品質(zhì)異常統(tǒng)計(jì)與分析管理

1、品質(zhì)統(tǒng)計(jì)與制程分析一、前言統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理(Statistical Quality Control, SQC)是一項(xiàng)維持與改善產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)，而 統(tǒng)計(jì)制程管制(Statistical Process Control, SPC)則是其中一項(xiàng)主要的工具，它著重于制 造過程中數(shù)據(jù)的分析，以判定產(chǎn)品發(fā)生變異的原因。統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理與統(tǒng)計(jì)制程管制常常讓人 感到迷惑，分不太清楚兩者的差別，簡單地來說，統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理包含兩個(gè)主要部分，統(tǒng)計(jì)制 程管制與抽樣允收標(biāo)準(zhǔn)。而統(tǒng)計(jì)制程管制則包括QC七大手法和機(jī)率與統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本理論及其 應(yīng)用。SPC是利用制程操作變量對生產(chǎn)變量或產(chǎn)品的質(zhì)量變量進(jìn)行預(yù)測性監(jiān)控，而從制程操作 變量發(fā)生

2、變化到安全/質(zhì)量出現(xiàn)問題的過程中，有一定的時(shí)間落后存在，故如何能在最短的時(shí) 間內(nèi)預(yù)測出質(zhì)量變量的問題，是評估SPC相關(guān)方法優(yōu)劣時(shí)需考慮的重要因素之一。在確定異 常偵測的制程為SPC技術(shù)所可以掌握的狀況下，往后的工作就是合適地應(yīng)用SPC技術(shù)。二、統(tǒng)計(jì)制程管制相關(guān)工具及其目的SPC最早是以管制圖(Control Chart)之型式，由貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的Shewhart博士于1924年 開始發(fā)展，利用統(tǒng)計(jì)與非統(tǒng)計(jì)的工具來有系統(tǒng)地分析所量測的制程變量，找出使系統(tǒng)發(fā)生變 異(Variation)的原因，進(jìn)而加以消除以增進(jìn)制程產(chǎn)物的質(zhì)量與產(chǎn)量。許多參考書籍在討論SPC 時(shí)，皆著重于管制圖的介紹，而忽略其它方

3、法的使用，讓人有將SPC與管制圖畫上等號的疑 慮。管制圖雖然是目前SPC工具中最常使用的，但也只是眾多手法之一，還是需要相互的配 合才能達(dá)到真正的效果。傳統(tǒng)QC七大手法的制作原理與應(yīng)用是SPC的重心，也是產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量改進(jìn)最有效的工具之 一。從過去的質(zhì)量是依靠檢查出來的到今日的全面質(zhì)量控制(Total Quality Control, TQC)、 全面質(zhì)量管理(Total Quality Management, TQM)，QC七大手法都不至于落伍或不適用。QC 七大手法包括：檢查表(Check Sheets)要因分析圖(Cause-effect Diagram)柏拉圖(Pareto Analy

4、sis)直方圖(Histogram)管制圖(Control Charts)層別法/流程圖(Stratification Analysis/Flowchart)散布圖(Scatter Diagram)這七種手法個(gè)別來看雖然簡單，但是只要運(yùn)用得當(dāng)，根據(jù)日本品管大師石川馨博士 (Kaoru Ishikawa)的經(jīng)驗(yàn)顯示，一個(gè)公司內(nèi)部95%以上的質(zhì)量問題是可以利用七大手法加以解決的。 換句話說，SPC所有的技巧，不但能夠管制制程，使制程處于穩(wěn)定狀態(tài)下，而且也有改進(jìn)制程 及產(chǎn)品質(zhì)量的能力。到目前為止，QC七大手法還是被公認(rèn)為改進(jìn)質(zhì)量之非常有用的工具，質(zhì)量實(shí)務(wù)方面幾乎離不 開這七種手法。當(dāng)品管制度如在線或

5、線外品管判定之后，除了要能夠反映制程的現(xiàn)況與未來 的發(fā)展趨勢，讓工作人員能夠采取相對應(yīng)的矯正行動(dòng)與預(yù)防措施之外，應(yīng)該進(jìn)一步評估所使 用的品管制度之績效與得失，并且考慮經(jīng)濟(jì)成本再精簡之品管制度，使質(zhì)量由檢驗(yàn)而得提升 到質(zhì)量決定于現(xiàn)場的制造管制，把質(zhì)量做進(jìn)產(chǎn)品中。表一匯整上述七種手法的目的，以供讀 者參考。表一 QC手法與目的一覽表手法 目的1檢查表資料之分類、搜集2要因分析圖質(zhì)量問題之因果關(guān)系與系統(tǒng)整理3柏拉圖重點(diǎn)之掌握4直方圖變異之掌握5管制圖質(zhì)量特性之監(jiān)控6層別法/流程圖數(shù)據(jù)分析/工作程序之了解與掌握7散布圖兩種資料間之相關(guān)性分析三、制程能力分析制程能力(Process Capability

