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1、SPC-advanced training course Statistical Process Control Advanced Course 中级统计制成控制课程 4040 6060 8080 100100 1st Qtr1st Qtr 德昌德昌 電机電机 0 0 2020 4040 2nd Qtr2nd Qtr 3rd Qtr3rd Qtr 4th Qtr4th Qtr SPC-advanced training course Ph. D. 2)维持或改善控制维持或改善控制.目标是使品质维持不变目标是使品质维持不变. 把统计把统计,过程及控制三个名词的英文字头起来就是过程及控制三个名词的
2、英文字头起来就是SPC. SPC-advanced training course SPC就是利用统计方法去就是利用统计方法去: 1.分析过程的输出并指出其特性分析过程的输出并指出其特性. 2.使过程在统计控制情况下成功地进行和维持使过程在统计控制情况下成功地进行和维持. 3.有系统地减少该过程主要输出特性的变异有系统地减少该过程主要输出特性的变异 什么是统计过程控制什么是统计过程控制(SPC)-续续2 3.有系统地减少该过程主要输出特性的变异有系统地减少该过程主要输出特性的变异. SPC几个重要概念几个重要概念.第一个第一个,也是最重要的是你能否确定过程也是最重要的是你能否确定过程 的输入和
3、输出并把它们定量化的输入和输出并把它们定量化,然后才开始控制该过程然后才开始控制该过程- - 不不 是先行控制是先行控制. SPC是以预防代替检验是以预防代替检验,制业与其他行业一样制业与其他行业一样,预防发生错预防发生错 误永远比事后矫正为好误永远比事后矫正为好,而且简单得多而且简单得多. SPC-advanced training course 簡單來說，SPC是透過運用統計學上的技巧如控制圖 分析過程或其輸出，從而作出適當的行動以達至及保 持統計控制狀況及改善過程能力。 SPC簡介 SPC-控制改善的工具控制改善的工具 SPC解釋為 . 運用統計方法於過程控制上 SP C SPC-adv
4、anced training course 參加參加SPC訓練的好處訓練的好處 完成課程後完成課程後，學員能學員能： 4 從整體的品質改善程序中，能解釋SPC的作用 4 認識及懂得使用計量型極差及計數型圖表 4 理解基本的SPC概念 4 選擇合適的控制圖 4 明暸失控情況 4 解釋品質的目標及要求 4 在過程中能應用SPC SPC-advanced training course 统计学在生产中应用的目的统计学在生产中应用的目的 1. x, s -了解产品总体性能 2. Eliminate outlier due to assignable cause - 取消人为特殊因素造成的极端值以稳定制
5、程- 取消人为特殊因素造成的极端值以稳定制程 3. Hit target() - 规格趋向目标值 4. Reduce variance (s) - 减小差异 5. Spec Review for feasibility - 審核規格，看看是否適用 SPC-advanced training course 什么是解决问题策略的步骤什么是解决问题策略的步骤？ 用统计方法去解决问题是以我们从工作方面得到的知识为基础的用统计方法去解决问题是以我们从工作方面得到的知识为基础的. 每一个问题都是随机变异每一个问题都是随机变异(因统计数字的随意波动而引起的变异因统计数字的随意波动而引起的变异) 及非随机变异
6、及非随机变异(因有特殊的成因而引起的变异因有特殊的成因而引起的变异)的结果的结果.这种变异可这种变异可 以被确认和加以定量以被确认和加以定量 并可将可能的原因范围缩小并可将可能的原因范围缩小 以经验协助我们以经验协助我们以被确认和加以定量以被确认和加以定量,并可将可能的原因范围缩小并可将可能的原因范围缩小,以经验协助我们以经验协助我们 寻找解决方法寻找解决方法.这种解决问题方法的目标是找出问题原因这种解决问题方法的目标是找出问题原因,以系统的以系统的 方法减少可能的原因数目方法减少可能的原因数目,从而减少整个问题的类别和变异原因从而减少整个问题的类别和变异原因. 我们每个人都要对整个解决问题策
7、略有概括的认识我们每个人都要对整个解决问题策略有概括的认识,详细了解详细了解 策略中你个人负责的那些部分策略中你个人负责的那些部分.现在就让我们逐一看看解决问题的现在就让我们逐一看看解决问题的 八个步骤八个步骤. SPC-advanced training course 步骤一步骤一: 第一步骤是确认第一步骤是确认(identify),搜集搜集(collect)和展示和展示(display)数据数据,使变使变 异显示出来异显示出来. 你的目的是描述你的过程你的目的是描述你的过程,这是统计学上的一个分支这是统计学上的一个分支,称为描述统计称为描述统计 (descriptive). 什么是解决问题
8、策略的步骤什么是解决问题策略的步骤？(续续) 步骤二步骤二: 下一步骤是筛选下一步骤是筛选(screening)数据数据.这个步骤是利用简单实验前统计这个步骤是利用简单实验前统计 工具工具(statistical pre-experimental tools)去消除过程中所有无效用的变去消除过程中所有无效用的变 化源化源.这是实验前阶段这是实验前阶段(pre-experimental stage),在此阶段可以利用一些在此阶段可以利用一些 工具如柏拉图工具如柏拉图(pareto),因果分析图因果分析图(cause and effect),变量控制图变量控制图 (Multi-vari chart
9、s),这样当实验直接涉及变异目标时你能更准确地把目这样当实验直接涉及变异目标时你能更准确地把目 标标. 假如你的过程中变量很多假如你的过程中变量很多,才有必要用较复杂的才有必要用较复杂的 统计方法统计方法,如部分如部分 因子实验法去处理因子实验法去处理. SPC-advanced training course 步骤三步骤三: 现在可以进行实验现在可以进行实验,目标在于预测某种变动对现行过程的作用目标在于预测某种变动对现行过程的作用.这这 样才能把握样才能把握 地预测出输入变量地预测出输入变量”X”对输出对输出”Y”的影响的影响,或至少能使建议的过程或至少能使建议的过程(B) 比现行过程比现行
