MSA量测的意义及基本概念.doc

一.量测的意义消除感官错觉的最好方法就是靠量测,计数及秤重.经由这些行动,我们才可以摆脱感官对大小,数量及质量的控制.这就是量测的意义. 二.基本概念 任何量测 , 如果其结果与真实现象相差很大 , 则此量结果不应该被使用, 否则会造成误导 . 因此从事量测时 ,应以适当精密的量具 , 在一定环境条件下,由经过训练的人员,依照特定的操作规范来执行量测工作 , 但是即使是按照以上的条件来量测 ,量测结果还是会有偏差 , 这是由于量具本身的偏差,环境条件的不稳定 ,人为的操作不一致等原因所造成的.因此,我们要以找出量具本身的偏差,在稳定的条件下使用量具 , 操作使用方法的一致性来尽量减低量测误差 .三.阿贝(Abbe)原理 所谓阿贝原理是指 : 在刻度线之延长线上测量工件长度,其误差较小.当工件测量的轴线与量具标准尺寸线相重合或成一直线时就可获得最高精准度 四.量测误差之来源1 . 使用已磨损之量具 .2 . 使用没有定期校正之量具 .3 . 使用量具的方法不正确 .4 . 选用不正当的量具 .5 . 未注意工作本身的情况 . 6 . 量具本身保养欠妥7 . 操作环境的不稳定;如:温度的影响8 . 阿贝原理五 .量测的品质 : 准确度(ccuracy)和精确度(Precision)再现度精确度准确度 准确度不良 , 精确度不良 . 准确度不良 , 精确度良好 准确度良好 , 精确度不好 准确度良好 , 精确度良好精密度: 重复量测时 ， 其量测数据间差异之程度 精密度准确度: （ 偏倚 ） 指量测平均值与量测物真值之间差异的程度.差值愈小则准确度愈高 准确度平均值真值注 ：真值（基准值）：也称为可接受的基准值标准值，是充当测量 值的一个一致认可的基准 六.直接测量和间接测量 1 .直接测量 用刻度量具来测量工件的长度 , 直接获得尺寸读数 , 称直接测量2 . 间接测量 用已知尺寸工件与未知尺寸工件比较其长度 , 测得工件对已知尺寸间之差异数值 , 称为间接测量 .3 . 优劣点比较:直接测量 : 优 点 缺 点 1.测量范围广 1.刻度读取误差较大 2.直接读取工件尺寸 2.易产生误差 3.小量 / 多种类之测量 3.测量器之体型较大 4.使用者要熟练量具且有经验间接测量 1.测量精度高 1.测量范围狭窄 2.大量之测量有利 2.需要有基准尺寸 3.测量范围窄 3.要知道大小时需加以计算 4.测量器体型较小 5.刻度读取误差较小七.温度对长度的影响: L( t ) = L( 20 c ) x 1 x a ( t 20 ) L(t) : 块规在t c 时之尺寸 a : 块规的膨胀系数 L(20 c) : 块规在20 c时之尺寸 t : 量测增面的温度八.依公差范围选择适当的量具: 容许公差 选用量具 +/- 1mm 直尺 +/- 0.1mm 光标卡尺 +/- 0.01mm 分厘卡 +/- 0.001mm (其它精度更高之测定机)九.量具的分类1.量规(样办/ Gauge)类 : 是一种定形之测量工具,无法实测其实际尺寸 例如: 限界量规 钳形量规 : 量外径 / 厚度 / 长度等 栓形量规 : 量内孔径 环形量规 : 校正用2.机械类测器类 例如 : 光标卡尺分厘卡高度规 . 量表等3.电量计测器类 例如 : 电流表电压表瓦特表电阻计电容表等.4.光学校验设备. 例如 : 光学投影机 , 工具显微镜等5.度量衡器具类 例如 : 拉力试验机硬度计磅力计等.6.其它试验设备 例如 : 摇摆测试机 , 盐雾试验机等 .十.一般量具的使用与维护原则 机件测量时,要想获得理想的精确度 , 量具必须正确地使用 , 妥善维护 ,若使用不当或维护不周 , 使得测量误差增加 , 降低测量精确度 , 会直接导致 产品品质的下降 , 所以 , 量具的使用与维护必须遵循下面原则: 1 .使用前的准备原则 a . 工件上的油污 , 切屑必须先行消除 b . 工件上的毛边及表面状况必须先处理,以免刮伤量具接触 面 c 量具上的防护油 , 先以细布擦拭干凈. d 检查量具/校正量具,确定量具已归零,并作成记录 e 将手套 , 镊子等必备用品备妥 f 测量环境诸如:温度,湿度,照明,噪音,电磁强度等应妥 善控制 g . 