SPC的認識與應用
SPC的認識與應用 　 　 作者：張忠樸　　 [pic] 　 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」的結束 如果工作經(jīng)驗對產(chǎn)品品質有舉足輕重的影響（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」將要結束，那么SPC的導入時機也就自然成熟了。 1-2 SPC興起是宣告「品質公共認證時代」的來臨 在傳統(tǒng)個人自掃門前雪的時代，每一個公司都要采用自己的資源與方法，來 認可某些合格供貨商。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，「品質公共認證」的制度與機構 ，就從1980年代逐漸興起，其中已蔚然成風的代表者首推「GMP」與「ISO- 9000」二者。這兩種公共認證制度為何能奠定其權威地位呢？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（Consist ent）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。基于上述兩點主客觀的因素，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鍵制度了。 　 [pic] 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 。嚴謹說來，管制圖不但不等于SPC而且還要進而推敲── [pic]這是產(chǎn)品品質（Ｑ）還是制程參數(shù)（Ｐ）管制圖 [pic]這張管制圖是否有意義？ [pic]它所管制的參數(shù)真的對產(chǎn)品品質有舉足輕的影響嗎？ [pic]管制界限訂的有意義嗎？ [pic]這張管制圖是否受到應有的重視？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/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，當然是一個對SPC認識較深入的公司，但是值得再深入探討的是─ [pic]Ca/Cp/Cpk有定期Review嗎？ [pic]Ca/Cp/Cpk被活用了嗎？ [pic]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深入探究── [pic]為什么挑出這些制程參數(shù)？ [pic]這些制程參數(shù)的控制條件是如何決定的？ [pic]這些制程參數(shù)與成品品質間有因果關系可循嗎？ 　 [pic] 三、SPC的焦點──制程（Process） 　 　　SPC與傳統(tǒng)SQC的最大不同點，就在于由Q至P的這兩個字轉換。在傳統(tǒng)的SQC中 強調的是Quality，是指產(chǎn)品的品質。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 在品質的源頭──制程（Process）上。因為制程的起伏變化才是造成品質變異（Va riation）的主要根源，而品質變異的大小也才是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的關鍵。這種因果 關系，可進一步表示如下： 　[pic] 　　明白上述的因果關系之后，自然就會將SPC的焦點放在制程（Process）上了。 　 [pic] 　 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應循下列步驟依序進行： 　 [pic] 　 |制程 |P1 |P2 |P3 |P4 | |制程參數(shù) | | | | | |（溫度）Ａ　 |P1A |P2A | |P4A | |（壓力）Ｂ | |P2B |P3B | | |（溫度）Ｃ |P1C | |P3C |P4C | |（速度）Ｄ | |P2D | |P4D | |（pH值）Ｆ |P1F | | |P4F | |（能量）Ｇ | |P2G |P3G | | 　 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( Product Quality)會有舉足輕重的影響。這種探索模式，可以圖標方式說明如上。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系，換言之我們希望能得到下列 這張制程參數(shù)的柏拉圖： [pic] 　 　得到這張柏拉圖有什么好處呢？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)品品質的復雜度而訂，如果 ，復雜度低，用傳統(tǒng)的索檢表（Checklist)及層制法來加以分析即可。反之 ，如果遇到復雜度高的個案，那可能就不得不借助實驗計劃法(D.O.E)的更 高階分析工具了。 4-2步驟二：設定主要參數(shù)的控制范圍 經(jīng)過上述“步驟一”找出影響結果的主要參數(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變動才恰當？這個時候，我們就需要進一步地借 助相關與回歸分析等統(tǒng)計工具來合理地推測出控制范圍。 [pic] 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。假設該 產(chǎn)品品質特性是銅箔的“抗撕強度”，而經(jīng)過相關回歸分析得知，P2B與抗撕 強度成正比關系，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)過這種相關回歸的轉換之后，P2B的控制范圍就可合理地設在3.5( 0.5(l b/in2)之間，換言之，只要事先將第二制程之壓力(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，理當不成問題。 基本上，做到這個階段，SPC的精神才可算是真正浮現(xiàn)了。當然相對的，今 天貴公司所推動的SPC，如果制程參考的控制范圍，并無嚴謹脈絡可循（大 部分參數(shù)都是供貨商提供之所謂技術資料），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。 [pic]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)定性有密切的關系，通常若Process的穩(wěn)定性愈高，則控制頻 率就可相對的放松） [pic]樣本抽取方法 [pic]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 　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)無論設計如何的嚴 謹，隨著時間的流逝，系統(tǒng)本身都潛伏了「突變」的可能，現(xiàn)以圖標法說明 如下圖５。 [pic] 當透過“步驟一／步驟二／步驟三”找出P2B與抗撕強度的關系之后，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（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，如果結果顯示抗撕力正常（在12( 2之內），那么，P2B繼續(xù)控制在 3.5( 0.5之內就有意義；反之，如果抽出樣本的結果顯示抗撕強度異常（如 上圖落在4~9之間全部Out Spec），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，在設備大修、連續(xù)假期，或 更換原料之后的“關鍵時刻”，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SPC的系統(tǒng)的必要過 程，值得有心人多加推敲玩味。 　 [pic] 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)造品質于源頭，因此「掌握先機」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。因此， 是一種相當省事的管理，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４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(250×24×4)與500 ft2(250×2)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。 　 [pic] 六、SPC的診斷 　　推動SPC之后，如何知道所推動的SPC是否成功了呢？一般而言，有一些簡單明 確的驗證指針，可以每季檢討一次，這些指針分別是： 6-1 品質是否更穩(wěn)定？ 6-2良品率是否提高？ 6-3制程是否更流暢？ 6-4 WIP是否更減少？ 6-5 成本是否更低廉？ 6-6異常是否更快被偵測到？ 6-7品管員是否逐漸減少？ 　　如果每季檢討時，Yes的答案愈來愈多，那么要特別恭禧貴公司，因為這不但 表示貴公司用對了SPC，而且更證明貴公司定將成為一個愈來愈成功的公司。
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