新版 AIAG_VDA SPC 改版內容淺說
《 AIAG-VDA 統計程序控制》:第一版正式版預計於 2026 年 6 月發佈,對比汽車業大家非常熟悉的 AIAG 《統計程序控制》: 2005 版(以下簡稱 AIAG SPC 新版),以及另一本汽車業絕對重量級的 VDA 4 《過程全景中的品質保證-經濟的過程設計和程序控制》: 2021 (以下簡稱 VDA 4 )有哪些主要變化點?
總體來看:正式版本汲取了 AIAG SPC 、 VDA EPD&PC 、 ISO 22514 、 ISO 3534 、 ISO 7870 、 ISO/TR 11462-3 之精華還融入了很多最佳實踐,實現了從孤立統計工具手冊向預防性過程管理方法的飛躍,無論從管理流程層面、還是統計技術層面,都展現了突破性的進步!以下重點闡述 AIAG VDA SPC 、 AIAG SPC 、 VDA EPD&PC 三者的 15 個方面主要差異點:
更趨於流程化,有利於引導使用和管理
AIAG-VDA SPC 新版
統計過程管理/控制→ SPC 應用要求→方法概要→機器性能為放行生產設施→過程性能和能力為放行製造過程→統計程序控制圖和持續能力→軟體應用→檔化和報告→追溯/存檔。
AIAG SPC
持續改進和統計程序控制→控制圖→其他類型控制圖→理解計量型資料過程能力和過程性能。這種章節編排不利於落地使用,以至於企業內很多使用 SPC 十多年的“老專家”至今尚未厘清 SPC 應用流程思路。
VDA 4
過程→過程設計→過程認證→過程分析→程序控制→過程評估。 這種章節編排總體體現統計過程管理的流程思路,顯然黃皮書繼承並擴展了此部分內容。
程序控制系統融入六個品質控制環
為統計過程管理的有效實施提供多重保障。
AIAG-VDA SPC 新版
程序控制系統和六個品質控制環融為一體,其中六個控制環包括:
▪︎ SPC 團隊從防止產生不良的角度使用統計程序控制環、品質合格門控制環、後過程改進控制環。
▪︎ 品質審核員從局外人監督的視角使用產品審核控制環、過程審核控制環、體系審核控制環。
程序控制系統和過程改進迴圈分離,其中過程改進迴圈中包含分析過程環、控制過程環、改進過程環。顯然正式版 SPC 內容一部分來源於此。
SPC 需要與 QMS 流程及其他工具協同
將 SPC 融入到公司品質管制體系中,讓 SPC 在真正需要特殊控制的特性上發揮有效的預防性控制作用。
AIAG-VDA SPC 新版
尤其強調與公差/規範設計、 FMEA 、特殊特性、過程設計( DOE )、控制計畫、 MSA 等的密切配合使用。 設想一下:如果公差/規範設計本身是不合理的, Cpk / Ppk 值再好,也只能成為蒙混過關的擺設;如果測量系統是不合格的, SPC 報告只能是沙灘上的城堡。
AIAG SPC
假設測量系統是合格的,與 QMS 體系融合還不足。
VDA 4
強調過程設計、控制策劃、假設測量能力是合格的,顯然黃皮書中內容更多來源於此。
SPC 需要團隊合作
清晰的角色定義和能力要求,為正確運用 SPC 提供能力支撐。
AIAG-VDA SPC 新版
明確定義了 SPC 中各類角色和能力要求,具體能力要求如下表:
AIAG SPC : 無此項要求。
區分能力研究的方法 / 指標 / 樣本量
與生產過程成熟度緊密關聯,能更清晰地引導使用。
AIAG-VDA SPC 新版
▪︎ 機器性能( Pm 、 Pmk ):目的是為了放行設備;則僅需研究機器變差;典型樣本量為連續生產 50 ~ 100 件。
▪︎ 初始過程性能( Pp 、 Ppk ):為了放行生產過程;則需要研究人、機、料、法、環帶來的變差,此時變差尚未充分暴露;典型的樣本量為 125 件(每組 5 件,至少 25 組,合理抽樣)。
▪︎ 過程性能 (( Pp 、 Ppk )) 或能力( Cp 、 Cpk ):為了監控生產過程;則需要研究人、機、料、法、環帶來的變差,此時變差得到充分暴露;典型的樣本量為 125 件或更多(每組 5 件,至少 25 組,合理抽樣)。
AIAG SPC : 未提及機器能力研究。
機器性能要求
為機器能力驗收提供明確的流程步驟和接受準則。
AIAG-VDA SPC 新版
▪︎ 機器性能 Pm 、 Pmk ,詳細描述了機器性能研究的流程步驟。 為避免設備狀態的不確定性引起的損失,提出了預加工 1 件、 5 件的預驗收方法和接受準則。