检查量具表面是否有锈蚀 / 刮伤的痕迹 .2. 使用时的原则 a . 量具使用时应符合测量原理 , 即被测尺寸与量具轴线要 重叠 ,若无法重叠亦应平行, b . 测量压力要适中. c . 避免手指接触量具测量面. d . 不可测量转动中的工件. e . 使用界限规时 , 不可强行使量规通过不该通过的尺寸. f . 不可将量具夹于虎钳上使用. g . 不可滥用量具 , 以免降低量具精度.3. 使用后的维护原则 a . 量具使用后,所沾之切屑,油污应立即消除,并以溶剂擦拭干凈. b . 量具表面涂以轻级防锈油 , 存放于专用工具箱. c . 量具储存应定期检视量具状况 , 并立即处理腐蚀或不洁 之现象,并作成保养记录 . d . 量具应定期实施检验 , 校验尺寸是否合格 , 以作为量具继续使用/淘汰的依据 , 并作检验保养记录.十一.何谓仪器校正 1 将量测仪器或标准件加以测试与调整 , 以了解其准确度之行为 ,称为仪器校正 . 2 仪器校正分为两种: a . 比较校正 : 将准确度的仪器或标准件与待校件之仪器作比较,并调整其误差使符合准确度要求之范围 , 谓之比较校正 , 一般之仪器校正多为此类. b 绝对校正 : 以物理上的定律与特性所发展出来的原级标准 , 直接进行仪器校正工作 , 以获得待校件之误差值 , 谓之绝对校正 . (国家标准实验室之仪器追溯国外之仪器校正,部分属于此类) .十二.为什么要校正仪器a . 追溯一个共同认定的标准 , 才能确保品质之一致性 , 不致因地而异 b . 量测仪器的误差 , 通常随着时间而增加 ,为了随时保持需求之精度，必须按时接受校正 .为了避免因量测设备所产生的偏差而影响到产品的品质，因此经由校正的过程可以掌握量测设备的偏差值，并修正其量测误差值，以确保产品品质的一致性 十三.新仪器是否需校正 a . 是 b . 新购置的仪器出厂前大都已校正过 , 一般人认为可不必校验 , 但由于 运输与安装过程中 , 许多未可预期因素的干扰 , 新仪器在精准度上也会受到影响.十四量测不确定度 定义：量测报告值与真值间差异之最大可信赖之极限区间，通常表示量测品质之指针 简介：通常量测不确定度（）之决定步骤如下 ：决定系统不确定度（） 仪器误差 环境因素 仪器稳定度 追溯校正之不确定度 校正人员之观测误差 决定随机不确定度（） 为统计分析的结果，由重复量测而计算其平均值（准确度）及标准差（精确度）而得 量测不确定度之决定 或 量测报告表示法 十五仪器管理组织 因企业规模与组织型态的不同 ，相对于管理的组织而有所不同，管理体系的型式一般可分为 ： 集中型： 此种组织较适用于中小型企业，因此型式较经济且也易掌握 国家标准 计测室 使用单位 协力厂商计测室 计测室的责任 维持全公司标准器及校正仪器设备的精度 定期校正各单位的量规仪器 协助财务部管理各种量规仪器现品及备品状况 新购量规仪器验收及故障品的处理 各单位使用的量规仪器之汰旧更新计划 协力厂量规仪器的委校工作 使用部门的责任 使用者定期保养考核 量规仪器的保管 配合计划室校验工作的执行 分散型 ：适用于大型企业，因大型企业的关系企业事业部生产部品不同，必须维持全企业的标准器及设备的精度 国家标准 公司标准室 计测室 协力厂商计测室 生产单位 一般作业用计测仪器量具检验仪器 计测室的责任 维持全公司标准器及校验仪器设备的精度 定期校验各事业部之校验设备的精度 协助各协力厂检验设备的校验 订定校正周期计划并实施 稽核事业部校验工作执行情况 各事业部的责任 确保各事业部标准器精度 按全公司计测室订定之计划对各单位的检验仪器实施校验 事业部量测仪器现品与备品的管理及保养 量测仪器的汰旧换新计划 使用单位的责任 负责使用量规仪器的保养 故障与变异回报管理单位处理 配合校验工作实施 比较 集中型 分散型 组织简单 组织复杂 设备成本低 校验设备至少要二套 管理人员及技术人员少 管理人员及技术人员多 量规仪器调度容易 量规仪器调度困难 校验周期容易控制 校验后数据管理困难 4 . 