SPC的认识与应用
SPC的认识与应用 　 　 作者：张忠朴　　 [pic] 　 一、SPC兴起的背景 　　这几年对台湾的制程业而言，SPC似乎已变成一个愈来愈热门的话题。为了避 免盲目地人云亦云，我们更需要先探索一下SPC的来龙去脉。其实SPC会兴起，是源 自于一些特定的时空背景。 　 1-1 SPC兴起是宣告「经验挂帅时代」的结束 如果工作经验对产品品质有举足轻重的影响（例如：做旗袍或手拉坯），那 么，SPC就没有太多挥洒的空间。相反地，如果某一公司开始将经验加以整 理，而纳入设备、制程或系统时；也就是说，该公司开始宣告「经验挂帅时 代」将要结束，那么SPC的导入时机也就自然成熟了。 1-2 SPC兴起是宣告「品质公共认证时代」的来临 在传统个人自扫门前雪的时代，每一个公司都要采用自己的资源与方法，来 认可某些合格供货商。这对买卖双方而言，都是劳民伤财且浪废资源的「必 要之恶」。为了提升全人类的福祉，因此，「品质公共认证」的制度与机构 ，就从1980年代逐渐兴起，其中已蔚然成风的代表者首推「GMP」与「ISO- 9000」二者。这两种公共认证制度为何能奠定其权威地位呢？这是因为他们 非常重视产品生产的「过程」与「系统」，因为只有稳定而一贯（Consist ent）的「过程」与「系统」，才能保证长期做出合格的产品。然而，如何 检核此一贯「过程」与「系统」仍然稳定的存在呢？这又必须仰赖SPC来发 挥功能。基于上述两点主客观的因素，因此，对仍想长期在台湾发展的制程 业者而言，SPC已成为影响生存涉及成败的关键制度了。 　 [pic] 二、SPC的迷思（MYTH） 　　也许由于对SPC一知半解，因此在一些己推动SPC的公司中，常会发现一些下述 的迷思。 2-1迷思一：有管制图就是在推动SPC？ 其实管制图只是SPC的工具之一，因此「管制图＝SPC」是一种很粗浅的看法 。严谨说来，管制图不但不等于SPC而且还要进而推敲── [pic]这是产品品质（Ｑ）还是制程参数（Ｐ）管制图 [pic]这张管制图是否有意义？ [pic]它所管制的参数真的对产品品质有举足轻的影响吗？ [pic]管制界限订的有意义吗？ [pic]这张管制图是否受到应有的重视？是否已照规定执行追踪与研判？ 　这些问题经过推敲之后才能帮助我们对SPC作更深入的了解。 2-2迷思二：有了Ca/Cp/Cpk等计算就是在推动SPC？ Ca/Cp/Cpk是在SPC中计算制程能力最主要的指针，因此会作制程能力分析的 公司，当然是一个对SPC认识较深入的公司，但是值得再深入探讨的是─ [pic]Ca/Cp/Cpk有定期Review吗？ [pic]Ca/Cp/Cpk被活用了吗？ [pic]是否已用Ca/Cp/Cpk作订单分派给不同生产线生产的依据？ 　 2-3迷思三：有了可控制的制程参数（Process Parameter）就是SPC？ 制程参数的确是SPC的焦点，但是透过此迷思我们应深入探究── [pic]为什么挑出这些制程参数？ [pic]这些制程参数的控制条件是如何决定的？ [pic]这些制程参数与成品品质间有因果关系可循吗？ 　 [pic] 三、SPC的焦点──制程（Process） 　 　　SPC与传统SQC的最大不同点，就在于由Q至P的这两个字转换。在传统的SQC中 强调的是Quality，是指产品的品质。换言之，它是着重买卖双方可共同评断与鉴 定的一种「既成事实」。而在SPC的想法上，则是希望将努力的方向更进一步的放 在品质的源头──制程（Process）上。因为制程的起伏变化才是造成品质变异（Va riation）的主要根源，而品质变异的大小也才是决定产品优劣的关键。这种因果 关系，可进一步表示如下： 　[pic] 　　明白上述的因果关系之后，自然就会将SPC的焦点放在制程（Process）上了。 　 [pic] 　 四、SPC的步骤 　　在对SPC有了上述更进一步的了解之后，SPC的正确作法，也就会自然而然的浮 现了。