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1、製造分析：開設一家公司的基本問題 2010.04.151目 錄問題1：顧客是誰？問題2：產品的製造成本是多少(C)？問題3：品質多好 (Q) ？問題4：產品可以多快交貨 (D) ？問題5：彈性 (F) 有多大？22.1簡介：一個企業WWW.START-UP-COMPANY.COM32.1 簡介：一個企業想像一下你和一群朋友正要創始 www.start-up- 公司或是由一個大集團中獨立出一家小公司。 你的公司將利用腦力激盪一項技術創新、技術創新、分析市場、擬定開發商業計畫、創造概念分析市場、擬定開發商業計畫、創造概念產品、製造出原型、進行細部設計、監督產品、製造出原型、進行細部設計、監督製造過
2、程，最後推出產品銷售製造過程，最後推出產品銷售。 452.1 簡介：一個企業有些非常基本的生存問題必須要問：顧客是誰？特別重要的是誰將會買這些產品？這項產品的生產成本多少？特別重要的是從何開始？經常性支出？如何運作？與產品相關的員工薪資成本？該產品每年的銷售量有多少？利潤空間有多大？鎖定的顧客群要求的產品品質水準為何？交貨時間為何？特別重要的是一項新產品第一次上市的準備時間多長？是否其他公司也很快就有相同產品上市？第二條生產線多快可以上線以確保彈性？有那些管理技術問題可以確保公司長期成長？對競爭對手公司是否有進入障礙？62.2問題1：顧客是誰？7問題1：顧客是誰？ 建立產品正確的市場定位，在四
3、個中心因素：成本、品質、交貨與彈性 (CQDF) 間不可避免地要做取捨： C: CostQ: QualityD: DateF: Flexible8問題1：顧客是誰？ 首先，假設客戶是美國的國家實驗室國家實驗室之一，這家新公司將生產一種新裝置用在核子武器上，在這個案例，不論成本多高，多久交貨，它必須有最高的整體性，在安全及可靠性上不可打任何折扣，可能要花較高成本及較長交貨期。 假設客戶是航太業者航太業者，你的新公司將是許多的次元件供應商之一，安全及可靠性安全及可靠性仍是最高要件，但在成本上成本上就必須要稍微注意一下，波音公司知道歐洲空中巴士正在努力爭取它的客戶，日本製造公司也正要進入商用飛機產業
4、。 9問題1：顧客是誰？ 第三，假設客戶是汽車製造商汽車製造商，你的新公司將是許多的次元件供應商之一，可靠性仍要考慮，本世紀車輛保證五萬英哩，顯然成本競爭是一較大問題，品質和成本品質和成本必須要做一妥協。第四，如果預期客戶是大潤發，在這個案例，產品必須有吸引力，價格適當，可靠度不像核子武器高，大量、低成本，適當的可靠度大量、低成本，適當的可靠度是決定設計和製造設計和製造的市場力量。102.2.1市場採納圖112.2.1市場採納圖一間新公司的關鍵挑戰這間新公司的工程創造者必須要有創意並且建立一些新而令人興奮的東西。這間新公司必須將重點放在誰或什麼群體是這個產品的第一批市場採納者，這將提供並維持公
5、司成長所需的一系列現金流通。 122.2.1市場採納圖產品發展趨勢資料 (Moore, 1995; Poppel and Toole, 1995)。(1) 這項產品起初被市場接受得很慢；(2) 如果它很成功，會有一段高速成長期；(3) 在產品生命周期後段，市場會蓬勃發展甚至於達飽和；(4) 最後，產品可能消失，並由新產品取代該產品角色。這點可能有點混淆，因為這些產品成長速率並不相同，它們在市場的淨收入本質上也不同，但在產品一般接受度上，以市場採納度 (market adoption) 觀之，將這些產品結合在同一張圖上很有用 132.2.1 市場採納圖142.2.1市場採納圖這些技術之一是否能在