结论 部分公司虽然是大企业，但在成本的考量上，于管理组织上采用集中型，校验周期予以区隔，但仅限于各事业部产品相类似，执行上较易达成如事业部间产品差异很大的状况下，最好采用分散型 一般小型企业而言，成立专责部门，在实施上较困难，通常是指定专人负责，由品保技术单位督导当然也可参考此二种形式，加以选择融合其优点来执行 十六仪器管理1 .采购仪器时机 工厂之工作负荷增加 工厂之能量扩充 新能量之建立 老旧仪器之汰旧换新2 .确认采购需求 为何要购买此部仪器 需要之仪器特性为何3 .选择供货商 列出可能之供货商 评估供货商并作决定 4 .发出订购单5 .仪器使用 仪器到货组装检查与评估 仪器纳入财产目录 仪器校正 建立操作程序 培训操作人员 建立仪器品保方案6 . 仪器维修 制定仪器维修计划确定仪器订定计划目的何时何地何人及如何进行维修 建立仪器维修记录 以每一部仪器为单位，建立完整维修资料，包含： 每一次维修记录 故障原因及排除 花费成本7 . 仪器管制 仪器目前状况之管制可正常使用有限制之使用不可使用（损坏超过校正周期） 管制方法 隔绝有缺限之仪器 以看板标签贴纸等管制仪器8 建立仪器资料 仪器资产目录 仪器维修记录 仪器校正记录 仪器履历表 催校系统 催修系统9 仪器管理系统 以上所述均为仪器管理之要项，整体而言即为仪器管理系统较佳之作法,是以计算机来执行仪器管理 ,则此计算机化之仪器管理系统必须考虑之因素如下:. 容易使用. 信息容易更新. 信息容易取得. 界定信息之使用者与更新者.10 . 总结有效的工厂仪器管理要求如下:. 新仪器的采购应依实际需求而定. 采购作业应经过完善之评估选择作业. 新仪器在使用前必须适当地组装,检查与评估功能. 所有仪器应定期校正维修. 仪器使用人员需能充份了解仪器状态. 仪器文件应完整记录. 仪器管理系统应符合工厂需求,且具备容易使用更新之优点.十七 仪器追溯 藉由一步一步的往上与较精确的标准比较校正 , 以建立量测仪器 / 标准物质 / 量测标准的有效校正的观念 ,通常最终会参考至国际/ 国家标准 .十八 校正程序 1. 格式 . 概述 . 校正仪器需求 . 准备事项 . 校正步骤 . 完成校正后应有的步骤 . 资料分析 . 校正报告 . 参考资料 . 附录 2 撰写重点 . 目的及适用范围 a 此份校正程序之目的 b 适用于那些仪器校正 . 待校仪器规格说明 a 待校仪器名称 b 性能说明 c 校正方法. 校正仪具需求a 校正仪具b 最低使用规格c 厂牌型号 / 附件 3 准备事项. 阅读整个程序. 量测仪器之准确a 检视清洁基本调整b 组件仪器之校正监定c 量测系统之组装d 系统之初步调整. 确认量测系统之正常运作a 检查系统的程序b 量测保证程序4 校正步骤. 系统连接 图.表. 归零调整. 校正顺序. 安全注意事项5 完成校正后应有步骤. 重置量测系统. 关闭量测系统. 待校正搬运下储放6 资料分析. 数据记录表. 数据分析方法. 不确定度7 校正报告8 参考资料9 附录十九 ISO要求1量测校正. 凡对校正或测试之正确性有效性具影响之量测和测试设备,应先行校正或查验后再行使用.实验室应对其量测及测试设备制定校正或查验计书. 实验室所持有的量测参考标准件,只能用作校正,除非能显示其性能仍能适用为参考标准,否则不得移人它用. 相关之参考标准件量测和测试设备,应于每次校正和查验之间 , 由实验室使用期间查核其性能.2 校正与测试方法. 实验室应具备所有相关设备之使用与操作说明书 , 校正或测试项目之处理与准备说明书,以免对校正或测试有不良影响 . 所有与实验室工作相关的说明书标准手册及参考资料应随时更新 , 以供作业人员易于取用. 实验室应负责使用适当方法和程序 , 以从事所有校正和测试之相关活动(包含各种之取样处理运输储存试件之准备 ,量测不确定度评估和校正及(或)测试数据的分析) . 并需与校正或测试所要求的准确度和标准规格一致. 当方法未指定时,实验室应尽可能的选择国际或国家标准所发布之方法.或由著名的技术组织或相关的科学文献及期刊所发表之方法. 