MIL-STD-1916抽樣檢驗實務應用

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一、目的

  1. MIL-STD-1916抽樣表係由美國軍方於1996年正式公佈發行,此抽樣表目的是用來取代實施已久的MIL-STD-105E表(計數值)、MIL-STD-414表(計量值)及MIL-STD-1235表(連續)等抽樣標準。
  1. MIL-STD-1916抽樣表含有計數值、計量值、連續抽樣等(均為單次),最重要的是,皆是”零收一退”c=0之允收水準,而且不再使用AQL允收水準。不使用AQL,代表不用事後檢驗來維持OQC出貨品質,促使供應者以預防為主體,建立統計製程管制(SPC)與有效性的管制圖管制。
  1. MIL-STD-1916抽樣表不適用於破壞性試驗與不能執行”100%全檢”的產品,並且對產品品質特性區分為嚴重品質特性、主要品質特性、次要品質特性,這些品質特性區分標準為:
  • 嚴重品質特性:是指對使用者不安全、
  • 主要品質特性:是指對產品功能失效、
  • 次要品質特性:是指有不符合要求,但仍可使用

〔參考資料〕

  • 張有成,2005,抽樣檢驗,中華民國品質學會,台北。
  • 陳漢棟,2009,品質檢驗作業,科建管理顧問股份有限公司,桃園。
  1. MIL-STD-1916表取代原來的MIL-STD-105E(計數值)表和MIL-STD-414表(計量值)與MIL-STD-1235(連續性)計劃區分如下:
項目 MIL-STD-1916 MIL-STD-105E(計數值)
MIL-STD-414(計量值)
MIL-STD-1235(連續性)
目的 以改善製程為目的,並建立持續改善制度 採最終檢驗並剔除不良品
允收水準 以零缺點為要求,採取零收一退 以AQL為驗收水準
適用性 適用於計量值、計數值與連續性抽樣計劃等,均可以使用 MIL-STD-105E(計數值)
MIL-STD-414表(計量值)
MIL-STD-1235(連續性)
抽樣品質 強調製程管制之品質系統 以抽樣計劃,發現不良品退貨
注重與強調之處 要求供應商採SPC預防措施,強調預防重於事後的檢討 注重抽樣結果

張有成,2005,抽樣檢驗,中華民國品質學會,台北。林松茂整理

二、使用1916表抽樣計劃規定

  1. 決定抽樣計劃種類並訂出查證水準:使用MIL-STD-1916抽樣表在抽樣前須決定產品與調查現況,定義品質特性是計數值、計量值、連續抽樣計劃等,以及批量N、查證水準(VL)等。
  1. 查證水準(VL)係按照抽檢之品質特性對使用者的重要程度,分成Ⅰ~Ⅶ級;第Ⅰ級最寬鬆,第Ⅶ級最嚴謹。
  1. 查證水準(VL)代表生產者對該產品品質特性認為應努力做好的程度,例如:不合格對使用者會造成嚴重傷害考慮時,則這傷害之品質特性為嚴重品質特性,應設定為最高之Ⅶ級,且規定Ⅶ級之項目應實施自動化的篩選(全檢)如:PCB印刷電路板採AOI自動光學檢測100%全檢。假若品質特性為次要品質特性,例如:PCB印刷電路板外觀綠漆顏色淺(變淡),這並不會影響產品尺寸與使用的便利性時,則VL可設定為Ⅰ級。
  1. 為了鼓勵供應商建立良好的品質系統以及有效的製程管制,可以由供應商提出證據,證明在產品生產期間之「一定品質水準」,此指對嚴重品質特性的Cpk=2.00(±6σ水準);主要品質特性之Cpk=1.33(±4σ水準);次要品質特性之Cpk=1.00(±3σ水準)。

[註1] 1916表不同於MIL-STD-105E表(通常設定Ⅱ)、MIL-STD-414表(通常設定Ⅳ)之水準。

[註2] 1916表並未特別指出查證水準(VL)如何指定。

〔參考資料〕張有成,2005,抽樣檢驗,中華民國品質學會,台北。

三、MIL-STD-1916表各種標準轉換程序

■ 計數型

  1. 抽檢通常是由正常檢驗開始,依照轉換程序可以加嚴or減量檢驗。 加嚴檢驗之抽樣數或要求值在正常數值的左邊(即VL加大一級),減量 檢驗之抽樣數或要求值在正常數值的右邊(即VL減少一級)。
  1. 轉換的操作程序:

