張課長是押出成型課的課長,近日,技術(shù)員向他反映生產(chǎn)的過程當(dāng)中必須經(jīng)常調(diào)機(jī),導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)畫無法如期完成。
張課長一如往常的到生產(chǎn)線巡線….
技術(shù)員:「課長,有一件事情要跟你報(bào)告,最近這一段期間,生產(chǎn)當(dāng)中遇到很奇怪的問題。」
課長:「什幺問題?」
技術(shù)員:「生產(chǎn)過程中,有時(shí)候很順,有時(shí)候卻一直要調(diào)機(jī),不知道哪里出問題?」
課長:「有沒有可能是機(jī)臺(tái)出狀況?」
技術(shù)員:「應(yīng)該不會(huì),每天我都有落實(shí)機(jī)臺(tái)點(diǎn)檢與清掃的作業(yè),每個(gè)星期六都會(huì)做保養(yǎng),機(jī)器出問題的機(jī)會(huì)應(yīng)該不大。」
課長:「模具呢?」
技術(shù)員:「我看了『模具保養(yǎng)記錄表』,模具課的同仁也做了保養(yǎng)記錄,沒發(fā)現(xiàn)有什幺問題?!?/p>
課長:「現(xiàn)在呢?」
技術(shù)員:「現(xiàn)在生產(chǎn)還順利,不用怎幺調(diào)機(jī),調(diào)整好就OK了。」
課長:「這樣好了,若你遇到生產(chǎn)不順要不斷地調(diào)機(jī)時(shí),再通知我?!?/p>
技術(shù)員:「好。」
第三天下午
技術(shù)員:「課長,你趕快來一下,狀況又出現(xiàn)了?!?/p>
張課長放下手邊的工作,趕緊到現(xiàn)場
技術(shù)員:「課長,今天成型出來的成品寬度老是不穩(wěn)定。」
課長:「之前有沒有做什幺動(dòng)作?」
技術(shù)員:「沒有,和往常一樣。今天一早,生產(chǎn)還滿順的,上午10點(diǎn)休息過后,品檢抽驗(yàn)就抽到成型出來的長度不足,之后調(diào)整了機(jī)臺(tái)的速度,調(diào)至成品的規(guī)格中心值附近,一段時(shí)間后,品檢再次抽驗(yàn),就發(fā)現(xiàn)已到下限值,再調(diào)整到規(guī)格中心值附近后,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)成型后的長度跑到產(chǎn)品規(guī)格的上限值了?!?/p>
課長:「會(huì)不會(huì)是原料的問題?」
技術(shù)員:「原料?看不出來?。 ?/p>
課長:「好!我去IQC課確認(rèn)一下?!?/p>
此時(shí)張課長到IQC課找莊課長了解原料的檢驗(yàn)情況……
張課長:「莊課,請(qǐng)問押出成型課所用的原料,最近是否有異常?」
莊課長:「異常?IQC一直沒有對(duì)原料做檢驗(yàn)?。≈荒芫脱撼龀尚秃蟮某善窓z驗(yàn)它的拉伸強(qiáng)度(Tensile Strength)、彎曲強(qiáng)度(Flexural Strength)、耐沖擊強(qiáng)度(Impact Strength)…等等產(chǎn)品規(guī)格要求的指標(biāo)?!?/p>
張課長:「是喔!?」
莊課長:「有問題嗎?」
張課長:「是??!技術(shù)員最近向我反映調(diào)機(jī)很頻繁,生產(chǎn)計(jì)畫無法如期完成,我試圖從人、機(jī)、料、法、環(huán)境來思考解決問題,確認(rèn)排除人、機(jī)、法與環(huán)境的問題后,只剩材料因素。如今,原料又沒有來料檢驗(yàn),不知道還有什幺因素沒有考慮到?」
莊課長:「張課,生產(chǎn)方面你最熟悉,這我就沒法幫你了?!?/p>
張課長:「好吧!我再想想辦法?!?/p>
董廠長:「張課長,生管向我反映押出成型課的生產(chǎn)計(jì)畫比以往落后很多,這一陣子,我忙著公司的新廠規(guī)劃,所以一直沒時(shí)間與你討論,究竟生產(chǎn)出了什幺問題?」
張課長:「廠長,確實(shí)如此,但是我也找不出究竟出了什幺問題,我從人、機(jī)、料、法、環(huán)境來思考可能出現(xiàn)的問題,卻都沒能查出原因,這幾天,我也一直在思索是哪個(gè)環(huán)節(jié)沒有想到?」
