全新MSA.ppt

1,测量系统分析(MSA)MeasureSystemAnalysis,2,概述大家都知道，在现代化的企业制造过程中决定要进行调整，通常是以测量数据为基础。将其结果与过程的统计控制限进行比较。另一种情况确定两个或多个变数这间是否存在重大的相互关系。这种相互关系的探测研究被戴明博士称为分析研究法。从而使测量数据得到广泛应用。使用以数据为基础的程序的最大益处取决于所使用的测量数据的质量。因為量具在協助設備完成任務上扮演一極主要角色,故執行量測之量測系統其品質十分重要,如其品質過低,則設備可能無法完成其現行任務。例如量測系統具有太多變異,則在使用統計製程管制(SPC)時,可能掩蓋了製造程序之重要變異,結果在使用SPC時無法發揮其相對的作用。,3,MSA的重要性,如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。,4,MSA分析的对像,测量系统分析为分析每种测量和试验设备系统得出的结果中出现的变差，应进行统计研究。此要求应适用于控制计划中提及的测量系统。所用的分析方法及接受准则应符合顾客关于测量系统分析的参考手册的要求。如果得到顾客的批准，也可使用其他分析方法和接受准则。(7.6.1),5,测量误差,y=x+测量值=真值(TrueValue)+测量误差,戴明说没有真值的存在,一致性,6,测量误差来源,仪器(量具),工作件(零件),人员(评价人),环境,测量系统变差,标准,维护,校准,敏感度,五性,设计,接触几何,变形后果,清洁,工作的定义,弹性变形,支持特性,适合的数据,光线,空气污染,振动,照明,压力,人机工程,周期,热的系数,标准和环境关系,经验,培训,技能,理解,工作态度,身体,教育,目视标准,程序,7,测量误差的来源,仪器方面：Discrimination(分辩力)Precision精密度(Repeatability重复性)Accuracy准确度(Bias偏差)Damage损坏Differencesamonginstrumentsandfixtures(不同仪器和夹具间的差异),8,测量误差的来源一,不同检验者的差异Differenceinusebyinspector训练技能疲劳无聊眼力舒适检验的速度指导书的误解,9,测量误差的来源二,不同环境所造成的差异（Differencesduetoenvironment）温度湿度振动照明腐蚀污染(油脂),10,测量误差的来源三,方法方面：Differencesamongmethodsofuse测试方法测试标准材料方面：准备的样本,本身有差异收集的样本,本身有差异,11,MSA测量系分析的目的,目的:應用統計方法來分析量測或試驗設備的準確度線性再現性重复性及穩定性,作為規劃下列事情的參考:-測試設備是否需要校驗?-是否可以提供使用?-是否有人為因素造成的疏失?-是否需修訂校驗的週期及頻率?,12,量具量測及試驗設備的評價,一通常對量測系統品質的評價即為定量測系統之變異及辨認影響變異之因素。二每一量測系統應被評估以決定是否適用於預估工作。通常此種評估意味執行一或數種測試(test)以決定量測系統是否能產出管理上需求之統計特性。三量測系統測試方式應包含:(1).量測項目之規格。(2).數據收集分析規範。(3).重要條件及原則之作業定義。(4).依據之標準或研究資料之保存。,13,MSA主要的評價項目(各統計特性),重復性(Repeatability)再現性(Reproducibility)偏差(Bias)穩定性(Stability)線性(Linearity)零件變異(PartVariation),14,测量系统策划,15,典型的进展,测量系统的设计开发,测量系统的制造,测量系统实施（定期校准、统计分析）,16,一测量系统设计和开发,要测量什么？特性的类型是什么？是动态还是静态？是电性能吗？有重要的零件内变差？测量过程的结果(输出)用作什么目的？生产改进、生产监控、实验室研究、过程审核、装运检查、进货检查、对doe的反馈吗？谁将使用过程？操作者、工程师、技师、检查者、审核员？要求的培训：操作者、维护人员、工程师、教室、实际应用、在职培训、学徒期间。,17,确定变差来源了吗？使用小组、头脑风暴、渊博的过程知识、因果图或矩阵建立误差模型。开发测量系统或专用的测量系统？测量系统可以是永久的和专用的，或者也可以是柔性的且有可以测量不同类型零件的能力；如：仪器车量具、夹具量具、三坐标测量机等。柔性的量具会更昂贵，但长期运行可以省钱。接触或不接触：可靠性、特性类型、样件计划、成本、维护、校准、人员技能、兼容性、环境、速度、传感器类型、零件偏差和图像处理。