▪︎ 帶有多個夾緊裝置或型腔的設備,需單獨研究每個工位元、夾緊裝置或型腔的機器性能。
▪︎ 統計技術上考慮樣本量差異對置信區間的影響,針對不同類型特性指定了不同樣本量的置信度要求及性能要求,
時間分佈模型
引入了過程隨時間的分佈模型,更加符合實際的生產過程狀況,為合理計算過程性能/能力、以及經濟地持續控制過程提供了理論框架。
過程性能 & 能力指數的選用
終結了一直以來用短期/長期來區分的 Ppk / Cpk 的跨世紀爭議,改用穩定性來區分。
AIAG-VDA SPC 新版
使用 Pp / Ppk 或 Cp / Cpk 來評估過程性能或能力時,指數的名稱取決於是否明確評估了穩定性。兩種指數(性能和能力)都使用相同的公式,利用過程的總變異。 只有當過程穩定時(無論是統計穩定還是受控穩定),才能使用指數 Cp / Cpk ,如果無法或不應評估穩定性,或者過程明確不穩定,則使用指數 Pp / Ppk 。
在統計技術上考慮樣本量差異對置信區間的影響,針對不同類型特性指定了不同樣本量的性能/能力要求。
過程性能 & 能力指數的計算公式 , 採用不依賴於正態分佈假設的計算法,為實際製造過程中很多非正態分佈特性計算性能提供了理論支撐。
控制圖的分類
更加多元化分類,充分滿足了不同的控制目的和時機。
AIAG-VDA SPC 新版
▪︎ 基於不同評估方法:分析用控制圖和統計程序控制控制圖,前者是後者的基礎。
▪︎ 基於不同控制理念:過程相關控制圖和公差相關控制圖,前者更側重於優化過程品質,而後則側重於滿足公差要求。
控制圖的選擇
所有控制圖的使用場景被一覽無遺地展現在兩張圖中,為選用控制圖提供了清晰的路徑。
AIAG-VDA SPC 新板
▪︎ 在 8 種休哈特控制圖選擇路徑的基礎上,擴充了許多其他應用場景的特殊控制圖,如區域圖、非正態控制圖、 CUSUM 、 EWMA 、回歸控制圖、多元控制圖、稀有事件控制圖等……
▪︎ 作為補充:基於 8 種不同的時間分佈模型,明確了休哈特控制圖、皮爾森控制圖、擴展休哈特控制圖、驗收控制圖的使用場景。
控制圖判異準則
任何分佈模型過程都可以基於程序控制需求選擇合適判定準則。
AIAG-VDA SPC 新版
對於一般分佈模型過程而言,可考慮如下準則
▸ 點:超出控制限,這是確定穩定性的首要且簡單準則;
▸ 鏈:一定數量的連續點位於中心線之上或之下;
▸ 趨勢:一定數量的連續上升或下降序列;
▸ 中間三分之一區域:控制限內中間三分之一區域內的點過少或過多。
於正態分佈模型過程,可遵循基於標準差的 “西方電氣規則” 或 “納爾遜規則” 等穩定性準則。 基於這些規則,只要滿足以下任一準則,過程即被視為不穩定:
▸ 一個點超出控制限( ±3s )
▸ 3 個連續點中有 2 個在中心線同一側且距離 ▸ 中心線超過 ±2s
▸ 5 個連續點中有 4 個在中心線同一側且距離中心線超過 ±1s
▸ 9 個連續點在中心線同一側
▸ 15 個連續點在中心線 ±1s 範圍內
控制圖有效性評估
引入了 OC 曲線和 ARL 對控制圖的有效性量化評估方法,為優化控制圖使用提供了科學依據。
AIAG-VDA SPC 新版
▪︎ OC 曲線提供一個示例展示了過程均值漂移對超出控制限的概率的關係,但尚未給出計算原理,期待正式版能細化。
▪︎ ARL 提供了過程均值漂移與 ARL 之間的關係,但尚未給出計算原理,期待正式版能細化。
軟體要求
適應數位化時代過程管理要求。
AIAG-VDA SPC 新板
▪︎ 軟體驗證與確認:必須確保分析軟體的計算結果是準確。
▪︎ 資料介面:提倡標準化介面(如 OPC UA )以減少人工錄入錯誤。
▪︎ 系統集成:建議將 SPC 軟體與 CAQ 系統集成。
報告標準化與資料追溯
AIAG-VDA SPC 新版
明確提出報告需要至少具備 11 類資訊 (關鍵資訊如:長條圖、運行圖、概率圖、分佈模型、控制圖、性能/能力指數置信區間等),並提供了完整報告的示例模版。
以上重要改變項目總體概述了 AIAG-VDA SPC 新版、 AIAG SPC 、 VDA EPD&PC 的核心差異。我們不難看出 AIAG-VDA SPC 新版不僅僅關注“如何計算”,更關注“如何管理”。 黃皮書整體內容更系統、更嚴謹、更清晰、更實用,同時應用門檻也隨之提高。