 [註1] Na(N)指相同認證水準VL、樣本代字CL之計數型、正常檢驗的樣本數。
 [註2] Na(T)指相同認證水準VL、樣本代字CL之計數型、加嚴檢驗的樣本數。

〔參考資料〕陳漢棟,2009,品質檢驗作業,科建管理顧問股份有限公司,桃園。

  1. MIL-STD-1916-計數值查表法範例:

【例題】 N=3,000 、 VL=Ⅳ級 、 正常檢驗 、 計數型。

步驟:

  1. 查【表1-1】樣本代字表中,N=3,000、VL=Ⅳ級、得代字C。
  1. 查【表1-2】計數表,代字C、CL=Ⅳ級,得Na(N)=128。(若改為加嚴檢驗則Na(T)=320、減量檢驗n=48)。
  1. 判定:由N=3,000中隨機抽取n=128樣本,假若樣本無不合格品(c=0),則本批允收,假若有一個或一個以上的不合格品,則判拒收。

【表1-1】樣本代字(CL)對照表

 【表1-2】

■ 計量型 (區分為單邊規格、雙邊規格)

【例題】 N=3,000 、 VL=Ⅳ級 、 正常檢驗 、 計量型

步驟:

  1. N=3,000 、VL=Ⅳ 級、代字 C 。
  1. 查【表 1-3】計量表,得樣本大小nv(N)=37 、 允收數k值=2.56 、 允收數F值=0.18

【表 1-3】計量值抽樣計畫

 

  1. 判定方法
  1. 先由n=3,000中隨機抽取n=37樣本,依照品管規格檢驗,假如發現不合格品時,則全批判定拒收,如果n=37樣本都合格,再進行以下(2)的階段驗算。
  2. 不管是單邊規格或雙邊規格都要先行查驗K值符合性。計算n之平均值 、樣本標準差s 假若 |x-bar –USL︱ / s或|x-bar –LSL︱ / s ≧ K時,單邊規格時可以判定允收 。 反之;若|x-bar –USL︱ / s 或|x-bar –LSL︱ / s< K時,單邊規格時可以判定拒收。
  3. 當雙邊規格符合K值要求後,接續著進行雙邊規格F值的查驗,假如 s / (USL-LSL) ≦F 時判定允收,如果;s / (USL-LSL) >F 時則判定拒收。

■ 連續抽樣型

【例題】 N=3,000 、 VL=Ⅳ級 、 正常檢驗 、 連續型。

步驟:

  1. N=3,000 、 VL=Ⅳ級 、代字 C。

 

  1. 查【表 1-4】連續抽樣表,得到全檢篩選數: i=572 、抽檢頻率: f= 1/ 24。
  1. 判定方法:
  1. 由第一個生產的產品時開始檢驗,全檢至第572件的時候 (因i=572),則需要如下(2)說明。
  1. 全檢n=572皆合格,由第573件產品時起按照f=1/24 抽檢,如抽檢產品皆合格時,維持f=1/24抽檢至N=3,000個產品完成。
  1. 全檢或抽檢時發現不合格品,則下一件產品重新進行計算全檢 i=572件。例如第698件發現不合格品時,則自第699件全檢至699+572=1,271件。
  1. 前述抽檢階段(f=1/24),執行時可以彈性縮短間隔(間隔小於24,例如22、20、18---),需要注意的是不可放寬間隔,因彈性變動抽樣間隔,可以落實抽樣的隨機性。
  1. 品檢期間發現的不合格品,皆應該剔除在N=3,000的交貨內。

  【表1-4】連續性抽樣計畫

 〔參考資料〕

  • 陳漢棟,2009,品質檢驗作業,科建管理顧問股份有限公司,桃園。
  • 楊義明.鄭鴻榮.盤天培,2005,MIL-STD-105E、414與1916抽樣計劃之運用,品質月刊,94(10),73-74。
  1. 特殊抽樣MIL-STD-1916 對氣體和液體的抽樣

