TS16949汽车链五大核心工具之一SPC-Cpk教材V87课件.ppt

1、1CPK,GR&R&Correlation regressionHoward LinJun,2008SPC統計品管2目目 錄錄1.封面封面.(Page1)2.目錄目錄.(Page2)3.SPC基本概念基本概念.(Page3)4.SPC統計制程管制統計制程管制 4.1 Cpk.(Page445)4.2 QC舊七大手法.(Page4681)4.3 管制圖.(Page8294)5.相關回歸相關回歸.(Page9598)6.GR&R.(Page99 115)33.SPC-Statistical Process Control-統計制程管制統計制程管制1.SPC的焦點:制制 程程2.制程變異:(變異並非

2、全是壞事)2.1機遇原因(共同原因)2.2非機遇原因(特殊原因)3.數據:制程取得的有用信息.4.統計:數據通過計算產生有意義的情報.5.SPC所使用的主要工具:5.1 Cpk 5.2七大手法 .管制圖6.計算:對數據進行處理的過程44.1Cpk制程能力分析5常態分配.718.2)(.21)(222edxxxfekk通常寫為XN(:2):常態分配的中心值(MeanMean)2：常態分配的變異（Variance)Variance)V=V=2 方差 :常態分配的標準差(Standard Deviation)常態分配特性(1)曲線與橫軸所圍的面積為1或100(2)以為中心呈對稱性分布;(3)變異2代

3、表分配函數的離散程度 如圖1所示,具有相同的二個常態分 配(a)與(b),(a)的離散程度比(b)小,即 2 a2b,所以常態分配(a)大多數 的點傾向於集中的附近.圖1(a)2 a(b)2 b6管制圖與常態分配管制圖與常態分配+k X值在+k與-k之間之或然率(Probability)或稱機率如右圖.以圖中斜線部分表示,其公式為:群 體平均值=標準差=x-k7-3-2-1-41234PERCENTAGES OF THE NORMAL DISTRIBUTION8群體(制程)與樣本間之關系x)(xEnX分配之期望值分配之標準差x設 為樣本平均,為群體平均S=S為樣本標準差為群體標準差在統計學上x

4、101Nn101NnnNnNX.11NnN注:如 可視為無限群體用式(3)為有限群體之修正系數設系有限數群體而 則 分配之標準差xniinsXXnn1211)(1*nXXinis12)(21439樣本平均值之分配x群體平均值之分配nX(無限群體)10Cpk Vs Defective YieldCpk Vs Defective Yield 我們常用產品品質特性的常態分配與規格相比較,以決定產品的不良率.如右圖所示產品品質特性的常態分配.規格上限:USL (Upper Specification Limit)規格下限:LSL (Lower Specification Limit)落在規格上,下限外

5、的斜線面積即為產品的不良率.LSLUSL-3-2-1+3+2+168.27%95.45%99.73%0.135%0.135%Standard Deviation from meanC C p pk k V V a al lu ue eD D e ef fe ec ct ti iv ve eY Y i ie el ld dD D i is st tr ri ib bu ut ti io on n12700ppm99.73%+/-3 Sigm a1.3363ppm99.9937%+/-4 Sigm a1.670.57ppm99.999943%+/-5 Sigm a2.000.002ppm99.99

6、99998%+/-6 Sigm aTraditional Inspection ViewTraditional Inspection ViewLower Spec Upper Specno loss nominaltoleranceTraditional view:There is no failure as long as a parameter is within specificationNew View(Taguchi Loss Function)New View(Taguchi Loss Function)nominaltoleranceFailure rate,$Lower Spe

7、c Upper Specno lossProducts still fail in time even if a parameter is within spec.The probability of failure increases as the parameter shifts away from the meanReliability is“Quality over Time”nominaltoleranceFailure rate,$Lower Spec Upper Specno lossWhere do we want to go to reduce VLRR and VFIR?R

8、eduction of variation will improve Reliability.14目前在品管里常注重制程的分散寬度,故有定義制程能力為下式者:群體標準差每不易直接求得一般以樣本資料推定之,其推定方法有下列三式:(1)直接由樣本特性值計算時(2)由次數分配表計算時.(較少應用)(3)管制圖計算時制程能力的數量表示法制程能力的數量表示法1.分散寬度以 表示之.VdR6,6,62制程能力=(或 )66RX1)(22nnXXi1)(22fffufu2dRd2Cpk 計算時用公式(1)15管制界限損失第二種錯誤第一種錯誤兩種錯誤總和134562兩種錯誤之經濟平衡點Break even p

9、oint,BEP 通常,在管制圖使中會有兩種錯(ERROR).第一種即是當制程仍屬管制狀態,但卻因隨機性原因點落於管制界限外時,為了尋找不存在之問題而導致成本增加.第二種即是當制程已失去管制,但數據點由於隨機問題仍落於管制界限內,因而誤判制程處於管制狀態,因而造成更大之損失.16YESNOYESNOACCURACY(準確度)PRECISION(精密度)The Accuracy of an instrument can be improved by recalibrating to reduce its error,but recalibrating generally does not imp

