QTSPC及品质分析

质 量 部 培 训 教 材SPC 和品质分析方法发行版：第一版作成：___________日期：___________审批：___________日期：___________1. 目 的培训统计知识，使基层管理人员学习并能够运用基本的统计方法，使中高层管理和技术人员学习和 掌握统计分析的方法。2．术 语SPC：统计过程控制是 Statistical Process Control 的的缩写，是一种借助数理统计方法的过程控制工具。计数型数据：计数值数据-是以个数计算的质量性质。 （如：不合格品与不合格、比率等）计量值数据：计量值数据-指用测试工具可连续测取的定量的数据。 （例：产品的长度、体积、硬度等）Cpk：稳定过程的能力指数，而过程能力是指一个稳定过程的固有变差（6σ R/d2 ）的总范围。标准差：过程输出的分布宽度或从过程中统计抽样值的分布宽度的量度（如子组均值） ，用 σ或 s 来表示3．使用的意义在产品质量控制中，通过 SPC 对检验数据进行统计分析从而区分出过程中产品质量的正常波动与异常波动，以便进过程的异常及时提出预警，提醒管理及技术人员采取措施消除异常，恢复过程的稳定性。4．统计技术的发展状况为了的制造过程中实现预防原则，贝尔实验室的沃尔特·休哈特（W.A.Shewhart）在二十世纪二十年代发明了一种简单而有效的过程监测与质量控制工具——控制图（Control Chart） ，这是首次将数学统计方法在质量管理方面的应用提升为理论。在上世纪二十年代由于世界经济严重萧条，休哈特的 SPC 理论一时无人问津。第二次世界大战爆发后，由于武器需求很大，美国国内大批生产的军工产品出现了严重的质量问题（如在欧洲战场上，美军炸弹炸膛事件层出不穷，造成大量人员意外伤亡） ，为克服军工产品质量不稳的问题和增加产品产量及保证及及时交货，美国国防部于 1942 年将休哈特等一批专家召集起来，制定了采用数理统计方法进行质量控制的战时质量管理标准（如[数据分析用的控制图]、[生产质量管理用的控制图]等） ，由美国国防部在全国强制推行，半年后大见成效，使美国的军工生产在质量上、数量上、利润回报上都世界领先地位。这是 SPC 初次大显身手的时期。二次世界大战后，美国已成为工业最强大的国家和在世界商贸中独霸天下，对于美国公司，主要的竞争者来自于美国国内，因为国内各公司都采用相似的方法组织生产及进行质量管理，在 1950—1980 年这个阶段，许多管理方法包括 SPC 却从美国工业中消失了。而二战后的日本经济受到严重破坏，1950 年休哈特早期的一个同事戴明（W.Edwards Deming）博士将 SPC 概念引入日本，后来美国著名质量管理专家朱兰(J.M.Juran)到日本讲学，SPC 逐渐在日本得到普及（据 1984 年日本名古屋工业大学的一份调查报告指出在日本各行各业的中小工厂内平均每家工厂使用137 张控制图） 。到 1980 年日本已跃居世界质量与生产率的领先地位，当时美国与日本产品质量的差距已很明显，如汽车零件的不合格比率，日本要比美国低 1000~4000 倍。因此，美国著名质量管理专家柏格（Roger W.Berger）认为日本产品的质量能够超过美国的原因固然很多，但其中一个重要的原因就量日本从美国引入了 SPC 技术，他认为“日本成功的基石之一是 SPC”。在日本强大的竞争下，西方国家从 80 年化发起了复兴 SPC 的运动，并将 SPC 列为高技术之一，美国、加拿大首先从汽车、钢铁等大型工业推行 SPC，经过 15 年的努力，到 1994、1995 年美国才基本上弥补了日美两国产品质量方法的差距。经过 60 多年的发展，SPC 理论已经非常成熟、完善，统计工具和方法已从最初几种简单的控制图扩展为数百种。从理论发展的角度来看，我国学术界对 SPC 的研究在一定程度上超过西方发达国家，但在理论的普及和应用方面还停留在基本、表层的程度上。