6、)是用來分析與評估制程是否符合工程規(guī)格與制程變異的程度， 正如同我們可以透過管制圖的顯示來判定制程是否處于統(tǒng)計(jì)中的管制狀態(tài)(in Statistical Control)，制程能力也可以依照兩項(xiàng)指標(biāo)一Cp及Cpk,來清楚的判定制程是否異常，即是否 偏離目標(biāo)值或制程之變異太大。制程能力分析要在使用管制圖之前，分析的周期會(huì)依照制程的關(guān)鍵與重要程度而有所不同。 以英國國際電話電報(bào)(I.T.T.)公司為例，對于關(guān)鍵制程平均每周至少執(zhí)行一次以上的制程能 力分析研究，藉以判斷制程的質(zhì)量是否符合工程或顧客的要求，并決定后續(xù)的SPC管制計(jì)劃， 決定制程之關(guān)鍵質(zhì)量特性(Key Characteristics)，

7、如何量測、何時(shí)取樣、樣本數(shù)、取樣頻率 及采取何種管制圖等等。若同時(shí)使用Cp與Cpk指標(biāo)，則可以更清楚的判斷制程是否偏離目標(biāo)值及制程之變異是否太大。 一般可分為三種狀況：當(dāng)Cp 1且Cpk 1時(shí)，表示制程符合工程規(guī)格。當(dāng)Cp 1且Cpk 1時(shí)，表示制程變異尚可，但制程平均值已偏離目標(biāo)值。當(dāng)Cp 1且Cpk 1且Cpk 1時(shí)，已經(jīng)符合工程規(guī)格，但現(xiàn)今業(yè)界大都將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為1.33甚至 更高，以更加證明該制程能力。制程能力分析可分為短期制程能力分析與長期制程能力分析。通常短期之制程能力分析一般 使用于進(jìn)料檢驗(yàn)或產(chǎn)品的最終檢驗(yàn)與測試等，它可迅速反映出供應(yīng)廠商之原料或產(chǎn)品當(dāng)時(shí)之 質(zhì)量。而長期之制程能力分析

8、系指一個(gè)制程在穩(wěn)定或管制狀態(tài)下進(jìn)行研究，包含決定關(guān)鍵質(zhì) 量特性、搜集其量測之資料及計(jì)算制程能力指標(biāo)等。制程能力分析擁有數(shù)項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，能持續(xù)監(jiān) 控制程之質(zhì)量使得產(chǎn)品符合規(guī)格，提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)者了解并改善產(chǎn)品與制程設(shè)計(jì)所需之信息， 并可做為進(jìn)一步降低失敗成本之依據(jù)。四、統(tǒng)計(jì)制程管制之整合性應(yīng)用整合SPC中的QC七大手法可以系統(tǒng)性地總覽整廠及制程，對問題的分析也較有組織性。圖一 即展示以要因分析圖為中心，將七大手法一一結(jié)合，如此搭配使用，便能達(dá)到事半功倍的效 果。相同地，分層建立因果分析圖，若發(fā)生不符合管制狀態(tài)時(shí)，可配合柏拉圖找出原因，再 深入此原因直到找出問題所在。統(tǒng)計(jì)制程管制除了能判斷問題發(fā)生之原因外，

9、也可以在訂定解決方案中提供支持。SPC首先判 斷變量和制程是否在統(tǒng)計(jì)管制內(nèi)，若不是，則操作員需有適當(dāng)之響應(yīng)。操作員在操作循環(huán)中 利用各類統(tǒng)計(jì)工具如管制圖、直方圖等等來分析可能發(fā)生的原因，并設(shè)法解決。眾所周知，制程異常最直接之影響即為產(chǎn)品之質(zhì)量；因此，統(tǒng)計(jì)制程管制之利用，可謂起于 偵測制程異常，確實(shí)掌握制程狀態(tài)，避免異常發(fā)生，最終目的為確保產(chǎn)品之質(zhì)量符合規(guī)格(即質(zhì)量保證，Quality Assurance)。換言之，統(tǒng)計(jì)制程管制在用于制程異常偵測之時(shí)，其本質(zhì) 仍與質(zhì)量改善息息相關(guān)。由于SQC與SPC在推動(dòng)的過程中需要組織上下的配合和參與，而前 述的諸項(xiàng)工具，每項(xiàng)皆有其特定的使用時(shí)機(jī)與步驟，正確地

