工業(yè)革命以后， 隨著生產(chǎn)力的進一步發(fā)展，大規(guī)模生產(chǎn)的形成，如何控制大批量產(chǎn)品質(zhì)量成為一個突出問題，單純依靠事后檢驗的質(zhì)量控制方法已不能適應當時經(jīng)濟發(fā)展的要求，必須改進質(zhì)量管理方式。于是，英、美等國開始著手研究用統(tǒng)計方法代替事后檢驗的質(zhì)量控制方法。
1924年，美國的休哈特博士提出將3Sigma原理運用于生產(chǎn)過程當中，并發(fā)表了著名的“控制圖法”，對過程變量進行控制，為統(tǒng)計質(zhì)量管理奠定了理論和方法基礎。
W.A.Shewhart提出了管制圖,以做為制程管制的工具.
1940年前后,英美逐漸將管制圖引入工廠實際應用其效果也漸被肯定.
1950年戴明博士(W.E.Deming)到日本開講習會,此后,管制圖的應用在日本企業(yè)廣為普及,并于1954年開始制定為JIS規(guī)格陸續(xù)訂了JISZ9021,9022,9023.
那么什么叫管制圖?
1.以產(chǎn)品的實際品質(zhì)特性值與代表制程實力(水準)的管制界限比較,而以推移圖(時間序列)形式表現(xiàn)者.
2.縱軸表制品的品質(zhì)特性,橫軸表制品制造時間成順序(批別).
3.有中心線及上、下管制界限,且以管制界限來區(qū)別品質(zhì)的變動是偶然原因的變動.
而制程必定是有變動的:
制程必定會有變動,無法做出完全同樣的產(chǎn)品,其變動的原因可分為兩類;一為偶然原因,另一為異常原因.
偶然原因
(1)大量微小原因.(2)每個微小原因個別變動小.(3)例如:同批原料內(nèi)機器振動引起,熟手作業(yè)員…等微小變動.(4)不易除去.
異常原因
(1)一個或少數(shù)幾個大原因.(2)任何一個皆可能發(fā)生大變動.(3)例如:原料群體不良機器磨損,生手未訓練…等變動.(4)可避免且必須除去.
SPC的作用
1、確保制程持續(xù)穩(wěn)定、可預測。2、提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、降低成本。3、為制程分析提供依據(jù)。4、區(qū)分變差的特殊原因和普通原因，作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南。
下面羅列一些SPC的相關術語:
平均值 （X） 一組測量值的均值
極差（Range） 一個子組、樣本或總體中最大與最小值之差
σ（Sigma） 用于代表標準差的希臘字母
標準差(Standard Deviation) 過程輸出的分布寬度或從過程中統(tǒng)計抽樣值（例如：子組均值）的分布寬度的量度，用希臘字母σ或字母s（用于樣本標準差）表示。
分布寬度（Spread） 一個分布中從最小值到最大值之間的間距
中位數(shù) ˜x 將一組測量值從小到大排列后，中間的值即為中位數(shù)。如果數(shù)據(jù)的個數(shù)為偶數(shù)，一般將中間兩個數(shù)的平均值作為中位數(shù)。
單值（Individual） 一個單個的單位產(chǎn)品或一個特性的一次測量，通常用符號 X 表示。
中心線（Central Line） 控制圖上的一條線，代表所給數(shù)據(jù)平均值。
過程均值（Process Average） 一個特定過程特性的測量值分布的位置即為過程均值，通常用 X 來表示。
鏈（Run） 控制圖上一系列連續(xù)上升或下降，或在中心線之上或之下的點。它是分析是否存在造成變差的特殊原因的依據(jù)。
變差（Variation） 過程的單個輸出之間不可避免的差別；變差的原因可分為兩類：普通原因和特殊原因。
特殊原因（Special Cause） 一種間斷性的，不可預計的，不穩(wěn)定的變差根源。有時被稱為可查明原因，它存在的信號是：存在超過控制限的點或存在在控制限之內(nèi)的鏈或其它非隨機性的圖形。
普通原因（Common Cause） 造成變差的一個原因，它影響被研究過程輸出的所有單值；在控制圖分析中，它表現(xiàn)為隨機過程變差的一部分。
過程能力(Process Capability) 是指按標準偏差為單位來描述的過程均值和規(guī)格界限的距離，用Z來表示。
移動極差（Moving Range） 兩個或多個連續(xù)樣本值中最大值和最小值之差。
管制圖的種類包括以下幾種:
計量型數(shù)據(jù) X-R 均值和極差圖 X-δ均值和標準差圖 X -R 中位值極差圖 X-MR 單值移動極差圖
計數(shù)型數(shù)據(jù) P chart 不良率管制圖 nP chart 不良數(shù)管制圖 C chart 缺點數(shù)管制圖 U chart 單位缺點數(shù)管制圖
對于品質(zhì)管制手法的使用，一直是OEM客戶注意的焦點。尤其是制程能力分析(Analysis for Process Capability) 的應用，大家都視為是一新開發(fā)產(chǎn)品導入量產(chǎn)階段的指針，所以本文的主題將針對制程能力分析來進行研討。
接下來將透過下列幾個問題，來切入正題:
一、制程能力是個什么東西？
二、制程能力分析在什么時候?qū)嵤┦钦_的？
三、執(zhí)行制程能力分析前有那些步驟？
四、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何評價？
五、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何應用？
六、究竟要量測多少個樣品才能計算Cpk？
七、Cpk 是否能監(jiān)測連續(xù)生產(chǎn)之制程？
三、執(zhí)行制程能力分析前有那些步驟?