6、市場採納曲線中往上爬，依據下列因素而定：對消費者的成本與利益。該技術對消費者的耐用與實用性。對消費者的互補性使用 ( 在消費性電子產品的例子中，此代表其他應用或軟體可以使用本產品 ) 本設備產品是否合乎工業標準？152.2.1 市場採納圖162.2.1市場採納圖“跨越鴻溝”的概念在產品生命周期的最初階段，總有一些對市場的評估，有一小群的消費者因喜歡該技術而購買此新產品，不論該產品是否有用，或許只是為了好玩或對朋友炫耀他們有市場上最新最酷的東西，但是這種易受外界影響的技術痴或技術狂只能維持短時間產品如何生存並跨越早期狂熱與真正市場間的鴻溝，Geoffrey Moore繼續；使用“瞄準保齡球”(h
7、ead bowling pin) 類推抓住這個固定成長階段， 172.2.1Pager的例子從醫生使用者著手182.2.2 在成本、品質、交貨與彈性間不可避免的取捨192.2.2 在成本、品質、交貨與彈性間不可避免的取捨說明不同品質水準與客戶選擇下的廣泛市場機會，任何公司不可避免要面對因提高品質 (Q)、縮短交貨期 (D)、或更有彈性 (F) 的製造與供應線而導致成本 (C) 的增加 ( 如圖2.4)。202.2.2 在成本、品質、交貨與彈性間不可避免的取捨212.2.2 在成本、品質、交貨與彈性間不可避免的取捨提高品質、縮短交期及彈性製造增加了成本，但今日的消費者能獲得許多資訊，而且他們期待
8、比以前獲得更多的資訊 例如：小批量的超級電腦與尖端圖形導向的UNIX機器沒辦法快速的生產，無法在美國電腦 (CompUSA) 以適合家庭及大學生的價格出售。小批量的高級跑車藍寶堅尼 (Lamborghini) 或法拉利 (Ferrari)，不能快速生產並以喜美亞哥 (Honda Accord) 或福特金牛座 (Taurus) 般的價格出售。22檢視消費市場依賴可靠的市場預測技術，預測市場市場大小大小和型式型式，並且由設計設計和製造製造系統大略分辨每一市場區塊設計和製造提升高品質價格利潤提升232.3問題2：產品的製造成本是多少？242.3.1計算產品製造成本的總覽25假設N表示一個產品在其生產
9、期間的總銷售數量，則每一個產品的製造成本可以用最簡單的項目表示nC=是單一產品的製造成本nD=設計及開發成本，包括概念設計、細部設計及原型製造。nT=工模具成本，特別是生產用之模具成本。p前二項成本分攤到產品數目所以除以N，其他三項 (M, L, P) 則為個別產品生產成本，另外則是經常支出成本。 nM=每一個產品的材料成本。nL=每一個產品的勞工成本，nP=每一個產品與使用機器相關的成本nO=經常支出成本262.3.1 計算產品製造成本的總覽27上市時間圖2.1太多案例在尚未賣出任何產品之前，即因債台高築而倒閉28是否有較便宜的製程？如果是，既然設計者與生產規劃者有許多的選擇，為何不選擇一個
10、更便宜且結果更可靠的方法？2.3.2個別製程的特定成本2930312.3.3 A Case描繪出在割草機、洗衣機或開罐器的任何標準機械部品，試問 :是否這個機械部品要由料胚加工加工一體成形？是否這個機械部品要利用近淨形淨形鑄造鑄造或鍛造鍛造再精加工？是否這個機械部品要幾個標準件焊接焊接或鉚接鉚接？ 322.3 問題2：產品的製造成本是多少？332.3 問題2：產品的製造成本是多少？342.3.4批量大小通常批次數量、強度、幾何和公差是四個最重要因素。 352.3.4.1批量只有一個362.3.4.1批量只有一個如果只有需要一個零件，則快速原型的一種如立體石版印刷 (SLA)，選擇性雷射燒結 (
