品質方法與可靠度分析
什麼是品質方法？
品質方法是一套統計分析工具，主要用於 (1) 確保系統中各種製程的一致性，例如在化學反應器中維持穩定的 pH 值，或在醫療診所中維持一致的等候時間；(2）確保產品的測量結果在規格限制內。
這些工具包括基本但實用的圖表、管制圖（control charts）和製程能力分析（process capability analysis）。所有流程的測量都需透過量具來進行，而量具本身並不完美，可能會在測量中引入誤差。測量系統分析（Measurement Systems Analysis, MSA）用來衡量與控制量具變異。
什麼是可靠度分析？
可靠性分析是用來判斷隨時間變化的品質表現的分析方法，例如預測電子元件或由電子元件組成的電腦系統的故障時間。產品品質通常以上/下規格限來評估，而 可靠性 就是隨時間而變的品質。它的表達方式包括：在某段時間內應該有多少比例的產品超出規格，例如：5,000 小時內有 9% 發生故障；或在什麼時間點會有特定比例的產品發生故障，舉例來說：產品使用到第 1,205 小時後，預期有 10% 的產品會失效。
什麼時機會使用品質方法與可靠度分析？
品質方法用來監控製程，確保其維持在歷史數據或客戶定義的規格限制之內。假設你在一家印刷書籍的公司工作，就可以使用品質與可靠性方法來確保流程穩定，產品品質一致。
統計製程管制（Statistical Process Control, SPC） 就是一種廣泛使用的品質方法，其中包含管制圖。這些方法最早應用在工業領域，確保製造過程產出品質一致的產品，現在也被應用於醫療、實驗室甚至金融領域。
回到剛剛提到的印刷案例，使用管制圖可以協助你追蹤製程表現，並偵測任何異常變異。當公司持續印刷書籍時，你可以透過測量製程並使用管制圖，確保這些流程隨時間保持穩定。
管制圖範例說明： 管制界限是根據圖表上資料的自然變異而來。落在管制界限內的點被視為歷史分布的一部分；超出界限的點則被視為不屬於分布。
製程能力分析 有助於確保製造流程能夠產出符合使用需求的好產品。這些方法通常在流程開發完成、特性確定並優化後才使用。書本印製完成後，可將其品質特性與規格限或符合性標準進行比較，再決定是否交付出貨。透過分析所有書籍的資料，你可以評估印刷流程是否具備達成規格要求的能力。
但在改善流程之前，應確保由量具或測量系統所提供的數據是準確的，這點至關重要。舉例來說，卡尺測量一條應該為 16 公分的線條時，是否能夠穩定重現這個長度？量具研究（Gauge Studies） 可用來了解測量流程中變異的主要來源，包括：
- 重複性（Repeatability）：在相同條件下反覆測量所產生的變異；
- 再現性（Reproducibility）：在不同但具代表性的條件下產生的變異；
- 偏誤（Bias）：測量值與實際值之間的差距。
透過對用於測量書籍品質的工具進行量具研究，可以了解總體變異中有多少來自測量系統本身，多少來自實際流程。
決定產品在製造當下是否適用是很直接的。但要如何判斷產品品質是否隨時間維持或退化？又該如何預測失效時間？這些問題可透過 可靠度分析 來回答。
可靠度研究 會分析和預估失效時間資料，例如平均失效時間，或在某一特定時間內會有多少比例的產品發生故障。可靠度分析會考量三種類型的失效資料：
1）知道確切失效時間；
2）僅知道失效發生在某一時間區間內；
3）尚未發生故障，因此尚未觀察到這些變化。
可靠度分析會納入這些不完整資料的資訊。例如，你可以收集一批書籍裝訂是否失效的資料，以預測單一本書的裝訂失效時間，或比較新舊裝訂流程的可靠度，甚至用於設定保固時間。
左側圖表顯示，約有 11.5% 的產品在 1,825 小時內預期會失效。右側圖表則顯示，大約在使用 3,641 小時後，預計會有 50% 的產品失效。若改變壽命分析工具（Distribution Profiler）中的 Life 值，或分位數分析工具（Quantile Profiler）中的 Probability 值，則可以預測不同時間點的失效率。