董廠長:「這樣好了,我們一起去現(xiàn)場觀察?!?/p>
張課長:「好?!?/p>
技術(shù)員正在添加原料
董廠長:「我們先觀察技術(shù)員正在做哪些事?」
張課長:「好?!?/p>
一段時(shí)間后
董廠長:「張課長,你看到什幺異常嗎?」
張課長:「異常?沒有??!和平常一樣??!」
董廠長:「好像少做一件事情?」
張課長:「什幺事?」
董廠長:「紀(jì)錄參數(shù)??! 」
張課長:「參數(shù)?什幺參數(shù)?」
董廠長:「就是參考的數(shù)據(jù),它是一個(gè)變量,當(dāng)我們?cè)谘芯繂栴}的時(shí)候,關(guān)心某幾個(gè)變量的變化以及它們之間的相互關(guān)係,通常我們會(huì)稱它為『製程參數(shù)』,就是對(duì)某一製程應(yīng)該掌握哪些數(shù)據(jù)?掌握這些數(shù)據(jù)的變異并適時(shí)(源頭)管理,就能將品質(zhì)控制在一定的範(fàn)圍內(nèi),而不是等到超出範(fàn)圍了再來處理?!?/p>
張課長:「咦!機(jī)臺(tái)不是調(diào)整到可以生產(chǎn)符合產(chǎn)品的規(guī)格就好了嗎?」
董廠長:「話是沒錯(cuò),但是你若不紀(jì)錄這些相關(guān)的數(shù)據(jù),你怎幺有辦法分析究竟是那里出問題?」
張課長:「是喔!那接下來我該怎幺做?」
董廠長:「我們先用這機(jī)臺(tái)來試,你先想一想,在這機(jī)臺(tái)上,有哪些因素會(huì)影響調(diào)機(jī)?都調(diào)些什幺?這些都是要記錄的,你可以找技術(shù)員一起研究,明天一早我們?cè)僖黄鹩懻?。?/p>
張課長:「好!」
張課長:「廠長,這是我昨天和幾位資深技術(shù)員一起討論出來要紀(jì)錄的內(nèi)容:『機(jī)臺(tái)編號(hào)』、『模具編號(hào)』、『成型溫度(℃)』、『技術(shù)員工號(hào)』、『螺桿轉(zhuǎn)速(rev/min.)』、『引取速度(M/min.)』、『原料料號(hào)』、『產(chǎn)品品號(hào)』?!?/p>
董廠長:「嗯!不錯(cuò),但是還缺一些項(xiàng)目。」
張課長:「哦? 」
董廠長:「缺『日期』,還有,我們是兩班制,因此還要加上『班別』的欄位,原料料號(hào)可以記錄『批號(hào)』嗎?」
張課長:「可以,領(lǐng)料單上有『批號(hào)』的欄位?!梗?/p>
董廠長:「好,那幺再加上『批號(hào)』。哦!怎幺沒有『成型壓力(kgf/cm2)』的參數(shù)?」
張課長:「成型壓力和成型溫度有相關(guān)性,機(jī)臺(tái)廠商只讓我們可以設(shè)定/調(diào)整溫度,成型壓力會(huì)依成型溫度改變,不過,還是可以看到成型壓力的數(shù)據(jù)?!?/p>
董廠長:「OK,你把這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)成表格的方式,請(qǐng)告訴技術(shù)員只要有調(diào)機(jī),就把更動(dòng)的數(shù)據(jù)記錄在表單上相對(duì)應(yīng)的欄位?!?/p>
張課長:「需要這樣做嗎?那很繁瑣哩!會(huì)增加技術(shù)員的工作負(fù)荷耶!而且我們都有一些經(jīng)驗(yàn)值可以參考。」
董廠長:「會(huì)嗎?寫幾個(gè)數(shù)字需要花秒鐘?會(huì)增加技術(shù)員的工作負(fù)擔(dān)?若你想找出問題,你就要這樣做?!?/p>
張課長:「好吧!我一會(huì)兒畫完表格后,馬上請(qǐng)技術(shù)員紀(jì)錄?!?如表1)
董廠長:「好!不過,你還要用EXCEL試算表軟體設(shè)計(jì)資料庫,然后請(qǐng)助理每天將紀(jì)錄表內(nèi)的數(shù)據(jù)鍵入資料庫內(nèi)?!?/p>
張課長:「好!」(如表2)
表1、參數(shù)紀(jì)錄表
表2、參數(shù)紀(jì)錄資料庫
一段時(shí)間后…..
