製程能力分析與應用.ppt

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1、製程能力分析與應用製程能力分析與應用何謂製程能力？何謂製程能力？製程能力製程能力process capabilityprocess capability是指製程在是指製程在管制狀態下產出所呈現之質與量的能力。製程管制狀態下產出所呈現之質與量的能力。製程能力與生產力有所分別，不可混淆。生產力能力與生產力有所分別，不可混淆。生產力productivityproductivity所著重是生產數量的能力；製程所著重是生產數量的能力；製程能力所著重的是製造產品品質的能力。故製程能能力所著重的是製造產品品質的能力。故製程能力可以產量、效率表示，也可以成品、半成品、力可以產量、效率表示，也可以成品、半成品、

2、零件等之品質特性來表示，也可以不良率或缺點零件等之品質特性來表示，也可以不良率或缺點數來表示。數來表示。何謂製程能力分析？何謂製程能力分析？所謂製程能力分析所謂製程能力分析process capability process capability analysisanalysis，係指對製程能力進行研究，以降低製係指對製程能力進行研究，以降低製程變異提昇製程穩定性。程變異提昇製程穩定性。製程能力分析，應從直接觀察製程開始，經由製程能力分析，應從直接觀察製程開始，經由數據蒐集及分析來推測製程之穩定性。製程能力數據蒐集及分析來推測製程之穩定性。製程能力分析，旨在逐步設法減輕製程變異，或調整製程，分

3、析，旨在逐步設法減輕製程變異，或調整製程，使製程能符合規格之要求。使製程能符合規格之要求。自然公差與規格公差自然公差與規格公差n n自然公差係指在管制狀態下自然公差係指在管制狀態下,製程中產品品質製程中產品品質變異的六個標準差範圍變異的六個標準差範圍n n規格公差係指規格上限減規格下限後的界線寬規格公差係指規格上限減規格下限後的界線寬度度只有當製程處於只有當製程處於”統計管制狀態統計管制狀態”下，估計製下，估計製程能力才合理，因為當製程處於程能力才合理，因為當製程處於”統計管制狀態統計管制狀態”下，製程沒有可歸咎的非自然因素存在，此時下，製程沒有可歸咎的非自然因素存在，此時才可以顯示製程真正的

4、變異才可以顯示製程真正的變異。製程是否具有產出符合工程規格產品的能力，製程是否具有產出符合工程規格產品的能力，在於製程變異範圍是否介於工程規格之內，一般在於製程變異範圍是否介於工程規格之內，一般而言製程變異的大小可分成下列三種情況：而言製程變異的大小可分成下列三種情況：1.1.製程變異小於規格間差異。製程變異小於規格間差異。2.2.製程變異等於規格間差異。製程變異等於規格間差異。3.3.製程變異大於規格間差異。製程變異大於規格間差異。第一種情況第一種情況：6USLLSLUSLLSLUCLLCL第二種情況第二種情況：6USLLSLUCL=USLLCL=LSL第三種情況第三種情況：6USLLSLU

5、SLLSLLCLUCL製程能力分析製程能力分析 在討論製程能力指標之前，我們必須假設製程在討論製程能力指標之前，我們必須假設製程產出是一個常態分配，且處於統計管制之下。產出是一個常態分配，且處於統計管制之下。這個目的是將非自然因素去除後，決定製程的這個目的是將非自然因素去除後，決定製程的固有變異性。這個假設可以經由長條圖固有變異性。這個假設可以經由長條圖 統計統計檢定來證明之。檢定來證明之。製程能力指標的好處之一是它提供一個簡單易製程能力指標的好處之一是它提供一個簡單易懂的製程整體表現量測標準，此標準是依據製懂的製程整體表現量測標準，此標準是依據製程達成規格要求為基準。程達成規格要求為基準。製

6、程能力分析的步驟製程能力分析的步驟 1.1.確定能代表製程能力的品質特性。確定能代表製程能力的品質特性。2.2.由製程抽取樣本測定其特定性值由製程抽取樣本測定其特定性值,普通需收普通需收集集100100至至250250個數據。個數據。3.3.點繪出的形態，計算其平均值與標準差點繪出的形態，計算其平均值與標準差(利利用次數分配圖用次數分配圖)。4.4.解釋此種形態，發掘異常現象，確定在經解釋此種形態，發掘異常現象，確定在經濟上是否值得採取措施。濟上是否值得採取措施。5.5.對異常現象採取措施。對異常現象採取措施。這些步驟可以循環使用，直到獲得滿意的製這些步驟可以循環使用，直到獲得滿意的製程，此時