一般而言，有效的SPC应循下列步骤依序进行： 　 [pic] 　 |制程 |P1 |P2 |P3 |P4 | |制程参数 | | | | | |（温度）Ａ　 |P1A |P2A | |P4A | |（压力）Ｂ | |P2B |P3B | | |（温度）Ｃ |P1C | |P3C |P4C | |（速度）Ｄ | |P2D | |P4D | |（pH值）Ｆ |P1F | | |P4F | |（能量）Ｇ | |P2G |P3G | | 　 4-1步骤一：深入掌握因果模式 所谓因果模式，就是找出哪些制程参数（Process Parameter)对产品品质( Product Quality)会有举足轻重的影响。这种探索模式，可以图标方式说明如上。在 上述模式，所有制程参数，理论上都可能会对产品品质造成影响，但事实上 我们都知道，每一制程参数对产品的影响程度一定不会相同。因此，SPC首 先要做的就是希望能找出孰轻孰重的因果关系，换言之我们希望能得到下列 这张制程参数的柏拉图： [pic] 　 　得到这张柏拉图有什么好处呢？其好处就是希望能从众多的操作参数之中 ，过滤出少数举足轻重的项目来加以管制，因此，如果能够作好SPC，其实 管制项目根本不必太多， 管制成本当然也就会相对降低了。 至于如何找出上述的因果模式呢？原则上要视产品品质的复杂度而订，如果 ，复杂度低，用传统的索检表（Checklist)及层制法来加以分析即可。反之 ，如果遇到复杂度高的个案，那可能就不得不借助实验计划法(D.O.E)的更 高阶分析工具了。 4-2步骤二：设定主要参数的控制范围 经过上述“步骤一”找出影响结果的主要参数之后，接着要推敲的就是：这些 参数该控制在那一个范围内变动才恰当？这个时候，我们就需要进一步地借 助相关与回归分析等统计工具来合理地推测出控制范围。 [pic] 我们继续援引“步骤一”之例，来说明如何决定P2B的合理变动范围。假设该 产品品质特性是铜箔的“抗撕强度”，而经过相关回归分析得知，P2B与抗撕 强度成正比关系，如上图所示。 　 此回归方程式以公式表示则为： 　y=-2+4x，其中 y=抗撕强度，x=P2B之压力强度值 若己知产品抗撕强度之规格上限为14 lb/in2，下限为10 lb/in2，那么代入上述回归方程式，则P2B之管制上限为： 14=-2+4x→ XU=4(lb/in2) 同理，管制下限即为：XL=3(lb/in2) 经过这种相关回归的转换之后，P2B的控制范围就可合理地设在3.5( 0.5(l b/in2)之间，换言之，只要事先将第二制程之压力(P2B)，好好控制在3.5( 0.5之间，那么，除非有特殊的意外，否则产品的抗撕强，理当不成问题。 基本上，做到这个阶段，SPC的精神才可算是真正浮现了。当然相对的，今 天贵公司所推动的SPC，如果制程参考的控制范围，并无严谨脉络可循（大 部分参数都是供货商提供之所谓技术资料），那么在SPC方面就仍许多的值 得努力的空间。 　 4-3步骤三：建立制程控制方法 　经过“步骤一／步骤二”之后，对SPC而言只能说完成了S与P两部份，而C部 只是刚开始而已。因为控制范围只是控制方法的一部份，若要谈完整的控制 的方法，则需要进一步探究。 [pic]控制频率（换言之，就是多久该抽样一次？一般抽样频率与制造 系统的稳定性有密切的关系，通常若Process的稳定性愈高，则控制频 率就可相对的放松） [pic]样本抽取方法 [pic]样本量测方法（为了避免造成鸡同鸭讲的问题，理论上，上述二 者至少应与“步骤一／步骤二”在实验阶段时采取一致的方法，而在控 制一段时间，验证吻合之后，则可采取自动侦测之仪器来取而代之， 以收事半功倍之效） 4-4步骤四：抽取成品来印证原始系统是否仍然正常运转 　是否经过“步骤一／步骤二／步骤三”之后，SPC的大功就告成了呢？是否 推动SPC之后，就再也不需要进行成品检验了呢？如果仍要作成品检验，那 么与推动SPC之前原来的成品检验有何不同呢？深入研究这些问题，才有助 于明白SPC的全貌。其实即使“步骤一／步骤二／步骤三”完全做到了，仍然 要抽查少数成品来作检验，其目的何在呢？因为任何系统无论设计如何的严 谨，随着时间的流逝，系统本身都潜伏了「突变」的可能，现以图标法说明 如下图５。 [pic] 当透过“步骤一／步骤二／步骤三”找出P2B与抗撕强度的关系之后，那么， 从SPC之角度仅需将P2B控制在3.5( 0.5之范围内即可，但是谁能保证原系统 永远不变呢？因此，为侦测“原系统”是否已产生突变，所以，我们就必须在 P2B的合理范围内（3.5( 0.5），抽取一些样本来对成品的抗撕强度特性加 以检查，如果结果显示抗撕力正常（在12( 2之内），那么，P2B继续控制在 3.5( 0.5之内就有意义；反之，如果抽出样本的结果显示抗撕强度异常（如 上图落在4~9之间全部Out Spec），那么，我们就要立刻警觉系统是否已在不知不觉中突变了。 有了这种认知我们就不难明白，其实推动SPC时，仍要做少数成品检验的， 只是SPC中成品检验的目的，是要确认原系统有没有产生突变，这与传统用 成品抽样检验来作全批“允收”的目的是不相同的。 既然在SPC中的成品检验是要验证原系统是否有发生突变，所以，成品检验 的时机就需要讲究。一般应选取在愈接近系统可能产生突变的时机之后，抽 验系统的正常与否就有积极的意义。一般而言，在设备大修、连续假期，或 更换原料之后的“关键时刻”，都是系统最可能出现突变之时机。这时，抽取 成品来验证系统的步骤就显得特别重要了。 上述“步骤一／步骤二／步骤三／步骤四”，是推动执行SPC的系统的必要过 程，值得有心人多加推敲玩味。 　 [pic] 五、SPC的精髓 　　SPC系统如果能够循序渐进地落实执行，那么，就能逐渐体会到下述各项SPC的 精髓。 　 5-1 SPC能使管理更合逻辑 从上述“步骤一／步骤二／步骤三／步骤四”来看，做好SPC的过程，其实也 就是脱离直觉式管理而进入逻辑管理的过程，中国人常说「物有本末，事有 始终，知所先后，则近道矣」，这岂不正是SPC的写照？因此，若能愈深入 了解SPC，那么管理自然就愈合逻辑。 5-2 SPC能使管理掌握先机 因为SPC是从产品之品质特性，回溯到源头从制程参数上着手之管理。这种 「源流管理」的想法从消极方面讲，可以防止损失于事先；从积极方面讲， 更可创造品质于源头，因此「掌握先机」自然也成为SPC的精髓。 5-3 SPC能使管理更加省事 SPC是从容易控制的制程参数下手，来掌握不容易控制的成品品质。因此， 是一种相当省事的管理，试想倘若不实行SPC，那么倒底要投下多少人力物 力才能做好成品的全检作业呢？尤其麻烦的是，若不做SPC，那么产量愈大 ，品检人员就要等幅增加。反之，做好SPC后其品检人手是可以不增反减的 ，因此何者省事、省钱，至此已昭然若揭有目共睹了。 5-4 SPC使制造成本更低 推动SPC除了可使5- 3节所说的鉴定成本得以节省之外，更可使内部的失败成本大幅降低。若以 PCB为例，其Pink Ring的缺点在传统的品管方式中（列：甲厂）常在黑化处 理的４天之后才可能发现；而一旦Pink Ring在PTH中发现时，四天来的WIP都有可能受到波及的机会。但是若在另一 家（乙厂）妥善实行SPC的公司，则黑化线透过SPC的监视，其潜伏的Pink Ring，可能在黑化线出问题之后的两小时内就被掌握了。以一个中级厂的规 模，每小时生产250 ft2板子而言，所以甲厂（未推行SPC）与乙厂（推行SPC）在Pink Ring损失上最大的差异，可能就是24,000 ft2(250×24×4)与500 ft2(250×2)之比。想想看，这对成本的影响该有多大呢？因此，做好SPC才 是降低制造成本的妙方。 　 [pic] 六、SPC的诊断 　　推动SPC之后，如何知道所推动的SPC是否成功了呢？一般而言，有一些简单明 确的验证指针，可以每季检讨一次，这些指针分别是： 6-1 品质是否更稳定？ 6-2良品率是否提高？ 6-3制程是否更流畅？ 6-4 WIP是否更减少？ 6-5 成本是否更低廉？ 6-6异常是否更快被侦测到？ 6-7品管员是否逐渐减少？ 　　如果每季检讨时，Yes的答案愈来愈多，那么要特别恭禧贵公司，因为这不但 表示贵公司用对了SPC，而且更证明贵公司定将成为一个愈来愈成功的公司。
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