張課長:「廠長,這一段時(shí)間,資料庫累計(jì)的筆數(shù)有上百筆了,不知道接下來要怎幺分析?!?/p>
董廠長:「你請(qǐng)助理把資料庫email給我。」
張課長:「好!」
董廠長:「我們先看一下資料內(nèi)容。哦!你已經(jīng)水平展開了?」
張課長:「沒有,因?yàn)闄C(jī)臺(tái)E、F、G是同一款型號(hào),所以我就一起導(dǎo)入?!?/p>
董廠長:「好!我先請(qǐng)問你:『之前出現(xiàn)的問題,通常你都調(diào)整什幺?』」
張課長:「引取速度。」
董廠長:「OK!我們先看這一個(gè)欄位的數(shù)據(jù)。我們先篩選同一個(gè)產(chǎn)品的品號(hào),哦!你看,這個(gè)產(chǎn)品使用兩種原料,分別是SHE4500與503X,而『引取速度』卻有不同的值。」(如表3)
表3、參數(shù)紀(jì)錄資料庫
張課長:「嗯!」
董廠長:「接下來,我們要來制訂『製程規(guī)格』?!?/p>
張課長:「什幺是『製程規(guī)格』?」
董廠長:「如同產(chǎn)品規(guī)格,簡單地說,就是針對(duì)製程的參數(shù)所要管制的範(fàn)圍,只要管控在這個(gè)範(fàn)圍以內(nèi),就可以確保產(chǎn)品的品質(zhì)符合規(guī)範(fàn)?!?/p>
張課長:「那我們要怎幺做?」
董廠長:「EXCEL試算表可以幫助我們完成這個(gè)工作。首先,我們用MODE函數(shù)來找『引取速度』的中心值?!?/p>
張課長:「什幺是MODE?」
董廠長:「MODE 就是『眾數(shù)』,所謂的『眾數(shù)』是指一組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)次數(shù)最多的那個(gè)數(shù)據(jù)。」
張課長:「喔!懂了?!?/p>
董廠長:「好!執(zhí)行出來的結(jié)果是11.24,我們可以當(dāng)作是這一組數(shù)據(jù)的中心值。接下來,我們要算標(biāo)準(zhǔn)差?!?/p>
張課長:「等一等,廠長,為什幺不用平均值當(dāng)中心值,以往,我們都用平均值當(dāng)做中心值,怎幺這一會(huì)兒卻用眾數(shù)?」
董廠長:「問得好,平均值是一組數(shù)據(jù)的平衡點(diǎn)概念,倘若這一組數(shù)據(jù)中有一個(gè)異常的值,那幺這個(gè)平均值就會(huì)偏離原先沒有異常值的平均值;反之,沒有異常值,眾數(shù)和平均值會(huì)相等,這是假設(shè)我們有相當(dāng)?shù)挠^測值樣本數(shù),實(shí)用上,可視觀測值呈『常態(tài)分配』(Normal distribution)?!?/p>
張課長:「『常態(tài)分配』又是什幺?那如何界定『異常值』?」
董廠長:「數(shù)學(xué)式子我先不談,我畫一個(gè)圖形(如圖1)給你看,先建立觀念。常態(tài)分配為一種單峰對(duì)稱的連續(xù)分配,中央有一個(gè)最高點(diǎn),最高點(diǎn)的左右兩邊成對(duì)稱狀態(tài),是一條左右對(duì)稱的平滑鐘形曲線。」
圖1、常態(tài)分配圖
張課長:「真有趣。」
董廠長:「要界定『異常值』,要先講『標(biāo)準(zhǔn)差』?!?/p>
張課長:「什幺是『標(biāo)準(zhǔn)差』?」
董廠長:「講白話一點(diǎn),就是一組數(shù)據(jù)自平均值分散開來的程度(分散程度)。若標(biāo)準(zhǔn)差的值較大,代表大部分的數(shù)據(jù)和其平均值之間差異較大,也就是數(shù)據(jù)分散得比較開;若標(biāo)準(zhǔn)差的值較小,代表這些數(shù)值比較接近平均值?!?/p>
