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SPC introduction

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1.1 SPC 的定義

Statistical ( 统计 )Process ( 工艺 / 制程 )Control ( 管制 )

自工艺中收集资料，加以统计分析，并从分析中发觉异常原因，采取改正行动，使工艺恢复正常，保持稳定，并持续不断提升工艺能力的方法。

3

數據蒐集 S P C

異常分析生產

採取對策

找出原因

保持工艺穩定

1.2 SPC 的功能

4

不良率

時間

管制 改善 突破

SPC 管制圖

實驗設計

1.3 SPC 的目的：持續工艺改善

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1.3 製品的變異性1. 相同的原料 / 機台所生產的製品 , 其產品品質還是存 在一定程度的不相同 ; 因此如何判定該工艺 ( 或機台 ) 是否是否處於穩定的狀態 , 必須藉由 SPC 進行監 控及探討

2. 隨機誤差 : 生產時所允許的合理差異範圍 特定誤差 : 超出合理的誤差範圍 , 必須立即檢查造成 的原因並採取對策

特定誤差

隨機誤差

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1.4 Control Chart1. 何謂管制圖 ? 管制圖為縱軸代表產品品質特性, 橫軸代表產品批號及製造日期 ; 依照時間順序製圖 , 並加上中心線 (CL), 管制上限 (UCL) 及管制下限 (LCL)2. 用途 : A. 適合監控正在生產的產品 B. 判斷平均值是否和目標值 (Target) 相吻合 C. 判斷未來的數據是否會超出管制界限 D. 判斷何時可以不需注意 ( 管制 ) 某一特性值數據

CL

UCL

LCL

7

1.5 管制界限 Control Limit1. 若某一組數據是常態分佈 , 根據經驗法則 , 只有 0.27% 的數據點會超出其平均值 正負三個標準差 的範圍2. 管制圖的管制界限定義為 : 管制上限 (UCL) = 平均值 + 3 標準差 管制下限 (LCL) = 平均值 - 3 標準差3. 數據點超出管制界限的範圍時 , 表示已有特定誤差產生 管制界限至少每半年检讨一次

99.73%

CL

LCL(-3x)

UCL(+3x)

8

1.5 管制界限 Control Limit

0

50

100

150

200 maximum

Outermost datavalue within1.5xIQR of the25th percentile

outlier

Median(Q2)

Q3

Q1

利用 BOX PLOT 筛选有效数据，进行标准方差的计算，确定管制界限。

1

2

1

n

xx

s

n

jii

i

9

xx 3

Control Limits Spec Limits 

Based on actual historicalprocess performance:

Based on performancerequired of the product

What the process delivers“what we get”

What the customer wants“what we want”

Tells us when to take actionon the process/equipment

 

Tells us when to disposition the product/material

Applies to summary statistics(ex: x-bar, stdev charts)

Spec limits apply only to individual values

1.6 Control Limits vs. Spec Limits

Can you tell me the difference?

10

1.7 Screen Limit

0. 250. 2550. 260. 2650. 270. 2750. 280. 2850. 290. 2950. 3

0. 3050. 310. 3150. 320. 3250. 330. 3350. 340. 3450. 350. 355

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70

Up screen Limit

Low screen Limit

Recommend

Screen limit =2*SPEC

利用 Screen Limit 排除 Key in Error Data

USL

LSL

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Trend Chart

Monitor Process Raw Data

1.8 控制图的种类

12

1.8 控制图的种类

X-Bar Chart

Monitor Process Mean

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1.8 控制图的种类

Monitor Process Standard Deviation

S (R) Chart

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1.9 管制規則 (Warning rules) :

单点超上下控制限度 : WE#1: 1 Point Above Upper Control Limit, WE#5: 1 Point Above Lower Control Limit

连续 8点在 TARGET的上侧或下侧 :WE#4: 8 Consecutive Points Above MeanWE#8: 8 Consecutive Points Below Mean

连续 7点上升或下降 :CU#1: 7 Consecutive Points RisingCU#2: 7 Consecutive Points Falling

连续 3点中有 2点在 2Sigma线以外 :WE#2: 2 of 3 Consecutive Points Above Upper Warning LimitWE#6: 2 of 3 Consecutive Points Below Lower Warning Limit

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Establish SPC chart

1. Select the process to be charted

2. Identify sampling method and plan

3. Measure and Collect raw data

4. Calculate the appropriate statistics

5. Determine the control limits rules, etc.

6. Set up trigger mechanism for out of

control points--OCAP system

(OCAP：Out of Control Action Plan

超出管制界限的因应对策 )

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2.1 工艺能力指數 (Cpk)

1. 工艺精密度 Cp 工艺準確度 Ca(or k-value) 工艺能力 Cpk

2. 計算公式 : Stdev.*6

LSLUSL Cp

LSL)(USL*5.0

AverageTarget

K

CpKCpk *)1(

17

1.2 Cpk 解釋 Specification AllowableCp= Process Capability

1. Vision by histogramAccuracy but not preciseCp = A / B

Precise but not accuracyk-value = abs(C) / A

A B

A C

Cpk = (1-k) * Cp

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2.1 如何准确计算 Cpk

CpKCpk *)1( SPEC 对称分布

100+10

SPEC 不对称分布

100 （ +10 ， -20）Cpu = (USL - AVERAGE) / (3 * Sigma) , 若僅有上限存在

Cpl = (AVERAGE - LSL) / (3 * Sigma) , 若僅有下限存在

),( CplCpuMinCpk

19

A : Cpk >= 2.00 ( 超出太多 ==> 注意是否界限太寬鬆 ) B : Cpk >= 1.50 C : Cpk >= 1.33 D : Cpk >= 1.00 E : Cpk < 1.00 (==> 應有改善對策 , 甚至停線檢查 )

判定優劣等級 :

2.2 工艺能力指數

20

Vision by Control chart A) Cpk=1.00

B) Cpk=2.00

4200

4300

4400

4500

4600

4700

4800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

4200

4300

4400

4500

4600

4700

4800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Target

Target

2.2 Cpk Performance

21

C) Cpk=10.00

D) Cpk=0.50

4200

4300

4400

4500

4600

4700

4800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

4200

4300

4400

4500

4600

4700

4800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Target

Target

2.2 Cpk Performance