7、的製程能力才是真正的製程能力。程，此時的製程能力才是真正的製程能力。製程能力分析之用途製程能力分析之用途1.1.提供資料給設計部門，使其能盡量利用目前之提供資料給設計部門，使其能盡量利用目前之工程能力，以設計新產品。工程能力，以設計新產品。2.2.決定一項新設備或翻修的設備能否滿足要求。決定一項新設備或翻修的設備能否滿足要求。3.3.利用機械之能力安排適當工作，使其得到最佳利用機械之能力安排適當工作，使其得到最佳應用。應用。4.4.選擇適當的作業員材料與作業方法。選擇適當的作業員材料與作業方法。5.5.製程能力較公差為窄時，用於建立管制界限。製程能力較公差為窄時，用於建立管制界限。6.6.製程

8、能力較公差為寬時，可設定一適當的中心製程能力較公差為寬時，可設定一適當的中心值來獲得最經濟的生產。值來獲得最經濟的生產。製程能力指標製程能力指標製程能力指標的好處之一是它提供一個製程能力指標的好處之一是它提供一個簡單易懂的製程整體表現量測標準，此簡單易懂的製程整體表現量測標準，此標準是依據製程達成規格要求為基準。標準是依據製程達成規格要求為基準。以下介紹的能力指標都是純數字的，不以下介紹的能力指標都是純數字的，不會因為不同的測量單位而有所不同。會因為不同的測量單位而有所不同。n n製程準確度製程準確度(Ca,CapacityofAccuracy)(Ca,CapacityofAccuracy)n

9、 n製程精確度製程精確度(Cp,Capabilityofprecision)(Cp,Capabilityofprecision)n n製程能力製程能力(CpkCpk,ProcessCapability),ProcessCapability)製程準確度製程準確度(Ca)n nCaCa值在衡量製程平均值與規格中心值的一致性；值在衡量製程平均值與規格中心值的一致性；其值愈大，表示製程平均值偏離規格中心愈大，其值愈大，表示製程平均值偏離規格中心愈大，製程能力就越差製程能力就越差;其值越小，表示製程平均值其值越小，表示製程平均值偏離規格中心愈小，製程能力就越佳。偏離規格中心愈小，製程能力就越佳。n nC

10、a=(m)(T2)T=USLT=USLLSLLSLmm代表規格中心值代表規格中心值CaCa值等級評定基準值等級評定基準等級等級CaCa值值A A00|Ca|Ca|6.256.25B B6.256.25|Ca|Ca|12.512.5C C12.512.5|Ca|Ca|2525D D 2525|Ca|Ca|5050E E5050|Ca|Ca|1 1 A A等級。製程穩定，故應繼續維持之。等級。製程穩定，故應繼續維持之。2 2 B B等級。可能由於操作員疏忽或調整機具不當而淪等級。可能由於操作員疏忽或調整機具不當而淪 落到落到B B等級的地步。這時應設法加強或調等級的地步。這時應設法加強或調 整，以

11、恢復至整，以恢復至A A等級的水準。等級的水準。3 3 C C等級。可能作業員操作不熟練或操作規範不明確等級。可能作業員操作不熟練或操作規範不明確 而淪落到而淪落到C C等級的地步。在這種情況下，等級的地步。在這種情況下，應設法檢討或修正操作規範，並加強操作應設法檢討或修正操作規範，並加強操作 員之操作技術訓練，以便使員之操作技術訓練，以便使C C等級向等級向B B等級等級 邁進。邁進。4 4 D D等級。淪落到等級。淪落到D D等級時，應對製程與規格重新檢等級時，應對製程與規格重新檢 討修正。必要時，應考慮停止生產，以免討修正。必要時，應考慮停止生產，以免 產生大量不良品。產生大量不良品。5