而在入世后，与国外的竞争则更加激烈，运用和普及 SPC 技术迫在眉睫。五、质量管理常用的统计分析方法我们常提到的 QC 七大手法包括：层别法、柏拉图、特性要因图、散布图、直方图、管制图（又称控制图） 、查核表（又称查检表或点检表）等。另外推移图、分布图、工序能力指数（Cpk）等也是经常用到的统计分析方法。针对本公司的实际情况，以下主要介绍几种方法：5.1 层别法（又称类别法或排列图）是所有手法中最基本的概念，就是我们普遍使用的，把多种多样的数据或资料进行分类统计和计算的方法。本公司的各类质量记录、周报、月报、不良报告等均为此方法。层别法是进一步分析方法的开始，而我们一般所用的统计技术也是从此开始的。层别法给进一步的分析起了开端，而且是我们最简单和最容易实现手工操作。层别法虽然对数ˆ东莞骏升电子有限公司质量部培训教材 发行版次 1 文件编号 QT15SPC 和品质分析方法 修订版次 0 第 三 页 共 十二 页据进行分门别类的归纳和统计，但数据与数据间的关系，数据所呈现的状态和趋势，更简明的说这些数据想表达的含义就无能为力了。5.2 柏拉图（又称重点原则或 80-20 原则）：是意大利经济学家柏拉图（Pareto）发明的一种统计图。柏拉图经多年研究，阐述了世界上 20%的人掌握着 80%的财富，其余 80%的人只掌握了 20%的财富。也就是说这 20%的人的活动决定着全世界的发展和变化，即决定的人类历史的进程。在 1998 年中国财政部一位副部长回答记者问时说，在 6 万亿的储蓄存款中,10%的人占了其中66%。书在工作和生活中，我们面对的问题很多，但往往不知从何下手。柏拉图理论同样阐明了解决少数（20%）主要的事务，也就已解决了 80%的问题，这就是重点原则或者说少数原则，也就是说只要针对重点和重要的问题采取对策进行改善，那么一些尽在掌握之中了。这对于管理人员尤其重要。柏拉图的使用以层别法为前提，依照调整顺序后的统计表而制成柏拉图。分析步骤：1． 将要处理的数据或资料，以状况或原因加以分类调整并列表（层别法）：如 2002 年 11 月 17 日[QC 贴片检查日报]坏品项目分析序 号 不良项目 不良数 不良比率% 累积比率%1 崩玻璃 136 50.02 面花 67 24.6 74.63 PI 受损 40 14.7 89.34 凸玻璃 23 8.5 97.85 彩虹 3 1.1 98.96 切割不良 2 0.7 99.67 漏液晶 1 0.4 100.0合计 2722． 纵轴分别表示不良数和比率,横轴表示不良项目,作图如下:由上图可以看出，当日主要不良是崩玻璃和面花，二项总的不良率占 75%左右，当务之急就是 改善这两个问题。5.3 特性要因图有结果必有成因，特性要因图就是把某项结果的各种成因以系统的方式图解之，用图来表达结果（特性）与要因（成因）的关系，又称因果图；因其形状像鱼骨，又称鱼骨图，因其概念由日本品管权威石川馨博士提出，所以又称石川图。特性要因图主要是从人（人员） 、机（机器设备） 、环（环境） 、物（材料） 、法（方法）等方面来分析形成结果的原因，然后针对这些原因找出适当的解决或改善方法并加以实施。使用步骤如下：1） 集合产生结果的有关人员,挂一张大白纸或白板，准备 2-3 支色笔。2） 画出鱼骨图，鱼头指向结果。3） 调动各人员的经验和空间想象力，对于产生结果的各项原因进行分析（人、机、环、物、法） ，标在鱼刺上。1361501209060309075604530151 2 3 4 5 6 7不良数比率项目67234050%89.3%74.6%%4） 分析并画出解决原因的优先顺序，提出改善措施; 定出责任人和改善期限，进行改善。如对影响曝光强度的原因分析：要因 原因 控制方法光强时间衰减、光学系统 光强时间衰减，光学系统发生变化定期测量光强，进行设备维护。光强标准 7~9uw/cm2 曝光时间 光刻胶厚度变化 1．