这可以由控制计划要求和测量(在连续抽样期间全面接触量具可能有额外磨损)频次确定。全表面接触传感、传感器类型、空气反馈喷射、图像处理，CMM或光学比较仪等。,18,环境：污垢、潮湿、湿度、温度、振动、噪声、电磁干扰、周围空气移动、空气污染物等。实验室、车间、办公室等？以微米水平计算的紧密公差使环境成为关键的问题。同时，还有cmm、显示系统及超声波等。这可能是过程内自动反馈类型测量的一个因素。切削油、切削碎片和超高温也可能成为问题。需要干净房间吗？测量和定位点：使用GD2.以相同量具在不同时间量测同一零件所得之变异稳定性可下面图形表表:,稳定性,时间1,时间2,55,不稳定的可能原因,仪器需要校准，需要减少校准时间间隔仪器、设备或夹紧装置的磨损正常老化或退化缺乏维护通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁磨损或损坏的基准，基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当,仪器质量差设计或一致性不好仪器设计或方法缺乏稳健性不同的测量方法装置、安装、夹紧、技术量具或零件变形环境变化温度、湿度、振动、清洁度违背假定、在应用常量上出错应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误,56,MSA之穩定性(飄移)實務指南,獲得穩定性實務指南包括以下內容:1)獲得一個樣本並確定相對於追溯標準的基準值.如果不能得到,則選擇一個落在產品測量中程數的產品零件,並指定它作為標準樣本進行穩定性分析,對追溯測量系統的穩定性不需要一已知的基準值.2)定期測量基準樣品至少3或5次.樣本容量和頻率基於對測量系統的了解.因素包括要求多長時間重新校準或維修,測量系統使用的頻率,以及操作條件如何等.讀數應在不同的時間讀取以代表測量系統實際使用的情況3)在X-R或X-控制圖中標繪數據,57,线性(Linearity),58,線性是指量具在預期作業範圍內偏倚值的差異。與儀器所使用於作業量測範圍(長度)有關。,线性(Linearity),59,线性(Linearity),线性：指测量系统在预期的工作范围内偏倚的变化。作业者量测5个不同零件,其真值分别为2.00mm,4.00mm,6.00mm,8.00mm及10.00mm,每个零件量测12次,如下页所示:,60,线性误差的可能原因,仪器需要校准，需减少校准时间间隔；仪器、设备或夹紧装置磨损；缺乏维护通风、动力、液压、腐蚀、清洁；基准磨损或已损坏；校准不当或调整基准使用不当；仪器质量差；设计或一致性不好；,仪器设计或方法缺乏稳定性；应用了错误的量具；不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术；量具或零件随零件尺寸变化、变形；环境影响温度、湿度、震动、清洁度；其它零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、读错。,61,线性(Linearity),62,线性(Linearity),依据上表,可计算出每个零件之平均值及偏移,再依据真值与偏移之关系,可知其此量具之线性分布状况如下图所示:,0.60,0.40,0.20,0,-0.20,-0.40,-0.60,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00,X(真值),回归线,63,线性(Linearity),我們可由上图得到回归线如下:(或由计算机求出a,b),y=a+bx,其中,a=y-bx=0.7367,(y、x分别为y及x平均值）,(R2为回归线之GoodnessofFit擬合優度）,64,线性(Linearity),我們可计算Bias，Linearity，%Linearity及GoodnessofFit之结果如下：Bias=a+bx=0.7367-0.1317xLinearity=slopeProcessVariation=0.13176.00=0.79已知processvariation=6.00%Linearity=100(linearity/processvariation)GoodnessofFit(R2)=0.98综上可知Linearity(线性)是由slope(斜率)所决定,斜率愈小则量测之线性愈佳,反之亦然.,65,零件变异(PartVariation),零件变异为制程中个别零件量测平均值之变异.PV=RPK3(RP为零件之最大差异,K3为系数,与零件数有关)(例5)同例1,可计算每个零件之平均值XP,再取XP之全距RP,即得RP=0.56,又查表得K3=1.62PV=RPK3=0.561.62=0.90,66,将作业者分为A、B、C三人,零件10个,但作业者无法看到零件号.