11、SLS)，熔解堆積塑型 (FDM) 或CNC機械加工和鑄造是明顯的製程選擇，前三種稱為實體自由形狀 (SFF)，注意SLA製造一個低強度聚合物樹脂不是一個結構件，SLS可以製造一個低強度金屬件，FDM製造一個低強度ABS塑膠件，SFF和CNC機械加工在生產單一零件是經濟的，因為不需要花時間製造昂貴的模具。 372.3.4.1批量只有一個鑄造也可能製造無法加工的大型複雜形狀單一零件，但是需要昂貴的模型或臘模或木模，以便在沙中塑出模穴供澆注金屬用。38如果數量只有一或二個，且形狀不複雜，有經驗技術高操的師傅甚至可以用手動銑削或車削加工完成，因為CNC程式設計撰寫時間可能划不來。然而如果形狀複雜，C
12、NC程式設計時間就值得，縱使只加工一個零件。 因為手動機械如果在快完工時出了差錯則前工盡棄，不只材料，連先前所花的時間也白費了，但是在程式控制機械上，可能只浪費了材料，先前製作的程式存在電腦中 如何評定幾何是否複雜？一個可能的答案是加工該零件CNC程式碼的長度。 2.3.4.1批量只有一個39對於數量只有一個且形狀複雜，SFF比機械加工適用，像甜甜圈的物件用SFF會很容易製造，但用CNC機械加工幾乎是不可能，除非先做一半再接合越複雜的形狀則SFF製程較可行，然而，機械強度是一個極為重要的考慮因素，當需要機械強度時，CNC加工和鑄造是僅有的可行選擇，SLS可以製造金屬件，但是強度比機械加工弱，F
13、DM可以生產有相當強度的塑膠件，但是強度比塑膠射出件弱。 2.3.4.1批量只有一個402.3.4.2批量2到10個 412.3.4.2批量2到10個 如果只有少量零件，例如2到10個，則CNC機械加工是當今的選擇，除非幾何形狀是非常複雜的雕刻曲面，這種情況批次的SLS或FDM可能較實際也較有經濟效益。422.3.4.3批量10到500個432.3.4.3 批量10到500個如果批量在10到500個，則可以用CNC機械加工，這種批量較適合在生產工廠而不是原型工廠製造 ( 圖2.6)，然而，在機器間以人工傳送機器間以人工傳送零件較可行，因為這種批量不足以保證自動化投資可以回收。如果客戶增加訂單由
14、一個到這種批量，最好回溯做一個好的雷射立體原型以便鑄造；如果公差在SLA模型模型及後續的鑄造製程鑄造製程能力範圍內，就可以使用這個選項，而不用加工製程。 442.3.4.3 批量10到500個時間(成本)452.3.4.4批量100到10,000個 462.3.4.4批量100到10,000個CNC加工機械經由複雜的排列稱為彈性製造系統 (FMS)，將較適合大批量生產，或許機械手臂或無人搬運車 (AGV) 會被用來將零件由某一台機器搬到另一台機器，其效率將由協調這些系統的溝通軟體決定，數千的批量數目值得製造昂貴的模具以快速地用鍛造或衝壓打出成品。 沙氏 (Sands, 1970) 提出了對於不
15、同成形製程總括性的分析並說明在多少批量時應採用模具會較經濟，在圖2.6中，模具及製造成本由左到右漸增，這些成本因素設計者要負很大責任，理想狀況下，新設計元件將由現有工廠機具生產，並準備導向於自動化解決方案，在這種最佳情況下，現存夾治具甚至模具將可再利用。 472.3.4.5批量5,000到數百萬個482.3.4.5批量5,000到數百萬個當批量數增加時，自動化扮演一個更重大的角色，然而對極大的批量時，重回到非電腦化的機械可能更經濟，通俗地講，這種批量就像蕃茄醬需要固定生產線每天大量快速生產成品，稱為固定或硬體自動化，因為加工站被板手固定在某一定地方，生產的元件將被堆在各站並加以標籤標註，需要某
