SPC控制產(chǎn)品良率新高招——分位數(shù)法

時間：2020-06-10作者：盈飛無限管理軟件（北京）有限公司瀏覽：133

關(guān)于SPC在產(chǎn)品良率控制方面已有很多成熟的方法。如根據(jù)產(chǎn)品不良率分析的P/NP圖，根據(jù)產(chǎn)品不良點數(shù)的U/C圖，或者是產(chǎn)品不良率的分布形式符合正態(tài)分布，直接按照連續(xù)系數(shù)據(jù)處理的方法。

那么，對于一些不符合特定分布的數(shù)據(jù)，應(yīng)該采用哪種控制圖呢？今天我們就介紹另外一種控制方式------分位數(shù)法。

什么是分位數(shù)法？

回歸SPC的基本原理，我們需要一種可以甄別異常點的標準。

SPC常規(guī)使用的控制圖都是通過設(shè)定一個控制限（Control Limit）來區(qū)分異常（Rule 1，其他暫且不談）。眾所周知，在標準分布的情況下，控制限以外的區(qū)域的概率小于0.5%，小概率事件是我們需要研究的對象。借用相同的思路，在樣本量充足、但數(shù)據(jù)分布不明確的情況下，我們可以通過分析數(shù)據(jù)的百分比分位數(shù)的方法來選擇一個固定值作為閾值（控制限），甄別小概率的產(chǎn)品批次，進而深入研究并評估風險。

那么，如何使用分位數(shù)法來選擇控制限呢？這個就要取決于自身的風險設(shè)定了。比如我們在做假設(shè)檢驗時，很喜歡設(shè)定α= 0.05，β = 0.1 一樣?；谂c傳統(tǒng)SPC一樣的管理標準，這里暫定0.5% 意思就是基于歷史上的大數(shù)據(jù)，我們希望甄別0.5%的批次進行進一步的評估和分析。

如何使用分位數(shù)法來選擇控制限
 
如何計算分位數(shù)？

分位數(shù)的計算其實很簡單，除了像直方圖外，根據(jù)自己數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，你可以通過簡單拖拽的方式，這樣就可以快速得到想要的結(jié)果了。

這里有一點需要注意，產(chǎn)品良率和報廢率根據(jù)個人需要而選擇，因此分位數(shù)的選擇是需要注意的。下圖中就是計算報廢率的分位數(shù)，因此計算時選用了99.5%的分位數(shù)作為控制限。

計算報廢率的分位數(shù)

為什么使用分位數(shù)法？

那么，為什么要使用分位數(shù)法呢？和傳統(tǒng)方法相比，它又有哪些讓人歡喜讓人憂的地方呢？

1可以分析樣本結(jié)構(gòu)不符合某種特定分布的情況

當收集的樣本數(shù)據(jù)并不符合特定分布時，強制計算控制限而得到的結(jié)果會存在偏差。在使用傳統(tǒng)的控制圖時，第一步都是對樣本數(shù)據(jù)進行分布擬合，判斷數(shù)據(jù)是正態(tài)分布、二項分布或是泊松分布。如果分布擬合差異很大，則需要轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)或增大樣本量后繼續(xù)分析，而分位數(shù)法可以根據(jù)大數(shù)據(jù)的水平直接*你需要的標準，從而彌補了傳統(tǒng)方法的缺陷。

2計算控制限的方法簡單，途徑多樣

使用分位數(shù)法可以得到一個一的值作為控制標準，計算起來非常簡單而且有多種途徑進行計算?？梢杂脤I(yè)的統(tǒng)計分析軟件實現(xiàn)，如JMP中的“分布”（Distribution）、“制表”（Tabulate）功能，也可以使用Excel進行計算（將一組數(shù)據(jù)從大到小排列，通過數(shù)據(jù)總量計算出所需分位數(shù)的序號直接進行選擇）。

3控制標準一，執(zhí)行便利

由于采用分位數(shù)法計算，每個項目的控制限是一的?，F(xiàn)場的QC可以根據(jù)控制表輕松地查詢出控制標準，進而確認是否需要暫停產(chǎn)品并通知工程師進行下一步的分析。（如果公司有生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可以嘗試將控制表電子化，并與生產(chǎn)管理系統(tǒng)鏈接，實現(xiàn)自動化控制產(chǎn)品和通知的功能）。

一段時間過后，當控制限較新時，可以由工程師下發(fā)新表，回收舊表進行管理（有自動管理系統(tǒng)的話可以刷新DB）。

而傳統(tǒng)的比率型控制圖，每個批次都需要計算控制規(guī)范，并記錄每個批次的結(jié)果是否符合規(guī)范。這樣的操作流程對于現(xiàn)場生產(chǎn)的QC要求很高。因此帶來人員管理上較高的要求，比如人員流動后所面臨的招聘和培訓工作，不利于現(xiàn)場管理和產(chǎn)品控制。

 

盡管分位數(shù)法控制圖亮點眾多，但它在應(yīng)用時也存在一定的限制，比如：

 

1對樣本量有要求 

由于分位數(shù)法是基于大數(shù)據(jù)的擬合方式，所以根據(jù)選取的標準對于樣本量是有要求的。例如10%的分位數(shù)較少就需要10個批次才能達到較少分辨率。0.5%分位數(shù)就需要較少200個批次才區(qū)分。

 

2不適合做新項目的管理

新產(chǎn)品、新項目的良率控制應(yīng)該遵循設(shè)計良率的要求，根據(jù)標準制造能力和公差管理預(yù)測基本良率指標，隨后分析改善切入點，調(diào)整后提高產(chǎn)品批次質(zhì)量，待項目正式放行后才開始收集數(shù)據(jù)并計算控制限。

而分位數(shù)法需要大樣本做基礎(chǔ)，不適合試產(chǎn)階段，并且試產(chǎn)階段時NPI（或類似部門）經(jīng)常會調(diào)整設(shè)計或參數(shù)，因此結(jié)果會有較大的變化。觀測所有試產(chǎn)數(shù)據(jù)時會發(fā)現(xiàn)分層（如數(shù)據(jù)雙峰或多峰），不適合用任何一種控制圖管理。建議直接設(shè)定階段性目標管理，待新產(chǎn)品量產(chǎn)放行后，再做SPC的管理。

 

控制限是否一成不變？

通過以上說明，我們明白了分位數(shù)法控制SPC的思路。那么，控制限設(shè)定后是否一成不變了呢？答案顯然是否定的。

控制限應(yīng)該基于實際的水平進行定期的較新。例如，生產(chǎn)線對于一個產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗累積越來越多，產(chǎn)品良率自然會向好的方向發(fā)展，那么控制限就應(yīng)該選取一定周期的樣本重新計算。

當重新回顧并計算現(xiàn)有產(chǎn)品的控制限后，如何判斷是否需要較新控制限呢（因為樣本不同時，新的控制限多多少少會與原來的控制限有區(qū)別）？這里因人而異，可以根據(jù)自身情況設(shè)定一個閾值。個人經(jīng)驗是根據(jù)生產(chǎn)的長期波動水平制定閾值。如圖4，筆者就通過編輯公式得到閾值后自動判斷是否需要較新控制限。

分位數(shù)法控制SPC的思路

 


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