准备所需之量测量具.3.使作业者A依随顺序量测10个零件并由另一观者在第1行填入量测数据,请作业者BC量测相同的10个零件,但不使他们看到他人的量测值,将量测分别记入第6行及第11行.(表1)4.重复这个循环但以不同的随机顺序进行量测,将数据填入第2、7及12行之适当列中.例如第一个被量测为7号零件,则在第7例中记录量测值,如须第三次量测,则重复此循环并将结果记入第3、8及13中(表1).,量具重复性与再现性之计算,67,范例,KCE公司准备评估量测系统，第一个被评估的量具为厚薄规。品质工程师决定使用10个零件以代表制程变异并检验单位，随机选出三位检验人员并执行二次量测，其结果如表1及表2所示。个别全距的上管制界限（UCLR）及下管制界限（LCLR）计算结果如表1，这些数值可点绘在再现性全距管制图。但经分析显示，所有全距均在管制状态下（亦即在UCLR及LCLR之间）。此表示所有的操作者是一致的，而且是以相同的方法使用量具。然后再计算各变异项目的量测单元分析及制程变异百分比如表2。在本例中，%R&R等于25.2%，故此量测系统对制程变异的量测被认为是在接受边缘。,68,将第1、2及3行的最大数值减最小数值，将结果记录在第5行，第6、7、8行及第11、12、13行的作法相同，而将其结果分别记录入第10行及第15行（表1）。2.第5、10行及15行之记录应为正值（表1）3.将第5行加总并除以量测零件数,则得第一位作业者的平均全Ra,以相同方法从第10及第15行求得Rb及Rc(表1)4.将第5、10第15行的均值(Ra、Rb、Rc),填入第17行,将其加意后除以作业者人数而得的数值记R(所有全距的平均值)(表一),量具重复性与再现性之计算,69,将R(平均值)填入第1920并乘以D3及D4求下及上的管制界限,如为二次量测D3=0,D4=3.27,将个别全距的上管制界限(UCLR)的值记入第19行,下管制界限(LCLR)的值填入第20行如量测次数少于7则为零(表1).将各行加总(第1、2、3、6、7、8、11、12及13行),将各行的总和除以取样零件数,将此值记录在最右边一列标示为“平均值”处(表1).7.将1、2、3行的平均值加总,并除以量测次数,将其值记录在第4行Xa方格处,以相同方式处理6、7、8行及11、12、13行而将其值分别记入第9、14行的Xb及Xc处.,量具重复性与再现性之计算,70,8.将第4914行的最大及最小平均值记录在第18行的适当之位置计算其差将此差记录在第18行标行为XDIFF处.(表1).9.将每个零件的各次量测值加总除以量测值总数(量测次数乘以作业者数),将其结果记入第16行之零件平均值处(表1).将零件平均值的最大减最小的差记入第16行标示RP是零件平均值的全距(表1).将R,XDIFF及RP的计算值转记在报告表的预留位置(表2)执行报告表(表2)左边标示为“量测单元会析”的各项计算.13.执行报告表(表2)右边标示为“%制程变异”的各项计算.,量具重复性与再现性之计算,71,表1量具重复性及再现性数据,72,表1量具再现性及再生性数据,73,表2量具再现性及再生性报告,74,R&R分析注意事项,1、分析之量具（1）APQP及PPAP所使用之量具（2）客户要求须执行R&R之量具2、分析时机：（1）操作者变更时（2）量具变动时（3）产品变更时（4）量具修理后（5）配合量具校正作业定期分析。,75,R&R分析注意事项,3、执行分析人员（1）资料搜集：须为操作该量具人员（2）分析人员：该量具之校正管理人员4、执行前之准备工作：（1）决定进行分析之产品及量具（2）决定参与分析之量测人数，最少两人（3）决定进行分析之产品取样数（至少5件，10件为宜）。（4）决定量测次数，最少须两次。,76,量具再现性与再生性之比较,1、再现性再生性（1）量测仪器需加以保养（2）产品之变异出现异常（3）量具之夹紧或定位(OFFSET)不一致2、再生性再现性（1）量具之校正未落实（2）作业者对量具使用不熟（3）可能需要辅助仪器协助作业者使用量具,77,量具再现性与再生性之判读,1、数值10%表示该量具系统可接受2、10%数值30%表示该量具系统可接受或不接受，决定于该量具系统之重要性，修理所需之费用等因素。3、数值30%表示该量具系统不能接受须予以改进。,78,計數型量具小樣法實務指南,計數型量具就是把各個零件與某些指定限值作比較,如果滿足要求則接受該零件.如果不滿足要求,則拒收.計數型量具不象計量型量具它不能指示一個零件有多