石化廠生產氣體和液體,原物料以一槽車為一次計算取樣,然而固體物則是每採購一次隨機取樣一次,以MIL-STD-1916抽樣檢驗,查表步驟如:

  1. 以抽樣技術之集合體抽樣法,大部分屬於計量性測定,其集合體可分為:
  • 流體如氣體及液體。
  • 泥漿狀如紙漿或有機化合物之反應中間物質等。
  • 連續體如電線、紙、鋼絲、紗等。
  • 塊狀混合物。
  • 流體物之抽樣。
  1. 本石化廠生產氣體和液體,抽樣選擇計量值抽樣計劃,由於原物料是以一槽車一次計,樣本代字可選擇用A代字,查證水準(VL)Ι級,因抽取不均勻氣體或液體時,此時不需要考慮到高深的抽樣理論,只要是設法均勻混合流體(但要注意其均勻性),就可以得到可靠又經濟的抽樣結果,僅僅抽少數樣本就可以做到有效的判定。
  1. 假若為固體態如塊粉混合物或是連續體屬於集合體,屬於計數值抽樣計劃,採用MIL-STD-1916抽樣檢驗,樣本代字可選擇用A代字,查證水準(VL)Ι級,採取零收一退。
  1. 抽樣檢驗查表可參考前述【表1-1】~【表1-3】。

〔參考資料〕張有成,2005,抽樣檢驗,中華民國品質學會,台北。

四、MIL-STD-1916表之實務應用

  在IQC過程遇到不良品(批),品管要存在審慎懷疑的態度,對本次批量的入料檢驗採取嚴格的態度,是要拒收退貨,或請供應商來廠會判,待供應商全檢後,再重新進料檢驗一次。採行105E 表以AQL的方式,允收批不代表沒有不良品的發生與保證,允收批進入生產線也會有不良品發生的機會,發生β錯誤-消費者冒險率的機會是很高的。

