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【正文】 得現實的技術規格和公差 ◎ 散佈圖的目標 1. 建立現實的技術規格和實際的公差 2. 縮小重要變量的公差，以得到較高的 Cpk 3. 放寬不重要變量的公差，以減少開支 ◎ 工程師常以如下的方法建立技術規格和公差 1. 他們憑空給一些數字，這稱為憑空分析 2. 他們從以前的設計和圖面中照搬數字 3. 他們使用嚴格的公差來保護自己，也不太會因此有受批評 4. 他們使自己用濫了的、預先 “消化過” 的公差 5. 他們盲目地遵循供應商的建議 6. 他們用最壞的情境來設定公差 7. 他們並未向客戶諮詢什麼是重要或著 什麼 是不重要 90％是錯誤的 76 公差與費用 ? 失去市場佔有率 ? 客戶流失 ? 法律訴訟 ? 產品召回 ? 現場可靠性低 ? 競爭劣勢 ? 政府罰款 ? 環境破壞 ? 服務呼叫率高 ? 維修費用高 ◎ 與放寬公差有關的不可接受的費用 ◎ 與縮小公差有關的不可接受的費用 ? 與客戶的實際需要無關 ? 廢料多和重工多 ? 高達 100％的審查和檢驗 ? 更多的分析費用 ? 更嚴格的加工設備公差 ? 更短的加工設備壽命 ? 更多的材料評審委員會要求 ? 更高的供應商費用 ? 更精密的設備以滿足 5： 1的 產品設備比率 ? 更頻繁的設備校準 ? 生產和品質間更多的對抗 77 散佈圖的原則 1. 在最終分析中，技術規格和公差必須追溯到客戶實際需求；如果客戶僅用模糊又主觀的方式來表達這些需求，那麼應使用如品質功能展開（ QFD）、專家會診之類的正式技術，以量化這些需求 2. 儘管可以使用如廻歸分析或多重廻歸分析之類較為複雜的技術；但是散佈圖具簡單、圖形化和有效性的優點 3. 在散佈圖中，縱向散佈圖量是所輸入變量而不是所選輸入變量對綠 Y的總貢獻的一個度量 4. 在前 DOE試驗中（如：變量搜索或全析因）表明兩個或多個重要的輸入變量沒有強的交互作用時，才應使用散佈圖，若有強的交互作用，那麼應使用響應曲面的方法 78 正相關 一個紅 X條件 綠Y：尺寸 溫度 T 不清楚的正相關 一個粉紅或淺粉紅條件 綠Y：尺寸 溫度 T 負相關 一個紅 X條件 綠Y：尺寸 溫度 T 不相關 綠Y：尺寸 溫度 T 典型的散佈圖 垂直相交 79 ◎ 期望 Cpk＝ ，那麼將客戶的技術規格寬度 4等份 ? 從技術規格寬度的中間一半處劃兩條水平線分別與該平行四 邊形的頂線和底線相交，並從這兩點處劃兩條垂直線至 X軸 1/4 1/4 1/2 目 標 值 最大 最小 上限 下限 客戶要求 （綠 ） Y 垂直散佈 註：最小和最大時 Cpk = 1 目標值 Cpk = 2 確定現實的技術規格和公差 80 6000英尺 5000英尺 4000英尺 山峰： 8600英尺 響應曲面方法：交互作用的優化 ◎ 目標 ? 確定兩個或兩個以上交互輸入變量的最佳水準組合，以得到 一個最大、最小或最優的綠 Y（輸出） ◎ 方法 ? 調優運算 ? 單純形法 ? 隨機調優運算 ◎ 概念：用爬山來比喻 ? 右圖是一座山的二維等高線圖，圖中山 周圍的相同高度用等高線表示，山高逐 漸上升，直到山峰為止 ? 響應曲面是試圖在一系列爬山試驗中找 到最優的響應（最優的綠 Y） 81 調優運算法 ◎ 調優運算是一種最簡單的響應曲面 法，使用 2個交互輸入變量和 1個響 應變量或綠 Y ? 階段一 ：以 1個輸入變量的兩極水準（高於和低於預先為該變量的某個適當 水準）及另一個輸入變量的兩極水準作開始，引導 1個 2 全析因試 驗，將 4個響應劃成一個方框，在其中心點做附加試驗，以確定在 該內框是否可能存在山峰 ? 