。很容易消除。共共同同因因(common causes)：即即機機遇遇原原因因。戴戴明明認認為為至至少少80%的的

4、製製程程變變異異是是由由共共同同因因造造成成，消消除除這些原因的責任歸屬於管理階層。這些原因的責任歸屬於管理階層。品質管理 Chapter 4 統計製程管制5製程變異的來源製程變異的來源 3/5製製程程管管制制在在偵偵測測製製程程變變異異是是否否受受到到特特殊殊因因影影響響而而變變大大，並並採採取取策策略略消消除除特特殊殊因因，而而製製程程改改善善則則是是藉由降低共同因的變異而達成。藉由降低共同因的變異而達成。清清楚楚的的了了解解製製程程或或流流程程的的特特殊殊因因和和共共同同因因，則則有有助於正確擬定降低製程變異的策略。助於正確擬定降低製程變異的策略。若若因因無無法法清清楚楚判判定定特特殊殊

5、因因和和共共同同因因，而而導導致致擬擬定定錯誤策略，將造成更大的製程變異及成本損失。錯誤策略，將造成更大的製程變異及成本損失。品質管理 Chapter 4 統計製程管制6表表4.1特殊因和共同因之比較特殊因和共同因之比較製程變異的來源製程變異的來源 4/5因因子子特殊因特殊因共同因共同因特特性性1.不常在製程中不常在製程中2.個別影響力大個別影響力大3.種類少種類少4.製程工作人員可容易消除製程工作人員可容易消除1.存在製程中存在製程中2.個別影響力小個別影響力小3.種類多種類多4.消除乃管理階層之責任消除乃管理階層之責任品質管理 Chapter 4 統計製程管制7表表4.2製程變異的因子製程

6、變異的因子製程變異的來源製程變異的來源 5/5因子因子特殊因特殊因共同因共同因特特性性1.不正確的物料不正確的物料 2.不正確的操作方法不正確的操作方法3.作業員疲勞作業員疲勞4.新手不熟悉新手不熟悉5.不正確的設備工具不正確的設備工具6.機器故障機器故障7.停電停電8.地震地震9.水災水災1.機器老化機器老化2.產品設計不良產品設計不良3.環境不良（溫度、灰環境不良（溫度、灰 塵、濕度、光線等）塵、濕度、光線等）4.生產線排序不當生產線排序不當5.合格物料的變異合格物料的變異品質管理 Chapter 4 統計製程管制8貳、穩定的製程和失控的製程貳、穩定的製程和失控的製程 1/5當當製製程程只

7、只受受到到共共同同因因的的影影響響而而不不受受到到特特殊殊因因的的影影響，則說製程是穩定的響，則說製程是穩定的(in-control process)。若若製製程程除除了了受受到到共共同同因因的的影影響響外外，還還受受到到特特殊殊因因影影 響響，則則 稱稱 製製 程程 是是 不不 穩穩 定定 的的(out-of-control process)，這這時時產產品品之之品品質質特特性性值值的的分分配配會會隨隨著著時時間而改變。間而改變。品質管理 Chapter 4 統計製程管制9穩定的製程和失控的製程穩定的製程和失控的製程 2/5隨隨著著不不同同時時間間，製製程程受受到到不不同同特特殊殊因因的的影

8、影響響，則則 X 的分配可能變成下列四種分配之一：的分配可能變成下列四種分配之一：XN(,2)，0(平均數偏移平均數偏移)XN(,*2)，*1（變異數變大）（變異數變大）XN(,*2)，0，*1 (平均數偏移且變異數增大平均數偏移且變異數增大)X非常態分配非常態分配品質管理 Chapter 4 統計製程管制10圖圖 4.2 製程失控下不同時間的製程分配製程失控下不同時間的製程分配穩定的製程和失控的製程穩定的製程和失控的製程 3/5品質管理 Chapter 4 統計製程管制11圖圖 4.3 製程穩定下的製程分配製程穩定下的製程分配製程變異的來源製程變異的來源 4/5品質管理 Chapter 4