10、过程 (C)产生更良好的结果产生更良好的结果.(C)产生更良好的结果产生更良好的结果. 步骤四步骤四: 继续做实验继续做实验.你的过程有两个或四个变量你的过程有两个或四个变量.你的策略是按因素设计用你的策略是按因素设计用 t检验及检验及f检验去比较是否呈正态分布检验去比较是否呈正态分布. 步骤五步骤五: 继续做实验继续做实验.你的策略是有因素设计进行方差分析你的策略是有因素设计进行方差分析.当你有五个或当你有五个或 五个以上变量时五个以上变量时,要利用部分因子实验法要利用部分因子实验法. SPC-advanced training course 步骤六步骤六: 你已绘上你已绘上X及及Y轴轴,进
11、行过程控制进行过程控制.利用控制图表去维持过程的控制利用控制图表去维持过程的控制. 步骤七步骤七: 可以能过重新确定所在和重新实验发现新的解决方法来改进你的可以能过重新确定所在和重新实验发现新的解决方法来改进你的 控制方式控制方式,这是一项不重复的过程这是一项不重复的过程. 步骤八步骤八: 99%的过程变异已受你的控制的过程变异已受你的控制,可以运用不同方法去控制最后的可以运用不同方法去控制最后的 1%以完成任务以完成任务,这些方法包括这些方法包括:响应曲面法响应曲面法(Response Surface Methodology),正交旋转应曲面法正交旋转应曲面法(Othogonal Rotat
12、able RSM),单纯形单纯形 法法(Simplex),最速上升法最速上升法(SteepeAscent)以及回归方法以及回归方法(Regression).用以用以 上方法我们可以对一些物理模式中的参数进行估计上方法我们可以对一些物理模式中的参数进行估计. SPC-advanced training course Problem solving step by step approach: A.Product comparisonWhat is the difference?BOM comparison What is the change? B.Root cause matrixIdenti
13、fy independent parametersBy 5M Trace back from phenomenaBy 5 Why C.Production data analysisReview historical data Steps for Root Cause Analysis D.Failure analysisMechanicalComponent serach ChemicalMeters/SEM/X-ray Correlation E.Experiment designMVA by 4M MVA by key factors DOEScreening F.Confirmatio
14、nCreate specially control groups by T-test or Anova G.OptimizationFor the key independent factorFull factorial RSM * The same cause may create different failure response SPC-advanced training course Continuous Improvement Roadmap Process Characterization Flowchart Prioritize Opportunities for improv
15、ement Select team Process Mapping Define the critical characteristic What? Why? To work on critical business issues To select a cross function team To map the process (as is & should be To identify & define major product, process and machine parameters To leverage resources To expand knowledge & cre
16、ativity To get a visual picture of the process To use 80/20 principle (80% of the performance will be controlled by 20% of the parameters) Ed Bedells CIR Perform Gauge R&R Capable? Improvement measurement Perform a process capability study Stable & capable Control Optimization Implement total proces
17、s control Institutionalization To quantify the measurement error To assess process stability & estimate process mean & variation To compare process performance to customer requirements To identify cause & effect relationships To implement preventive procedures & steps to assure a stable & high perfo