  1. 1916抽樣計劃實務應用
  • 公司進料檢驗採取1916表計畫方式,以”零收一退”c=0之允收水準來建立公司的品質要求,當然在IPQC、FQC、OQC等過程,也要以這抽樣技術來管制生產過程的出貨品質。無可厚非,坦白的說實施”零收一退”c=0之允收水準,對成本與交期的影響,會有某種程度的衝擊,品管在面對內部的反彈聲浪時,一定要擇善固執地堅守品管的立場,如遇內部的雜音時,一定要積極的溝通協調,找出問題解決出口的可行方案。
  • 有時會遇到一個矛盾的現象,採購對外合約-供應商材料規格書,明定進料檢驗水準是採105E 表,AQL的方式,但是;品管對內的品管檢驗標準,卻是採取1916表計畫方式,以”零收一退”c=0之允收水準,常常會聽到或看到採購與業務、生管、技術工程、製造、品管等單位,大家為了生產線發現到的不良品,延誤出貨與訂單數量的問題,在那裡爭得臉紅脖子粗,煙硝味濃厚。
  • 採取”零收一退”c=0之允收水準一定會是個好方式,當然也會遇到供應商不願配合,選擇不合作交易,採購單位面對這一品質政策,有時也會騎虎難下,進退兩難,在台灣生存的中小企業或工廠,供應商與公司的合作配合,為了”零收一退”c=0之允收水準,當然會斤斤計較,這是牽涉到成本的問題,但採購內有政策壓力:”零收一退”決不加成本;外有供應商不買帳,要”零收一退”就要加錢,否則不願配合,知名大企業大公司沒有這問題,因為是買方強勢,但是中小企業就麻煩了,有時是賣方市場,怎麼要求供應商,這可真是一個頭痛的大問題。
  • 面對公司品質政策與品質目標,有人採取上有政策,下有對策的方式,與供應商談條件,但只針對某幾項特定產品的要求,對於採購人員這樣的作法,可以理解是迫於成本與交期的壓力,也有是怕得罪供應商,擔憂到最後沒有供應商可配合,對於品質、成本會作一取捨與調整。短期來看,只能做到打火的方式,品質是浮動與不穩定的;長期的眼光來看,對於長久配合的供應商,”零收一退”c=0之允收水準,要不斷的與其溝通,尤其是要直接找董事長或總經理溝通,一次就找對的人談,可以避免一些節外生枝的狀況。新開發供應商在一開始時就擇優與詢問其配合之意願,一開始就要求採取1916表抽樣計畫方式,以”零收一退”c=0之允收水準,在採購合約中明示交易配合。
  • 供應商對於”零收一退”c=0之允收水準一定會反彈,這時有效的解決辦法,採購與供應商品質保證(SQA),共同邀請供應商到公司來開會溝通,由公司董事長或總經理,直接與供應商座談,一來借助老闆的力量,登高一呼表明公司現在的品質政策與品質目標;二來也可以觀察供應商的意願,如不願配合的供應商,可以及時的擇優汰劣,當然這要有配套措施,不能要馬兒好卻不給馬兒草吃,可以規劃一些優惠的方式如:
  • 長期都無不良品發生且表現優良者可以給予免檢優惠鼓勵。
  • 縮短貨款付款的時間。
  • 公司可以提供必要技術支援,由SQA進行供應商輔導,強化供應商品質能力。
  • 品質的一致性,實施MIL-STD-1916抽樣表含有計數值、計量值、連續抽樣等均為單次檢驗水準,最重要的是,皆是”零收一退”c=0之允收水準,而且不再使用AQL允收水準,公司不管是對內或對外,都要採取這一抽樣檢驗技術,強調品質抽樣的一致性。
  • 比較務實作法的公司,是將產品簡單定義為一般品(標準品)與車規(車用)產品,一般品(標準品)無關高品質要求,則採取105E表、AQL的方式。對於車規(車用)產品,因屬重要保安部品,採取高品質水準要求,需要嚴謹的抽樣檢驗技術要求,當然選擇MIL-STD-1916表,採取”零收一退”c=0之允收水準,這是必要的措施。
  • 生產產品的品質取決於製造流程的管制,在這前提之下,抽樣檢驗並不是主要的管制項目,假若SPC統計製程與管制圖徹底實施時,此時抽樣計劃反而成為不必要的成本支出,在生產過程中就以及時監控的管制圖,以預防的措施來達到零不良的出貨品質。
  1. 1916抽樣計劃在採購合約上的要求如下:
  • 產品的品質不是靠檢驗出來的,是藉由完美的製程管制下製造出來的。
  • 在”零收一退”c=0之允收水準下,供應商並須將此計劃也納入公司品質政策中,建立完整製程管制體系。
  • 供應商必須建立以預防為主的品質管理系統,彰顯其具有持續不斷改善的企圖心。
  • 供應商需要建立品質管理系統,這可以根據ISO 9001:2008標準進行規劃。
  • 品質是製造出來的,製造的品質必須滿足客戶的一般要求,或者說是要達到零不良品的要求。
  • 利用SPC統計製程管制來降低整體的製造變異,同時也應該逐次提昇Cpk以期達成改善品質的目標。
  • 供應商應該定期檢討及記錄,且藉由精密度(Cp)的提高來提升製程能力指數(Cpk)。
  • 產出要有一致性,這是製程能力改善的主要目的。
  • 利用預防的精神針對流程中的不符合項目進行差異性分析與改善。
  • 供應商需要利用PDCA持續不斷的改善動力,這不僅僅止於SPC統計製程管制,其它活動如QCC、FMEA、6σ等工具也可被應用在製程改善上。

〔參考資料〕

  • 張有成,2005,抽樣檢驗,中華民國品質學會,台北。
  • 楊義明.盤天培.鄭鴻榮,2005,MIL-STD-1916與105E轉換,品質月刊,94(10),59-60。

五、結論

  多數的公司、企業與人員,皆認為零收一退的抽樣檢驗方式必然會成為發展趨勢,管理階層及採購單位,都會紛紛要求品管人員,採用1916表簡化抽樣檢驗作業以爭取時效,全數檢驗成為企業主的喜愛,在強調零不良的要求之下,”零收一退”c=0之允收水準正符合這期待,尤其以電子製造高科技業者為甚。

