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第 04 章 品管績效衡量

第 04 章 品管績效衡量. 4.1 引言. 六標準差績效指標： 百萬機會缺失數 DPMO 、 站別通率 Y T 、 直通良率 Y R 和 Z- 分數 等等 。 若取製程中心離規格界限的距離，愈多的標準差個數代表愈大的品質保證效果。 利用標準常態分配可以將製造良率轉換為 Z 分數，愈大 Z 分數代表愈高的品質保證效果。 製程能力不外區分 精度 和 準度 ，除了 短期性 製程能力的精度指標、準度指標、和總合指標之外，亦介紹 長期性 製程績效的精度指標、準度指標、和總合指標。. 品質績效衡量名詞. 4.2 　過程績效.

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第 04 章 品管績效衡量

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  1. 第04章 品管績效衡量

  2. 4.1 引言 • 六標準差績效指標：百萬機會缺失數DPMO、站別通率YT、直通良率YR和Z-分數等等 。 • 若取製程中心離規格界限的距離，愈多的標準差個數代表愈大的品質保證效果。 • 利用標準常態分配可以將製造良率轉換為Z分數，愈大Z分數代表愈高的品質保證效果。 • 製程能力不外區分精度和準度，除了短期性製程能力的精度指標、準度指標、和總合指標之外，亦介紹長期性製程績效的精度指標、準度指標、和總合指標。

  3. 品質績效衡量名詞

  4. 4.2　過程績效 • 過程績效指標：百萬機會缺失數DPMO、站別通率YT、直通良率YR和Z-分數等 。 • 六標準差方法：系統性協助挖掘在作業過程中的所有可能失誤，朝向零失誤的境界致力改進過程。 • 過程變異大小：相對於日常性短期管理，長期管理會有比較大的變異機會。

  5. 4.2.1　百萬機會缺失數 • 發生缺點的機會數(Opportunity, O)，產品或製程可能會出現缺點的機會。 • 機會數O乘上件數U，這是總機會數TOP (Total Opportunities)，而機會缺失數(Defect Per total Opportunities) DPO = D/TOP。 • 百萬機會缺失數(Defects Per Million Opportunities, DPMO)是每檢查一百萬個機會點有幾個缺點。

  6. PCBA • 500只材料需要銲接到一塊電路鈑上，而腳數共有1260。以缺失的機會數看PCBA，應該是材料只數加上銲接腳數(有時插件缺失數也被包括進來)。此際，DPMO是許多材料碼號通過一塊電路鈑材料組立的製程評價。

  7. 範例4.1

  8. 範例4.1 (2) (1) 計算障式統計量： (2) 製做DPMO柏拉圖：

  9. 4.2.2　製造良率 • 生產了 U = 200件產品而其中 D = 190件產品通過試驗，則該製造過程的良率是 Y = 95%。 • 使用機率分配來表達，製造良率（yield）是公差之內機率分配曲線下的面積。 • 以卜氏分配代表製造或作業所能符合規格的機率，則良率YT是作業無缺失出現或產品無不符合發生的機率。 • 通率已知為YT時，如同(5-2)式所示，取它的自然對數後的負值，可得站別的每項缺失數lT。 • 取λ的自然指數後可得該站需要投入的工時或材料的使倍w。

  10. 範例4.2 (1) 計算無缺失晶圓的機率： (2)計算應當領料多少數量：

  11. 4.2.3　直通良率 • 直通良率僅當每站產出都符合要求時產品才能通過完檢而出貨 。 • 產品製造工程站數有n站，而某i-站的通率是(YT)i，則製造直通率YR是各站別通率的乘積；製造直通率YR = Pi(YT)i。 • 站別通率的共同標準是稱常模良率。 • 站別通率的共同標準是稱常模缺失數。

  12. 範例4.3

  13. 範例4.3 (2) (1) 計算至各站製造直通率： (2)繪製直通率折線圖：

  14. 範例4.4

  15. 範例4.4 (2) (1) 計算至各站直通缺失數及直通良率： (2)計算各站通率及直通良率： (YT)i = eλi，0.9905、0.9156、…、0.9293，YR = Pi(YT)i = 0.4777 (3)計算各站共通常模良率： ||YT|| = 10√YR= 0.9288 (4)計算各站共通常模缺失數： ||l|| = e(||YT||) = 0.0739

  16. 4.2.4Z分數 • 製造良率為Y時，對應標準常態的百分位數值是Z分數。 • 已知製造的常模通率 時，對應的是常模Z分數 。 • 約當Z值ZEQ = F-1(Y)。 • 長期Z值ZLT = ZEQ，短期Z值ZST = ZLT +1.5。 • 將Z值轉換成ppm，ppm = 106F(-Y)。