階段二 ：沿著階段一創建的方框內最高的綠 Y方向移動，用這兩個輸入變量 的鄰近水準進行 2次 2 全析因，再形成一個方框，這可能產生一個 更高的綠 Y；在依此重新在階 5等創建該過程，直到達到山 峰最優的綠 Y 2 2 ● ● ● ● 階段一 階段三 峰值點 階段二 時間 溫度 階段四 82 = = 91% 84% 88% 93% 96% 新點 〝 〞 〝 〞 91% 84% 88% 93% 新點 91% 84% 88% 階段 1 階段 2 階段 3 單純形法 ◎ 調優運算是一個簡單、圖形化的循序漸進的爬山 過程，但它會產生大量實驗，例如有 6個階段時 需 24次實驗 ? 單純法是一種完善的技術，只需要較少的實 驗，到達頂峰點 ? 每一階段需要 (n+1)個點， n為交互作用輸入變 量的個數 ◎ 如右圖程序 ? 階段 1 84％是起點最低點，其他兩個分別是 88％、 91％ ? 階段 2 刪除 84％，並由 88％依 91％的中間點 經由刪除 84％，劃一條通過並等距離處， 到達更高的產能 93％ ? 階段 3 依序再展開，又達到更高 96％ 共試驗 3＋ 1＋ 1＝ 5次 83 隨機調優運算 最大響應 1. 如果數入變量超過 4個時使用 2. 根據安全性、費用、經驗、客戶要求等，列出輸入因子的實際範圍 3. 確定要改變的隨機方向和變化量 4. 確定每個因子使用範圍的最大部份 5. 根據以往試驗最佳水準，選擇起點 6. 繪製首次隨機變化的結果，如果有利，那麼以相同的方向繼續 7. 如果不利，以相反方向繼續 8. 如果結果既不是有利也不是不利時，或著兩個方向的結果都是不利的，那麼選擇另一個隨機方向 9. 繼續上述步驟，直到大約 4個相鄰的、隨機的、不利的方向和總量都已選擇為止，此時將得到一個最優的綠 Y ◎ 上圖是 5個輸入變量分別是溫度、壓力、時間、濃度和體積，求取最大化輸出 84 正向控制：凍結過程增益 ◎ 正向控制的引導（ Positive Control） ? 工程師和技術人員試圖靠檢查其所生產的產品來控制一個過程，這種作法都已太晚了 ? 辛苦的建立 DOE找出重要變量，如果在日常生產活中沒有控制這些重要變量及其公差，沒有鎖住和凍結它們，所有努力都將落空 ◎ 正向控制計劃 ? 必須制訂一個正向控制計劃的體系確保重要的變量受到嚴格控制，其中包括 “人員” 、“方法” 、“時間”和 “地點” ? 人員：應該監控、量測和記錄每一重要的過程參數 ? 方法：確定了量測這些重要參數的正確儀器（ 5： 1法則） ? 地點：應該是量測過程參數的最佳位置，只有如此才能真實地反映其 正確值 ? 時間：是量測的頻率，最初由工程判斷確定。而後來由預先控制確定 85 正向控制計劃例 參數 規格及公差 量測 人員 方法 地點 時間 ?預熱溫度 220℉ 177。 5176。 自動 熱耦合 容器入口 連續 ?傾斜角度 7176。 177。 20％ 過程 技術員 角度盤 傾斜處 每次模型 變更 ?傳送帶 速度 6英尺 /分鐘 177。 10％ 過程 技術員 計數器 控制臺處 每次模型變更 ? 880焊劑 密度 ./cc 177。 實驗 技術員 專用 重力儀 實驗室 每天一次 波焊過程的正向控制計劃 ? 該計劃是經成功地進行 24 全析因之後制定的 86 DOE 倒退的原因 1. 試驗者沒有用 B 檢驗來確認 DOE的改進 2. 試驗者通常是技術型的，它們把過程維護移交給維護人員、裝配人員、技術人員、操作員，而沒有對正向控制在維持所得增益方面的重要性提供指導 3. 