当必须使用非现成标准组织所建立的方法时,应得到客户同意,并将方法全部作成书面文件且加以验证,这些书面文件须能提供客户及其它报告采用者使用. 当取样为测试方法的一部份时,实验室应使用书面程序,并应用适当的统计技术选择样品. 计算和资料转换应适当的核对. 当使用计算机或自动设备作为取运算处理记录报告储存或校正测试资料之取用时,实验室应确保下列事项:a 符合本指引要求;b 计算机软件应予文件化且适于使用;c 制定操作的程序,以确保资料的正确及完整,操作程序至少应包含资料的输入取数据储存数据传递和数据处理等程序;d 计算机和自动化设备须加维护,以确保其功能,并提供合适的作业环境,以确保校正和测试资料的完整正确;e 应建立并执行适当程序以维护资料的安全,以防止未经授权者侵入及修改计算机记录. 实验室应有书面程序说明技术作业所需消耗品之采购允收和储存.3 校正件与测试件处理. 实验室应有一书面系统,以专门识别各校正件或测试件,以确保这些试件随时可予分辨而不混淆. 于接收时,校正件或测试件的状况 ,包括任何异常或偏离如前述有关校正测试方法的标准条件,均应予以记录.当对校正件或测试件的项目符合性有任何疑问时,如试样与提供者所叙述的不符 ,或未完整详列校正测试需求,则实验在执行业前应向客户进一步洽询 .实验室应订定对已接收件所有必需的准备事项 ,或客户是否需要实验室作准备或安排等措施. 实验室应具有书面程序和适当设施,以避免校正件或测试件于储存 处理准备与校正或测试期间变质或损坏,且任何随试件的说明事项均应遵行 .当试件需在特定环境条件下储存或处理时,该环境条件应予必要的维持监控及予安全保存时(如基于记录安全或价值的理由,或基于能日后核对校正 测试的执行结果),实验室应有储存及安全防护安排 , 以保护试件或其相关部分的状况及完整性. 实验室应对校正件或测试件之接收保存或安全处理置等,订定书面程序 ,包括维护实验室整体性之所有必要规定 .4 追溯. 追溯之方法. 追溯之要素a 能力资格:设备技术环境校正程序记录及校正报告等.b再校正与维护 : 仪器及标准件定期校正与维护.c认证 : 实验室各方面条件均符合规定,而被认可,并获证书,此为最重要之要素.5 要求(1) 所有设备之校正或查验计书,应予设计和执行,以确定实验室执行量测时,皆可追溯至国家量测标准.校正报告应适切指出其追溯至国家量测标准.同时,应提供量测结果连同其量测不确定度 .及(或)符合某种度量术规格之说明.(2) 当无法追溯至国家量测标准时,实验室应提供足够的证明,以显示其量测结果之正确性.例如参加实验室间比对,或适当之能力试验计书.(3) 量测参考标准件应由可追溯至国家量测标准的机构校正,且应制度参考标准之校正和查验计书.(4) 参考物质应书可能的追溯至国家或国际量测标准,或追溯至国家或国际标准参考物质.二十 量测系统分析1量具再现性指用同一种量具,一位作业者, 当多次量测相同零件之指定特性时,所得之变异.gm,oobdzto再 现 性2量具再生性是指不同作业以相同量具当量测相同产品之特性时,量测平均值之变异作业员AAAAAAAaaaaaaa作业员1AAAAAAAAaaaaaaa作业员AAAAAAAaaaaaaa再 生 性.3 稳定性(飘移)是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差稳定性时间时间4 线性是在量具预期的工作范围内,偏倚值的差值.基准值偏移较大偏移较小小观测平均值观测平均值范围较高部分范围较低部分二十一 校正周期之制定与实列1 校正周期制定:. 校正周期系指在限定间隔时间内,仪器设备量测值能保持在允差范围内,亦即仪器在正常使用情况下,于制定校正周期中,其精准度应高信赖度地落于允差范围内,保持良好使用状态 . . 我们都知道仪器设备精准和校正周期有密切关系,而精准度差会使仪器产生很大偏差,造成生产线上不良品及经济上损失.故制定合理的校正周期,仗仪器设备能保持在允差范围内,是使用者及校正者应有的共识.