12、 5 E E等級。在等級。在E E等級的情況下，應立即停止生產，對等級的情況下，應立即停止生產，對 產品、製程、操作方法、人員與格產品、製程、操作方法、人員與格全面全面 檢討。檢討。製程精確度製程精確度(Cp)(Cp)n nC CP P值值在在衡衡量量製製程程滿滿足足產產品品品品質質標標準準(規規格格公公差差)之之程程度度。C CP P值值越越大大,表表示示產產品品品品質質變變異異越越小小,製製程程精精密密度度越越高高,製製程程能能力力越越好好;C CP P值值越越小小,表表示示產產品品品品質質變變異異越越大大,製製程程精精密密度度越越低低,製製程程能能力力越越差差。C CP P值值 之之 倒

13、倒 數數 可可 稱稱 為為 製製 程程 能能 力力 比比（Process Process Capacity Capacity Ratio,Ratio,PCRPCR）,所所謂謂能能力力比比,係係指指製製程程占用規格公差的比率而言。占用規格公差的比率而言。n nCp=T/6Cp=T/6 =(USL-LSL)/6 =(USL-LSL)/6n n單邊規格時單邊規格時 CpCp =|LSL-=|LSL-|/3|/3 或或|USL-|USL-|/3|/3CpCp值等級評定基準值等級評定基準等級等級CpCp值值A A1.671.67CpCpB B1.331.33Cp1.67Cp1.67C C1 1Cp1.3

14、3Cp1.33D D0.670.67Cp1Cp1E E0 0Cp0.67Cp0.67A.A.級：此一工程甚為穩定，可以將規格公級：此一工程甚為穩定，可以將規格公差縮小或勝任更精密的工作。差縮小或勝任更精密的工作。B.B.級：表示優良，要設法維持，不要使其級：表示優良，要設法維持，不要使其變壞。變壞。C.C.級：本工程能力平平，有改善必要，必級：本工程能力平平，有改善必要，必要時檢討規格及作業標準。要時檢討規格及作業標準。D.D.級：製程能力不佳級：製程能力不佳,應採取緊急措施，對應採取緊急措施，對產品加以分類，檢討可能因素，必要時停止產品加以分類，檢討可能因素，必要時停止生產。生產。E.E.級

15、：製程能力拙劣級：製程能力拙劣,應立刻停止生產應立刻停止生產,對對產品全面檢驗產品全面檢驗,並檢討所有原因並檢討所有原因,徹底積極進徹底積極進行改善。行改善。製程能力製程能力(Cpk)(Cpk)n n要製程達到規格要求，必須要製程達到規格要求，必須CaCa與與CpCp均好方可，均好方可，但有時但有時CaCa雖很好但雖很好但CpCp不好，結果會有不良品，不好，結果會有不良品，有時有時CpCp很好但很好但CaCa不好，也會有高不良率產生。不好，也會有高不良率產生。綜合評價是將綜合評價是將CaCa與與CpCp兩者綜合起來評定等級。兩者綜合起來評定等級。n nCpkCpk雙邊對稱時雙邊對稱時=Cp(1

16、-|Ca|)=Cp(1-|Ca|)其他其他CpkCpk值等級評定基準值等級評定基準等級等級CpkCpk值值A A1.671.67CpkCpkB B1.331.33Cpk1.67Cpk1.67C C1 1Cpk1.33Cpk1.33D D0.670.67Cpk1Cpk1E E0 0Cpk0.67Cpk0.67A.A.級：此一工程甚為穩定，可以將規格公級：此一工程甚為穩定，可以將規格公差縮小或勝任更精密的工作。差縮小或勝任更精密的工作。B.B.級：表示優良，要設法維持，不要使其級：表示優良，要設法維持，不要使其變壞。變壞。C.C.級：本工程能力平平，有改善必要，必級：本工程能力平平，有改善必要，必

17、要時檢討規格及作業標準。要時檢討規格及作業標準。D.D.級：製程能力不佳級：製程能力不佳,應採取緊急措施，對應採取緊急措施，對產品加以分類，檢討可能因素，必要時停止產品加以分類，檢討可能因素，必要時停止生產。生產。E.E.級：製程能力拙劣級：製程能力拙劣,應立刻停止生產應立刻停止生產,對對產品全面檢驗產品全面檢驗,並檢討所有原因並檢討所有原因,徹底積極進徹底積極進行改善。行改善。指標指標Chan Chan et et al.al.（19891989）提提出出一一個個比比較較先先進進的的製製程程能力指標能力指標 ，其定義可表示如下：，其定義可表示如下：其其 中中USLUSL與與LSLLSL分分