16、些基本的電腦控制及感應器來追蹤產品，但不需要重新程式化。492.3.5材料選擇502.3.5材料選擇設計者選擇的零件材料將被重量因素、成本因素設計者選擇的零件材料將被重量因素、成本因素和希望強度影響和希望強度影響，這些成品強度需求明顯是一個關鍵因素 一般塑膠的製造成本比金屬低，因塑膠成形的力量比金屬成形低、機具較便宜、模具較不複雜及勞工成本通常較低關鍵零件像傳動齒輪就需要使用閉模鍛造以獲得良好分佈的晶料結構，精加工再完成齒輪的漸開線外形。基本強度的問題明顯與元件生產的主要材料相關，不僅是資料手冊上的強度，還包括純度、熱處理與在製品特性 512.3.6 零件幾何522.3.6零件幾何產品的幾何表
17、現零件的美觀品質及功能特性，也限制了適產品的幾何表現零件的美觀品質及功能特性，也限制了適當製程的選擇當製程的選擇，圖2.7由Schey (1999) 摘錄，圖中說明整體產品幾何如何引導製程選擇。由靠近x軸的冷軋生產一個極寬而薄的平鈑開始，通常這個平鈑有數呎寬而只有千分之幾英吋厚，沒有其他製程在這種尺寸下可以跟冷軋競爭，冷軋因而是其他製程的起始點，例如生產汽車鈑金、辦公室傢俱或肥皂盒的鈑金成形及衝壓。塑膠板的熱塑成形在冷軋成形略上方處，本製程也生產極薄的斷面，所以在許多不需要結構剛性的應用方面它可以和冷軋金屬產品競爭，圖的中間部份是關於較粗厚的製程，其厚度 ( 圖中y軸 ) 較大，最後要注意的是
18、砂模鑄造在尺寸5公釐 (0.2英吋 ) 以下是不會被選用的。 532.3.6 零件幾何542.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性552.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性 在所有製程中，半導體、塑膠、金屬、纖維或其他，每一個製程的物理限制都影響到完成精度，每一個製程在生產時都有受限於物理或化學製程對原始工件的能力極限，因而有下列問題 (A) 特定的CAD幾何、公差、希望強度(B) 最終製造的實際成品間有多精準？在最佳的期望下，CAD的幾何將完全轉成製造幾何，原始工件的特性保持不變或可能因加工硬化而更完美。562.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性在最差的狀況
19、下不良的控制可破壞完美的好材料，早期的焊接可找到許多例子，熱影響區降低了材料的破裂韌性，控制這些製程限制相當複雜而且與許多因素相關，包括： 被成形 / 加工 / 沉積的工件材料特性。工模具 / 光罩 / 成形介質的特性。基本加工機具及其控制結構的特性。製程中的物理或化學變數的多寡。製程對於外界干擾如灰塵、摩擦及濕度的敏感度。572.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性 582.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性 592.3.7 精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性602.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性表2.3和圖2.8傳達可以獲得的典型公差，縱使在一個
