制程抽样之品质分析

制程抽样之品质分析1．抽样检验之基本概念检验是指购入的原料、零件、制造过程中的半成品或成品、制造完成后的制成品，依照约定的检查方法就整批或抽取一部分试验、分析、或与规定的品质标准比较，以判定该批是否合格的全部过程。

检验的最终目的是对下一工程或顾客保证品质，而不是期望因为检验而得到品质之改善。

但是检验仍具有其它目的，例如：区别好批与坏批、区别合格品与不合格品、确定制程是否有改变、确定制程是否移向规格界限、品质分等、衡量检验员准确度、衡量计测仪器之准确度、获取设计品质资料和衡量制程能力。

1．全数检验（100% Inspection）。

2．抽样检验（Sampling Inspection）。

3．免检。

全数检验是对全数检验的方法，又称为100%全检。

全数检验不但耗时且耗费成本，因此，全数检验通常用在机械化或自动化之检验中。

全数检验适用于下列情况：1．任何不合格品将造成安全上或经济上损失时。

2．制程之品质水准恶化，亟待修正为规定品质水准时。

免检并不直接对物品做检验，而是根据品质情报、技术情报判定货批的允收与否。

免检通常用于当供应商之品质状况良好且稳定时。

抽样检验是自群体中随机抽取一定数量做为样本，经过试验或测定样本中的每一个体，以其结果与原定的检验标准相比较，利用统计方法以判定该群体是否为合格的检验过程。

抽样检验适用于下列情况：1．破坏性检验，例如灯泡、保险丝试验。

2．允许有少量不合格品。

3．节省检验费用与时间。

4．受检物品个数很多时。

5．100%全检不可行时，例如由于全检而影响到交贷期。

6．当全检成本远高于不合格品所造成之成本时。

7．受检物品之群体面积很大，不适用采用全数检验。

8．受检群体为连续性物体，如纸张、电线。

抽样检验是统计品质管制中之一重要领域，它可应用于零件、原料之进料检验。

买方从供应商所送来之贷批中抽取一定数量为样本，在样本中检验一些品质特性，根据样本之情报决定贷批为接受或拒绝。

被接受之贷批可送至生产线加工，而被拒绝之物品将被重新加工或报废。

抽样计划有三点重要之观念需加以说明：1．抽样计划是用来判定贷批是否可被接受，而非估计贷批之品质。

大部分抽样计划并非设计用来估计贷批之品质。

2．抽样计划无法提供任何型式之品质管制。

抽样计划只是用来接受或拒绝贷批。

即使所有货批具有相同之品质水准，抽样计划有可能接受某些贷批但拒绝其他贷批。

被接受之贷批的品质水准可能并不比被拒绝的贷批好。

制程管制可以有系统地改善品质，但抽样计划无法达成此目的。

3．抽样计划之有效运用是做为确保产品符合规格之查核工具，它并非是用来改善产品品质之工具。

1.1抽样检验之优点和缺点若与100%全检比较，抽样检验有下列优点：1．抽样检验之检验次数少，因此较为经济。

2．抽样检验所需之人力较少，因此，人员之训练和监督都较简单。

3．抽样检验可降低搬动过程中所造成之损坏。

4．抽样检验可降低检验误差。

在全检中，检验员可能因疲劳而造成成大量之不合格品被接受。

5．将整批产品拒绝可给予卖方改善品质之压力。

6．可以应用在破坏性检验。

抽样检验也具有一些缺点，这些缺点包括：1．具有将不好之产品予以允收之风险，同时亦具有将良好之产品予以拒收之风险。

2．发展抽样计划需要时间规划，同时要管理不同之抽样计划。

3．抽样所获得之产品资讯较少。

1.2 抽样计划之种类抽样计划可以用很多种方式来分类，若以数据的性质来分类，可分为计量值抽样计划（variables sampling plans）和计数值抽样计划（attributes sampling plans）。