操作員多數渴望做好品質工作，但它們不是 DOE解決方案中的一員；而心中相信會比工程師做的更好，因此停止了過程的控制 4. 這些過程技術人員天生就是 “欺騙的藝術家”，而且不能遠離控制按鈕 5. 工廠缺乏紀律要求 6. 後果的責任不明確 7. 生產線操作員覺得正向控制是一個監視他們的 “間諜系統” 8. ISO 9000 僅僅凍結了缺陷，而正向控制卻凍結了改進！ 87 過程確認：消除不良品質的外部原因 墨菲定律 “如果你覺得什麼事情會出差錯的話，那一定會錯” ◎ 過程確認所面臨的挑戰就是要 “消除墨菲定律” ? 偏差可經 DOE來大大減少，但仍有一些導致不良品質的外部原因可能使過程在 DOE研究之前或之後半途而廢，必須捕捉到這些原因並將之禁閉起來，且必須在 DOE研究之前使用 ◎ 導致不良品質的外部原因其 5大主要類別： 1. 管理 /監控不足 2. 違背良好的生產習慣 3. 對工廠 /設備的忽視 4. 忽視環境 5. 人為缺陷 88 過程確認（ 1） ? 生產線工人瀰漫著恐懼心理 ? 工人的思想觀念受到抑制 ? 排除錯誤原因未得到鼓勵 ? 獨斷的生產線監視 ? 沒有部門內部或職能交叉的隊伍 ? 人員流動過於頻繁 ? 過高的缺勤率 ? 沒有利益共享 ? 很少或沒有培訓 ? 很少或沒有愚巧法 ? 沒有操作員確認 ? 多技能操作員未得到鼓勵 ? 沒有可達成的目標 ? 量測 ○ 未量測不良品質的代價 ○ 未跟蹤生產率 /週期時間 ○ 未量測 Cp、 Cpk ? 結果的回饋很少 ? 沒有視覺 /聽覺的品質警告信號 ? 未對數據採取措施一數據污染 ? 工人沒有關閉不良品質生產線的權力 ? 沒有正向控制 ? 檢驗原追蹤零件、文件過多 ? 把產量凌駕於品質之上 ? 對出色完成的工作缺乏賞識 ? 惡劣的工作條件 ◎ 管理 / 監控不足 89 過程確認（ 2） ◎ 違背良好的生產習慣 ◎對工廠 /設備的疏忽 ? 未編寫標準操作程序或著太困難 ? 工人和產品的安全性較差 ? 不良的人體工程學 ? 保管比較隨意 ? 過程流與生產流 ? 推與拉系統 ? 建立、轉換時間太長 ? 地面上堆積過多存貨、走道擁擠 ? 難以找到工具 ? 頻繁變換模型 ? 頻繁中斷生產線 ? 不完全的構造 ? 不清楚、混淆的、矛盾的指令 ? 網路過多 ? 為使用全面生產保養（ TPM） ? 預防性維護與損壞時修理比例低 ? 忽視以下方面 ○ 滑潤 ○ 機器噪音 ○ 機器振動 ○ 機器過熱 ○ 電壓、波動 ○ 傳送帶速度 ○ 腐蝕 ○ 空氣軟管壓力 ? 儀器 ○ 未達到 5： 1精度 ○ 沒有跟蹤國際標準的能力 ○ 未經校正或未校正 ? 通風不足 ? 不良的失效 /安全控制 ? 沒有外部空氣密閉閥 90 過程確認（ 3） ◎ 忽視環境（缺乏） ◎ 人為缺陷 ? 溫度控制 ? 濕度控制 ? 水淨化 ? 空氣淨化 ? 塵埃控制 ? 化學物控制 ? 充足照明 ? 通風控制 ? 靜電負荷保護 ? 電磁兼容保護 ? 禁止吸煙 ? 沒有遵守標準操作程序 ? 缺乏紀律 ? 矇騙專家 ? 嚴重的個人主義凌駕於團隊協作之上 ? 將個人問題帶到工作當中 ? 酗酒、吸毒 ? 不合理的結盟要求 91 1. 過程確認最好由一個跨部門小組來全力實施，其成員來自於熟悉確認過程的部門 2. 該小組參考前所提的外部品質問題分類檢核表編制適用性具體到某個成度的檢核表 3. 然後開始審核過程，確保該過程在得到確認前通過徹底的過程清洗，來解決和牢牢抓住所有潛在的外部品質問題 4. 根據時間安排，在 DOE開始之前進行一次初步過程審核，並且在 DOE之後要進行一次試驗設計後的過程審核 5. 只有在第 4步之後一切就位，該過程才有資格開始進行第一個