SPC的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用
SPC的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用 　 　 作者：張忠樸　　 [pic] 　 一、SPC興起的背景 　　這幾年對(duì)臺(tái)灣的制程業(yè)而言，SPC似乎已變成一個(gè)愈來(lái)愈熱門(mén)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(lái)龍去脈。其實(shí)SPC會(huì)興起，是源 自于一些特定的時(shí)空背景。 　 1-1 SPC興起是宣告「經(jīng)驗(yàn)掛帥時(shí)代」的結(jié)束 如果工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)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(méi)有太多揮灑的空間。相反地，如果某一公司開(kāi)始將經(jīng)驗(yàn)加以整 理，而納入設(shè)備、制程或系統(tǒng)時(shí)；也就是說(shuō)，該公司開(kāi)始宣告「經(jīng)驗(yàn)掛帥時(shí) 代」將要結(jié)束，那么SPC的導(dǎo)入時(shí)機(jī)也就自然成熟了。 1-2 SPC興起是宣告「品質(zhì)公共認(rèn)證時(shí)代」的來(lái)臨 在傳統(tǒng)個(gè)人自掃門(mén)前雪的時(shí)代，每一個(gè)公司都要采用自己的資源與方法，來(lái) 認(rèn)可某些合格供貨商。這對(duì)買(mǎi)賣(mài)雙方而言，都是勞民傷財(cái)且浪廢資源的「必 要之惡」。為了提升全人類(lèi)的福祉，因此，「品質(zhì)公共認(rèn)證」的制度與機(jī)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?yàn)樗麄?非常重視產(chǎn)品生產(chǎn)的「過(guò)程」與「系統(tǒng)」，因?yàn)橹挥蟹€(wěn)定而一貫（Consist ent）的「過(guò)程」與「系統(tǒng)」，才能保證長(zhǎng)期做出合格的產(chǎn)品。然而，如何 檢核此一貫「過(guò)程」與「系統(tǒng)」仍然穩(wěn)定的存在呢？這又必須仰賴(lài)SPC來(lái)發(fā) 揮功能?；谏鲜鰞牲c(diǎn)主客觀的因素，因此，對(duì)仍想長(zhǎng)期在臺(tái)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。 　 [pic] 二、SPC的迷思（MYTH） 　　也許由于對(duì)SPC一知半解，因此在一些己推動(dòng)SPC的公司中，常會(huì)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(dòng)SPC？ 其實(shí)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(shuō)來(lái)，管制圖不但不等于SPC而且還要進(jìn)而推敲── [pic]這是產(chǎn)品品質(zhì)（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(duì)產(chǎn)品品質(zhì)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(yīng)有的重視？是否已照規(guī)定執(zhí)行追蹤與研判？ 　這些問(wèn)題經(jīng)過(guò)推敲之后才能幫助我們對(duì)SPC作更深入的了解。 2-2迷思二：有了Ca/Cp/Cpk等計(jì)算就是在推動(dòng)SPC？ Ca/Cp/Cpk是在SPC中計(jì)算制程能力最主要的指針，因此會(huì)作制程能力分析的 公司，當(dāng)然是一個(gè)對(duì)SPC認(rèn)識(shí)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(diǎn)，但是透過(guò)此迷思我們應(yīng)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(zhì)間有因果關(guān)系可循嗎？ 　 [pic] 三、SPC的焦點(diǎn)──制程（Process） 　 　　SPC與傳統(tǒng)SQC的最大不同點(diǎn)，就在于由Q至P的這兩個(gè)字轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的SQC中 強(qiáng)調(diào)的是Quality，是指產(chǎn)品的品質(zhì)。換言之，它是著重買(mǎi)賣(mài)雙方可共同評(píng)斷與鑒 定的一種「既成事實(shí)」。而在SPC的想法上，則是希望將努力的方向更進(jìn)一步的放 在品質(zhì)的源頭──制程（Process）上。因?yàn)橹瞥痰钠鸱兓攀窃斐善焚|(zhì)變異（Va riation）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(jìn)一步表示如下： 　[pic] 　　明白上述的因果關(guān)系之后，自然就會(huì)將SPC的焦點(diǎn)放在制程（Process）上了。 　 [pic] 　 四、SPC的步驟 　　在對(duì)SPC有了上述更進(jìn)一步的了解之后，SPC的正確作法，也就會(huì)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(jìn)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(duì)產(chǎn)品品質(zhì)( Product Quality)會(huì)有舉足輕重的影響。這種探索模式，可以圖標(biāo)方式說(shuō)明如上。在 上述模式，所有制程參數(shù)，理論上都可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成影響，但事實(shí)上 我們都知道，每一制程參數(shù)對(duì)產(chǎn)品的影響程度一定不會(huì)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： [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(guò)濾出少數(shù)舉足輕重的項(xiàng)目來(lái)加以管制，因此，如果能夠作好SPC，其實(shí) 管制項(xiàng)目根本不必太多， 管制成本當(dāng)然也就會(huì)相對(duì)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(lái)加以分析即可。反之 ，如果遇到復(fù)雜度高的個(gè)案，那可能就不得不借助實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法(D.O.E)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(guò)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(gè)范圍內(nèi)變動(dòng)才恰當(dāng)？這個(gè)時(shí)候，我們就需要進(jìn)一步地借 助相關(guān)與回歸分析等統(tǒng)計(jì)工具來(lái)合理地推測(cè)出控制范圍。 [pic] 我們繼續(xù)援引“步驟一”之例，來(lái)說(shuō)明如何決定P2B的合理變動(dòng)范圍。