10、rove the instruments Precision.(Repeatability also sometimes known as“Precision”)17T/2Ca(制程準確度)Tux Ca:(Capability of accuracy)從生產過程中所獲得的資料其實際平均值()與規格中心值()之間偏差的程度X%規格容許差規格中心實績中心 Ca%2/)(TX 12.50%25%50%100%A級B級C級D級X(實績)規格中心值規格上限或下限X(實績)X(實績)等級A 12.5%B12.5%25%C 25%50%D 50%Ca 值CaCaCaCa18Ca之處置原則A級:維持原則B級:

11、改進為A級C級:立即檢討改善D級:采取緊急措施,全面檢討,必要時停止生產.19Cp(制程精密度)TCp:(Capability of precison)以規格公差(T)與生產中所獲得的6個估計實績標準差()其間相差的程度63規格公差規格容許差Cp雙邊 X-SL 3 只有規格下限:Cp=3Su-X 只有規格上限:Cp=單邊6 6B級6 A級Cp=1.331.006C級0.836 D級規格下限SL規格中心規格上限SU等級A1.33 CpBCDCp值1.00 Cp1.330.83 Cp1.00Cp0.8320制程能力與規格之關系制程能力與規格之關系6ABCD ESuSL 或或66代表制程在正常狀態下

12、變化之範圍代表制程在正常狀態下變化之範圍,稱為自然公差稱為自然公差(Natural tolerance)(Natural tolerance)規格上下限之差為規格上下限之差為S Su u-S-SL,L,則則 或或66與與S Su u-S-SL L有下列三種關系有下列三種關系(情況情況)如圖示如圖示:661.61.6 Su-SL23工程能力指數工程能力指數(Cp)之處理之處理T3T3355Cp=1.67Cp=1.33 1.33Cp1.67顯示有足夠之工程力.對規格而言,為正常狀態,應繼續保持.2Cp處理 1.67 Cp,顯示非常有工程能力 雖然有若干製品之標準差很大,但不會出現不良品.13445

13、424工程能力指數工程能力指數(Cp)之處理之處理TT3 1.00Cp1.33,顯示工程能力並不充足,但尚且可以.要注意有發生不良品之雇慮,必要時應提升工程之能力.0.83Cp1.00顯示工程能力不足.在這種狀況下會出現不良品.必需藉著作業方法之改善,規格之再檢討,機械設備之改善,來提升工程能力.33332.525SigmaSigmaT/6sigmaT/6sigmaCpCpDPPMDPPM1 11/31/30.33 0.33 317310.5079 317310.5079 1.51.51.5/31.5/30.50 0.50 133614.4025 133614.4025 2 22/32/30.

14、67 0.67 45500.2639 45500.2639 2.52.52.5/32.5/30.83 0.83 12419.3307 12419.3307 3 33/33/31.00 1.00 2699.7961 2699.7961 3.53.53.5/33.5/31.17 1.17 465.2582 465.2582 4 44/34/31.33 1.33 63.3425 63.3425 4.54.54.5/34.5/31.50 1.50 6.7953 6.7953 5 55/35/31.67 1.67 0.5733 0.5733 5.55.55.5/35.5/31.83 1.83 0.038

15、0 0.0380 6 66/36/32.00 2.00 0.0020 0.0020 26Z1=3Cp(1+Ca)由Z1查常態分配表得p1%Z2=3Cp(1-Ca)由Z2查常態分配表得p2%p%=p1%+p2%.即為推定群體超出規格上下之不良率.XSZU1XSZL2 等級 總評P%A P0.44%B 0.44%P1.22%C 1.22%P6.68%D 6.68%P投影片 30或27e.g:(例題)今庫存有某圓軸6000支,其品質特性為圓軸之長度,已知其長度母平均=15.7cm,母標準差=0.3cm,試問此6000支,中長度超過16.1cm的約有幾支?Key28解題步驟:由已知得:=15.7cm;

16、=0.3cm33.13.04.03.07.151.161XSZU方法一:查標準常態分配表(拉普拉斯表)得Z=-1.33時,對應值為0.0918長度超過16.1cm的支數:6000*0.0918=550.8四舍五入得551支方法二:33.13.07.151.163*3)1(31SuCpCaZ下述步驟與上同,故略29管理能力管理能力技術能力技術能力30制程能力指數CpK綜合Ca與Cp兩值之指數(1)CpK值之計算式有兩種CpCaCpK)1(B.單邊規格時:(2)等級判定 CpK值愈大,品質愈佳.依CpK值 大小分為五級3)(,3)(LUSXXSMinCpK等級A1.33 CpK1.67BCDCpK