18、rmance process To implement best practices & standards To verify the measurement variation is less than 10% of the process variation or spec. To verify the process is stable To estimate the process mean/variation To compare the process performance to spec. To find important input variables To assure
19、 proactive & preventive thinking is implemented To assure est process monitoring To lay out C/A procedure up front To implement what was learned across BU SPC-advanced training course 统计知识的层次统计知识的层次 (针对一制程针对一制程) 仅有经验- 没有数據 数據采集- 看看数據 整合数據- 图, 表整合数據- 图, 表 描述统计- 平均值, 方差 特征统计- Cp/Cpk, 曲/直线拟合 控制统计- SPC控
20、制图 预示统计- 变量分析,实验设计 线性或多元回归 SPC-advanced training course SPC-ICollect & display data SPC-II Analyze data & take action SPC 四个阶段四个阶段 收集及展示数據 SPC-II Analyze data & take action SPC-III Make a decision SPC-V Evaluation 分析数據,采取对策 作出决定 评估 SPC-advanced training course FundamentalAdvancedOther ToolsConcept t
21、raining SPC-ISPC-IISPC-III Basic term Control chart Probability TPM 6 Sigma Central tendency X bar -R Binomial and Poisson probability FMEA MPCpS Dispersion X bar -Sigma Central limit theorem 8D TCM Histogram Median -R Regression and correlation Benchmarking COQ Stem & leaf plot X and Moving range C
22、omparative Experiment DFM Normal distribution p Hypothesis & confidence interval QFD Z score np T-test Component search Outlier box plot c F-test D-optional DOE Quantile box plot chi-squareNormal Quantile plot MSA SPC 内容介绍内容介绍 DOE c D optional DOE u Sampling plan Pre-control chart ANOVA Taguchi DOE
23、Normality test Introduction to DOE Chart/graph/form Capability study (Full factorial DOE) Bar Chart Muti variable analysis Screening DOE Radar chart RSM DOE Trend/Run chart Pareto Scatter diagram Gantt chart Check sheet Check list Cross reference matrix Cause & effect diagram Tree diagram Others too
24、ls Brainstorming Mind mapping SWOT Process mapping Introduction to control chart SPC-advanced training course 解决问题阶段解决问题阶段课课程程SPC等级等级 (应用次序应用次序) (学习次序学习次序) 把变异显现把变异显现数据确认数据确认CORE I 数据收集数据收集 什么是解决问题策略的步骤什么是解决问题策略的步骤？(续续) 数据收集数据收集 数据展示数据展示 筛选筛选: 消除消除80-90% 柏拉图柏拉图 无贡献变异原因无贡献变异原因因果分析图因果分析图 变量控制图变量控制图 过程
25、分析过程分析/控制控制: 维持或改良维持或改良统计基础统计基础COREII 过程控制过程控制直方图直方图 测量系统分析测量系统分析 SPC-advanced training course 变量控制图变量控制图 制程能力研究制程能力研究 解决问题阶段解决问题阶段课课程程SPC等级等级 (应用次序应用次序) (学习次序学习次序) 什么是解决问题策略的步骤什么是解决问题策略的步骤？(续续) 制程能力研究制程能力研究 计数值控制表计数值控制表 预先控制预先控制 统计统计II CORE III 比较实验比较实验 变量分析变量分析 因子实验因子实验 部分因子实验部分因子实验 器件查询实验器件查询实验 S
26、PC-advanced training course 组织改进过程小组组织改进过程小组,小组成员定期计论以确定小组成员定期计论以确定 问题的优先次序问题的优先次序,确定主要过程确定主要过程,编制过程控制编制过程控制 流程表流程表(列出输入输出与控制问题关系列出输入输出与控制问题关系)确定完确定完 整的量度系统的制程能力整的量度系统的制程能力 小组应遵循上述或类小组应遵循上述或类 什么是解决问题策略的步骤什么是解决问题策略的步骤？(续续) 整的量度系统的制程能力整的量度系统的制程能力,小组应遵循上述或类小组应遵循上述或类 似上述的解决问题策略似上述的解决问题策略,除上述步骤外还需要有除上述步骤