综上所述,我们将以下各项加以说明:a 校正周期之意义及重要性:(1) 反应品质成本(品质失败成本)(2) 使品质意识扎根,也是品管的基础(加强制程管制,防止偏差)(3) 使仪器设备精准度在允差范围内(避免偏差且保持稳定)(4) 使产品品质稳定提升,具高信赖度(公信力维护)(5) 客户或稽查单位的关注(校正周期由使用者或授权品质评鉴机构提供)(6) 校正周期非固定值,系随影响仪器精闪度因素增减(如使用不当或使用频率过高,则宜缩短校正周期)b 当然校正周期愈短,愈能保持仪器精准度,但校正费用也相对提高,所以制定合理的校正过期须考虑因素很多 . 如:. 仪器种类. 制造厂商建议. 校正及维修记录. 内部交错检查记录. 使用程度. 仪器损坏及偏差趋向. 与其它标准件相互比对. 环境状况. 校正成本. 量测精准度 其中以制造厂商建议、使用程度、环境状况、量测精准度和校正成本等影响较大。要制定最佳校正周期,需要考虑以上诸因素 ,而这些因素因仪器设备使用情况不同而变化 ,造成制定校正周期之困难性。C 校正周期制定的方法. 目前国家标准实验室协会(NCSL)把制定校正周期归纳成五种方法a 由工程上的直觉来制定周期 此方法是目前最通用的方法,但是此方法需要一位有经验的校正人员,能对所用之仪器有专精,而且能对本笠知识精通,如长度、电量、流量等,他就能够对这仪器大略给予一校正周期,在此过期仪器仍然保持于公差范围内。适用 : 新购仪器设备,是目前最通用之方法。优点 : . 最低的初期费用. 提供有弹性的短期性. 对少量的仪器能有很好的服务缺点:. 会因不当的决策造成大的损失. 需要制定校正周期者或其它够资格者来改正所订之校正周期. 不会有有用的数据产生. 无法制定一套可靠的标准. 没有符合军方标准b 由数据来制定固定校正周期 此方法即是由校正报告上的数据来判断旧的校正周期是准备延长或缩短,目前有许多不同的统计方法和判断准则用来处理数据,由此方法和准则来制定固定校正周期,表一所示即为在85%可靠性判断下修正目前的校正周期适用 : 同一厂牌,型号或同一种类之仪器优点 : . 制定固定的可靠标准. 会有实质有效的数据产生. 符合军方标准. 因为有统计方法为原则,故可节省许多费用. 可以用来服务较大的校正量缺点 :. 高的初期费用. 小的样本效果差. 慢慢失效的仪器会有差的效果. 需要有熟练的数据取得和处理. 需要有很好的管理表一 :%的仪器偏离公差 目前校正周期(月) 修正校正周期(月) 3 125% / 以上 6 3 12 6 3 215% - 25% 6 4 12 9 3 310% - 15% 6 6 12 12 3 65% - 10% 6 9 12 12 3 65% / 以下 6 12 12 24 以上是用同一机种仪器10台以上之调查绩果作为依据而调整校正周期C 变动的校正过期此制定校正过期的方法是用任何延长/缩短过期的方法来处理各种不同的单独仪器,例如一台校正仪器不管它的校正过之记录,也不管它的特定可靠性准则,当校正后发现在公差范围内,校正人员即会自动把下一次的校正期增加一个月或一段时期,如果在公差范围外,则把校正过期,缩短一个月或一段时期。适用:单一型号之仪器优点. 错误之校正过期可以很快的修正. 符合美国军方MIL-C-45662A. 操作费用之减少缺点 . 很难达成非常顺利的校正桽拻捩晤工作量. 无法得知一特定的可靠性标准. 容易受校正人员之变动而有不同之校正过期. 造成之忽略需要很迅速的技术调查d . 以使用时间来制定校正过期此方法需要一个时间记录器或一使用标签置于必须校正的仪器上,当时问到达所设定的时间,则此仪器必须送校适用 : 同一厂牌、型号或同一种类之仪器。优点:. 常使用之仪器会被额外注意. 可以定期评估仪器的使用状况. 符合军方标准. 以费用用来决定使用率缺点:. 必须符合下列的情况才能使用此方法(1) 时间记录器的功能正常(2) 不会因仪器的关掉,运送、操作而损坏(3) 不会因仪器的关掉,而产生之时间漂移. 初期的费用高. 很容易被使用者干涉. 很平稳的校正工作量是很难达成. 成本高.e . 使用测试结果来制定校正周期 利用可携带的校正设备来过性的(每天、每星期、每月)检查仪器上的重要参数,由此所收集的数据,经过统计分