9、統計製程管制12圖圖 4.4 製程改善前後的製程分配製程改善前後的製程分配製程變異的來源製程變異的來源 5/5品質管理 Chapter 4 統計製程管制13參、管制圖的應用參、管制圖的應用 1/2管管制制製製程程時時，欲欲知知製製程程是是否否受受特特殊殊因因影影響響，則則需需使用管制圖。使用管制圖。管管制制圖圖首首由由舒舒華華特特提提出出(Shewhart,1924)用用以以管管制制製製程。程。管制圖包含管制圖包含中心線中心線(CL)管制上限管制上限(UCL)管制下限管制下限(LCL)品質管理 Chapter 4 統計製程管制14圖圖 4.5管制圖管制圖管制圖的應用管制圖的應用 2/2品質管理

10、 Chapter 4 統計製程管制15管制圖建立的步驟如下管制圖建立的步驟如下 1/2決定管制的產品品質特性。決定管制的產品品質特性。選擇適當的管制圖以對製程的品質特性作管制。選擇適當的管制圖以對製程的品質特性作管制。決定抽樣間隔時間，樣本大小和抽樣方法。決定抽樣間隔時間，樣本大小和抽樣方法。決定製程中的哪個階段要管制品質特性。決定製程中的哪個階段要管制品質特性。蒐蒐集集至至少少25組組的的樣樣本本數數據據以以決決定定管管制制圖圖之之管管制制界限。界限。品質管理 Chapter 4 統計製程管制16管制圖建立的步驟如下管制圖建立的步驟如下 2/2將將步步驟驟 5 蒐蒐集集的的樣樣本本統統計計量

11、量的的值值描描繪繪在在管管制制圖圖上上，以以 判判 斷斷 蒐蒐 集集 的的 樣樣 本本 組組 數數 據據 是是 否否 來來 自自 穩穩 定定 的的製程。製程。為為追追蹤蹤未未來來的的製製程程，每每間間隔隔時時間間，由由製製程程中中抽抽取取樣樣本本，並並計計算算樣樣本本統統計計量量的的值值，再再描描繪繪於於建建立立的的管制圖上以判斷製程是否在穩定狀態。管制圖上以判斷製程是否在穩定狀態。品質管理 Chapter 4 統計製程管制17肆、管制圖建立的統計原理肆、管制圖建立的統計原理基本原理基本原理管制圖之管制界限可表示為管制圖之管制界限可表示為 UCLw=w+3 w CLw=w LCLw=w 3 w

12、 其其中中 w 是是樣樣本本統統計計量量，其其平平均均值值和和標標準準差差分分別別以以 w 和和 w 表示。表示。ARL(average run length)在在製製程程穩穩定定下下，ARL愈愈大大愈愈好好，因因為為可可以以節節省省因因錯錯誤誤警警訊訊(false alarm)發發生生，所所導導致致的的時時間間及及成成本本之浪費。之浪費。品質管理 Chapter 4 統計製程管制18樣本大小和抽樣間隔時間樣本大小和抽樣間隔時間舒舒華華特特建建議議樣樣本本大大小小取取4或或5，即即可可容容易易偵偵測測出出製製程是否失控。程是否失控。通通常常為為偵偵測測出出製製程程是是否否偏偏移移，抽抽樣樣間間

13、隔隔時時間間宜宜短短且樣本大小要大。且樣本大小要大。對對於於高高生生產產量量的的製製程程或或有有很很多多種種類類特特殊殊因因可可能能發發生生的的製製程程，實實務務上上偏偏好好採採取取小小的的樣樣本本大大小小和和短短的的抽樣間隔時間。抽樣間隔時間。品質管理 Chapter 4 統計製程管制19合理的抽樣合理的抽樣使使用用管管制制圖圖時時樣樣本本資資料料的的蒐蒐集集，要要根根據據舒舒華華特特所所謂謂合合理理樣樣本本組組的的觀觀念念，意意味味樣樣本本組組應應該該被被選選擇擇使使得得特特殊殊因因出出現現後後，樣樣本本組組間間的的差差異異最最大大，而而樣樣本本組組內的差異最小。內的差異最小。合理抽樣的方