張課長:「喔!了解。那怎幺算?」(注1)
董廠長:「很簡單,我們用STDEV函數(shù)就可以算了,算出來的結(jié)果是0.27。接下來,我們就可以訂定管制界限了,通常,我們將管制界限定在平均值的上、下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之處。」
張課長:「廠長,再等一下,為什幺我們要將管制界限定在平均值的上、下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差?」
董廠長:「說來話長,簡單地說,當(dāng)管制界限比六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差小時(shí),第一型誤差大,同時(shí),第二型誤差小。反之,管制界限寬度比六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差大時(shí),第一型誤差變小,同時(shí),第二型誤差變大。因而只好尋找此二型誤差之和最小的管制界限。修華特(W.A.Shewhart)博士的研究,常態(tài)分配中,落在此管制上、下限內(nèi)的機(jī)率是99.73%,也就是說,大約99.73%的產(chǎn)品在中心線上、下各三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差範(fàn)圍內(nèi),而此上、下管制界限是最符合經(jīng)濟(jì)原則?!?/p>
張課長:「天那!我愈聽愈糊涂了,第一型誤差和第二型誤差又是什幺啊???」
董廠長:「不會(huì)啦!等我解釋完,你就清楚了。所謂的第一型誤差,也稱為型I誤差,是指品質(zhì)未變,但由于抽樣誤差使統(tǒng)計(jì)量落入拒收的區(qū)間,因此誤判品質(zhì)已經(jīng)改變的機(jī)率;而第二型誤差,就是型II誤差,是指品質(zhì)已經(jīng)改變,但由于抽樣誤差使統(tǒng)計(jì)量落入允收的區(qū)間,因此誤判品質(zhì)不變的機(jī)率。我畫一張表給你看你就明白了。」(如表4)
表4、型I與型II誤差
張課長:「哦!原來如此,看表比較容易懂?!?/p>
董廠長:「現(xiàn)在回過頭來談『異常值』,我舉兩組數(shù)據(jù)(如表5),這兩組數(shù)據(jù)最主要的差別在于第十組,A組是32,B組是10,其平均值(AVE.)、眾數(shù)(MODE)、標(biāo)準(zhǔn)差(sigma)、上限值(AVE.+3xsigma)與下限值(AVE.-3xsigma)分別如表所示。我們先看標(biāo)準(zhǔn)差的部分,很顯然地,B組的標(biāo)準(zhǔn)差比A組大許多,主要原因在于第十組的數(shù)據(jù),由于A組的標(biāo)準(zhǔn)差很小(相對(duì)于B組),以常態(tài)分配的特性而言,平均值與眾數(shù)是一樣的,這時(shí),用平均值或眾數(shù)來分別求其上、下限值,兩者的值是相同的。然而在B組卻是不一樣的,在B組,我們以平均值求其上、下限值分別為47.1與8.5,以這兩個(gè)數(shù)據(jù)檢視B組,看不出B組數(shù)據(jù)有何異常。若使用眾數(shù)(MODE)當(dāng)平均值,求其上、下限值,分別為49.3,10.7,即B1,以這兩個(gè)數(shù)據(jù)檢視B組的值發(fā)現(xiàn),第十組的10小于10.7下限值,因此,我們稱第十組的10是異常值。將10去除后,重新計(jì)算B組的值,即B2,其結(jié)果與A組相當(dāng)?shù)慕咏?/p>
