量測系統分析(MSA)簡介.ppt

2020 2 25 YFYGroup 0 量測系統分析 MSA 簡介 PreparedbyJeffHsiung 2020 2 25 YFYGroup 1 MSAOutline 產品品質看得見 生產過程是關鍵產品檢測與過程稽核產品定義檢測定義量測系統定義量測系統分析定義檢測品質管理 2020 2 25 YFYGroup 2 產品品質看得見 生產過程是關鍵 產品品質判定方式檢測 稽核之價值 2020 2 25 YFYGroup 3 產品品質 管理系統績效判定 產品 品質 或各個 或整體 管理系統之品質 績效判別方法為 一 產品 各管理系統品質是在製造 運作過程中被製造 提供出來的二 製造 提供過程之品質又是在其之前之研發設計階段時被決定的三 產品品質是被檢測證明的 是被製造出來的 是被設計開發進去的 是被研究出來的 2020 2 25 YFYGroup 4 產品品質 管理系統績效判別 企業組織文件審查企業組織現場稽核稽核報告 證書 輸入 製造過程 輸出 產品 品質保證活動品質監控活動品質檢測活動 客戶需求確認 人員 全數檢測 研究設計開發 機具 抽樣檢測 採購品管等 材料 免檢等 方法 環境等統計分析活動 計數值統計分析 計量值統計分析 回饋檢討 前饋改進活動 2020 2 25 YFYGroup 5 產品品質是被檢測證明的 就抽樣檢測 稽核而言1 抽樣隨機原則 群體批中每一個樣本被抽中之機會均相同2 檢測 稽核公正原則 不論被檢測 稽核之樣本是誰製造 提供的均被一視同仁3 檢測 稽核員獨立原則 以不偏袒任何 買賣 供需 一方之第三者角色來執行4 檢測 稽核客觀原則 被以規格 量測 稽核系統 事實數據來表現檢測 稽核結果 2020 2 25 YFYGroup 6 產品品質是被檢測證明的 就抽樣計畫而言1 計數值 Attribute 抽樣計畫 如ANSI ASQCZ1 4 MIL STD 105E 等2 計量值 Variable 抽樣計畫 如MIL STD 414等 就計數值抽樣檢測 稽核結果判定而言1 以樣本中不合格產品 流程之數量來判定批量 系統之允收或拒收2 以樣本中不合格項目 事項之數量來判定批量 系統之允收或拒收 2020 2 25 YFYGroup 7 產品品質是被檢測證明的 3 不合格與不合用是不一樣的 請參閱品質月刊 2002 01 文章 就統計分析回饋應用而言1 計數值管制圖 如不良率 p 管制圖等2 計量值管制圖 如平均值 全距 X R 管制圖等 就統計學理論而言1 計數值數據分布 二項式分布 超幾何分布 卜氏分布等2 計量值數據分布 常態分布 指數分布 韋氏分布等 2020 2 25 YFYGroup 8 產品檢測與過程稽核 自主 第一者品管 第二者委外 第三者 2020 2 25 YFYGroup 9 自主檢測 第一者稽核 就產品品質檢測 系統稽核驗證活動而言1 自主檢測 第一者稽核 製造作業人員自行依作業標準書或藍圖 來檢測其加工完成之產品品質 企業組織內部稽核員依最高管理階層核准之稽核計畫 來稽核其被指派之各管理系統中各作業流程之績效2 品管檢測 第二者稽核 品管部門人員 企業組織付費 依客戶訂單要求之產品規範來執行檢測工作 建立紀錄以確認產品被製造之品質狀況 2020 2 25 YFYGroup 10 委外檢測 第三者稽核 代表客戶之稽核員 客戶付費 依客戶 企業組織合約條款之要求來執行稽核活動 並提出稽核報告以證明企業組織各管理系統運作狀況3 委外檢測 第三者稽核 委託企業組織 客戶以外之獨立專業檢測 驗證機構 指派稽核員 代為依國際 地區 國家 產業等標準或規範 來執行產品檢測或各管理系統稽核驗證登錄工作並開立報告或證書 2020 2 25 YFYGroup 11 檢測 稽核之價值 價值定義依據企業組織發展之願景 設定符合企業組織文化之若干價值理念 並具體落實於全體工作同仁之日常活動中 一般工作性質或問題 只要與企業組織價值理念相一致時 則無需層層請示 直接執行工作或解決問題 以維企業組織持續營運之不致停滯或中斷檢測 稽核對企業組織之價值產品對企業組織之價值 2020 2 25 YFYGroup 12 檢測 稽核對企業組織之價值 產品品質成本之一項 預防成本 鑑定成本 失敗成本 恰是8D要因分析的三大主題 RootCause whyescape system 產品品質信心之一項 對內部客戶 下工程 對外部客戶 供需鏈 對利益關心者 形象 環保等 品質成本愈低愈好 品質信心愈高愈好QS 9000之MSA第三版內容是第二版之兩倍多ISO TS16949稽核是否走加嚴檢測之回頭路 2020 2 25 YFYGroup 13 產品定義 物品 Commodity 軟體 Software 硬體物品 Hardware 流程加工性材料 