  17. 範例4.5

  18. 範例4.6

  19. 4.3　製程能力 • 製程能力包括：品質要素和穩定製程。 • 品質要素6M’s：作業人員Men、工作方法Methods、部品材料Materials、機器設備Machines、量測系統Measurements及廠務條件Mother natures等。

  20. 穩定的製程 • 產品設計―提供數據以利產品設計。 • 驗收設備―驗收一式全新或才經修理的設備。 • 設定規範―擇定原材料、操作要求或作業方法。 • 最佳組合―調整生產因素，以最佳組合來完成生產批的製造。 • 製程中心―當製程能力充分時，擇定適當的製程中心以達最經濟的生產。 • 能力評價―在生產過程中，隨著生產因素的變化各工程往往會產生漂移，所以應當定期或不定期對各工程施以品質評價。

  21. 4.3.1　變異界定 • 內部變異 來自共因的製程變異，是短期變異。可以利用Rbar/d2或者sbar/c4估計製程的shat。 • 總合變異包括共因和特因的製程變異，是長期變異。

  22. 製程績效指標 • 製程能力 製程穩定時，計算用內部變異的6sR之大小來除規格公差。考量精度是CP，考量準度是CA，兩者都考量是CPK。 • 製程績效計算用總合變異的6ss之大小來除規格公差。考量精度是PP，考量準度是PA，兩者都考量是PPK。

  23. 4.3.2　精度指標CP • 精度 用於衡量製程散差符合規格公差的程度。 • 雙邊規格 在產品規格面，上界USL與下界LSL構成規格公差T之容許間隙。在製程面是以常態中央值加減三個標準差之範圍來構成製程散差。

  24. 雙邊規格 • 望目規格(Nominal The Best, NTB)規格中心m通常就是位於USL與LSL的中央，當製程散差小於規格公差時，CP數值大於一；當製程散差大於規格公差時，CP數值小於一。

  25. 單邊規格 • 只要求LSL時是稱望大規格(Largest The Best, LTB) • 只要求USL時是稱望小規格(Largest The Best, LTB)

  26. 4.3.3　準度指標CA • 準度指標CA用於衡量製程中心接近規格目標的程度。準度能力等於製程中心對規格目標的偏誤百分比例，用一扣除偏誤比例。 • 單邊規格―CA都是1.0 。 • 雙邊規格―

  27. 4.3.4　總合指標CPK • 製程「總合指標CPK」（Process capability）是用於衡量短期性製程在精度和準度兩方面的綜合性能力。 • 雙邊規格 ― • 單邊規格 ― CPK = CP。 • 另類公式 ― Z分數―

  28. 範例4.7~9

  29. 範例4.10~11

  30. 4.3.5　製程績效 • 總合績效PPk用以衡量長期性製程在精度和準度兩方面的綜合性表現。不用製程中各組數據全距的平均來估算標準差，改用製程後全組數據的標準差來估算標準差。 精度績效：(1)望目規格；(2)望大規格；(3)望小規格 準度績效： 總合績效：

  31. 4.3.6　績效比較和基準 • 綜合指標CPK和PPK分別適用於評價製程的短期能力及製程的長期績效。 • 就穩定要求、抽樣方式、演算公式及使用場合編製成表 。

  32. 能力要求

  33. 範例4.12

  34. 範例4. 12 (2) 已知L = 24, U = 50, m = 37, T = 26, 估計s = 2.66。

  35. 範例4. 12 (3)

  36. 範例4. 12 (4) 結論：短期性能力指標CPK = 1.19，長期性製程績效PPK = 0.90；短期性ZST = 6.17，長期性ZLT = 4.66，兩者相差1.51；短期性違率ppmT= 169+0 = 169 ，長期性違率ppmT= 3401+2 = 3403，兩者相差20倍。

  37. 信賴區間 • 統計量 順從n-1自由度的卡方分配，其中c2(a,n)查算的是右尾機率之百分位數。

  38. CPK信賴區間下界 • 已知樣本大小n和樣本 ，母體CPK之信賴下界

  39. 4.4　製程能力誤用 • 管理階層強制要求所有工程製程能力達到CP≧2.0及CPK≧1.5。這樣的看法不甚恰當！ • 乙件長桿之規格是mT ±DT= 438 ± 0.5。

  40. 機械件的規格 • 五只機械加工件規格分別是m1 ± D1、m2 ± D2、m3 ± D3、m4 ± D4、m5 ± D5。 總變異是sT2 = s12 + s22 + s32 + s42 + s52 = 5D2/9 = .0056。 長桿的PPK = (USL- LSL)/6sT= (478.5- 474.5)/6*0.075 = 2.24！

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