SPC的認(rèn)識與應(yīng)用

1、SPC的認(rèn)識與應(yīng)用 作者：張忠樸 一、SPC興起的背景 這幾年對臺灣的制程業(yè)而言，SPC似乎已變成一個愈來愈熱門的話題。為了避免盲目地人云亦云，我們更需要先探索一下SPC的來龍去脈。其實SPC會興起，是源自于一些特定的時空背景。 1-1 SPC興起是宣告經(jīng)驗掛帥時代的結(jié)束 如果工作經(jīng)驗對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕重的影響（例如：做旗袍或手拉坯），那么，SPC就沒有太多揮灑的空間。相反地，如果某一公司開始將經(jīng)驗加以整理，而納入設(shè)備、制程或系統(tǒng)時；也就是說，該公司開始宣告經(jīng)驗掛帥時代將要結(jié)束，那么SPC的導(dǎo)入時機也就自然成熟了。1-2 SPC興起是宣告品質(zhì)公共認(rèn)證時代的來臨 在傳統(tǒng)個人自掃門前雪的時代，每一

2、個公司都要采用自己的資源與方法，來認(rèn)可某些合格供貨商。這對買賣雙方而言，都是勞民傷財且浪廢資源的必要之惡。為了提升全人類的福祉，因此，品質(zhì)公共認(rèn)證的制度與機構(gòu)，就從1980年代逐漸興起，其中已蔚然成風(fēng)的代表者首推GMP與ISO-9000二者。這兩種公共認(rèn)證制度為何能奠定其權(quán)威地位呢？這是因為他們非常重視產(chǎn)品生產(chǎn)的過程與系統(tǒng)，因為只有穩(wěn)定而一貫（Consistent）的過程與系統(tǒng)，才能保證長期做出合格的產(chǎn)品。然而，如何檢核此一貫過程與系統(tǒng)仍然穩(wěn)定的存在呢？這又必須仰賴SPC來發(fā)揮功能?；谏鲜鰞牲c主客觀的因素，因此，對仍想長期在臺灣發(fā)展的制程業(yè)者而言，SPC已成為影響生存涉及成敗的關(guān)鍵制度了。

3、二、SPC的迷思（MYTH） 也許由于對SPC一知半解，因此在一些己推動SPC的公司中，常會發(fā)現(xiàn)一些下述的迷思。 2-1迷思一：有管制圖就是在推動SPC？ 其實管制圖只是SPC的工具之一，因此管制圖SPC是一種很粗淺的看法。嚴(yán)謹(jǐn)說來，管制圖不但不等于SPC而且還要進而推敲 這是產(chǎn)品品質(zhì)（）還是制程參數(shù)（）管制圖 這張管制圖是否有意義？ 它所管制的參數(shù)真的對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕的影響嗎？ 管制界限訂的有意義嗎？ 這張管制圖是否受到應(yīng)有的重視？是否已照規(guī)定執(zhí)行追蹤與研判？ 這些問題經(jīng)過推敲之后才能幫助我們對SPC作更深入的了解。2-2迷思二：有了Ca/Cp/Cpk等計算就是在推動SPC？ Ca/Cp/

4、Cpk是在SPC中計算制程能力最主要的指針，因此會作制程能力分析的公司，當(dāng)然是一個對SPC認(rèn)識較深入的公司，但是值得再深入探討的是 Ca/Cp/Cpk有定期Review嗎？ Ca/Cp/Cpk被活用了嗎？ 是否已用Ca/Cp/Cpk作訂單分派給不同生產(chǎn)線生產(chǎn)的依據(jù)？ 2-3迷思三：有了可控制的制程參數(shù)（Process Parameter）就是SPC？ 制程參數(shù)的確是SPC的焦點，但是透過此迷思我們應(yīng)深入探究 為什么挑出這些制程參數(shù)？ 這些制程參數(shù)的控制條件是如何決定的？ 這些制程參數(shù)與成品品質(zhì)間有因果關(guān)系可循嗎？ 三、SPC的焦點制程（Process） SPC與傳統(tǒng)SQC的最大不同點，就在于由

5、Q至P的這兩個字轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的SQC中強調(diào)的是Quality，是指產(chǎn)品的品質(zhì)。換言之，它是著重買賣雙方可共同評斷與鑒定的一種既成事實。而在SPC的想法上，則是希望將努力的方向更進一步的放在品質(zhì)的源頭制程（Process）上。因為制程的起伏變化才是造成品質(zhì)變異（Variation）的主要根源，而品質(zhì)變異的大小也才是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的關(guān)鍵。這種因果關(guān)系，可進一步表示如下： 明白上述的因果關(guān)系之后，自然就會將SPC的焦點放在制程（Process）上了。 四、SPC的步驟 在對SPC有了上述更進一步的了解之后，SPC的正確作法，也就會自然而然的浮現(xiàn)了。一般而言，有效的SPC應(yīng)循下列步驟依序進行： 制程制程

