對于質量管理而言,可以采用的過程質量控制有很多工具,在此本文重點介紹SPC系統——統計過程控制,SPC的英文名稱為:Statistical Process Control。
1、SPC軟件的適用范圍
一般來說,SPC技術適用于以下過程:
1)SPC適用于有計劃的,且能重復批量生產的過程;
2)SPC適用于一切可重復的過程事件,只要這些事件的參數是可衡量的。
進一步說,SPC尤其適用于推行ISO 9000和實施TQM的企業,因為ISO 9000和TQM均強調全過程控制及預防原則,其實現都有賴于數理統計方法的深入應用。因此,應用SPC是確保ISO 9000和TQM有效實施的基礎之一,原因如下:
1)SPC的核心工具是控制圖,控制圖可作為向現場人員、管理人員、顧客等提供有關過程能力的直觀語言,且為評定產品質量提供了客觀依據;
2)SPC可以幫助企業保證產品和服務的質量維持穩定;
3)SPC可以及時反映過程的結果或參數是否同我們的期望值保持一致;
4)SPC可以作為一種早期的預警,減少過程的變異;
5)SPC是改進產品/服務質量及可靠性的基礎。
2、SPC軟件包含的模塊
一個通用的SPC產品應該包括以下幾個基本功能模塊:現場數據采集,SPC實時監控與分析,失控報警及失控處理,管理層報表。
3、如何選擇SPC軟件
SPC是一個專業化較高的軟件,企業若要充分發揮SPC的作用,那么對SPC軟件的選擇將至關重要的。所以在選擇 SPC 工具時,企業必須注意以下幾個問題:
·專業性。首選考察該公司的專業性,在統計方面的計算結果是否正確。因為尚有部分書籍有些錯誤,而非專業的軟件公司將書上抄來計算公式寫入軟件﹐或自行開發許多功能,卻忽略實際的應用與正確性。
·易用性。購買工具的目的是為了使用工具放大人的能力,能夠利用工具來提高企業的工作效率并創造出更高的利益。SPC軟件必須能適應各種階層的使用者—— 從操作員、工程師到部門主管都能方便上手使用,而不是一個只有專業分析人員才會用的軟件。因此,SPC軟件要簡單易學、易懂、易用。
·適用性。企業應根據自己所在的行業,或者根據需要統計的數據類型選擇適合自己的軟件。某些行業內有自己的專業SPC軟件,如半導體行;或者根據企業需要統計的數據類型選擇,例如,機加工型的企業需要的統計數據通常是計值型的,則可以選擇計值型分析比較強的SPC,如果是紡織、制藥或者醫療行業,統計的計數型的數據比較多,則可以選擇計數型分析比較強的SPC。
·兼容性。還要看該軟件與其他應用系統或硬件的兼容性。因為現在任何一個企業都會有不同的應用系統,比如: Office辦公軟件、ERP、MES、PLM 等等,SPC 系統是否能與這些系統進行簡單的無縫連接?