10、使用方能事半功倍。圖一 SPC各項(xiàng)技術(shù)整合應(yīng)用展示圖 就如同質(zhì)量管理的概念檢測并不能提升產(chǎn)品質(zhì)量，異常的偵測同樣也不能消除或減少異常 的發(fā)生，而是需要靠系統(tǒng)性的分析與管理來解決，也就是PDCA(Plan、Do、Check、Act)的觀 念。如同圖二所示之系統(tǒng)發(fā)展圖，從數(shù)據(jù)搜集、分析、監(jiān)控到管理，整個(gè)精神與質(zhì)量管理的 理念如出一轍，但目前業(yè)界在應(yīng)用SPC時(shí)大都只是比較局限于個(gè)別技術(shù)層面，故較顯示不出 其效益。正確的觀念應(yīng)是立于各項(xiàng)技術(shù)完備的基礎(chǔ)上，朝向此一整合性系統(tǒng)來發(fā)展。圖二SPC整合應(yīng)用之PDCA系統(tǒng)發(fā)展圖五、結(jié)論SPC只是異常偵測方法中的其中一種，為了能更快速、更有效地偵測異常的發(fā)生，諸如

11、類神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network, ANN)、多變量分析(MultiVariate Data Analysis, MVDA)、 模糊理論(Fuzzy Theory)等技術(shù)也相繼發(fā)展應(yīng)用。其中多變量分析技術(shù)若如同SPC般，擴(kuò)展 到對多變量的同時(shí)偵測，即是所謂的MSPC(Multivariate SPC)，而類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論則 是透過自我學(xué)習(xí)的方法來歸納并找出異常之發(fā)生。更進(jìn)一步來說，雖然應(yīng)用SPC技術(shù)可 及早偵測到制程異常，但是如何能找出引起制程異常的可能失誤源，以期早期消弭失誤源， 則是制程安全監(jiān)控系統(tǒng)的另一研究課題。品管術(shù)語解釋名詞：管理：所謂管理，就是調(diào)

12、查現(xiàn)場作業(yè)是否按正確的基準(zhǔn)在進(jìn)行,如果發(fā)現(xiàn)有偏差的話,就須加以修正并將處置措施，以使它恢復(fù)原來正常做法實(shí)施，亦即維持正常持續(xù)運(yùn)作。改善：所謂改善,就是針對現(xiàn)況不理想地方提出有效的改革，也就是說改變以往的做法，做出更 好的東西來。改善就現(xiàn)狀突破,促使企業(yè)進(jìn)步的原動(dòng)力就是要不斷的改革，提升管理水平。工作方法改善：就是將工作中不方便或不滿意的地方,有系統(tǒng)的運(yùn)用一般常識(shí)，去尋求更容易與更佳 的工作途徑，以提高工作效率，且使工作者感到輕松愉快，即為工作方法改善，亦稱為工 作簡化。目標(biāo)管理：目標(biāo)管理乃一種管理發(fā)展，用以改進(jìn)經(jīng)營方法，提高績效為目的，應(yīng)用行為科學(xué)原理，在 組織內(nèi)上下級人員共同會(huì)商該下級人員應(yīng)

13、負(fù)責(zé)任范圍，訂立該人員于一定期間內(nèi)完成之目標(biāo) 以及成果評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與優(yōu)劣界限之尺度為手段，以達(dá)成啟發(fā)各級人員之潛力為依歸。選別檢查：將加工完成的產(chǎn)品區(qū)分為良品與不良品的檢查,稱之選別檢查，為發(fā)現(xiàn)不良的檢查方式。情報(bào)檢查：發(fā)生不良時(shí)，立即將其情報(bào)回饋到發(fā)生不良的制程，讓該制程采取行動(dòng)，改善作業(yè)方法, 以防止不良再度發(fā)生的檢查，稱之情報(bào)檢查，為減少不良的檢查方式，采用此方式的檢查有三 種：1) 統(tǒng)計(jì)品管方式2)順序檢查方式3)自主檢查方式管制圖方式：使用根據(jù)推定統(tǒng)計(jì)學(xué)畫成的管制圖，在管制界限外發(fā)生異常時(shí)，立即將此情報(bào)回饋到發(fā) 生異常的制程，讓其采取行動(dòng),改善加工方法，以減少以后的不良，稱之管制圖方式。

14、次數(shù)分配圖：就是當(dāng)整理大批原始資料時(shí)，通常把這些資料分配成幾組，把測定值所分為幾個(gè)同間隔 的區(qū)間，并把在各區(qū)間的測定的數(shù)值算出，使其數(shù)值比例的高度劃出柱狀，并排出為直方圖的 東西，叫次數(shù)分配圖。二項(xiàng)機(jī)率紙(推計(jì)紙)：橫軸或縱軸以平方根做定點(diǎn)，做在圖解用紙上這叫做平方根紙或推計(jì)紙，在做檢定及推 定的簡便實(shí)驗(yàn)時(shí)，用作圖的方式，可將不良率等的二項(xiàng)分布變量及兩變量間的相關(guān)關(guān)系，很清 楚的運(yùn)用，至于其它的用途在有關(guān)常態(tài)分布的正規(guī)概率紙及廣泛分布的概率紙等都有。檢定推定：所謂檢定是為了達(dá)到母群體其所要求的目的，而設(shè)定一與其有關(guān)的假設(shè)，而這假設(shè)是根 據(jù)測定值決定。推定就是從測定值中推測母數(shù)，而這母數(shù)是以一個(gè)