6、參數(shù)P1P2P3P4（溫度）P1AP2AP4A（壓力）P2BP3B（溫度）P1CP3CP4C（速度）P2DP4D（pH值）P1FP4F（能量）P2GP3G 4-1步驟一：深入掌握因果模式 所謂因果模式，就是找出哪些制程參數(shù)（Process Parameter)對產(chǎn)品品質(zhì)(Product Quality)會有舉足輕重的影響。這種探索模式，可以圖標(biāo)方式說明如上。在上述模式，所有制程參數(shù)，理論上都可能會對產(chǎn)品品質(zhì)造成影響，但事實上我們都知道，每一制程參數(shù)對產(chǎn)品的影響程度一定不會相同。因此，SPC首先要做的就是希望能找出孰輕孰重的因果關(guān)系，換言之我們希望能得到下列這張制程參數(shù)的柏拉圖： 得到這張柏拉圖

7、有什么好處呢？其好處就是希望能從眾多的操作參數(shù)之中，過濾出少數(shù)舉足輕重的項目來加以管制，因此，如果能夠作好SPC，其實管制項目根本不必太多， 管制成本當(dāng)然也就會相對降低了。 至于如何找出上述的因果模式呢？原則上要視產(chǎn)品品質(zhì)的復(fù)雜度而訂，如果，復(fù)雜度低，用傳統(tǒng)的索檢表（Checklist)及層制法來加以分析即可。反之，如果遇到復(fù)雜度高的個案，那可能就不得不借助實驗計劃法()的更高階分析工具了。4-2步驟二：設(shè)定主要參數(shù)的控制范圍 經(jīng)過上述“步驟一”找出影響結(jié)果的主要參數(shù)之后，接著要推敲的就是：這些參數(shù)該控制在那一個范圍內(nèi)變動才恰當(dāng)？這個時候，我們就需要進一步地借助相關(guān)與回歸分析等統(tǒng)計工具來合理地

8、推測出控制范圍。 我們繼續(xù)援引“步驟一”之例，來說明如何決定P2B的合理變動范圍。假設(shè)該產(chǎn)品品質(zhì)特性是銅箔的“抗撕強度”，而經(jīng)過相關(guān)回歸分析得知，P2B與抗撕強度成正比關(guān)系，如上圖所示。 此回歸方程式以公式表示則為： y=-2+4x，其中 y=抗撕強度，x=P2B之壓力強度值若己知產(chǎn)品抗撕強度之規(guī)格上限為14 lb/in2，下限為10 lb/in2，那么代入上述回歸方程式，則P2B之管制上限為：14=-2+4x XU=4(lb/in2)同理，管制下限即為：XL=3(lb/in2) 經(jīng)過這種相關(guān)回歸的轉(zhuǎn)換之后，P2B的控制范圍就可合理地設(shè)在3.5 0.5(lb/in2)之間，換言之，只要事先將第

9、二制程之壓力(P2B)，好好控制在3.5 0.5之間，那么，除非有特殊的意外，否則產(chǎn)品的抗撕強，理當(dāng)不成問題?；旧?，做到這個階段，SPC的精神才可算是真正浮現(xiàn)了。當(dāng)然相對的，今天貴公司所推動的SPC，如果制程參考的控制范圍，并無嚴(yán)謹(jǐn)脈絡(luò)可循（大部分參數(shù)都是供貨商提供之所謂技術(shù)資料），那么在SPC方面就仍許多的值得努力的空間。 4-3步驟三：建立制程控制方法 經(jīng)過“步驟一步驟二”之后，對SPC而言只能說完成了S與P兩部份，而C部只是剛開始而已。因為控制范圍只是控制方法的一部份，若要談完整的控制的方法，則需要進一步探究。 控制頻率（換言之，就是多久該抽樣一次？一般抽樣頻率與制造系統(tǒng)的穩(wěn)定性有密切

10、的關(guān)系，通常若Process的穩(wěn)定性愈高，則控制頻率就可相對的放松） 樣本抽取方法 樣本量測方法（為了避免造成雞同鴨講的問題，理論上，上述二者至少應(yīng)與“步驟一步驟二”在實驗階段時采取一致的方法，而在控制一段時間，驗證吻合之后，則可采取自動偵測之儀器來取而代之，以收事半功倍之效）4-4步驟四：抽取成品來印證原始系統(tǒng)是否仍然正常運轉(zhuǎn) 是否經(jīng)過“步驟一步驟二步驟三”之后，SPC的大功就告成了呢？是否推動SPC之后，就再也不需要進行成品檢驗了呢？如果仍要作成品檢驗，那么與推動SPC之前原來的成品檢驗有何不同呢？深入研究這些問題，才有助于明白SPC的全貌。其實即使“步驟一步驟二步驟三”完全做到了，仍然要

