SPC控制圖介紹
作者: 來(lái)源: 文字大小:[大][中][小]
前言:
為使現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量狀況達(dá)成目標(biāo)，均須加以管理。我們所說(shuō)的 “管理”作業(yè),一般均用偵測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量特性來(lái)判斷 “管理”作業(yè)是否正常。而質(zhì)量特性會(huì)隨著時(shí)間產(chǎn)生顯著高低的變化;那么到底高到何種程度或低至何種狀態(tài)才算我們所說(shuō)的異常?故設(shè)定一合理的高低界限,作為我們分析現(xiàn)場(chǎng)制程狀況是否在 “管理”狀態(tài),即為控制圖的基本根源。
控制圖是于1924年由美國(guó)品管大師修哈特(W.A.Shewhart)博士所發(fā)明。而主要定義即是[一種以實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量特性與依過(guò)去經(jīng)驗(yàn)所研判的過(guò)程能力的控制界限比較,而以時(shí)間順序表示出來(lái)的圖形]。
控制圖的基本特性:
一般控制圖縱軸均設(shè)定為產(chǎn)品的質(zhì)量特性,而以過(guò)程變化的數(shù)據(jù)為刻度;橫軸則為檢測(cè)產(chǎn)品的群體代碼或編號(hào)或年月日等,以時(shí)間別或制造先后別,依順序點(diǎn)繪在圖上。
在管制圖上有三條筆直的橫線,中間的一條為中心線(Central Line,CL),一般用藍(lán)色的實(shí)線繪制；在上方的一條稱為控制上限(Upper Control Limit,UCL)；在下方的稱為控制下限(Lower Control Limit,LCL)。對(duì)上、下控制界限的繪制,則一般均用紅色的虛線表現(xiàn),以表示可接受的變異范圍;至于實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量特性的點(diǎn)連線條則大都用黑色實(shí)線繪制。
控制狀態(tài):
控制圖的原理:
1.質(zhì)量變異的形成原因:
一般在制造的過(guò)程中,無(wú)論是多么精密的設(shè)備、環(huán)境,它的質(zhì)量特性一定都會(huì)有變動(dòng),絕對(duì)無(wú)法做出完全一樣的產(chǎn)品;而引起變動(dòng)的原因可分為兩種：一種為偶然(機(jī)遇)原因；一種為異常(非機(jī)遇)原因。
（1）偶然(機(jī)遇)原因(Chance causes)：
不可避免的原因、非人為的原因、共同性原因、一般性原因,是屬于控制狀態(tài)的變異。
（2）異常(非機(jī)遇)原因(Assignable causes):
可避免的原因、人為的原因、特殊性原因、局部性原因等,不可讓其存在,必須追查原因,采取必要的行動(dòng),使過(guò)程恢復(fù)正常控制狀態(tài),否則會(huì)造成很大的損失。
(偶然原因的變動(dòng)) (異常原因的變動(dòng)) 分類
變異的情況
影響程度
追查性
過(guò)程的改進(jìn)
偶然原因
體系的一部份,很多一定有且無(wú)法避免
每一個(gè)都很微小不明顯
不值得、成本高、不經(jīng)濟(jì)
修改—經(jīng)常且穩(wěn)定的過(guò)程
異常原因
本質(zhì)上是局部的,很少或沒(méi)有,可避免的
有明顯的影響而且巨大
值得且可找到,否則造成大損失
創(chuàng)造—經(jīng)常且穩(wěn)定的過(guò)程
2.控制界限的構(gòu)成:
控制圖是以常態(tài)分配中的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為理論依據(jù)。中心線為平均值,上、下控制界限為平均數(shù)加減三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差( )的值,以判斷過(guò)程中是否有問(wèn)題發(fā)生。此即修哈特博士(W.A.Shewhart)所創(chuàng)造的方法。控制圖即以3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為基礎(chǔ),換句話說(shuō),只要群體是常態(tài)分配,則自該群體進(jìn)行取樣時(shí),用取出的數(shù)值加以平均計(jì)算來(lái)代表群體,則每進(jìn)行10000次的抽樣會(huì)有27次偶然機(jī)會(huì),不予計(jì)較。同樣我們平均抽樣時(shí)如有超出時(shí),判定為異常,則誤判的機(jī)率也是千分之三。因?yàn)榧僭O(shè)機(jī)率存在的前提,所以控制界限以加減3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)訂立,應(yīng)是最符合經(jīng)濟(jì)效益的。
控制圖的控制界限是把常態(tài)分配圖形旋轉(zhuǎn)90°后,在平均值處繪成中心線(CL),平均值加三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差處繪成上控制界限(UCL),在平均值減三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差處繪成下控制界限(LCL)。
意義與功能
品質(zhì)管制是一種品質(zhì)的圖解紀(jì)錄，在圖上有中心線及二條管制界限；中心線是一種標(biāo)準(zhǔn)值，二條管制界限是容許產(chǎn)品的品質(zhì)特性在其間變動(dòng)的范圍。在製造過(guò)程中用抽查的方式，將樣本的統(tǒng)計(jì)量，點(diǎn)繪于圖上，用以判斷品質(zhì)的變異，是否顯著。
控制圖在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的規(guī)格時(shí)，可做為參考；在製造過(guò)程中，可做為控制品質(zhì)均勻的工具；在檢驗(yàn)時(shí)，可做為判斷的標(biāo)準(zhǔn)。因此控制圖可使設(shè)計(jì)、製造、檢驗(yàn)三者連為一體。
控制圖觀念的形成，管制數(shù)據(jù)的整理步驟中可得到完整的觀念，首先把所收集的各種數(shù)據(jù)，依照次數(shù)分配的方法，經(jīng)分組、劃記、整理成為次數(shù)分配表，如此即可看出各種數(shù)據(jù)的分配形態(tài)，然后計(jì)算此種分配的中心值和標(biāo)準(zhǔn)值，把分配中心值加減3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之值，即得管制圖的管制上下限；而分配的中心值則為管制圖的中心線。
構(gòu)成主要要素
一、構(gòu)成控制圖的要素
一般構(gòu)成控制圖的要素有四：
1. 控制圖的數(shù)據(jù)具有時(shí)間先后順序，不得溷亂顛倒，亦即應(yīng)依取得（生產(chǎn)）的先后順序排列并繪成圖形，亦即一連串的數(shù)據(jù)為含有時(shí)間序列的特性。
2. 控制圖上一連串的點(diǎn)子必有波動(dòng)現(xiàn)象，乃此因變異所引起，變異原因分為兩大類，一為機(jī)遇原因，一為非機(jī)遇原因，非機(jī)遇原因引發(fā)的大幅度波動(dòng)現(xiàn)象影響品質(zhì)較大應(yīng)避免之，亦即波動(dòng)現(xiàn)象愈大，品質(zhì)愈不穩(wěn)定，管制上下限的寬度將愈寬，此時(shí)構(gòu)成圖上點(diǎn)的個(gè)別值散佈范圍亦較大，如與規(guī)格比較，較易逸出規(guī)格界限外成為不良品。
3. 控制圖必須含有統(tǒng)計(jì)界限，亦即管制上下限，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)的管制上下限不符合控制圖原理。通常μ±3σ之管制上限，其橫座標(biāo)為時(shí)間（即組別），縱座標(biāo)為品質(zhì)的刻度。
二、機(jī)遇原因與非機(jī)遇原因
在樣本與樣本，或批與批之間量度產(chǎn)品品質(zhì)時(shí)，會(huì)表示出許多種原因的變異。這些變異可分下列兩種：
1. 無(wú)需調(diào)查真相的變異（機(jī)遇原因）。
2. 顯著的變異，指出有非機(jī)遇原因（引起困難的原因）存在，應(yīng)該加以鑑定及校正。當(dāng)非機(jī)遇原因從生產(chǎn)過(guò)程中的消除后，控制圖上所繪的各點(diǎn)始終都在管制界限以內(nèi)，這種製造過(guò)程程序?qū)ζ焚|(zhì)量度而言，就可稱為在統(tǒng)計(jì)的管制狀態(tài)下。