15、母數(shù)存在范圍中推定其中之 一個(gè)，這種方式在以測定值為準(zhǔn)去理性地了解母群體的性質(zhì)及工程的解析上均可用得著。順序檢查：即由下一制程的作業(yè)員對上一制程加工品做全數(shù)檢查，倘若發(fā)現(xiàn)不良時(shí)，立即將不良的 加工品交給上一制程的作業(yè)員確認(rèn)不良之所在，改善不良發(fā)生原因，采取不再發(fā)生不良的措 施。稱之順序檢查。自主檢查：即作業(yè)人員自己檢查自己的作業(yè)，自己確認(rèn)其為正確無誤，確實(shí)保證自己所作產(chǎn)品良好, 并視下一個(gè)人或下一工程為你的客戶，永遠(yuǎn)對其負(fù)責(zé)。實(shí)施要點(diǎn)內(nèi)容如下：1)自己的工作應(yīng)該自己查核每個(gè)人都應(yīng)該自主管理,工作才能順利完成。2)自己的工作自己保證制造者、操作者為實(shí)際創(chuàng)造質(zhì)量的人，應(yīng)負(fù)完全的質(zhì)量保證的責(zé)任。3)

16、找出控制的要點(diǎn)，防止思慮上的失誤判斷錯(cuò)誤及馬虎漏失，并非僅靠緊張及注意就可以的。4)防范未然事先了解異常之原因，先行防止必須充分了解原因，并追查出造成原因的原因，加以防止。5)要完全防策(Fool Proof)要追求最佳、最舒適、最迅速、最安全的作業(yè)方法。源流檢查：不是根據(jù)“發(fā)生了不良的結(jié)果”去回饋情報(bào)并采取行動(dòng)，而是發(fā)現(xiàn)“產(chǎn)生不良的錯(cuò)誤原 因”，在“尚在錯(cuò)誤的階段”，即做情報(bào)回饋并采取行動(dòng)，使“錯(cuò)誤雖然已經(jīng)發(fā)生”，但卻“不 使其轉(zhuǎn)變成不良”的一種檢查方式，為不造成不良的檢查方式。縱方向的源流檢查：是指回溯制程，如在上游制程有不良的原因時(shí)，對此項(xiàng)有不良原因的制程加以管制的意 思。此種不祇注意眼

17、前的“制程”，也要回溯到“源流制程對質(zhì)量的影響”，就是“縱方 向源流檢查”的做法。橫方向的源流檢查：是探知制程里面,發(fā)生不良的原因，使此項(xiàng)錯(cuò)誤不致于轉(zhuǎn)變成不良的檢查。亦即為“不發(fā) 生錯(cuò)誤的檢查方式”。防止失誤方式(愚巧法)：即機(jī)器設(shè)備安裝防呆裝置，即使再愚笨的人都會(huì)操作，以期達(dá)到異狀管理、再發(fā)防止、工 作輕易之效果的工作方法，稱之防止失誤方式。ECR(Error Cause Removal)提案制度：即“不良原因消除提案制度”。ECR提案的特點(diǎn)是使自己的工作不犯錯(cuò)誤，提出錯(cuò)誤的 原因，對錯(cuò)誤的原因提出改善的建議。ECR提案制度是向ZD工作小組之組長提案，與組長共同 研究構(gòu)成錯(cuò)誤之原因及其剔除對

18、策送交改善部門，而由該部門在一定之時(shí)間內(nèi)采取措施。至于 ECR提案之表彰，其目的在于激勵(lì)全體員工，不犯錯(cuò)誤的工作。審查時(shí)，主要的是以剔除錯(cuò)誤的 貢獻(xiàn)度為審查之對象。18.5W1H 法：所謂五個(gè)W 一個(gè)H,是指為何、何事、何地、何時(shí)、何人及如何，也就是由六個(gè)方面探討, 發(fā)覺問題的癥結(jié)，以便改進(jìn)。為何-WHY何事-WHAT何地-WHERE何時(shí)-WHEN何人-WHO如何-HOW19.SQC(Statistical Quality Control)統(tǒng)計(jì)品管：由SHEWHART及美國軍方于二次世界大戰(zhàn)期間所發(fā)展出的統(tǒng)計(jì)品管技術(shù),它包含(1)管制 圖基本技術(shù)；(2)抽樣計(jì)劃。20.SPC(Statistical Process Control)統(tǒng)計(jì)制程管制：SPC=SQC+Quality Planning And Desi