11、抽查少數(shù)成品來作檢驗，其目的何在呢？因為任何系統(tǒng)無論設(shè)計如何的嚴(yán)謹(jǐn)，隨著時間的流逝，系統(tǒng)本身都潛伏了突變的可能，現(xiàn)以圖標(biāo)法說明如下圖。 當(dāng)透過“步驟一步驟二步驟三”找出P2B與抗撕強度的關(guān)系之后，那么，從SPC之角度僅需將P2B控制在3.5 0.5之范圍內(nèi)即可，但是誰能保證原系統(tǒng)永遠不變呢？因此，為偵測“原系統(tǒng)”是否已產(chǎn)生突變，所以，我們就必須在P2B的合理范圍內(nèi)（3.5 0.5），抽取一些樣本來對成品的抗撕強度特性加以檢查，如果結(jié)果顯示抗撕力正常（在12 2之內(nèi)），那么，P2B繼續(xù)控制在3.5 0.5之內(nèi)就有意義；反之，如果抽出樣本的結(jié)果顯示抗撕強度異常（如上圖落在49之間全部Out Spe

12、c），那么，我們就要立刻警覺系統(tǒng)是否已在不知不覺中突變了。 有了這種認(rèn)知我們就不難明白，其實推動SPC時，仍要做少數(shù)成品檢驗的，只是SPC中成品檢驗的目的，是要確認(rèn)原系統(tǒng)有沒有產(chǎn)生突變，這與傳統(tǒng)用成品抽樣檢驗來作全批“允收”的目的是不相同的。 既然在SPC中的成品檢驗是要驗證原系統(tǒng)是否有發(fā)生突變，所以，成品檢驗的時機就需要講究。一般應(yīng)選取在愈接近系統(tǒng)可能產(chǎn)生突變的時機之后，抽驗系統(tǒng)的正常與否就有積極的意義。一般而言，在設(shè)備大修、連續(xù)假期，或更換原料之后的“關(guān)鍵時刻”，都是系統(tǒng)最可能出現(xiàn)突變之時機。這時，抽取成品來驗證系統(tǒng)的步驟就顯得特別重要了。 上述“步驟一步驟二步驟三步驟四”，是推動執(zhí)行SP

13、C的系統(tǒng)的必要過程，值得有心人多加推敲玩味。 五、SPC的精髓 SPC系統(tǒng)如果能夠循序漸進地落實執(zhí)行，那么，就能逐漸體會到下述各項SPC的精髓。 5-1 SPC能使管理更合邏輯 從上述“步驟一步驟二步驟三步驟四”來看，做好SPC的過程，其實也就是脫離直覺式管理而進入邏輯管理的過程，中國人常說物有本末，事有始終，知所先后，則近道矣，這豈不正是SPC的寫照？因此，若能愈深入了解SPC，那么管理自然就愈合邏輯。5-2 SPC能使管理掌握先機 因為SPC是從產(chǎn)品之品質(zhì)特性，回溯到源頭從制程參數(shù)上著手之管理。這種源流管理的想法從消極方面講，可以防止損失于事先；從積極方面講，更可創(chuàng)造品質(zhì)于源頭，因此掌握先

14、機自然也成為SPC的精髓。5-3 SPC能使管理更加省事 SPC是從容易控制的制程參數(shù)下手，來掌握不容易控制的成品品質(zhì)。因此，是一種相當(dāng)省事的管理，試想倘若不實行SPC，那么倒底要投下多少人力物力才能做好成品的全檢作業(yè)呢？尤其麻煩的是，若不做SPC，那么產(chǎn)量愈大，品檢人員就要等幅增加。反之，做好SPC后其品檢人手是可以不增反減的，因此何者省事、省錢，至此已昭然若揭有目共睹了。5-4 SPC使制造成本更低 推動SPC除了可使5-3節(jié)所說的鑒定成本得以節(jié)省之外，更可使內(nèi)部的失敗成本大幅降低。若以PCB為例，其Pink Ring的缺點在傳統(tǒng)的品管方式中（列：甲廠）常在黑化處理的天之后才可能發(fā)現(xiàn)；而一旦Pink Ring在PTH中發(fā)現(xiàn)時，四天來的WIP都有可能受到波及的機會。但是若在另一家（乙廠）妥善實行SPC的公司，則黑化線透過SPC的監(jiān)視，其潛伏的Pink Ring，可能在黑化線出問題之后的兩小時內(nèi)就被掌握了。以一個中級廠的規(guī)模，每小時生產(chǎn)250 ft2板子而言，所以甲廠（未推行SPC）與乙廠（推行SPC）在Pink Ring損失上最大的差異，可能就是24,000 ft2(250244)與500 ft2(2502)之比。想想看，這對成本的影響該有多大呢？因此，做好SPC才是降低制造成本的妙方。