表5、解說範(fàn)例
張課長:「哇!真是太神奇了,怎幺以前都沒發(fā)現(xiàn)?」
董廠長:「因?yàn)槟阋郧岸紱]有使用數(shù)據(jù)管理,當(dāng)然沒發(fā)現(xiàn)啰!為了管理方便,我將平均值設(shè)為11,標(biāo)準(zhǔn)差為0.3,以此值計(jì)算上、下管制界限,分別為11.9與10.1,再整理一下,如表5,這一組數(shù)據(jù)就可以訂為『引取速度』的規(guī)格?!?/p>
表5、引取速度之製程規(guī)格
張課長:「原來如此。」
董廠長:「還沒結(jié)束哩!我們還要針對(duì) SHE4500與503X這兩種原料做進(jìn)一步分析。利用EXCEL的篩選功能,將這兩組的『引取速度』數(shù)據(jù)分別顯示后,複製其數(shù)據(jù),貼到統(tǒng)計(jì)軟體去執(zhí)行。嗯……跑出兩張圖,第一張是SHE4500(如圖2),第二張是503X(如圖3)?!?/p>
圖2、原料SHE4500之?dāng)?shù)據(jù)分布圖
圖3、原料503X之?dāng)?shù)據(jù)分布圖
董廠長:「張課長,這兩張圖有什幺不一樣?」
張課長:「SHE4500的山形比較窄,503X的山形比較寬?!?/p>
董廠長:「沒錯(cuò)!因?yàn)镾HE4500的標(biāo)準(zhǔn)差比較503X小,所以圖形呈現(xiàn)出來就是一窄一寬。還有哪里不一樣?」
張課長:「好像在玩大家來找碴?!?/p>
董廠長:「考驗(yàn)?zāi)愕挠^察力??!」
張課長:「廠長,綠色線和紅色線分別代表什幺意思?」
董廠長:「綠色線是我們之前計(jì)算出來后定義的規(guī)格,紅色線是我們將數(shù)據(jù)丟到軟體后計(jì)算的結(jié)果?!?/p>
張課長:「所以,SHE4500和503X這兩款原料都在我們?cè)O(shè)定『引取速度』的規(guī)格內(nèi)啰?」
董廠長:「沒錯(cuò)?!?/p>
張課長:「為什幺SHE4500的中心線(平均值)在規(guī)格中心值(11)的右邊,503X的中心線在規(guī)格中心值的左邊?而且SHE4500的中心線距離規(guī)格中心值看起來比較近而503X的中心線距離規(guī)格中心值比較遠(yuǎn)?」
董廠長:「在規(guī)格中心值(11)的兩側(cè)代表該組數(shù)據(jù)的平均值是比規(guī)格中心值大還是小,比規(guī)格中心值大,就會(huì)出現(xiàn)在規(guī)格中心值的右側(cè);比規(guī)格中心值小,就會(huì)出現(xiàn)在規(guī)格中心值的左側(cè)。至于該組數(shù)據(jù)的平均值距離規(guī)格中心值的遠(yuǎn)近則代表製程的『準(zhǔn)確度』(accuracy),以”Ca”表示。就像打靶一樣,子彈離靶心愈近,Ca就愈小,反之就愈大?!?/p>
張課長:「哈…哈…,這容易理解,因?yàn)槲耶?dāng)兵時(shí)還是個(gè)神槍手哩!」
董廠長:「好!那你說說,『精密度』(precision)又是什幺?」
張課長:「就是子彈在靶上的集中程度。」
董廠長:「Bingo,嚴(yán)格的說是『製程變異數(shù)與規(guī)格公差之差異』,以”Cp”表示。我畫張圖就更容易理解了(如圖4)?!?/p>
張課長:「所以,依圖來看,SHE4500的數(shù)據(jù)比503X集中。」
董廠長:「是的。好!我們看一下這兩張圖的數(shù)據(jù)(如表6)?!?/p>
張課長:「咦!怎幺有一個(gè)Cpk值?」
