《工学GRR分析》PPT课件.ppt

G R R,Gauge Repeatability and Reproducibility 量具的重複性和復現性,目錄,量測系統構成 量測系統變異 系統分析概述 GRR實驗設計,什麼叫GRR? 為何要研究GRR? 如何進行GRR設計與分析,量測系統構成,量測系統,測試環境,待測試件,操作(人員.過程),量具.設備(軟.硬體),量具:任一可用以量測之設備 操作.准則.量具及其他設備軟體及指定之一群待量測之集合,經由完整程序取得量測值,量測系統之變異,v量測值= v真值+ v誤差,測量系統誤差,真值,量測系統,量測值,量測系統分析術語,准確度(Accuracy) 重複性(Repeatability) 再生性(Reproducibility) 穩定性(Stability) 線性(Linearity) 等效性(Equivalence),精密度,准確度,指量測平均值或實際 量測值與真值之一致程度 准確度是一個定性概念 Bias=-0,偏差越小, 准確度越高 准確度可通過校正得到糾正,True Average,Accuracy,Observed Average,准確度的評估,重複性(Repeatability),重複性是指用同一個量具,同一位作業者,在較短時間內多次量測相同零件之指定特性時之變異,因量具為其主要變異,有時又稱為量具變異 重複性可以用測量結果的分散性()定量地表示 在完全相同的量測條件下, 重複之量測值間的差異 為量測系統本身產生的差異, 隨機誤差范疇,Repeatability,再生性(Reproducibility),再生性指不同作業者以相同量具量測相同產品之特性時,量測平均值之變異,又稱作業者變異, 在量測之條件有所變化下,重複之量測值之間的變異(操作者,測量儀器.測量原理方法,裝夾,位置,環境條件,較長的時間段),可以用測量結果的分散性定量表示 為外在因素引起之量測系統的變異,Reproducibility,Operator B,Operator A,量測系統之統計特性要求,理想的量測系統具有零偏差.零巒異的統計特性,但實際依據的是一個非理想統計特性的量測系統,雖然各量測系統可能需具備各別的統計特性,但下列特性為所有量測系統均須具備 量測系統均須在統計管制下,而其所產生之變異應根源于共同原因,而非特殊原因 量測系統之變異須相對小于生產製程之變異 量測系統之變異須相對小于規格界限 量測系統之最小刻度須相對小于製程變異或規格界限之較小者,一般應小于其1/10 最大的量測系統變異須相對小于製程變異或規格界限之較小者,量測系統之考量,量測系統主要考量 1.分辨率:對微小變異的感知 2.穩定性:系統長時間的穩定性 3.精度:量測誤差是否足夠小 精度包含准確度.精密度(重複性.再生性),而准確度可通過校正得到保證,因而精密度高低成為衡量精度高低之關鍵,GRR,GRR: Gauge Repeatability and Reproducibility 量具的重複性與再生性 目的: 評估一個量測系統的量測能力,並以此統計分析結果作為對操作者.量測設備變異狀況之改善參考,GRR 實驗方法,計量值量具(變量) GRR (通過計算量測系統巒異/規格或製程巒異) 全距法 全距及平均值法 變異數分析法(ANOVA) 標準差及變異數分析 計數值量具(特征)GRR(GO/NO GO.目視.) (通過判定結果的一致性程度),儀器要求: 確保量測儀器是依照正確的國際認可 的最新標准得到了校正 量測儀器應能辨別1/10的制程變化 讀數值取估計之最近值,而最小取至 最小刻度之1/2,GRR實驗要求,樣品要求: 樣本應在能代表整個作業范圍的製程中隨機地選取(包括超出規格的樣品),GRR實驗要求,GRR實驗要求,對操作者的要求: 每位操作者得到了良好的教育訓練,能熟練正確地操作量測儀器 確保每個操作者完全明白進行GRR分析的每一個步驟及注意事項,GRR實驗要求,對過程的要求: 在樣品上標示出准確的測量位置 每天測試樣品其編號順序應改變,鑒定者在樣品上於操作者不知道的地方作好110的標記,以方便記錄量測結果 每位操作者應不知道其他操作者的量測值,GRR實驗過程,鑒定者在樣品上於操作者不知道的地方作好110的標記,以方便記錄量測結果 第一位操作者依次量測樣品(隨機選取量測樣品),並將量測結果記錄下來 第二、第三位操作者依次完成上面的步驟(注意每個操作者之間是獨立的),待第一循環結束,三位操作者將分別進行第二組數據的獲取(樣品是隨機選取) 數據結果將記錄下量測儀器的估讀位,計量值(巒量)GRR 實驗方法(一) 全距法,1.本法以2個作業者.5個零件各量測一次,以每個零件的全距作為兩作業者的量測誤差 2.選取之零件應以最大的零件間變異來抽樣(反映整個尺寸狀況) 3.本法可提供量測巒異的近似值,而無法將巒異區分為重複性和再生性 4. GRR=20% 量測系統能力不足,平均全距=(0.05+0.05+0.05+0.1+0.1)/5=0.07 R&R=5.15*R/d2=5.15*0.07/1.19=0.303 GRR=R&R/TOL(或製程巒異)=0.303/0.4=75.5% GRR20% 量測系統能力不足,一.全距法,計量值(巒量) GRR 實驗方法(二) 全距及平均值法,1.