20、特定的製程中，在能力上仍然有細微差異，導致有一個公差範圍帶，在每個製程中央的暗色條紋是一般預測值，這個範圍稱為製程自然公差 (NT)，在設計與製造上相當重要。無法絕對強調產品的製造成本和後續成本與設計者選擇零件精度和公差有關，一旦設計和其相關公差到達工廠水準，製造者有義務選擇製程實現在設計者決定的隱含精度和NT，相當清楚的，如如果設計者過度要求或不假思索，成本將快速增加，果設計者過度要求或不假思索，成本將快速增加，不良的決定和設計會導致選擇較昂貴製程的拘束。不良的決定和設計會導致選擇較昂貴製程的拘束。612.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性下一個要強調的觀念是一個特定族的製造程序
21、中製程鏈相關例子可以在 中找到。連續使用許多的製程來逐漸達成高精度與表面平滑度，在機械製造的的共同鏈由火焰切割平鈑、鑄造、或鍛造塊狀料胚開始，火焰切割後可能有一連串加工以獲得進一步精度，如果設計者要求高精度及平滑度則需要接著研磨拋光。 622.3.7精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性在圖2.8中，火焰切割、加工、研磨等的NTs由左到右精密度越來越高，以下有幾點說明： 設計者應瞭解製程鏈的存在，簡圖2.9有摘要說明。每一個傳統的製程需要一個過渡公差，設計者如果不知道這個過渡區，可能產生如圖2.10的不必要完工成本，換另一個角度來看，如果設計者願意放鬆要求公差則製造成本可以較節省。製程鏈的每
22、一個站在將製品移送到下一站時，必須要製程鏈的每一個站在將製品移送到下一站時，必須要仔細執行製造品保仔細執行製造品保，如果上一個製程結束得太快，下一個製程可能有許多工作要做甚至無法繼續下去，( 想像一下清理一把生銹的園藝工脤時，在拋光前要先用砂磨或粗砂紙先去銹。)632.3.7 精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性642.3.7 精確度、公差和在CAD/CAM間的精確性652.3.8產品壽命期望值662.3.8產品壽命期望值在表2.2中零件強度是第三個準則，它跟設計幾何、公差、零件強度是第三個準則，它跟設計幾何、公差、材料選用及製程方法有關材料選用及製程方法有關，這些因素對產品長期的使用壽命
23、有交互影響，航太及結構工程師可能是設計者中較關心長期性能的 Hertzberg (1996) 和Dowling (1993) 描述金屬和塑膠的疲勞特性，材料的化學組成和局部幾何形狀的影響也有加以討論，疲勞破壞總是發生在應力集中的地方，一個尖角、一個小孔、一個直徑快速改變的地方是裂縫開始危險區的例子 設計者在這個領域將會指定較高完整度的鋼料及鋁合金，所選擇製程為鍛造和衝壓 ( 而不是鑄造 )，以便維持均勻晶料結構，也會指定額外的精加工如研磨，這些額外的加工使表面非常平滑可以提高長期的疲勞壽命。672.3.8產品壽命期望值圖2.10說明這些額外的精加工成本，額外的砂磨及細磨比鍛造及鑄造原始表面多4
24、00% 的成本，縱使跟車床比，也要多200到300%，難怪仔細製造的飛機零件或要求產品表面品質的塑膠模會那麼貴。682.3.9前導期 (Lead Time)692.3.9前導期 (Lead Time)前導期為“由發行詳細的CAD檔給製造現場到真正產品完成生產的週數”，這是整個上市時間的一小部份 重點在於前導期與設計者的決定非常有關係，因為其定會影響爾後的製程選擇。 批量、產品幾何及公差是主要因素。批量、產品幾何及公差是主要因素。舉個例子，小批量中等複雜度的金屬件在 +/-50微米(+/-0.002英吋 ) 精度下，可以由製造工廠在二到三週時間完成，該時間很明顯依標準商業狀況而定。 702.3.
