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1、品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-2,統計製程管理,章前導讀壹、製程變異的來源貳、穩定的製程和失控的製程參、管制圖的應用肆、管制圖建立的統計原理伍、管制圖的判讀,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-3,章前導讀,統計製程管制的目的在維持製程穩定，並經由持續降低品質的變異改善製程能力。統計製程管制（statistical process control，簡稱SPC）是被用於達到這些目的的有效工具。SPC可以有效應用於任何製程，其主要工具QC七手法已介紹於第 2 章。,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-4,壹、製程變異的來源 1/5,維持製程穩定是指對生產過
2、程中的產品品質特性值的變異做管制以符合目標值。產品品質特性值在製程中何以會有嚴重變異？一般不外是人員、機器、物料、環境和操作方法等因素所造成。舒華特將變異的來源分為兩類：可歸屬原因(assignable causes)機遇原因(chance causes),品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-5,製程變異的來源 2/5,戴明則將變異來源分為：特殊因(special causes)：即可歸屬原因。最多20%的製程變異則特殊因造成，消除這些原因的責任主要歸屬於製程工作人員，因為特殊因很容易消除。共同因(common causes)：即機遇原因。戴明認為至少80%的製程變異是由共同因造成
3、，消除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,4-6,製程變異的來源 3/5,製程管制在偵測製程變異是否受到特殊因影響而變大，並採取策略消除特殊因，而製程改善則是藉由降低共同因的變異而達成。清楚的了解製程或流程的特殊因和共同因，則有助於正確擬定降低製程變異的策略。若因無法清楚判定特殊因和共同因，而導致擬定錯誤策略，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,4-7,表4.1特殊因和共同因之比較,製程變異的來源 4/5,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-8,表4.2製程變異的因子,製程變異的來源 5/5,品質管理
4、 Chapter 4 統計製程管制,4-9,貳、穩定的製程和失控的製程 1/5,當製程只受到共同因的影響而不受到特殊因的影響，則說製程是穩定的(in-control process)。若製程除了受到共同因的影響外，還受到特殊因影響，則稱製程是不穩定的(out-of-control process)，這時產品之品質特性值的分配會隨著時間而改變。,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-10,穩定的製程和失控的製程 2/5,隨著不同時間，製程受到不同特殊因的影響，則 X 的分配可能變成下列四種分配之一：XN(,2)，0(平均數偏移)XN(,*2)，*1（變異數變大）XN(,*2)，0，*1
5、(平均數偏移且變異數增大)X非常態分配,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-11,圖 4.2 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 3/5,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-12,圖 4.3 製程穩定下的製程分配,製程變異的來源 4/5,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-13,圖 4.4 製程改善前後的製程分配,製程變異的來源 5/5,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-14,參、管制圖的應用 1/2,管制製程時，欲知製程是否受特殊因影響，則需使用管制圖。管制圖首由舒華特提出(Shewhart,1924)用以管制製程。管制圖包
6、含中心線(CL)管制上限(UCL)管制下限(LCL),品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-15,圖 4.5管制圖,管制圖的應用 2/2,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-16,管制圖建立的步驟如下 1/2,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。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。蒐集至少25組的樣本數據以決定管制圖之管制界限。,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-17,管制圖建立的步驟如下 2/2,將步驟 5 蒐集的樣本統計量的值描繪在管制圖上，以判斷蒐集的樣本組數據是否來自穩定的製程。為追
7、蹤未來的製程，每間隔時間，由製程中抽取樣本，並計算樣本統計量的值，再描繪於建立的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,4-18,肆、管制圖建立的統計原理,基本原理管制圖之管制界限可表示為 UCLw=w+3 w CLw=w LCLw=w 3 w 其中 w 是樣本統計量，其平均值和標準差分別以 w 和 w 表示。ARL(average run length)在製程穩定下，ARL愈大愈好，因為可以節省因錯誤警訊(false alarm)發生，所導致的時間及成本之浪費。,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-19,樣本大小和抽樣間隔時間,舒華特建議樣
8、本大小取4或5，即可容易偵測出製程是否失控。通常為偵測出製程是否偏移，抽樣間隔時間宜短且樣本大小要大。對於高生產量的製程或有很多種類特殊因可能發生的製程，實務上偏好採取小的樣本大小和短的抽樣間隔時間。,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-20,合理的抽樣,使用管制圖時樣本資料的蒐集，要根據舒華特所謂合理樣本組的觀念，意味樣本組應該被選擇使得特殊因出現後，樣本組間的差異最大，而樣本組內的差異最小。合理抽樣的方法有兩種：樣本組內的每一產品幾乎是在相同時間內被製造出的。理想上，樣本是抽自連續生產的產品。樣本組內的產品代表自上次抽樣後的所有產品。即樣本組是抽樣間隔時間內所有製程產出的隨機樣
9、本。,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-21,伍、管制圖的判讀 1/4,使用管制圖的主要目的之一是維持製程在管制狀態中。舒華特管制圖只考慮點子是否落在管制界限內，但所有的點子都落在管制界限內，並不能保證製程在管制中。亦即，可能製程平均值或變異數有微量變動，而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,4-22,管制圖的判讀 2/4,為了彌補此缺失，西方電器公司(1958)首先提出以區域檢定(zone tests)法則研判點子分佈是否呈現非隨機的形式，以提昇舒華特管制圖偵測製程失控的敏感度。,將管制圖的兩側（管制中心至管制上限及管制中心至
10、管制下限兩側）各分割為三個區域。每個區域之寬度為一個標準差。各區域以A、B 和 C 區稱之。,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-23,圖 4.8管制圖,管制圖的判讀 3/4,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-24,管制圖的判讀 4/4,一點子落在 A 區以外，即舒華特判讀製程失控之法則。,圖 4.9一點超出管制界限,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-25,區域檢定的法則如下 1/3,連續三點中有兩點落在A 區或A 區之外。,圖 4.10連續三點中有兩點落在A 區或A 區之外,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-26,區域檢定的法則如下 2/
11、3,連續五點中有四點落在B 區或B區之外。,圖 4.11連續五點中有四點落在B 區或B區之外,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-27,區域檢定的法則如下 3/3,連續八點在中心線之同一側。,圖 4.12 連續八點在中心線之同一側,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-28,趨勢變化,圖 4.13上升趨勢模型,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-29,圖 4.14平均值跳動型,製程平均值的平移,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-30,圖 4.15週期性模型,循環變化,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-31,圖 4.16系統性模型,系統性變化,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-32,圖 4.17混合模型,混合變化,品質管理 Chapter 4 統計製程管制,4-33,圖 4.18層別模型,層別變化,