ProcessedMaterial 軟體產品 SoftwareProduct 服務 Service 資訊 Information 工程技術服務 資訊服務 實體產品 TangibleProduct 與虛體品 2020 2 25 YFYGroup 14 檢測定義 檢驗 Inspection 目視 感官測試 Test 物理性 量 化學性 量 生物性 量量測 Measurement 標準 規格與被量測產品間查驗其差距之過程校驗 Calibration 量測器具 系統被查驗之過程 校準 正 檢測定義 想一想 目前公司所用到的檢測有哪些 屬於哪幾種 被記錄下來的是哪種 被統計分析是哪幾種 有被回饋改善又是哪幾種 2020 2 25 YFYGroup 15 檢測定義 追溯性 Traceability 藉由完整之比較校驗流程 參考同一期望目標值標準而獲得量具 量測系統之一定不確定度 校驗標準 CalibrationStandards 工作標準 遊校標準 二級參考標準 一級參考標準 國家級實驗室標準 國際級實驗室標準 2020 2 25 YFYGroup 16 量測系統定義 量具 Gauge 任何被用來獲得量測結果之裝備器具量測系統 MeasurementSystem 被用來獲得量測結果之整體人機環境配合過程量測系統 量具選用準則 解析度 可讀性 分辨力 最小刻度 1 10比例原則 規格公差之1 10 6標準差之1 10 2020 2 25 YFYGroup 17 量測系統定義 有效解析度 EffectiveResolution 量具 量測系統特殊應用時被接受之解析度 對量測過程變異之敏感度 量測系統與檢測過程被檢測物品 檢測過程 檢測報告 量測系統 結果數據 統計分析 2020 2 25 YFYGroup 18 量測系統分析定義 1 量測系統準確性2 量測系統精密性3 量測系統不確定性4 計數值數據統計分析5 計量值數據統計分析6 簡單量測系統之研究7 複雜或使用一次量測系統之研究 2020 2 25 YFYGroup 19 量測系統準確性 位置變異 LocationVariation 一組量測結果數據之算術平均值之位置準度 Accuracy 平均值與規格 期望目標 真值靠近之程度偏倚 Bias 量具顯示平均值與參考基準值間之差距程度穩定度 Stability 或漂移 Drift 量具隨時間而產生之偏倚量變化線性 Linearity 量具正常量測範圍內之偏倚變化量 2020 2 25 YFYGroup 20 量測系統精密性 寬度變異 WidthVariation 多個量測數值之次數分布寬度之變異 精度 Precision 重覆量測各讀值數據間之靠近程度重覆性 Repeatability 或設備 Equipment 變異一位被評量者使用一件量具 對同一零件某一特性執行多次量測時 所得數據分布之變異再現性 Reproducibility 或檢測員 Appraiser 變異 2020 2 25 YFYGroup 21 量測系統精密性 不同被評量者使用相同量具 對同一零件某一特性執行多次量測時 各人所得數據平均值間之變異 GRR總合性 GaugeR R 量具重覆性與再現性之總合估計值一致性 Consistency 量具重覆性隨時間而變化之程度均一性 Uniformity 或重覆性量具正常量測範圍內之重覆性變化 2020 2 25 YFYGroup 22 量測系統不確定性 系統變異 SystemVariation 量測系統顯示值數據之變化能力 Capability 量測系統短期間內顯示值數據之變化績效 性能 Performance 量測系統長期間內顯示值數據之總變化量不確定度 Uncertainty 量測系統所得數據 未包含期望目標值之估計範圍大小 某信賴區間下 2020 2 25 YFYGroup 23 量測系統不確定性 量測系統能力 MeasurementSystemCapability 量測系統短期變異之估計值 如GRR量測系統績效 MeasurementSystemPerformance 量測系統長期變異之估計值 如長期管制圖敏感度 Sensitivity 或量測單元 Unit 量測系統對被測特性變化之輸出訊號感應程度之最小量 2020 2 25 YFYGroup 24 計數值數據統計分析 檢測作業是產品生產系統或製造流程中的一個活動 檢測作業本身也是個過程檢測結果變異 失效模式之計數值果因分析 4M TPECITY SEWAMI 魚骨圖SEWAMI或SWIPE 追溯標準 Standards 量測環境 Environment 2020 2 25 YFYGroup 25 計數值數據統計分析 被量測件 WorkParts 檢測人員 Appraisers Personnel 檢測方法 Method StandardInspectionProcedure 