25、9前導期 (Lead Time)如果需要一系列模具，則需要好幾週的前導期，像鍛造、鈑金衝壓和大量塑膠射出模，模具製造需要許多額外步驟，在模具設計時，像鈑金衝壓的彈回現象及塑膠射出的縮水現象必須加以考慮，既然在製程中變形應力很高，模具設計者必須考慮使用墊塊及壓力板。 設計者也需要考慮分模面及拔模角在垂直面上增加輕微斜度以確保產品在成形後能頂出，不幸的是沒有完美的預測模式可以預估精確的反彈量或最佳拔模角，通常第一次生產的模具需要手繪者決定參數，經由試模後再修正模面總是需要的。712.3.9前導期 (Lead Time)要設立一個大型彈性製造系統 (FMS) 和大批量生產在圖2.6中指出需要好幾個月
26、的導入期，這些包括大量製造程序，連結和排程以製造複雜次總成，當產品複雜度和種類增加時，導入期成比例增加，在極端情況下，全新飛機或汽車模型，由設計到生產的導入期是數年而不是數月。722.3.10 成本因素特別是與相連零件有關的732.3.10 成本因素特別是與相連零件有關的以下的例子說明設計與製造如何變遷，以適應介於 (A) 創新造技術的取得和 (B) 新經濟條件兩者之間複雜的交互作用。 二十甚至於十年前，使用單獨一塊扁胚加工非常大型結構件似乎不合理，但是在波音飛機公司創新的加工程式正朝向這個方向發展，在飛機的天花板裡面，結構板件組合間隔分佈的巨大衣架以提供扭力安定性，這個巨大衣架狀結構物如圖2
27、.11照片上方所示 新設計偏向於使用單獨一塊扁胚加工如圖2.11照片下方所示，這種設計消除昂貴又不可預測的接合製程。742.3.10 成本因素特別是與相連零件有關的752.3.10 成本因素特別是與相連零件有關的湯馬斯 (Thomas 1994) 觀察這種製造創新流回到設計階段，必定會成為設計與製造之間新的整合關係，使用句Ayres和Millers定義的電腦整合製造 (CIM)，我們可以觀察創新或新供應元素包括：改進切削技術與瞭解如何控制非常高速加工的精確度。更硬的加工刀具和非常高速的主軸。更均質的微結構提供大型鍛胚的均一性。進行更全面的測試，以證明這種單一件如果沒有比複合件可靠至少一樣可靠。
28、同時，新的要求元素包括：只能局部自動化的結合和鉚接製程的成本升高，指定這些製程常需要手工固定工件。總是需要更多設定、固定、文件和品保的多重製造步驟偏向於取消。大眾對航空業的壓力，自從法規鬆綁，飛機的安全和整體性要改善但成本要降低。762.3.10 成本因素特別是與相連零件有關的這些趨勢使設計與製造程序更複雜，另一方面，有創意的公司可以靠實績獲得利益，結論是沒有單一元件可以自立於被分析和最佳化之外，如果設計和製造由稍微寬廣的透視系統觀看，總是有東西可以改善簡化或更便宜。772.3.11 以獲利潛能表示的成本分析782.3.11以獲利潛能表示的成本分析HP (Hewlett-Packard) 的報
29、酬圖 (return map, RM) 是分析設計與製造成本的另一種方法，它不僅注意成本也注意生存問題 ： 在任何時間點可以獲得多少利潤，。多久可以獲得利潤，。圖2.12中畫出對數座標的成本和收益對時間的關係，在圖中的關鍵曲線是 (House和Price 1991建構之模型 )：由工程師開始夢想專案的第一時間開始的總投資金額 ( 參考本章開始的圖2.1上方 )。第一個產品被製造出來而且售出的時間之後開始的總銷售。在時間開始獲利的總金額。792.3.11 以獲利潛能表示的成本分析802.3.11以獲利潛能表示的成本分析812.3.11以獲利潛能表示的成本分析產品的收入是什麼？以下的定義常被使用：
