聆听制程的声音（认识 CpK和 GR&R)
作者：曾志敏
光宝电子股份有限公司 资深工程师 摘录自台湾寻智顾问公司
MOTOROLA 在推动其品质运动时期(1989 年)有一段话颇值得我们深思玩味:客户满意是一切商业行为的基石.尤其是在现今高
度竞争的时代,客户们正毫不留情地要求更高
标准
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的产品品质,更低的价格,更好的服务及附加价值.这一些已然影响许多公司的营运策略及
日常运作.
品质的源头是制程,制程的变异是品质起伏变化的主要根源.在现今大量制造,分工精细的时代.如何聆听到＂制程微弱的声音＂并下
正确的判断而获致有效的控制?若是没有足够并正确的工具来得知事件的真相,那跟＂瞎子摸象＂有何差别?每个瞎子摸到的部位都不一
样,自然彼此见解也不一样,到时候团队中充满各种自以为是的争辩,演变到後来变成谁在争辩中机智反应比较快,态度比较坚持、强悍的,
那他的解决
方案
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便成为主流.这时在错误方向下,越努力的人,所造成的损失越大.戴明博士(W. Edwards Deming)称之为＂努力挖掘自已的
坟墓＂.
为了不只是＂work hard＂,更要＂work smart＂,我们实在需要一个能聆听＂制程声音＂的工具,使自己真的能张开眼睛,看到未来正
确的出路 品质精良;顾客满意.Cpk 和 GRR 就是这类工具中两个相当重要的成员.但是先提醒的是:同样的工具,会因使用目的的不同,而
有不同的使用方法.例如同样使用尖嘴钳,将电线剥绝缘皮或是整个剪断, 使用手法便不同.
以下内容是根据敝人在所服务的光电制造工程处的内部训练课程中编写的讲义加以演述而成.且让我们以＂纸上研讨会＂的方式来
简介今天的主题:Cpk & GRR.
图 1
若是少量生产,例如生产量为 100 个,不良率设定为 2%以下,而且品质的观念尚停留在合规格即可的层次.要了解产品品质便很简单,
只要耐著性子把 100 产品都检查完,不良品在 2 个以下便属正常.但在现今一个订单动辄数十万个,甚至数百万个,以全检方式及合格与否
来了解制程已不太可行.更何况现今客户的品质观念已从＂合格即可＂转变成＂产品特性集中并趋近期望值＂的模式.
上述对产品特性的了解均须透过量测数据,问题是量测工具可靠吗?它会不会扭曲＂制程声音＂?它造成的影响有多少?
图2示:从生产机具所生产的产品中取样(数量通常少於100个),量取特性数据後, 透过Cpk的手法就可以了解品质问题的肇因方向.
但量具需先通过 GRR 的验证手法了解其数据可靠性.
图 2
图 2 的＂量具稳定＂是指量具对同一个样品重复量测数据间的差异很小.＂量具容易使用则是指量具不会因不同的人使用而使数据
有所差异.
图 3
图 3 右边的图示是以 Minitab 软体计算得来.其中制程能力指标 Cpk 电子业一般要求 1.33, 即不良率 63ppm(每百万个产品中有 63
个不良品),但一些较先进的公司要求1.5即 3.4ppm(如 MOTOROLA).甚至1.67即 0.57ppm(如 GM,Ford,Chrysler全美三大汽车厂).Cp较严
格的要求则为 2.一般说来 Cp 比 k 重要,因为 k 值不佳很可能只要调整机器设定参数即可解决,但 Cp 差则是制程变异太大;变异是制程品
质的大敌,较难以克服.
图 4：
GRR 的作法是以 10 个样品,2~3 人,每个样品每人重复测 2~3 次,以所得数据求出 GRR%(在此不做计算之讲解).再以 GRR%读值大小
判断量具的优劣.但是在此强调的是:对一量具而言,没有绝对的优劣判定,端看使用目的及要求精度了.
图 5
最後以 Q&T(问题与思考)探讨一些实际工作上碰到的问题并透过思考得到更深一层的了解.许多问题是没有绝对的
答案
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,但敝人尝试
在此提出个人的见解,以期达到抛砖引玉的效果.并欢迎先进们给予宝贵的意见.
Q1.此种合不合格(go-nogo)的数据,样品数量太少时是无意义的.MOTOROLA 建议此种数据必须在 2000 笔以上.那是个很大的负担,况且此
种数据并不能告诉你改善的方向.
Q2.那可不一定!取决於你如何取样.建议要监控 30~60 天,才能下决论.
Q3.可能有问题!当 C 是由 A 和 B 所组成, C 的变异等於 A 和 B 变异的几何平均 (DRSS/Dynamic Root-Sum-of-Squares
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
).
Q4.GRR 跟量具的准确性无关,它只保证量具的稳定性,所以当然要校正.一个实际是 2 公尺的木头,用某一根尺重复量长度,每次的结果都
是 1.8 公尺,GRR 很好,但根本不准确,不堪使用.所以量具的验证除了 GRR(稳定),还要验证 Cpk(准确).
Q5.可不一定!若是此量具是用来解读制程数据,而你的制程 Cp 又非常好,“制程声音＂一样会被扭曲.
Q6.第一.你必须先找出产品本身的变异,并从 GRR 的 repeatability 项中减去.例如 LED:同一颗 LED 的电性,亮度特性在每一秒都会有些
微的不同,这就是所谓产品本身的变异.第二.产品规格公差=可出货之最小 bin 宽.因为此分 bin 机台的任务是对 bin 的辨识能力,此时不
得使用可出货之总 bin 宽,例如可出 a,b,c 三个 bin,产品规格公差=min(a,b,c)?(a bin 上限 - c bin 下限).第三.不得使用定义:GRR=s
( proceess ) / s (gage),因为此分 bin 机台的任务不是拿来了解制程能力的.
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整理时间：2003/7/3
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