假設(shè)該 產(chǎn)品品質(zhì)特性是銅箔的“抗撕強(qiáng)度”，而經(jīng)過(guò)相關(guān)回歸分析得知，P2B與抗撕 強(qiáng)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(qiáng)度，x=P2B之壓力強(qiáng)度值 若己知產(chǎn)品抗撕強(qiáng)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(guò)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(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(qiáng)，理當(dāng)不成問(wèn)題。 基本上，做到這個(gè)階段，SPC的精神才可算是真正浮現(xiàn)了。當(dāng)然相對(duì)的，今 天貴公司所推動(dòng)的SPC，如果制程參考的控制范圍，并無(wú)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(guò)“步驟一／步驟二”之后，對(duì)SPC而言只能說(shuō)完成了S與P兩部份，而C部 只是剛開(kāi)始而已。因?yàn)榭刂品秶皇强刂品椒ǖ囊徊糠?，若要談完整的控?的方法，則需要進(jìn)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(guān)系，通常若Process的穩(wěn)定性愈高，則控制頻 率就可相對(duì)的放松） [pic]樣本抽取方法 [pic]樣本量測(cè)方法（為了避免造成雞同鴨講的問(wèn)題，理論上，上述二 者至少應(yīng)與“步驟一／步驟二”在實(shí)驗(yàn)階段時(shí)采取一致的方法，而在控 制一段時(shí)間，驗(yàn)證吻合之后，則可采取自動(dòng)偵測(cè)之儀器來(lái)取而代之， 以收事半功倍之效） 4-4步驟四：抽取成品來(lái)印證原始系統(tǒng)是否仍然正常運(yùn)轉(zhuǎn) 　是否經(jīng)過(guò)“步驟一／步驟二／步驟三”之后，SPC的大功就告成了呢？是否 推動(dòng)SPC之后，就再也不需要進(jìn)行成品檢驗(yàn)了呢？如果仍要作成品檢驗(yàn)，那 么與推動(dòng)SPC之前原來(lái)的成品檢驗(yàn)有何不同呢？深入研究這些問(wèn)題，才有助 于明白SPC的全貌。其實(shí)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(lái)作檢驗(yàn)，其目的何在呢？因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)無(wú)論設(shè)計(jì)如何的嚴(yán) 謹(jǐn)，隨著時(shí)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(shuō)明 如下圖５。 [pic] 當(dāng)透過(guò)“步驟一／步驟二／步驟三”找出P2B與抗撕強(qiáng)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(shuí)能保證原系統(tǒng) 永遠(yuǎn)不變呢？因此，為偵測(cè)“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(lái)對(duì)成品的抗撕強(qiáng)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(qiáng)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(jué)系統(tǒng)是否已在不知不覺(jué)中突變了。 有了這種認(rèn)知我們就不難明白，其實(shí)推動(dòng)SPC時(shí)，仍要做少數(shù)成品檢驗(yàn)的， 只是SPC中成品檢驗(yàn)的目的，是要確認(rèn)原系統(tǒng)有沒(méi)有產(chǎn)生突變，這與傳統(tǒng)用 成品抽樣檢驗(yàn)來(lái)作全批“允收”的目的是不相同的。 既然在SPC中的成品檢驗(yàn)是要驗(yàn)證原系統(tǒng)是否有發(fā)生突變，所以，成品檢驗(yàn) 的時(shí)機(jī)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(shí)機(jī)之后，抽 驗(yàn)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(shí)刻”，都是系統(tǒng)最可能出現(xiàn)突變之時(shí)機(jī)。這時(shí)，抽取 成品來(lái)驗(yàn)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(dòng)執(zhí)行SPC的系統(tǒng)的必要過(guò) 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(jìn)地落實(shí)執(zhí)行，那么，就能逐漸體會(huì)到下述各項(xiàng)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(lái)看，做好SPC的過(guò)程，其實(shí)也 就是脫離直覺(jué)式管理而進(jìn)入邏輯管理的過(guò)程，中國(guó)人常說(shuō)「物有本末，事有 始終，知所先后，則近道矣」，這豈不正是SPC的寫(xiě)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(jī) 因?yàn)镾PC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「掌握先機(jī)」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(lái)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(shí)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(qián)，至此已昭然若揭有目共睹了。 5-4 SPC使制造成本更低 推動(dòng)SPC除了可使5- 3節(jié)所說(shuō)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(diǎn)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(shí)，四天來(lái)的WIP都有可能受到波及的機(jī)會(huì)。但是若在另一 家（乙廠）妥善實(shí)行SPC的公司，則黑化線透過(guò)SPC的監(jiān)視，其潛伏的Pink Ring，可能在黑化線出問(wèn)題之后的兩小時(shí)內(nèi)就被掌握了。以一個(gè)中級(jí)廠的規(guī) 模，每小時(shí)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(duì)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(dòng)SPC之后，如何知道所推動(dòng)的SPC是否成功了呢？一般而言，有一些簡(jiǎn)單明 確的驗(yàn)證指針，可以每季檢討一次，這些指針?lè)謩e是： 6-1 品質(zhì)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(cè)到？ 6-7品管員是否逐漸減少？ 　　如果每季檢討時(shí)，Yes的答案愈來(lái)愈多，那么要特別恭禧貴公司，因?yàn)檫@不但 表示貴公司用對(duì)了SPC，而且更證明貴公司定將成為一個(gè)愈來(lái)愈成功的公司。
SPC的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用