18、別別 為為 規規 格格 上上 限限（upper upper specification specification limitlimit）與與 規規 格格 下下 限限（lower lower specification specification limit limit），是是製製程程平平均均數數，是是製製程標準差，程標準差，T T為目標值。為目標值。製程不能力指標製程不能力指標製程不能力指標製程不能力指標 GreenwichandJahr-SchaffrathGreenwichandJahr-Schaffrath（19951995）提出一提出一個製程不能力指標個製程不能力指標（process

19、incapabilityprocessincapabilityindexindex）稱為。事實上，指標稱為。事實上，指標是指標是指標經經由一個簡單的數學轉換而來的。指標由一個簡單的數學轉換而來的。指標之優之優點為期可區分出製程之準確性（點為期可區分出製程之準確性（accuracyaccuracy）與與精確性（精確性（precisionprecision），），而我們可以很容易得到而我們可以很容易得到指標指標的優良估計式的優良估計式。，可以寫為，可以寫為 （1/1/）。由於是製由於是製程能力程能力 指標倒數的平方，所以被稱為製程指標倒數的平方，所以被稱為製程不能力指標。其定義可表示如下：不能力指

20、標。其定義可表示如下：製程不能力指標製程不能力指標製程不能力指標製程不能力指標製程不能力指標可表示為製程不能力指標可表示為。由於。由於製程不能力指標製程不能力指標包含包含及及，而我們可，而我們可以用以用來評估製程的準確性（來評估製程的準確性（accuracyaccuracy）或是或是以以來評估製程的精確性（來評估製程的精確性（precisionprecision），），因此因此在這方面優於原來指標。在這方面優於原來指標。因為指標因為指標，所以我們可以，所以我們可以列出指標列出指標 與與 的四個常使用的基本值對的四個常使用的基本值對應：應：1.001.331.502.001.000.560.44

21、0.25製程能力評價之時機製程能力評價之時機 (1)(1)定期評價定期評價 由品保與製造單位協議，從原材料到成品包由品保與製造單位協議，從原材料到成品包裝前，就製程中，選出評價的項目，並依其對後裝前，就製程中，選出評價的項目，並依其對後一製程或最終成品品質的影響度，分為一製程或最終成品品質的影響度，分為A A、B B、C C級。分級標準為：級。分級標準為：A.A.級：對最終成品之品質有很大的影響，或是級：對最終成品之品質有很大的影響，或是和顧客的要求有直接關係的項目。和顧客的要求有直接關係的項目。B.B.級：做為級：做為A A級項目之代用特性以及對最終品級項目之代用特性以及對最終品質的影響次要

22、者。質的影響次要者。C.C.級：不屬於級：不屬於A A、B B級，但在品質保證上較為重級，但在品質保證上較為重要之特性。要之特性。根據分級規定評價頻率為根據分級規定評價頻率為1 1個月、個月、3 3個月或個月或6 6個月個月評價一次，評價以後，作成製程能力系列評價評價一次，評價以後，作成製程能力系列評價表，回饋各有關部門，採取改善行動。在已利表，回饋各有關部門，採取改善行動。在已利用管制圖之工廠，可利用管制圖的資料進行評用管制圖之工廠，可利用管制圖的資料進行評價，這樣一方面可以整理分析管制圖，二方面價，這樣一方面可以整理分析管制圖，二方面可以使主管、廠長等迅速瞭解工程情況與品質可以使主管、廠長等迅速瞭解工程情況與品質問題所在，實為一舉兩得的事情。問題所在，實為一舉兩得的事情。(2)(2)不定期評價不定期評價:由技術單位規定，當有下例變動時，須實施評由技術單位規定，當有下例變動時，須實施評 價：價：1.1.買入新設備時。買入新設備時。2.2.機器設備修理完成時。機器設備修理完成時。3.3.作業方法變更時。作業方法變更時。4.4.其他生產因素變更時。其他生產因素變更時。5.5.某種工程發生不良時。某種工程發生不良時。