14、法有兩種：合理抽樣的方法有兩種：樣樣本本組組內內的的每每一一產產品品幾幾乎乎是是在在相相同同時時間間內內被被製製造造出的。理想上，樣本是抽自連續生產的產品。出的。理想上，樣本是抽自連續生產的產品。樣樣本本組組內內的的產產品品代代表表自自上上次次抽抽樣樣後後的的所所有有產產品品。即即樣樣本本組組是是抽抽樣樣間間隔隔時時間間內內所所有有製製程程產產出出的的隨隨機機樣本。樣本。品質管理 Chapter 4 統計製程管制20伍、管制圖的判讀伍、管制圖的判讀 1/4使使用用管管制制圖圖的的主主要要目目的的之之一一是是維維持持製製程程在在管管制制狀狀態態中中。舒舒華華特特管管制制圖圖只只考考慮慮點點子子是

15、是否否落落在在管管制制界界限限內內，但但所所有有的的點點子子都都落落在在管管制制界界限限內內，並並不不能能保證製程在管制中。保證製程在管制中。亦亦即即，可可能能製製程程平平均均值值或或變變異異數數有有微微量量變變動動，而而點子仍落在管制界限內，但其分布呈非隨機狀。點子仍落在管制界限內，但其分布呈非隨機狀。品質管理 Chapter 4 統計製程管制21管制圖的判讀管制圖的判讀 2/4為為了了彌彌補補此此缺缺失失，西西方方電電器器公公司司(1958)首首先先提提出出以以區區域域檢檢定定(zone tests)法法則則研研判判點點子子分分佈佈是是否否呈呈現現非非隨隨機機的的形形式式，以以提提昇昇舒舒

16、華華特特管管制制圖圖偵偵測測製製程程失失控的敏感度。控的敏感度。將將管管制制圖圖的的兩兩側側（管管制制中中心心至至管管制制上上限限及及管管制制中心至管制下限兩側）各分割為三個區域。中心至管制下限兩側）各分割為三個區域。每每個個區區域域之之寬寬度度為為一一個個標標準準差差。各各區區域域以以A、B 和和 C 區稱之。區稱之。品質管理 Chapter 4 統計製程管制22ABCCBA w+3 w=UCL w+2 w w+w w=CL w w w 2 w w 3 w=LCL圖圖 4.8管制圖管制圖管制圖的判讀管制圖的判讀 3/4品質管理 Chapter 4 統計製程管制23管制圖的判讀管制圖的判讀 4

17、/4一一點點子子落落在在 A 區區以以外外，即即舒舒華華特特判判讀讀製製程程失失控控之之法則。法則。圖圖 4.9一點超出管制界限一點超出管制界限品質管理 Chapter 4 統計製程管制24區域檢定的法則如下區域檢定的法則如下 1/3連續三點中有兩點落在連續三點中有兩點落在A 區或區或A 區之外。區之外。圖圖 4.10連續三點中有兩點落在連續三點中有兩點落在A 區或區或A 區之外區之外品質管理 Chapter 4 統計製程管制25區域檢定的法則如下區域檢定的法則如下 2/3連續五點中有四點落在連續五點中有四點落在B 區或區或B區之外。區之外。圖圖 4.11連續五點中有四點落在連續五點中有四點落

18、在B 區或區或B區之外區之外品質管理 Chapter 4 統計製程管制26區域檢定的法則如下區域檢定的法則如下 3/3連續八點在中心線之同一側。連續八點在中心線之同一側。圖圖 4.12 連續八點在中心線之同一側連續八點在中心線之同一側品質管理 Chapter 4 統計製程管制27趨勢變化趨勢變化圖圖 4.13上升趨勢模型上升趨勢模型品質管理 Chapter 4 統計製程管制28圖圖 4.14平均值跳動型平均值跳動型製程平均值的平移製程平均值的平移品質管理 Chapter 4 統計製程管制29圖圖 4.15週期性模型週期性模型循環變化循環變化品質管理 Chapter 4 統計製程管制30圖圖 4.16系統性模型系統性模型系統性變化系統性變化品質管理 Chapter 4 統計製程管制31圖圖 4.17混合模型混合模型混合變化混合變化品質管理 Chapter 4 統計製程管制32圖圖 4.18層別模型層別模型層別變化層別變化品質管理 Chapter 4 統計製程管制33