计量值数据是指可以量测且必须量测之品质特性，例如长度，重量等。

而计数值数据则是指（1）可以量测但不需要实际值之数据；或（2）不可量测之品质特性。

抽样计划如以抽样方式分类，可分为：1．单次抽样（single sampling）。

2．双次抽样（double sampling）。

3．多次抽样（multiple sampling）。

4．逐次抽样（sequential sampling）。

单次抽样是从批中随机抽取结果，决定（1）允收；（2）拒收；或（3）抽第二组样本再作判定。

多次抽样计划是双次抽样之延伸，可能是三次、四次或更多次。

一般而言，双次抽样计划中，每次抽样之样本大小低于单次抽样，而多次抽样中之样本大小则更低于单次抽样。

多次抽样计划最终可延伸成逐次抽样，亦即每次从货批中检验一件，根据检验结果，可采取下列任一种决策：（1）允收；（2）拒收；或（3）抽取下一件。

单次、双次、多次、和逐次抽样，可以由妥善设计，以达到相同之结果。

换句话说，这四种抽样方式可以由设计，以使得一货批在这四种程序下，均获得相同之允收机率。

基于下述理由，当我们在选择抽样计划时，必须考虑下列因素：管理效率、由抽样计划结果所获得的资讯、平均检验件数和对于物流之影响。

表1-1为各种抽样检验形式的比较。

表1-1 各种抽样检验形式的比较1.3随机抽样随机抽样是抽样计划中之一重要观念，受检之样本必须是从货批中随机抽取且要具有代表性。

非随机抽取之样本，将使抽样检验之结果产生偏差。

例如，供应商知道检验员会从货批之上层抽取样本，可能会将好的货品故意排在上层。

随机抽机之一种技巧是将货批中之每一物件加以编号，再以随机化数表自货批中抽取样本。

如果物品本身已有序号或代号，则可省略编号之工作。

另一种方法是以三位数字代表物品在箱中长、宽、高之位置，例如乱数436代表抽取箱中第4层、第3行和第6列之物品。

在有些时候，货品之编号不存在或无法将每一物件编号。

此时可将贷批分成几个层次，每层又分成好几块，再从每一块中抽取样本。

1.4使用抽样计划之指导原则抽样计划可依设计准则和检验方式区分成下列数项：1．规准型抽样计划又称为两定点计式（Two-point scheme），此抽样计划考虑p1、p2两个货批不合格率及其相对应之货批允收率1-α和β，其中p1〈p2。

当送检验批之不合格率低于p1时，保证经由抽检验后之拒收机率不超过α，一般假设α=0.05%另一方面，当送验批不合格率高于p2时，保证经由抽验以后允收机率不超过β，一般设为β=0.1。