1. 確定制造流程 : 確定流程(圖)，訂定QC工程表，列出管制之生產(chǎn)條件、品質(zhì)特性…等。
2. 制造流程解析 : 利用5W1H手法，將制程各作業(yè)單元的變異因素加以掌握，并可得知制程所處的狀態(tài)。
3. 決定管制項目 : 依制程之生產(chǎn)條件、品質(zhì)特性、制程現(xiàn)況來決定管制項目。
4. 實施標準化 : 訂定各項標準，并對相關人員實施各項標準之教育與訓練。
5. 管制圖的運用 : 應先建立解析用管制圖，評估管制界限，再實施管制用管制圖，持續(xù)觀察制程的 穩(wěn)定性與異常矯正。
6. 制程能力分析 : 收集數(shù)據(jù)，進行分析，以了解是否符合規(guī)格或客戶要求，如不能符合，立即采取矯正行動。
7. 制程之持續(xù)管制: 除非有證據(jù)顯示制程平均值或全距值發(fā)生變化，否則仍然使用原管制界限，不能隨意修改。
四、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何評價?
1.制程準確度Ca (Capability of accuracy)：
評價等級/分級基準/處置原則
A
|Ca|£12.5％
作業(yè)員遵守SOP操作并達到規(guī)格之要求，所以持續(xù)維持。
B
12.5％＜ |Ca| £ 25％
如有必要時，盡可能改進為A級。
C
25％＜ |Ca | £ 50％
作業(yè)員可能看錯規(guī)格不按SOP操作或檢討規(guī)格及作業(yè)標準。
D
50 ％＜|Ca|
應采取緊急措施，全面檢討有可能影響之因素，必要時得停止生產(chǎn)。
*對策方法是以制造單位為主、技術/品管單位為輔。
2.制程精確度Cp (Capability of precision )：
評價等級/分級基準/處置原則
A
1..33 £ Cp
甚為穩(wěn)定，可考慮將規(guī)格公差縮小或此制程可勝任更精密之工作。
B
1.00 £ Cp＜ 1.33
有發(fā)生不良品的危險，必須加以注意，并設法維持不要使其變壞及迅速追查。
C
0.83 £ Cp＜ 1.00
檢討規(guī)格及作業(yè)標準，可能本制程不能勝任如此精密的工作。
D
Cp＜ 0.83
應采取緊急措施，全面檢討有可能影響之因素，必要時應停止生產(chǎn)。
? 對策方法是以技術單位為主、制造/品管單位為輔。
3.綜合評價 (不良率 p )：
評價等級/總評 (不良率 p ％ )
A
P £ 0.44 ％
B
0.44 ％ ＜ P £ 1.22 ％
C
1.22 ％ ＜ P £ 6.68 ％
D
6.68 ％ ＜ P
注意;（1）其等級B、C、D須照Ca及Cp來處理。
（2）由于總評是根據(jù)Ca及Cp推定不良，其處置是要視下一工程或客戶之要求。
（3）如不符合客戶要求，一定要立即處理，避免遭遇到退貨的危險。
4.制程能力指數(shù) Cpk：
評價等級/Cpk值/處置原則
A
1.33 £ Cpk
制程能力已足夠
B
1.00 £ Cpk＜ 1.33
尚可，應再努力
C
Cpk＜ 1.0
應加以改善
五、制程能力分析的數(shù)據(jù)要如何應用?