三、管制界限之意義
在生產(chǎn)過(guò)程中，僅有機(jī)遇原因之作用時(shí)，任何產(chǎn)品之品質(zhì)特性均可構(gòu)成一分配，此等分配有其平均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差，在平均數(shù)加減三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差范圍以外之點(diǎn)極少；因此通常都以平均數(shù)加減三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差做為管制上限與管制下限。
四、u Chart（單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖）
使用時(shí)機(jī)：比較相同產(chǎn)品缺點(diǎn)之狀況，但比較之對(duì)象其樣本大小不同。
控制圖的判讀
一、正常型態(tài)的特性
因?yàn)楦黜?xiàng)數(shù)據(jù)有：(1)聚集于中心的趨勢(shì)，和(2)分散對(duì)稱的趨勢(shì)。故在一張控制圖上，大多數(shù)的點(diǎn)子應(yīng)該有向中心線附近聚集的特性，即中心線兩邊的點(diǎn)子，亦應(yīng)接近相等。因此我們可以歸納出一個(gè)正常形態(tài)的特性如下：
1. 大多數(shù)的點(diǎn)子在中心線附近。
2. 有少數(shù)的點(diǎn)子在管制界限附近。
3. 沒(méi)有點(diǎn)子超出管制界限。正常的控制圖上，必須連續(xù)25點(diǎn)以上都在管制界限以內(nèi)；或連續(xù)35點(diǎn)中僅有1點(diǎn)，100點(diǎn)中僅有2點(diǎn)或以下超出管制限界之外。
4. 點(diǎn)子分佈呈隨機(jī)狀態(tài)，無(wú)任何規(guī)律可循。
5. 中心線兩側(cè)的點(diǎn)子接近相等。
二、不正常型態(tài)的特性
一個(gè)不正常的型態(tài)對(duì)上述之五項(xiàng)特性，通常皆有一項(xiàng)以上不能符合。例如：
1. 在中心線附近無(wú)點(diǎn)子，反而散佈在上下管制界限附近。此種型態(tài)稱之為「溷合型」（Mixture），因?yàn)闃颖局锌赡馨藘蓚€(gè)群體，其中一個(gè)較高，另一個(gè)較低，固有此種結(jié)果。
2. 在管制界限附近無(wú)點(diǎn)子，都集中在中心線附近，波動(dòng)顯得不劇烈，此種型態(tài)，我們稱之為「分層型」（Stratification）。有時(shí)我們?nèi)螢榇朔N型態(tài)管制良好，其實(shí)是錯(cuò)誤的，可能原群體已經(jīng)楝選過(guò)，把其中不適合某一種尺寸規(guī)格者，業(yè)經(jīng)取去之故。
3. 點(diǎn)子時(shí)常逸出管制界限以外，此種型態(tài)，我們稱之為「不穩(wěn)定型」（Instability）。
4. 控制圖中的數(shù)據(jù)，以重複的型態(tài)出現(xiàn)，即有一連串高的部份或尖峰，和一連串低的部份或波谷，相間散佈的重複趨向，此種型態(tài)我們稱之為「週期型」（Cycle）。週期的原因是製造變數(shù)在相當(dāng)有規(guī)律的基礎(chǔ)上加入或除去。
5. 控制圖上一長(zhǎng)連串的點(diǎn)子，向上或向下的連續(xù)行動(dòng)，而沒(méi)有改變其方向。它的位置在一段時(shí)間內(nèi)，逐漸向一個(gè)方向移動(dòng)，此種型態(tài)我們稱之為「趨勢(shì)型」（Trend）。趨勢(shì)相當(dāng)易于檢出，其原因可能是某一變數(shù)對(duì)產(chǎn)品漸漸發(fā)生作用的結(jié)果，原因的性質(zhì)可以從顯出趨勢(shì)的控制圖種類來(lái)決定。
不正常型態(tài)的檢定方法，是根據(jù)或然率的原理而來(lái)，即根據(jù)霍然率之理論，認(rèn)為分佈在中心線附近及管制界限附近的點(diǎn)子，其間有一定的比率關(guān)係存在。