17、值1.00 CpK1.330.67 CpK1.00CpK=0.8 強相關298.5108.4700.040a:截距0.3 r =0.8 弱相關308.7008.6800.020ab:斜率 r y=(9)+(10)xb=(F)+(E)-(A)+(C)(F)+(B)-(A)+(A)=92440-880444456+4544a=(B)+(C)-(A)+(E)(F)+(B)-(A)+(A)AverageStandard Deviationt=(F+B)-(A+A)+(G+D)-(C+C)ObservationsAverageStandard DeviationObservations1031042.直

18、線性(Linearity):量具取不同規格精度時的偏移之差;1.偏移(Bias):觀察平均值與實際平均值之差量,需以較精密量具改進;實際值觀測平均值偏移(A)(B)直線性大偏移小偏移一.量測系統誤差的分類GR&R觀測者平均值1053.穩定性(Stability):因環境改變,動力波動,量具磨損等,不同時間所造成之差量;重複性(D)同一操作員同一量具同一物體4.重复性(Repeatability):一人使用同一量具多次量 測同一物性之差量;(C)穩定性Time 1Time 2GR&R106操作員b(E)再現性同一量具同一物體 不同操作員操作員a操作員c5.再現性(Reproducibility)

19、:不同人所量測同一物性多次平均之間的差量.備注:由于Bias,Linearity及Stability對量測系統造成的誤差很小,故給予忽略不計.GR&R107二.為什麼要做量測系統分析4.評估量具間的差異.8.幫助挑選量測設備.1.防止良品被判退.2.防止不良品被接收.3.增強客戶的信心.5.提升量測技術.6.確認量測人員的資格.7.評鑑量具的量測能力.三.應用範圍4.GO&NG量具,限度樣品.1.量測設備.2.測試設備.3.檢測設備.GR&R108四.何時需做GR&R1.新設備.3.客戶要求.5.訓練雇員.7.新量具.五.基本規則1.選擇正確的量測系統.3.零件必須從制程中獲取.5.操作員正常

20、操作設備.2.重點呎寸.4.加嚴公差.6.推定制程條件.8.機械能力研究.2.選擇零件的重點呎寸.4.零件必須被編號且具備隨 機性.GR&R109六.變化的來源1.操作員間的差異.3.物料的差異.七.執行量測系統分析的原因1.評定量具的量測能力.3.評監量測方式.2.設備的差異.4.客戶和廠商間的差異.2.比較不同的量具.4.評估校驗前後的差異.GR&R110(一).不考慮PV 1.重複性(Repeatability)-Equipment Variation(EV)EV=R*K1 TrialsK124.5633.05式中:R=(Ra+Rb+Rc)/3(Trials為3組時)或 R=(Ra+Rb

21、)/2(Trials為2組時)八.計算公式GR&R1113.R&R=22AVEV 6.%R&R=100(R&R/T)%4.%EV=100(EV/T)%5.%AV=100(AV/T)%2.再現性(Reproducibility)-Appraiser Variation(AV)AV=Xdiff*K2 AppraisersK223.6532.70式中:Xdiff=Max(Xa,Xb,Xc)-Min(Xa,Xb,Xc)或 Xdiff=Max(Xa,Xb)-Min(Xa,Xb)(Trials為3組時)(Trials為2組時)GR&R112(二).考慮PV(供參考)1.重複性(Repeatability)

22、-Equipment Variation(EV)EV=R*K1 TrialsK124.5633.05式中:R=(Ra+Rb+Rc)/3(Trials為3組時)或 R=(Ra+Rb)/2(Trials為2組時)GR&R113 2.再現性(Reproducibility)-Appraiser Variation(AV)AppraisersK223.6532.70式中:Xdiff=Max(Xa,Xb,Xc)-Min(Xa,Xb,Xc)或 Xdiff=Max(Xa,Xb)-Min(Xa,Xb)(Trials為3組時)(Trials為2組時)/()2*(22nrEVKXdiffAV=n=number o

23、f partsr=number of trialsGR&R1143.R&R=22AVEV 4.Part Variation(PV)PV=Rp*K3PartsK323.6532.7042.3052.0861.9371.8281.7491.67101.62GR&R115 8.%R&R=100(R&R/TV)%6.%EV=100(EV/TV)%7.%AV=100(AV/TV)%5.TV=22)&(PVRR9.%PV=100(PV/TV)%GR&R1161.0R&R%10%可接受2.10%R&R%30%3.30%R&R%條件接受,基於量具成本,維護費用的考量不可接受,須馬上改善1.AV過大可能原因:a.操作人員技術不熟練.b.量測方式不當.c.刻度盤不清晰,造成讀數產生誤差.九.判定及接受原則十.AV及EV過大的可能原因GR&R1172.EV過大可能原因:a.量具不合要求,需重新嚴格地設計.b.量具需維護.GR&Rd.量具所用夾具或所處場所應被改善.c.產品的差異太大.