統計製程中的「機遇變異」與「非機遇變異」原因

統計製程中的「機遇變異」與「非機遇變異」原因一般的製造生產線如果沒有經過「統計製程管制(SPC)」的手法來加以管控生產品質,其品質水準本來就會包含所謂的「機遇變異」與「非機遇變異」兩種主要原因。

從大數據來看,「機遇變異」大約佔了製程中的85%的問題,而「機遇變異」約佔15%的比率。當生產線經過「統計製程管制(SPC)」手法改善後原則上就可以消除「非機遇變異」,而只剩下「機遇變異」,因為「機遇變異」原因並非工程人員或是生產線本身就可以解決,必須經由管理階層變更系統或是添購更精準的設備才能加以解決。







那何謂產品「變異」?

件間變異

以產品本身來做區別,「變異」大致可被歸納為三大類:

件內變異(within-piece variation):這類變異可用產品表面的粗糙度來說明,如表面上某一部份比其他部份來得粗糙。

件間變異(piece-to piece variation):這類變異發生在同一時間內所生產的各件不同產品之間。例如從一台機器上連續生產的五個電燈泡,每個燈泡的使用壽命都不一樣。

時間變異(time-to-time variation):這類變異可用同一天內不同時間所生產的產品不會有相同品質來說明。例如白班生產的產品和夜班生產的產品品質就可能不會一樣。又例如切削工具隨著時間磨耗,切削的情況就會跟著改變。

另外,因為統計手法的關係,還會有所謂的「組內變異」與「組間變異」的分別,管制圖【-σ chart】與【-R chart】的σ(標準差)及R(全距)就是管制「組內變異」,而則可以管制到「組間變異」。這個「組內變異」與「組間變異」會跟Cpk與Ppk有關係,日後有機會再談。

以上三種變異的來源又可細分成製程(Process)、材料(Material)、作業員(Human)、其他雜項(MISC)等四個項目。

製品變異來源

下面試著說明這四種變異的來源:

只要這四種變異的來源(製程、材料、作業員和雜項)以常態或期望的方式波動,變異的機遇原因就會形成「穩定型態(stable pattern)」。

而形成這四種變異的原因,又可區分為「機遇變異」與「非機遇變異」原因兩大類。

那何謂「機遇變異」與「非機遇變異」原因呢?

機遇變異:

非機遇變異:

  機遇原因 非機遇原因
描述 包含許多個別原因。
任何單一機遇原因僅導致微量變異
(但是許多機遇原因匯總在一起可能產生問題大總和)
包含一個或少數個個別原因。
任何單一非機遇原因均可能引發大量變異。
例子 設定管制儀表時的人為變異
機械的微震
原料公差內的些微差異
作業員錯誤
不正確的機器條件設定
一批不正確的原料
解說 消除製程中的機遇變異不符合經濟原則。
當僅有機運變異出現時,製程為最佳操作狀態。倘若仍然有不良品發生,則必須進行基本製程改善或者修訂規格以減少不良率。
當觀測值在機遇變異的管制界限內時,表示製程不應該調整。
當僅有機遇變異時,表示製程相當穩定,宜用抽樣程序來預測所有生產的品質或進行製程最適化研究。
非機遇變異可以偵測出來,消除該變異通常符合經濟原則。
當有非機遇原因出現時,表示製程仍未在最佳操作狀態。

當觀測值超出管制界限時,通常表示製程應該予以調整和矯正。
當有非機遇原因出現時,也表示製程還不夠穩定,不宜以抽樣程序預測真正品質。

共同原因的變異則存在於製造系統或管制系統中。因為這種變異屬於系統內的,所以應該由管制這一系統的人員,也就是「管理者」,特別是高階曾經營者來負責。共同原因的變異僅能由管理者們採取行動,才能將之消除。

至於,機遇原因是無可避免的,但非機遇原因大多是人為的或人力可以控制的。如果是由機遇原因而發生的,這種變異數正常狀況,不必加以管制,稱該製程為「在控管制狀態(under control)」。設若變異是由非機遇原因而發生,則該製程為在「非受控管制製程(out of control)」。

另外,除了盡力找出及消除變異的原因之外,最重要的是防止其再發生,以確保產品品質的均勻性。而利用管制圖的方法,可以幫助我們分辨出產品品質的變異是屬於機遇或非機遇原因,如此我們所得到的結論會比較客觀,比僅憑經驗來判斷品質的優劣要好得多。


回》SPC、Cpk、製程能力之解說與整理

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