27、外还需要有 效沟通才能采取矫正措施效沟通才能采取矫正措施. 工作工作 精神精神 力量力量 SPC-advanced training course 基本基本SPC的統計工具的統計工具 (7工具工具) 1. 檢查表：是邏輯性的技巧，以收集過程全面及準確的資料。. 2. 流程圖：顯示過程內所涉及的活動或間題解決方法的圖表。 基本統計及統計概念 3. 柏拉圖：柏拉圖是一種條形圖，透過由左至右順序排列有助找出 問題、成因、情況、位置及錢的重要性或影響性。 4. 因果分析圖：以圖表作為工具，以人、機器、物料、方法、測量及 環境列出潛在問題的成因。 SPC-advanced training course
28、 基本基本SPC的統計工具的統計工具 (7工具工具) 5. 直方圖：直方圖以圖表形式表達對某數值或量度範圍中出現的測 量次數。 6. 分散圖：明白特性的相互關係，以增強對過程控制及解決困難的 能力。 基本統計及統計概念 能力。 7. 控制圖+ OCAP：控制圖是以表達與時間有關或與批量表現有關 的過程，並找出過程是否在統計控制範圍內操作。在眾 多的控制圖類別中，以下列為最常用的： Shewharts Control Charts (变量控制图) Attributes Control Charts (计数量控制图) Pre-Control Chart(预控制图) SPC-advanced tra
29、ining course 检查表 趋势图 SPC-advanced training course 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% Size/Twin BrokenLostChip 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 排列图排列图 -层层分列层层分列 标准图 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% B/PM/CF/PWeldF/T 0% 10% 20% 30% 40% 50% Size/Twin BrokenLostChip SPC-advanced training course Normal Quan
30、tile直方图QUANTILE/OUTLIER -20 -10 0 10 20 30 .01.05 .10.25.50.75.90 .95.99 1. 正态正态单对数坐标曲线单对数坐标曲线若若 所有點均在所有點均在图纸图纸上上上幾乎上幾乎 繪成一條直線繪成一條直線，數據的分數據的分 佈是屬於正態的佈是屬於正態的。 Quantiles maximum100.0%27.314 99.5%26.197 97.5%18.223 90.0%12.969 quartile75.0%9.175 median50.0%5.062 quartile25.0%0.921 10.0%-3.169 2.5%-10.0
31、16 0.5%-26.302 minimum0.0%-26. Moments Mean4.9105 Std Dev7.0409 Std Error Mean0.4333 Upper 95% Mean5.7637 Lower 95% Mean4.0572 N264.0000 Sum Weights264.0000 Sum1296.3611 Variance49.5745 Skewness-0.5658 Kurtosis2.6744 CV143.3862 548Capability Analysis SpecificationValuePercentActualNormal Lower Spec
32、Limit-30%Below LSL 0.0000.000 Upper Spec Limit30%Above USL 0.0000.018 Spec Target 0 Sigma7.040919 CapabilityIndex CPL1.653 CPU1.188 CPK1.188 CP1.420 CPM1.165 -30 -3-2-10123 Normal Quantile SPC-advanced training course MachineManpower Drop to the ground Transportation Shock Wrong Handling Lead Cutter
33、 Shock Ultrasonic Level of Blank Washer Handling broken Large Welding Pressure Stamping Shock Dead/Broken 鱼骨图鱼骨图 Pattern alignment insufficient epoxy amount Adhesive contamination Slut knife of lead cutter/former Material Chipped Blank Wrong Handling Hardness of Base Tabs Poor Slot roughness of base
34、 Method Unsafe Package Cement Volume Mount Rotation Low viscosity of Adhesive Dead/ Broken Product mix contamination Bubble in epoxy B/P plate dead Large spot size for some model UM5 shield with poor edge Not optimized BP mask design for MS model SPC-advanced training course Station4 Step2 Step3 Fin
35、al Measuremet Final Response Lot1 输入输入/输出变量分析输出变量分析 A (鱼骨图+流程图) Station1 Step1 Sation3 Step1 Step2Step3 Step4Step5 Model1 Model2 Model3 1# 2# 3# etc. 1# 2# 3# etc. 1# 2# 3# etc. Machine 1# 2# 3# etc. MaterialLot2 Lot3 etc. Method A B C Station2 SPC-advanced training course Input-IInput-IIInput-IIIIn