·易維護性。要考量該軟件的維護和持續使用是不是很方便,是不是需要派專門的 IT 人員來維護;若公司日后發展了,該軟件的使用是不是有局限,能否針對公司的特殊需求進行定制開發,控制點或文件等等是不是可以靈活增加,是不是還需要該軟件工程的人員來改造等等。
·服務能力。軟件廠商要具備咨詢服務、培訓指導能力,單純賣軟件的廠商很難讓企業構建一套適合自己的SPC系統。
4、SPC的實施步驟
企業SPC實施整體分為兩個階段,分析階段和監控階段。
分析階段的主要目的在于,使過程處于統計穩態并使過程能力足夠。 分析階段首先要進行的工作是生產準備,即把生產過程所需的原料、勞動力、設備、測量系統等按照標準要求進行準備。生產準備完成后就可以進行,注意一定要確保生產是在影響生產的各要素無異常的情況下進行;然后就可以用生產過程收集的數據計算控制界限,做成分析用控制圖、直方圖、或進行過程能力分析,檢驗生產過程是否處于統計穩態、以及過程能力是否足夠。如果任何一個不能滿足,則必須尋找原因,進行改進,并重新準備生產及分析。直到達到了分析階段的兩個目的,則分析階段可以宣告結束,進入SPC監控階段。
監控階段的主要工作是使用控制用控制圖進行監控。此時控制圖的控制界限已經根據分析階段的結果而確定,生產過程的數據及時繪制到控制上,并密切觀察控制圖,控制圖中點的波動情況可以顯示出過程受控或失控,如果發現失控,必須尋找原因并盡快消除其影響。監控可以充分體現出SPC預防控制的作用。 在工廠的實際應用中,對于每個控制項目,都必須經過以上兩個階段,并且在必要時會重復進行這樣從分析到監控的過程。
具體來說,企業實施SPC可以通過以下8個步驟完成,該過程遵循著PDCA循環:
1)識別關鍵過程:
一個產品品質的形成需要許多過程(工序),其中有一些過程對產品品質好壞起至關重要的作用,這樣的過程稱為關鍵過程,SPC控制圖應首先用于關鍵過程,而不是所有的工序。因此,實施SPC,首先是識別出關鍵過程。然后,對關鍵過程進行分析研究,識別出過程的結構(輸入、輸出、資源、活動等)。
2)確定過程關鍵變量(特性):
對關鍵過程進行分析(可采用因果圖、排列圖等),找出對產品質量影響最大的變量(特性)。
3)制定過程控制計劃和規格標準:
這一步往往是最困難和最費時的,可采用一些實驗方法參考有關標準。具體操作時一定要使用專業的SPC軟件做支持,否則僅大量的計算就讓人頭疼不已,更談不上以下的做圖分析以及進行實時的監控了。
4)過程數據的收集、整理:
這一步關鍵是要保證數據的真實性和可靠性,否則所做的一切分析都是無意義的。
5)過程受控狀態初始分析:
采用分析用控制圖分析過程是否受控和穩定,如果發現不受控或有變差的特殊原因,應采取措施。
6)過程能力分析:
只有過程是受控、穩定的,才有必要分析過程能力,當發現過程能力不足時,應采取措施。
7)控制圖監控:
只有當過程是受控、穩定的,過程能力足夠才能采用監控用控制圖,進入SPC實時監控階段。
8) 監控、診斷、改進:
在監控過程中,當發現有異常時,應及時分析原因,采取措施,使過程恢復正常。對于受控和穩定的過程,也要不斷改進,減小變差的普通原因,提高質量降低成本。過程還有可能向兩個方向變異,有可能是向差的方向也有可能是向好的方向變異。無論是向哪個方向變異都要重新修改控制線,若不修改控制線,則接下來的管控都是無意義的。
圖表3 SPC實施步驟
5、SPC實施效果
日本工業界的對SPC的應用效果有這樣的統計:
·優質企業平均有73%(用SPC方法的)的過程Cpk超過1.33,低質企業只有45%過程達到Cpk=1.33;
·Cpk>1.67的企業,平均銷售收入增長率為11%以上,而其它企業的數據為4.4%;
·一家企業用了三年的時間使廢品率降低58%,其使用的方法是,將使用SPC的過程比例由52%增加到68%。
總的來說,SPC可以幫助企業在質量控制上真正作到"事前"預防和控制,它在企業實施后可以:
1)對過程做出可靠的評估;
2)確定過程的統計控制界限,判斷過程是否失控和過程是否有能力;
3)為過程提供一個早期報警系統,及時監控過程的情況以防止廢品的發生;
4)減少對常規檢驗的依賴性,定時的觀察以及系統的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作。
SPC的應用可使企業:降低成本;降低不良率,減少返工和浪費;提高勞動生產率;提供核心競爭力;贏得廣泛客戶;更好地理解和實施質量管理體系。