30、 售價 = 每一個單件產品由公司到經銷商 ( 不是零售商 ) 的預估售價。淨銷售 = 每一個單件產品售價銷售數量。累積淨銷售 = 連續幾年的總淨銷售。822.3.11以獲利潛能表示的成本分析產品在商業化及生產的成本是什麼？以下的定義常被使用：單位成本 = 每一個單件產品主要製造與製造相關經常成本 ( 參考圖2.5右方貨品製造成本 )。產品成本 = 單位成本銷售數量。開發成本 = 概念和細部設計 + 上市 (launch) + 支援。銷售成本 = 淨銷售的某一定比例 (Magrab 1997，使用13%)促銷及營運成本 = 淨銷售的某一定比例 (Magrab 1997，使用8%)832.3.11
31、以獲利潛能表示的成本分析什麼是潛在利潤或損失？以下的定義常被使用：毛利潤 = 淨銷售 - 產品成本。比例毛利潤 = 毛利潤 / 淨銷售100%。稅前盈餘 = 毛利潤 - 開發成本 - 銷售成本 - 其他。累積盈餘 = 以年為基礎來計算的整體利潤或損失。842.3.11 以獲利潛能表示的成本分析852.3.11 以獲利潛能表示的成本分析表2.4 由Magrab 1997重製以表示某特定特性，該例中前兩年沒有銷售，然而設計和開發成本在底線顯示隨時都發生，暫時損失一百六十萬。 這個特別的例子顯示2005年該產品有極大獲利，但前二到三年的風險則不足以評估，如果產品上市時消費者不喜歡該如何？如果產品開發
32、時間太長而且其他公司推出類似產品該如何？或則在數週後有更好產品呢？公司的風險在這裡無法看出。 瞭解一百六十萬是怎麼來的是有幫助的，明顯的是由某種貸款 ( 新公司 ) 或策略性投資 ( 較大，現存公司 )，以何種實質利率？8%？10%？12%？ 862.4問題3：品質多好 (Q)872.4.1簡介：製程品質對於組織的品質882.4.1簡介：製程品質對於組織的品質什麼是品質？產品的品質要多好？品質是否可以量化？是否包括審美考量？特別重要的是“品質的成本為何”？是否有“品質不足的成本”？ 品質的定義，以下幾段有好幾個定義：第一個定義考慮一個設計者要求的參數，例如一根製造出來的主軸之直徑量測值相對於要
33、求值，這是製程品質的一個觀點。 第二個定義考慮公司品質更整體的評定，這點更關連於組織品質 (organizational quality) 或全面品質管理 (Total Quality Management, TQM) 892.4.1簡介：製程品質對於組織的品質W.E. 戴明 (W.E. Deming)，是最早投入TQM的日本公司，豐田 (Ohno, 1988) 是第一個積極應用TQM的公司 在1982年，像彼得湯姆 (Tom Peter) 的追求卓越 (In Search of Excellence) 一書的出現，使美國製造業者瞭解要恢復美國的競爭力必須：(a) 工廠進行品保；(b) 整個機
34、構實施TQM；(c) 管理階層扁平化。 902.4.2在工廠的製程品質：使用統計品質控制的定量量測912.4.2在工廠的製程品質：使用統計品質控制的定量量測製程品質與製造程序的物理現象直接相關，特別是它的繼承精度與控制是否良好。 想像一群朋友在英國的啤酒屋中玩擲飛鏢遊戲，每人有三支鏢，目標是在每次投擲時射中牛眼，每人輪流投擲並不斷循環，在一小時玩樂之後，每人射中牛眼幾次？在牛眼四周的分佈型態為何？ 922.4.2在工廠的製程品質：使用統計品質控制的定量量測第一號遊戲者很有經驗而且多次射中牛眼，除此之外，沒射中牛眼的飛鏢也都對稱分佈在牛眼四周50公釐 (2英吋 ) 的直徑內。第二號遊戲者較沒經驗