董廠長:「是指製程能力之綜合指標(biāo),他同時(shí)含有Ca及Cp兩個(gè)因子?!?/p>
張課長:「廠長,那Cpk有沒有範(fàn)圍?。俊?/p>
董廠長:「有?。∥覍懡o你看。它分A+、A、B、C、D五個(gè)等級(jí)。A+的等級(jí)是1.67≦Cpk,表示製程能力極佳;A等級(jí)是1.33≦Cpk<1.67,表示製程能力良好,繼續(xù)保持;B等級(jí)是1.00≦Cpk<1.33,表示製程能力尚可,但須保持管制狀態(tài);C等級(jí)是0.67≦Cpk<1.00,表示製程能力不足,有不良品產(chǎn)生,必須改善製程;D等級(jí)是Cpk<0.67,表示製程能力極差,應(yīng)該緊急改善 (如表7)。」
圖4、準(zhǔn)確度與精密度之圖解
表6、原料相關(guān)數(shù)據(jù)
表7、Cpk等級(jí)
張課長:「哦!了解了。所以,這樣看來,我們可以說原料SHE4500比503X好喔?」
董廠長:「不行,因?yàn)槲覀冎环治觥阂∷俣取坏膮?shù)而已,其他參數(shù)都還沒分析,不能如此妄下定論?!?/p>
張課長:「那怎幺辦?」
董廠長:「接下來就是你的工作啊!把剩下的參數(shù)依照上述教你的方式分析,最后再來看結(jié)果,而且最后的結(jié)果也不能說哪一個(gè)原料不良,因?yàn)槎伎梢陨a(chǎn)。根據(jù)紀(jì)錄,我們要思考如何從管理的手法來解決技術(shù)員頻繁調(diào)機(jī)的問題?!?/p>
張課長:「這些數(shù)據(jù)還有哪些用途?」
董廠長:「雖然我們不知道廠商的原料配方,但是透過相同原料與參數(shù)的比較,你可以知道哪一家廠商的原料比較容易生產(chǎn),把數(shù)據(jù)提供給廠商參考,他們會(huì)知道怎幺一回事。」
張課長:「是喔!原來數(shù)據(jù)有這幺神奇喔!」
董廠長:「沒錯(cuò)。好,以上只針對(duì)SHE4500和503X兩種原料分析,并沒有針對(duì)機(jī)臺(tái),現(xiàn)在我們從機(jī)臺(tái)的角度來看原料的使用情形。你看,F(xiàn)機(jī)臺(tái)的用料情形最好,G機(jī)臺(tái)次之,E機(jī)臺(tái)稍微差一點(diǎn)?!?/p>
張課長:「為什幺?」
董廠長:「F機(jī)臺(tái),相同型號(hào)的原料都集中好幾天生產(chǎn);G機(jī)臺(tái)相同型號(hào)的原料生產(chǎn)天數(shù)比F機(jī)臺(tái)短,切換的次數(shù)也比較多;E機(jī)臺(tái)有一天切換兩種原料,且生產(chǎn)天數(shù)又比G機(jī)臺(tái)短一些?!?/p>
張課長:「喔!我知道了,廠長,你的意思是說,若從管理的角度來看,同一部機(jī)臺(tái)最好使用相同的原料來生產(chǎn),這樣可以減少變異的產(chǎn)生,調(diào)機(jī)比較不會(huì)那幺頻繁,萬一產(chǎn)生變異也比較容易控制與查找,因?yàn)橛兄暗募o(jì)錄可以追溯。」
董廠長:「看來你已經(jīng)懂了?!?/p>
張課長:「嗯!我知道了,那我先把各機(jī)臺(tái)的用料規(guī)範(fàn)定下來,請(qǐng)備料員備料時(shí)依此原則備料,再把剩下未分析的參數(shù)都做出來?!?/p>
董廠長:「好。對(duì)了,有空的話看看統(tǒng)計(jì)製程方面的書,畢竟我講的內(nèi)容并沒有很全面,看書可以比較有系統(tǒng)的建立觀念與學(xué)習(xí),有疑問的話,我們?cè)賮碛懻??!?/p>
張課長:「好的,廠長??磥砦业膯栴}有解啰!」
[注1] 樣本標(biāo)準(zhǔn)差(s)計(jì)算公式