1、1Amperex Technology Limited(ATL)SPC基本原理及基本原理及CPK改善改善Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2目錄目錄nSPC概念概念nSPC理論基礎理論基礎n控制圖控制圖n控制圖應用控制圖應用n過程能力分析及過程能力分析及CPK改善改善 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited3SPC概念概念nSPC： Statistical Process Control-統計制程控制n應

2、用統計技術對過程中的各個階段進行評估和監控，從而保證產品與服務滿足要求的一種質量技術nSPC具體的應用工具-控制圖 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited4SPC理論基礎理論基礎1-正態分布正態分布n正態分布的定義:n又稱高斯分布;一種最常見的連續性隨機變量的概率分布 n表達式：正態分布記作N (，2 ) n該分布由兩個參數平均值和方差決定n正態分布的特征 :n正態曲線呈鐘型，兩頭低，中間高， 左右對稱，延伸到無窮曲線n越大，數據分布越分散；越小，數據分布越集中 ATL Confide

3、ntialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited5SPC理論基礎理論基礎1-正態分布正態分布n正態曲線下面積分布 :n實際工作中，正態曲線下橫軸上一定區間的面積反映或變量值落在該區間的概率（概率分布）。n幾個重要的面積比例（概率） 軸與正態曲線之間的面積恒等于1。 （ -,+）內的面積為68.27% （-2,+2）內的面積為95.45% （-3,+3）內的面積為99.73%。 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limi

4、ted6SPC理論基礎理論基礎1-正態分布正態分布n正態分布的應用 :n生產中很多參數的概率分布都可以近似地用正態分布來描述：如直徑、長度、厚度、重量等 n中心極限定理：實際工作中，只要樣本量n較大時，我們可以認為X的分布近似于正態分布 n正態分布在質量控制中的作用 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited7SPC理論基礎理論基礎2-變異來源變異來源n變異（或波動/偏差） :n沒有任何2件產品是完全相同的，即存在變異n質量和變異的關系： 質量（1/變異）n2種基本變異來源： 特殊因素-可

5、控 隨機因素-不可避免 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited8SPC理論基礎理論基礎2-變異來源變異來源n變異來源-隨機因素:n由一些很微小的難以消除的變化累積造成n對質量影響較小，能接受；不易識別，不能消除，只能減少n過程中只存在隨機變異因素，那么產品的變異是可以預測的，過程是穩定的，即“In- Statistical -Control”n變異來源-特殊因素:n由于批次間的較大變化、機器問題、工裝磨損、原材料問題等造成的較大變異n對質量影響較大，不能接受；易識別，可控n過程中存在特

6、殊變異因素，將會導致品質不穩定，即“Out-Of-Control”n當生產過程中只有隨機變異時，質量參數將形成某種典型分布（通常是正態分布） ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited9SPC控制圖控制圖n控制圖概念:n判斷生產過程是否處于統計控制狀態的圖形n根據前期穩定的生產狀況，計算控制限，并以此控制限來監控后續生產n控制圖理論依據:n連續性數據的正態分布n正態分布（ -3,+3）范圍內的概率分布為99.73%n以3為控制限區分特殊因素和隨機因素（區分受控與失控） ATL Confid

7、entialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited10SPC控制圖控制圖n控制圖與正態分布曲線: ATL Confidential正態分布曲線控制圖旋轉90Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited11SPC控制圖控制圖n控制圖與變異來源因素: ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited12SPC控制圖控制圖n控制圖構成:n橫坐標：以隨時間

8、推移而變動的樣品號n縱坐標：控制參數或統計值n中心線（CL）：Central Line；代表實際數據平均值n上控制限（UCL）：Upper Control Line；代表數據控制的上限n下控制限（LCL） ：Lower Control Line；代表數據控制的下限 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited13SPC的作用的作用n有效監測、提前預防 提前發出警報，并使你有足夠時間來防止更嚴重的問題出現 ATL ConfidentialSurpassing customers expecta

9、tionAmperex Technology Limited14規格限規格限VS控制限控制限 ATL Confidentialn規格限nSpecification Limits (USL , LSL)n由外部設計要求決定n區分合格/不合格n適用于所有單個數據n控制限nControl Limits (UCL , LCL)n由內部工序能力決定n區分特殊因素/隨機因素n適用于樣本數據規格限與控制限毫無關系，完全是兩碼事規格限與控制限毫無關系，完全是兩碼事Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited15控制圖控制圖VS趨勢圖（趨勢