  抽樣檢驗是一項品質成本,可以說是一項浪費,但要規劃合宜的抽樣計劃,它有一定的嚴謹度。大多數的供應商尚無法完全脫離AQL允收水準作業,台灣中小企業採用105E表、AQL允收水準實施多年,一般皆採用Ⅱ級、正常單次檢驗,且不管批量大小,皆適用這一AQL允收水準,實施多年以來,建議應當以批量大小去訂定抽樣查證水準(VL),讓抽樣成本減少,惟有將抽樣成本降到最低,才會符合品質成本低降的要求。

  實施MIL-STD-1916表之零收一退 (c=0) 是一個終極目標,惟有在公司的品質水準達到不良率=0 (p=0%)時,才能有效實行,對外供應商的品質提升也到達(p=0%)時,才能對零收一退的要求落實,每批到貨皆符合零不良品與100%交貨率的目標,不用多派人力執行抽樣檢驗,最終到達免檢驗制度,才能真正落實MIL-STD-1916表之零收一退 (c=0)的精神。

 

【參考書籍】

  • 張有成,2005,抽樣檢驗,中華民國品質學會,台北。
  • 張有成,2005,MIL-STD-1916與MIL-STD-105E應用之比較,品質月刊,94(05),86-88。
  • 楊義明.鄭鴻榮.盤天培,2005,MIL-STD-105E、414與1916抽樣計劃之運用,品質月刊,94(10),73-74。
  • 楊義明.盤天培.鄭鴻榮,2005,MIL-STD-1916與105E轉換,品質月刊,94(10),59-60。
  • 陳漢棟,2009,品質檢驗作業,科建管理顧問股份有限公司,桃園。

 

附錄、MIL-STD-1916 MIL-STD-105E ( CNS-2779 Z4006 標準應用之比較表:

MIL-STD-1916 MIL-STD-105E
美國國防部於1996年4月1日正式發行的標準,此1916表主要作為公司向供應商採購與驗收產品的抽樣檢驗方法,並作為對供應者在簽訂合約時要求的準則。此1916表提供了一套完整的抽樣計劃與程序,內容包含對於計數值、計量值以及連續型抽樣作業均可適用,抽樣計劃係選別型兼調整型兩種。公司組織對供應商要求其應建立有效的統計品質管制系統,並且實施有效果的統計製程管制(SPC),促使供應者以預防為主體,建立品質系統與"有效的"製程管制。 美國國防部於1989年5月10日公佈發行之軍用MIL-STD-105E表標準,用來取代實施有26年之久的105D抽樣表。105E是屬於計數值抽樣程序與抽樣表,105E表除了將文字部分改編外,統計的手法與表格的製作方式皆與105D表相同。105E表係調整型抽樣檢驗計劃,但可作為選別型抽樣檢驗計劃用,我國中央標準局將其轉換為CNS-2779 Z4006國家標準推廣運用。
【適用範圍】