35、只有幾次射中牛眼，然而，沒射中牛眼的飛鏢四處散亂分佈在牛眼四周325公釐 (13英吋 ) 的直徑內，也就是在鏢靶的邊界內。第三號遊戲者以前從來沒有玩過，沒有射中半次牛眼，更好笑的是常常沒有射中鏢靶而彈跳到地板上。 932.4.2在工廠的製程品質：使用統計品質控制的定量量測第四號遊戲者的型態很奇怪，所有的飛鏢都集中在鏢靶的左邊 ( 在標準鏢靶的11號區 )，沒有射中牛眼，但飛鏢很一致地分佈在牛眼四周50公釐 (2英吋 ) 的直徑內靠近計分目標，其他玩家感到很奇怪為什麼第四號遊戲者不能往右拉到牛眼呢？第五號遊戲者相當好，剛開始射中牛眼好多次，成績甚至超過但第二號遊戲者，但因為喝了太多啤酒，最後卻比
36、二號遊戲者成績差。第六號遊戲者大體上比第二位遊戲者好，但是太容易受啤酒屋中其他人分心，射中牛眼多次，飛鏢分佈也較二號集中，但常常飛鏢連靶的邊邊都沒碰到，這種失誤比三號還危險。這些有趣的思考實驗明顯與製造程序有相同問題。942.4.2在工廠的製程品質：使用統計品質控制的定量量測在半導體工業，有許多製程：包括微影機、乾式蝕刻機、擴散室、氣相沉積機，這些都和飛鏢遊戲所見一樣有與生俱來的行為特性。在工具機業，想像有一個圓形軸在六台不同車床上加工，這根軸也許會成為刈草機的中心軸，目標尺寸是25 mm或1英吋，這根軸在離開六台車床時都由一個自動接觸感測器量測過： 952.4.2在工廠的製程品質：使用統計品
37、質控制的定量量測第一台機器精確度和重現性都很好，所有軸徑都集中在25 mm或1英吋的目標區，散布不超過50微米 (0.002英吋 )，即第一台機器生產的軸徑都在25 mm +/- 25微米。第二台機器精確度較不好，軸徑散布較大，大約在500微米 (0.02英吋 )，即軸徑在25 mm +/- 250微米，猶如前二位玩飛鏢的人，第二台機器精確度比第一台差，也許第二台機器可以用在圓柱件精確度較不重要的粗加工，或者更重要的，SQC品保部門可以建議機器維修以改善機械。第三台機器精確度已經無可救藥了，某些軸徑遠離25 mm目標區以至於品保部門停止任何零件在這台機器加工並進行大修，也許致動器或導螺桿損壞以
38、至於機器卡死在某些地方，偏離其預期設定。962.4.2在工廠的製程品質：使用統計品質控制的定量量測有一個重要的問題：什麼是準確度有一個重要的問題：什麼是準確度 (accuracy) 和精密度和精密度 (precision) 的差別？的差別？第四台機器如同第四位玩飛鏢的人表現出這個差異，當與第一台機器或同第一位玩飛鏢的人比較時。第四台機器的精密度很好，但精密度卻移到錯誤的地方，有些機器的能力出了問題以至於無法精確定位，或許是在一開始時某一個夾具偏右了，第一個軸在一開始就偏右了，所有的軸徑都集中在這個錯誤位置四周。第五台機器一開始很好，後來刀具磨耗了 ( 在車床上 )，或對準漂走了 ( 在石版印刷
39、機上 )，然後製程就惡化了，SQC小組必須瞭惡化原因並訂正它。第六台機器整體來說相當好，但有時候會產生極不良零件，或許是機器的控制器不良，有短路現象以至於有時候會引起大錯誤。972.4.2在工廠的製程品質：使用統計品質控制的定量量測統計品質控制 (SQC) 資料庫是維持高水準品保的主要關鍵，這些資訊可供機器調整、機器維修排程、定時錯誤或精度漂移行為報告、機器診斷等之用，對特定機器的維修排程建議也可與工廠排程結合。品保也可包括Pokayoke方法，Pokayoke方法在日語就代表“零缺點”之義，應用在機器設計時加裝某些額外裝置預防操作員犯錯 品保方法可以包括田口法 (Taguchi) 的正式技巧，田口法專注在製造生產的雜訊上，再利用文件記錄的統計方法降低其發生率，此外，田口法記錄日後消費者送修產品及使用該產品的時間損失，所有的這些問題由工廠追蹤找出雜訊並定出成本 ( 損失 ) 函數。98