10、圖（Control Chart VS Trend Chart ） ATL Confidentialn控制圖控制圖nControl Chart （SPC）n根據實際數據計算值作為控制限n可以用來預警監控n適用于穩定工序n趨勢圖趨勢圖nTrend Chartn根據規格或指定指標作為控制限n只能用來參考觀察n針對不穩定需要改善工序指定上限指定下限TrendSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited16控制圖的實際應用控制圖的實際應用-建立控制圖建立控制圖n建圖需要考慮的因素建圖需要考慮的因素:n風險、 風險n平均運行長度（AR

11、L :Average Run Length）n判異規則（OOC Rule）n3方式建圖:nUCL= + 3nCL= nLCL= - 3在歐洲也有以3.09方式建圖 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited172類風險類風險-（ 風險、風險、 風險風險）n 風險風險:n按照正態分布原理，有99.73%的數據在3范圍（控制限），那么仍然有0.27%的數據不在此范圍n也就是說即使工序是穩定正常的,也會有0.27%的數據在控制限外n 風險：風險：工序受控，卻誤判為失控（OOC）的風險;即誤報警風

12、險n如果以3作為控制限，那么 風險風險=0.27% ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited182類風險類風險-（ 風險、 風險）n風險風險:n過程已經出現了異常，但是仍會有部分產品，其控制參數的值還會位于控制界內n如果抽到上面所說產品，數據點還在控制限內，那么就不能判斷過程出現了異常n定義定義風險：風險：工序失控，卻沒有及時報警的風險；即漏報警風險n風險的大小跟實際工序能力相關 ATL Confidential風險Surpassing customers expectationAmpe

13、rex Technology Limited19降低降低2類風險的方法類風險的方法n控制間距增大， 減小， 增大n控制間距增小， 增大， 減小n解決方法: 以這2種風險的總損失最小為原則n先確定，再確定n為了增強使用者的信心，通常取值很小，我們以3作為控制間距，則=0.27%n當取值很小時，對應的風險，也就是漏發警報的風險就比較大；因此為了彌補這個問題，在“超出3,判斷為異常”這一規則上，又補充了其他判異規則，以減少，這就是各種判異規則（OOC Rule）檢驗的由來 ATL Confidential風險不可避免風險不可避免Surpassing customers expectationAmpe

14、rex Technology Limited20 風險風險 VS OOC RulesnOOC Rules：Out-Of-Control Rules 判異規則，即判異過程異常的標準n判異規則是用來對控制圖進行檢驗的標準n判異規則不是針對所有過程、所有控制圖都通用的n要根據實際情況適用不同的規則n過多的判異規則，會增加風險 ，即誤報警風險n誤區：用一種固定的方法處理不同的工序狀況，千篇一律，而忽略了工程差異 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited21OOC RulesnOOC Rules：

15、異常的標示n判異原理：“小概率事件” 通常指發生的概率小于5%的事件，認為在一次試驗中該事件是幾乎不可能發生的 n主要的準則： 任意點超出控制線n次要的準則：非隨機的數據；數據呈以下形式：n數據鏈n趨勢n分層n混合n周期性變化 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited22OOC Rule 1nRule 1(WE1/WE2)：1點落在控制限之外n數據點在3控制限之外的概率為0.27% n一般可能的原因n新的操作員、新的工序；原材料變化、設備參數調整n檢驗方法或標準變化 ATL Confid

16、entialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited23OOC Rule 2nRule 2(WE7/WE8)：連續9點在中心線同一側n在同側連續出現的點稱為“鏈”，點數9，判斷為異常n出現9點同側的概率 為： P=2(0.5)9=0.39% 即誤報警的概率為0.39%， =0.39% ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited24OOC Rule 3nRule 3(WE9/WE10)：連續6點遞增或遞減n數據點逐點

17、上升或下降稱為“趨勢” n出現連續6點遞增或遞減的概率為： p=2/6! (0.9973)6=0.27% 即誤報警的概率為0.39%， =0.39% ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited25OOC Rule 4nRule 4(WE11)：連續14點相鄰點交替上下n出現連續14點交替的概率為： p=0.4% （根據實際統計數據得出） 即誤報警的概率為0.4%， =0.4% n可能的原因是：2個不同的數據組混合在一起造成，比如2位操作員輪流操作/2臺設備輪流使用/2人輪流測量 ATL C