最終產品
零件
基本材料
製程中的料件
儲存中的補給作業
維護作業
數據或紀錄
行政管理程序

【適用範圍】

最終產品
零件
原料
製程中的料件
保養作業
儲存中的補給作業
維護作業
數據或紀錄
行政管理程序

【限制條件】
抽樣計劃與程序,不適用於(1)破壞性試驗(2)不能執行篩選之產品

【限制條件】
不適合運用在品質水準以每百萬分之一(ppm)為要求的範圍。另外對於AQL的選擇或應用,並非意味著允許供應商有供應任何不良品之權力。

【檢驗水準(查證水準)】
1916表中列有七個查證水準(VL):Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ及Ⅶ等七個水準,由右往左依序排列,在此表中Ⅶ的左欄列有加嚴(T);在右欄位有減量(R),在決定某查證水準後,左欄為加嚴、右欄為減量。
【檢驗水準(查證水準)】
105E表中列有S-1、S-2、S-3、S-4等四個特殊水準,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為一般水準,由左向右排列,S-1等四個特殊水準適用於破壞性檢驗或需要小樣本大小時使用。一般水準以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等三級,通常採用Ⅱ級水準。
【樣本代字】
1916表僅有A、B、C、D、E五個英文字母,依批量大小(N)與查證水準(VL)查得樣本代字。
【樣本代字】
105E表共有A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、Q、R等十六個英文大寫字母(除I與O易與數字混淆剔除)。依批量大小(N)與查證水準(VL)查得樣本代字。
【抽樣計劃】
1916表僅有單次、0收1退、不允許允收不合格品,從表中可依查證水準(VL)與樣本代字查得樣本大小(na)。
【抽樣計劃】
105E表分單次、雙次、多次,從表中可依樣本代字與AQL查得單次抽樣計劃之樣本大小(n)、允收數(Ac)以及拒收數(Re)。
【AQL之選用】
1916表絕對排除使用 AQL。
【AQL之選用】
AQL≦10%時為百分不良率或百件缺點數。AQL≧10%時僅適用於百件缺點數。對一群缺點可以採集體的考慮,或者以個別缺點來選用不同的AQL。
【缺點分級】
不符合(Nonconformance):指任何品質特性偏離規定的要求者。
【缺點分級】
缺點( Defect):指產品單位有任何的不符合要求者。

【品質特性分類】

  • 嚴重品質特性:指該項品質特性若不符合要求時,則在使用與維護的過程中,將會造成人員危害或不安全。
  • 主要品質特性:指該項品質特性若不符合要求時,將會導致產品失效或是降低其使用性。
  • 次要品質特性:指該項品質特性若不符合要求時,對產品的使用性方面不致減低其期望的目的,或者是雖然與所設定的標準有所差異,但是在產品的使用或操作效用上並沒有多大的影響。

【品質特性分類】

  • 嚴重缺點:指根據判斷及經驗,顯示對於使用、維修或依賴該產品之人員,有發生危險或不安全結果之缺點。
  • 主要缺點:指嚴重缺點以外之缺點,其結果可能會導致產品故障或實質上降低產品單位之性能,以致於無法達成期望之目標。
  • 次要缺點:指產品單位之使用性在實質上也許不致於減低對於產品期望目的之缺點,或者說雖然與已設定之標準有一差異,但在產品單位之使用與操作效用上,並沒有多大之影響。

【不合格品】

  • 不合格品:指一件產品含有一項或多項不符合者。
  • 嚴重不合格品:指一件產品含有一項或多項嚴重品質特性不符合規定要求者。
  • 主要不合格品:一件產品含有一項或多個或多項主要品質特性不符合規定要求者,但是符合所有嚴重品質特性。
  • 次要不合格品:一件產品含有一項或多項次要品質特性不符合規定要求者,但是符合所有嚴重與主要品質特性。

【不良品】

  • 一個產品單位內含有一個或一個以上之缺點。
  • 嚴重不良品:一個產品單位內含有一個或一個以上之嚴重缺點,但同時也可含有主要或次要缺點。
  • 主要不良品;一個產品單位含有一個或一個以上之主要缺點,但同時可含有次要缺點;但不允許含有嚴重缺點。
  • 次要不良品:一個產品單位含有一個或一個以上之次要缺點,但不含有嚴重缺點或主要缺點。
【抽樣方法】
採取隨機抽樣或分層隨機抽樣。
【抽樣方法】
代表性(分層)抽樣,從每一分批或批量中採取各個部份隨機抽樣。
【抽樣時機】
樣本可以在全批量產品組裝完成後抽取,或者是在組裝時抽取,在組裝時抽取樣本,批量之大小需在樣本抽取前即已決定。
【抽樣時機】
樣本可以在批量內所有單位全部組裝完成後抽取樣本,或者可以在組裝時抽取樣本;在組裝時抽取樣本,批量之大小需在樣本抽取前即已決定。
【採取100%檢驗機制】
當批量≦樣本大小時,此時則採取100%檢驗。
【採取100%檢驗機制】
假如樣本大小≧批量時,此時則採取100%檢驗。

〔參考資料〕張有成,2005,MIL-STD-1916與MIL-STD-105E應用之比較,品質月刊,94(05),86-88 林松茂 整理

 

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