本法以3個作業者.10個零件各量測3次,以3次量測誤差的平均值和作業者間平均值的量測誤差作重複性(量具巒異)和再生性(操作者巒異)分析 2.本法可區分量測系統的重複性和再生性,但無法判定作業者與量具的交互作用 3.本法對操作者.量具及樣品等實驗要求同上,二.全距及平均值法,GRR實驗實例 (全距及平均值法),選擇分析量具(已校正),標準件10件(標注量測位置),操作者3人(經過足夠訓練者) 操作者使用同一量具,分別每天量測10件標準件一次,3天共3次 將3*10*3=90筆數據填入下表,依表中公式計算 EV=R*K1,R=(R1+R2+R3)/3 AV= (XDIFF*K2)2-(EV2/N*T),開啟文件A,量測系統的判定,GRR=30% 量具系統不能接受,須予以改進,計量值(巒量) GRR 實驗方法 (三) 巒異數分析法,變異數分析就是通常講的方差分析,是ISO9000家族標準推薦的五大統計技術之一,是一種標準的統計學的技術, 它可用作分析量測誤差或進行量測系統其他變異原因的探究.但其計算比較復雜 1. 方差是測量值與期望之差平方的數學期望,它表示測量值與期望的分散性 2.方差又可推導為:測量值平方的期望-測量值期望的平方 3.標準差是方差的正平方根, 因為方差的量綱是單位的平方 使用不便 ,故常用標准差表征測量值的分散程度,三 .巒異數分析法,三 .巒異數分析法,工件的變異 操作者的變異 操作者與工件的相關性 量測儀器的變異,巒異數分析法將系統變異分類為:,再生性,重複性,10個樣品 3位操作者 每個操作者測量二組數據(或3次) 記錄數據結果,GRR執行,GRR表單,量測數據 填入,供應商生產信息,量測信息及備注,各平方和的計算,Analysis of Variance Table (P0.25),對操作者和零件采用雙因素方差分析 用P值來決定應采用的分析系統:(顯著性分析) 若P0.25,表明有操作者與工件的相關性 若P0.25,則可不計操作者與工件的相關,Gauge R & R Table,四、GRR結果分析,GRR最終的分析結果以百分比的形式給出 分析結果的判定依如下規定: 30%- Measurement System NOT Capable,破壞性測量方法之系統評估,采用特性參數完全相同之替代件 采用同樣相近之零件替代 確認量測系統之變異並非因樣本之差異而產生,量具重複性與再生性之比較,重複性再生性 量測儀器需加以保養或維修,量具校正未落實 產品之變異出現異常 量具之夾緊或定位不一致或不良 再生性重複性 刻度判讀不佳 作業者對量具使用不熟練 可能需要輔助儀器協助作業者使用量具,計數值量具GRR(特征GRR) 實驗方法,一.特征GRR的特點,將樣品與規格規定的標準進行比較,與規格 相符則為合格,否則為不合格. 只能作出允收與拒收的判斷,而不能指出樣 品好與不好的具體程度.,可用來確定一個量測系統的能力、一致性及 信賴程度. 評估一個檢驗過程的可靠程度: 重復性:檢驗者個人對一樣品進行多次 判斷的一致性; 再現性:多個檢驗人員之間對某樣品進 行判定的一致性; 校驗結果:檢驗者的判斷結果與公認的 標准是否一致,二.特征GRR的用途,三、特征GRR之執行要項,樣品要求 1.樣品的數量要大,以滿足產生一個可接受的狹窄的信賴區間. 2 試驗的樣品盡可能是在允收與拒收邊緣,且合格與不合格的樣品數大致相等. 3. 兩次試驗樣品的順序是隨機選取,避免檢查者識別出樣品的編號,影響結果.,GRR實驗要求,對操作者的要求: 每位操作者得到了良好的教育訓練,能熟練正確地操作 確保每個操作者完全明白判定標準和檢驗過程步驟 每個操作者不知道其他人的判定結果,三、特征GRR之執行要項,其他要項: 1.確定待檢樣品的特征種類及制訂檢驗程序. 2.由兩個或兩個以上從事特征檢驗的專家對選出的樣品進行 鑒定以作為試驗的標准. 3.選出參加此項檢驗的檢驗者. 4.告知檢查者檢驗的特征種類. 5.強調缺陷的判定標準和檢驗過程步驟.,三、特征GRR之執行要項,1.在目視特性檢驗過程中,檢查者不許使用任何工具進行判定和得到任何幫助. 2.不容許檢查者間進行對照的記錄.此檢驗的實質是進行一種訓練. 3.所有檢驗者完成第一次試驗后再進行第二次的試驗工作. 4.詢問並記下檢查者對樣品判定拒收的原因,以用來作結果的詳細分析.,四、GRR結果分析,GRR最終結果用百分比的形式給出. 特性檢驗的GRR結果因方法不一,判定也不一致 若結果較差,則應分析: 試驗的環境有無變化; 規格的敘述是否確切、詳盡; 檢查者對規格標準的掌握是否一致; 檢查者的本身條件是否達到.,METHOD 1: 選取20件樣品,2名檢驗人員,每人進行兩次測試 . 若所有判定均相同,則接受,否則,應改善或再評價,五、研究特征GRR的方式,METHOD 2 : 選取100件樣品,3名檢驗人員,每人進行二次測試 . 依據所有判定結果計算,若正確判定之機率70%, 則接受,否則,應改善或再評價,五、研究特征GRR的方式,方法2:統計表單淺析,所有的檢查者對該樣品的判定是否一致.,所有的檢查者對樣品的判定與標準是否一致.,METHOD 3 : 選取30件樣品,2名檢驗人員,每人進行三次測試 . 依據所有判定結果計算,若正確判定之機率80%, 則接受,否則,應改善或再評價,五、研究特征GRR的方式,方法3:結果判定,同一操作者間的一致性: 一致性TEST(Z)