1.對設計單位提供基本資料：使其了解制程能力，從設計面解決問題。
2.分派工作到適當?shù)臋C器上：決定一項機器設備能否滿足要求。
3.用來驗收全新或翻修調(diào)整過之設備：利用機械之能力安排適當工作，使其得到最佳之應用。
4.選用合格之作業(yè)員：剔除不合格人員或再施予教育和訓練。
5.選擇適當之工作方法：建立標準化SOP
6.根據(jù)規(guī)格公差設定設備之管制界限：為獲得最經(jīng)濟、最穩(wěn)定之生產(chǎn)。
7.當制程能力超越公差時，決定最經(jīng)濟之作業(yè)水準：
（1）制程能力較公差為窄時，用于建立經(jīng)濟管制界限。
（2）制程能力較公差為寬時，須調(diào)整一適當中心值，以獲得最經(jīng)濟之生產(chǎn)。
8.找出最好的作業(yè)方式：建立最具價值之技術情報資料。
六、究竟要量測多少個樣品才能計算Cpk?
之前我們已經(jīng)討論到，制程能力的評估必須要在制程穩(wěn)定后，才能實施，也就是 X-R 管制圖 已顯示制程在穩(wěn)定的統(tǒng)計管制狀態(tài)下 (非機遇原因已經(jīng)被發(fā)，并經(jīng)過分析與矯正，以及防止再發(fā))，而且繼續(xù)保持在統(tǒng)計管制狀態(tài)下。要多少個樣本數(shù)才能顯示出制程的穩(wěn)定性？理論要求最好有 25 個以上的樣組，才具代表性。請大家注意！這里所提到的25 個以上的樣組數(shù)是針對管制圖而言，并不是指Cpk。
所以只要能了解制程的穩(wěn)定性，即使 n ＝2 ~ 5也能計算Cpk，但是唯一前提是必須先用計量值管制圖，來持續(xù)觀察制程穩(wěn)定 (必要時采取矯正行動)。以上所探討的角度，是從產(chǎn)品制程上出發(fā)，若是談論到單一的模具、機器、設備….等等，個人建議是連續(xù)取樣 100pcs來計算。如果所有生產(chǎn)條件相同，為何第一次與第二次的Cpk會有差異？這就是我們接下來要討論的重點….
七、Cpk 是否能監(jiān)測連續(xù)生產(chǎn)之制程？
假設同一量測員，采用隨機抽樣的手法，抽樣區(qū)域可能落在群體上，不同的位置，自然會產(chǎn)生不同的結果，只要結果是在規(guī)格內(nèi)我們都會允收。當然以少數(shù)樣本的成績代表群體的真實面貌，會有風險；如好批誤判壞批，壞批誤判好批。(如何避免風險？這不是現(xiàn)在要談的主題，所以不再深入探討，回歸正題。) 這里所要表達的是，在制程穩(wěn)定下，抽樣實值有變化是屬于正?，F(xiàn)象，只是我們自己了不了解這個『變化』，究竟是屬于系統(tǒng)(共同因變異)或是突發(fā)(特殊因變異)事件所產(chǎn)生的？
所以我們用某段時間的制程能力，并不足以代表整個制程是在穩(wěn)定狀態(tài)下。只能了解某段時間的制程能力是否符合要求(規(guī)格)，無法了解到連續(xù)生產(chǎn)的制程有何變化？最后大家為求速成，只計算Cpk (重視結果，這還是『某段時間』的結果)，不做管制圖 (忽視過程，不良或然率蠢蠢欲動) ，稍一不慎不良品如洪水猛獸般，必須傾全廠之力去抵擋 (重工)，甚至要面臨被退貨的高風險！
最后我們可以做個結論：
1.任何的抽樣都有誤差的存在 (隨機問題)
2.沒有一個制程可以做到100％在統(tǒng)計管制狀態(tài)之下(變異問題)
3.沒有任何制造批為完全之常態(tài)分配 (或是其它型態(tài)分配，如果不是近似常態(tài)，Cpk就值得爭議)
4.因此，所有制程能力分析的結果必須很小心考慮 (而不是只是看一看就好)，并且以很保守謹慎的態(tài)度去解析。
總結＞＞
1. 以上僅探討產(chǎn)品的制程能力分析，事實上制程能力的應用非常廣泛(如同第13頁所述)可以單獨針對機器設備、模具等來研究。
2. 本文的目的是在做觀念的溝通與交流，所以在這里不做習題或范例的詳細解說。
3. 希望透過這篇內(nèi)容，能激起大家的共鳴，互相砥礪，讓制程能力分析能真正落實到產(chǎn)品的制程上