以显影结果确认2．5~15 秒分辨率 光学系统发生变化 EM 部定期检查及维修掩膜划伤、污点 室内环境净度发生变化 1．曝光一次用气枪吹净一次2．定期进行清洁和监测环境洁净度注：特性要因图与柏拉图并用：在柏拉图分析出主要原因后，可针对此原因集合相关人员用特性要因图进行深入分析，提出并实施改善方案。5.4 散布图散布图是一种用来研究成对出现的两组相关数据之间关系的图示技术。这对数据可能是因果关系，可能是结果-结果关系，也可能是原因-原因的关系。如我们工艺笠现在考虑的显影过度与蚀刻过度之间是否有联系，是已经显影过度而导致后期表现的蚀刻过度？还是蚀刻过度仅仅是蚀刻工艺参数设置有误（待出结果后进行分析） 。表现图示如下：5.5 查检表：查检表就是备忘录，它是事先就在头脑中已有，为了不出现遗忘或遗失，就提前准备一张表注明需要的事物，到了工作时拿出来的核对单。 （这里不在介绍了）5.6 直方图直方图是用一系列等宽不等高的长方形来描述数据分布形态的一种图示工具。在实际生产中，我们是按照标准进行生产和检验的，但实际生产和检验出的产品的质量特性总是有些差异，而这种差异所表明的就是质量特性数据的分散性。分散性是由于生产过程中所存在的偶然性因素和系统性因素的影响而产生的。偶然性因素是一些大量的、随机发生的、变化微小和难以查明且不可能完全消除的影响因素，它的存在是经常的，对质量特性影响不大，因而是正常的原因。系统性因素则是一些数量不多、非随机发生、变化较大且能够查明和能够消除的因素，它不经常发生，但影响较严重，因而是异常的原因。数据的的分散性是客观事实，但分散的数据往往呈现一定的规律性或一定的分布状态，直方图就是找出这种规律的有效工具之一。直方图中长方形的宽度表示数据范围，高度表示分布在数据范围内的数据的数目。在正常情况下其外轮廓呈对称的钟形形状，其轮廓点连接起来就是正态分布曲线，所以直方图一般和分布图合②曝光时间曝光强度①光强、时间衰减即光学系统③分辨率④掩膜室内环境环境人员材料设备工具方法正相关，表示成正比关系 负相关，表示成反比关系 不相关，表示没有关系东莞骏升电子有限公司质量部培训教材 发行版次 1 文件编号 QT15SPC 和品质分析方法 修订版次 0 第 五 页 共 十二 页起来使用。直方图可以评估和检验制程状态，比较物料、比较供应商，比较品质控制等。直方图用于大量且杂乱无章的数据的分析，其步骤如下：1） 收集数据：采用抽样法，抽取的数据至少 50 个以上。2） 定组数：将数据分成若干组，数据个数在 50-100 之间分成 6-10 组，100 以上之间分成10-20 组。3） 确定极差：用数据中的最大值 L-最小值 S=极差 R4） 定组距：组距=极差 R÷组数，通常是 2.5 或 10 的倍数。5） 定各组的数据范围：第一组的下限值=最小值-组距/2 , 第一组的上限值=最小值+组距/2 第二组的下限值=第一组的上限值, 第二组的上限值=第一组的上限值+组距 第三组的下限值=第二组的上限值, 第三组的上限值=第二组的上限值+组距 以此类推可以定出所有的组的数据范围。6） 画坐标轴：横坐标表示数据范围，纵坐标表示个数7） 画矩形完成当直方图出现的双峰或多峰形分布，则说明“不正常”或制程中有两个或多个标准，这可能是机器或人操作时使用的参数或标准不同。以下是选取的一个样本：5.7 控制图控制图-----又叫管制图。是用区分由异常或特殊原因所引起的波动和过程固有的随机波动的一种工具。是工序质量控制的基本手段，是一种动态的过程分析与控制的方法。控制图的用途：1） 诊断：评估过程的稳定性2） 控制：决定某一过程何时需要调整3） 确认：确认某一过程的改进控制图的分类：计量型控制图和计数型控制图控制图的种类：种类很多，它们可用于过程、产品或任何输出的所有计量或计数特性：1）X-R 控制图（计量值） ----有两个内容或图：一是供观察平均值变化规律的 X 的控制图，二