18、onfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited26OOC Rule 5nRule 5(WE3/WE4)：連續3點中2點在2范圍之外n出現的概率為： p=2 (1-0.9772)2 0.9772=0.30% 即誤報警的概率為0.30%， =0.30% ATL Confidential23CSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited27OOC Rule 6nRule 6(WE5/WE6)：連續5點中4點在1范圍之外n出現的概率為： p

19、=2 (1-0.8413)4 0.8413=0.53% 即誤報警的概率為0.53%， =0.53% 45CSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited28OOC Rule 7nRule 7(WE12)：連續15點1范圍之內n出現的概率為： p=(1-0.15872)15=0.33% 即誤報警的概率為0.33%， =0.33% n原因一般是數據分層問題或是控制限不合理，太寬了Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited29OOC Rule 8nRule

20、8(WE13)：連續8點都在1之外n出現的概率為： p=(0.15872)8=0.10% 即誤報警的概率為0.10%， =0.10% Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited30OOC Rule 總結總結Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited31OOC Rule 的選用的選用n 風險與OOC Rule的選取當選取多個規則時，a風險（誤報警）計算公式如下： a1 a2 ak 表示各判異規則對應的a風險n當只選取WE1/WE2（超3限）： 誤報警

21、風險=1-(1-0. 27%) (1-0. 27%)=0.55%n當所有規則都選取時： 誤報警風險=2.48%k1ii11k211111Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited32ARL: Average Run LengthnARL: Average Run Length :n定義：能夠正確識別1個異常點所需要的運行點數量n對應風險和 風險，也有2個參數：ARL0和ARL1nARL0= In-control Average Run Length 針對工序穩定受控的狀態 平均運行多少個點出現1次誤報警 ARL0=1/

22、nARL1= Out-control Average Run Length 針對工序不穩定失控的 平均運行多少個點后識別1個異常點 ARL0=1/ （1- ）nARL用來幫助我們在建立控制圖的時候確定樣品數量和取樣頻率 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited33單值和均值控制圖單值和均值控制圖nATL常用的控制圖-單值控制圖(IR)、均值控制圖(XR)n單值控制圖 : 測量費用很大時，（例如破壞性實驗）或是當任何時刻點的輸出性質比較一致時（如粘度） ；最經濟n均值控制圖 使用范圍較廣的

23、一種計量型控制圖，樣本n1n為什么要用均值控制圖？n單值可能不符合正態分布n如果n = 5，一般都符合正態分布n單值控制圖對變異的判斷不靈敏 ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited34 ATL Confidential過程能力分析及過程能力分析及CPK改善改善Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited35過程能力分析過程能力分析n過程能力分析是評價生產過程滿足預期要求的能力n在進行過程能力分析前，必須明確如下要素

24、n過程輸出參數，即控制參數 n對輸出參數特性的要求，即目標規格和規格公差（USL,LSL） n抽樣方案（包括頻率、樣本數等）n服從正態分布（也就是過程穩定和可預測） ATL ConfidentialSurpassing customers expectationAmperex Technology Limited36過程能力指數過程能力指數Cp與與CpknCp:生產過程的自然能力與要求規格的比較n判斷生產過程是否處于統計控制狀態的圖形nCp指標的判斷（Cp越大越好）：一般來說 Cp1，過程能力不足 1 Cp 1.33，過程能力尚可 1.33 Cp 1.67，過程能力充足nCp與過程輸出參數的M

25、ean值無關；它是假設Mean值與規格中心值（Target）一致時的過程能力之比 。所以Cp指數是反映制程的潛在能力潛在能力nCp的前提條件：Mean=Target6LSLUSLCp過程能力規格公差對應3質量水平Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited37過程能力指數過程能力指數Cp與與CpknCpk: n大多數情況下：MeanTarget，那么分析過程能力的時候就要考慮均值Mean的影響，所以就引入Cpk概念nCpk ：過程輸出均值與規格中心或目標不重合時的過程能力指數nCpk計算公式： 公式一：Cpk=(1-Ca) Cp 這里有個指數Ca偏離度（有的資料用K表示）nCa衡量平均值和規格中心一致性，nCa越大，表明均值偏離規格中心越大，過程能力越差2/規格公差規格中心值均值 CaSurpassing customers expectationAmperex Technolog