36、put-IVInput-VResponseFT result Why-5Why-4Why-3Why-2Why-1Phenomena Independent factorGuessed causesObservation during process Machine 1. N2 flow rate1. Solder oxidization1. Dark solder surface Flow rate meterafter Reflow 2. O2 ppm level2. Not complete cure for solder2. Yellow flux vestige O2 detectin
37、g meter(Organic contamination) 3. Cure profile a. Belt speed (Cure TTL time) b. Temp set (Max Temp & its duration) Super mode Man1. Material mix 2. Contamination due Template of Root Cause Identification Failure analysis Combine Cross Reference Table & 5 Whys: 2. Contamination due to wrong handling
38、MaterialSolderFlux & activator amount1. Solder flux and activator remainedSolder melt at 0 向右偏斜 偏斜 3 峰態 3 峰態 2.5 to 3.5 正態分佈 SPC-advanced training course 分布分布的描述的描述 偏斜偏斜 -集中於某邊分佈的尾部 基本統計及統計概念 S S (X j - x bar) 3 s 3 偏斜偏斜 =(1/n)(-0.5 to +0.5) 峰態峰態 -量度分佈的峰或闊度 s 3 S S (X j - x bar) 4 s 4 (1/n)峰態峰態 = (2
39、.5 to 3.5) SPC-advanced training course 正態分佈正態分佈Z值值 為何使用正態分佈為何使用正態分佈？透過運用平均數及標準差透過運用平均數及標準差，正態分佈有正態分佈有 助簡便計算助簡便計算 / 評定次品比率評定次品比率。 在正態曲線圖下，Z value及其面積 基本統計及統計概念 必須知道： 平均值 (x bar) 標準差 (S) USL, LSL Z = USL - x bar, x bar - LSL S % Def = Z u + Z L X S LSLUSL SPC-advanced training course Normal Distribut
40、ion TableNormal Distribution Table SPC-advanced training course 正态曲线下的面积 Z=(X-)/ S 0.000001% 0.0003% 0.003% 0.132% -3 -4-5-6 X SPC-advanced training course 2308,537 366,807 s s PPM 6Sigma - 進取目標進取目標 Sigma是一個量度的統計單位是一個量度的統計單位，它能反映過程能力它能反映過程能力。Sigma的的 量度制與每單位次品量度制與每單位次品、PPM次品及錯誤的機會率有相互關係次品及錯誤的機會率有相互關係
41、。 366,807 46,210 5233 63.4 過程能力過程能力每百萬每百萬Opp.的的 次品次品 SPC-advanced training course 正態分佈及正態分佈及正态测试正态测试 正態分佈是一種用於計量型數據的、連續的、對稱的 鐘形頻率分佈 基本統計及統計概念 99.9999998% of all item s 6s6s5s1s2s3s4s5s4s3s2s1s 95.44% 99.73% 99.9937% 99.999943% SPC-advanced training course 统计统计语语 過程是人、設備、方法、材料及環境的組合，它能有助產品或服務的 發展 過程能
42、力 - 一個穩定過程的固有變差的總範圍。(可參閱估計sigma的控 制圖) 過程性能 - 一個過程總變差的總範圍 (6s) 統計控制 - 描述一個過程的狀態，這個過程中所有的特殊原因變差都已 排除，並且只賸餘普通原因 普通原因 - 造成變差的一個原因，它影響被研究過程輸出的所有單值 特殊原因 - 一種間斷性的、不可預計的、不穩定的變差根源。存在超過 控制限的點或其他非隨機性的圖形 變差 - 過程的單個輸出之間不可避免的差別 SPC-advanced training course SPC-advanced training course 4種種 / 主要的過程主要的過程 這過程顯示結果高穩定及
43、 再現性，透過多個運作的循環。一常見的例子如印刷或 注塑,压 铁片. 這種過程需花很多努力於建立機器控制 模具通過，準備控制及試行。 机器启动-主导的制程 過程和變差 模具通過，準備控制及試行。 模具通過 樣本通過 SPC (如準備控制，過程特徵) 試运行 SPC-advanced training course 隨著時間而逐步改變 過程，如：易耗品消耗，燃燒及工具磨損。 主要針對改變影響作出的週期性評估及提供方的調節。 過程及變差 时间-主导的制程 主要針對改變影響作出的週期性評估及提供方的調節。 l SPC l IPC SPC-advanced training course 主要的变异是輪 入物料及零件的品質。從短線角度而言，過需要依賴 來料檢查。長線而言，必須與供應商共同計劃。以下 為可行的方法： 過程和變差 配件-主导的制程 l 样品评估审批 l 供应商选择 l 来料检验 l SPC