2．选别型抽样计划当送验批被拒收后，整批全数检验，并将不合格品剔除，以合格品取代。

这种形式之抽样计划又可分成保证送验批平均吕质的AOQL型及保证单独送验批品质的LTPD型。

3．调整型抽样计划此种抽样计划是由买方根据卖方的产品品质调整检验的方法。

买方先要求卖方送验批的品质不合格率优于AQL值--------，并按数次检验的结果，调整抽样之宽严程度。

抽样之宽严程度可分为正常、加严和减量三种。

4．连续型抽样计划此种抽样主要是用在当被检验物件无法（或很难）自然形成贷批之情况，例如电视、电脑等以输送带装配之生产过程。

一个抽样计划说明判定贷批所使用之样本大小和允收或拒收货批之条件。

抽样方案（sampling scheme）是由数个抽样计划所组成之一组程序来定义，包含批量、样本大小、接受或拒绝的判定准则。

而抽样系统（sampling systems）则是由一个或多个抽样方案所构成。

表1.2列举数种主要之抽样程序和其应用。

一般而言，抽样计划之选择需考虑抽样之目的和产品品质之历史资料。

另外，抽样方法之应用并非是静态，我们可能从一抽样计划自然演进到另一层次之抽样计划。

当买方与具有优良品质历史之供应商时，可能会先使用计数值抽样计划。

当抽样结果证明供应讷的品质确实不错时，抽样计划可能转到样本数较少之抽样程序，例如跳批抽样计划。

在长期往来后，如果供应商之产品品质稳定且良好时，买方可考虑停止抽样检验工作。

如果买方对供应之产品品质或品质保证活动一无所知时，可先采用能够确保产品品质不劣于某特定目标之抽样计划。

如果抽样计划成功地使用，而且供应商之产品品质令人满意，则可由计数值检验，转换至计量值检验。

计量值检验之情报可以用来协助供应商建立制程管制。

在供应商阶层有效地运用制程管制，可以改善供应商之制程能力，此时买方可以考虑停止进料之检验。

表1-2 各种抽样程序目的计数值程序计量值程序为顾客/生产者确保品质水准满足OC曲线特性之抽样计划满足OC曲线特性之抽样计划维持品质水准在一目标上AQL系统MIL-STD-105EAQL系统MIL-STD-414确保平均出厂品质水准AOQL系统AOQL系统减量检验连锁抽样计划窄界限规则具有良好品质历史下减量检验跳批抽样计划双次抽样跳批抽样计划双次抽样保证品质水准不低于目标值LTPD计划道奇--洛敏计划LTPD计划道奇—洛敏计划抽样计划之使用具有寿命周期。

在投入品质保证之初，一个组织通常会把重点摆在验收抽样计划。

但随着品质保证组织之发展，一个公司会较少依赖抽样计划，而把重点摆在统计制程管制和实验设计方法。

利用抽样计划区别好批或坏批并无法改善产品品质水准。

产品品质之改善，有赖制程管制和实验设计方法之有效运用。

2．计数值单次抽样计划2.1 单次抽样计划之定义单次抽样计划是依照样本大小n ，允收数（acceptance number ）c 来决定。

假设批量大小N 为10000，则单次抽样计划n=120c=2代表从含10000件之批中，随机检验120件。

如果在这120个样本中，检验出之不合格品数等于或小于2件，则判事实上为允收；否则为拒收。

允收数 c 可视为样本中，允许出现之不合格品数的上限值。

2.2操作特性曲线（Operating Charging Characteristic Curve ，简称OC 曲线）一、操作特性曲线之定义操作特性曲线为评估验收抽样计划的一个重要量测。

此曲线描述在不同不合格率下，货在被允收之机率。

在OC 曲线上有三个重要的点（参考图1-1）须加以说明。

当产品之不合格率等于p1时，其允收机率Pa=1-α，α称为生产者风险，（producer’s risk ），p1称为称为可接受品质水准（Acceptable Quality level ,简称AQL ）。

当不合格率等于p2时，产品被允收之机率为β，β称为消费者风险（consumer’s risk ），p2称为界限品质水准（Limiting Quality Level ,LQL ）或称为批容许不良率（Lot Tolerance Percent Defective. LTPD ）。

p3称为无差异品质水准（Indifference Quality Level ,简称IQL ），此时允收机率Pa=0.5。

操作特性曲线的制作过程说明如下。

假设批量为Ｎ，今从其中抽出n 件样本，发现d 件为不合格品之机率为：P{d}=d n d p p d n d n ---)1()!(!!! 允收机率是指当不合格品数d 小于或等于允收数c 之机率，可计算如下：Pa=P{d ≤c}=∑=---cd d n d p p d n d n 0)1()!(!!假设各批之平均不合格率为p=0.01, n=120, c=2，则允收机率为：Pa=P{d ≤2}=d d d d d -=∑-12020)99.0()01.0()!120(!!120=118211911200)99.0()01.0(!118!2!120)99.0()01.0(!119!1!120)99.0()01.0(!120!0!120++ =0.8804若将不同p值下之允收机率Pa算出，则可绘出OC曲线。