量具 Instruments Equipment 量測結果之應用風險 生產者風險 型I誤差 錯誤警訊 消費者風險 型II誤差 過失比率 2020 2 25 YFYGroup 26 計數值數據統計分析 檢測過程被控制因子 共通性原因 CommonCauses 特殊性原因 SpecificCauses 檢測流程變異之有無 計數值檢定與推定 計數值解析 管制圖 檢測流程變異之多少 計量值檢定與推定 計量值解析 管制圖 2020 2 25 YFYGroup 27 計量值數據統計分析 計量值數據之品質指標 集中趨勢 平均數 準確性 分布位置指標 離散趨勢 全距 精密性 分布寬度指標統計製造流程管制 SManufacturePC 統計量測過程管制 SMeasurementPC 集中趨勢 偏倚 穩定性 線性 集中趨勢變異過大之可能原因 1 量具需要校準 2020 2 25 YFYGroup 28 計量值數據統計分析 2 量具或輔具磨損或變形3 量具老化或損壞4 量具維護不良5 錯誤的量具 被測件特性6 量具基準設定偏差或磨耗損壞7 量具設計不佳或欠穩健8 其他人 法 環境等因素 打靶 SPC 製程能力分析時準確度不佳之處置 2020 2 25 YFYGroup 29 計量值數據統計分析 離散趨勢 重覆性 再現性 GRR 敏感度 一致性 均一性 影響重覆性與再現性之因素有 1 被測件樣本組內部與各樣本間之差異2 量具內部與量具間之差異3 量測方法內部與不同方法間之差異4 檢測人員內部與不同檢測人員間之差異5 基準設定內部與不同基準設定間之差異 2020 2 25 YFYGroup 30 計量值數據統計分析 6 量測環境內部與不同時間環境下之差異7 其他誤用 人為疏忽等原因 影響敏感性之因素有 1 量具衰減2 檢測人員技能不足3 量具重覆性欠佳4 電流 氣動供應不穩定5 其他量測環境變異等 2020 2 25 YFYGroup 31 計量值數據統計分析 影響一致性之因素有 1 被測件之溫度變異2 電子量具之溫機不足3 量具磨損 影響均一性之因素有 1 刻度可讀性不足2 輔具更換之變異3 檢測人員讀值之視差 打靶 SPC 製程能力分析時精密度不佳之處置 2020 2 25 YFYGroup 32 量測系統能力 短期的 隨機 系統變異 評量偏倚或線性重覆性或再現性或GRR或一致性評量指標1 全量測範圍中最大變異值 最壞狀況 2 特定量測範圍之最大 中 小變異值量測設備新購 SPC之初期解析用管制圖 2020 2 25 YFYGroup 33 量測系統績效 長期總 共通 特殊變異原因 影響之評量 量測系統能力 穩定性與一致性評量指標1 全量測範圍中最大變異值 最壞狀況 2 特定量測範圍之最大 中 小變異值量測設備維修 SPC之長期管制用管制圖 2020 2 25 YFYGroup 34 量測設備新購 量測系統小組被測件檢測需求確認 APQP 管制計畫檢測壽命歷程 成本 複雜程度 與風險 量測設備DFMEA 量測系統PFMEA量測設備採購 採購規格 幾何尺寸公差 GD T 技術 購置成本 維修 預防 預測 成本 2020 2 25 YFYGroup 35 量測設備新購 量測設備驗收 在供應商處 在企業組織處 全尺寸檢驗 隨機 設備資料量測設備使用 使用手冊 維修 服務手冊 設計資料 校準報告 備份零件表 故障排除表 2020 2 25 YFYGroup 36 量測設備使用 維修 量測問題處理小組問題鑑別檢測過程與量測系統分析問題果因關係確認實驗規劃 執行 統計分析研究 獲解決方案問題不再發生確認檢測作業標準化持續符合檢測需求之長期 績效 監控 2020 2 25 YFYGroup 37 量測問題鑑別 位置誤差過大偏倚或線性異於零 或超出最大允差寬度誤差過大1 低於10 之誤差2 10 30 之誤差3 大於30 之誤差4 客戶同意之允收準則長期績效趨勢不佳 2020 2 25 YFYGroup 38 實驗規劃與研究 追溯標準盲測 BlindMeasurement 實驗成本 時間 試樣 程序 設備輔具 頻率實驗人員或被評量人內 外部實驗室管理客戶要求允收準則 AcceptableCriteria 統計分析與趨勢判讀 2020 2 25 YFYGroup 39 簡單量測系統之研究 假設 針對兩個研究因子量測條件 被檢測物與人 與量測系統重覆性 被檢測物內部變異可忽略 被檢測物與檢驗人員間無統計上相關性 被檢測物之尺寸無變異計量值研究計數值研究 2020 2 25 YFYGroup 40 簡單量測系統之計量值研究 穩定性研究偏倚研究 獨立試樣法 管制圖法線性研究重覆性與再現性研究 全距法 平均值 全距法實驗研究結果分析 圖示法 數值法 2020 2 25 YFYGroup 41 簡單量測系統之計數值研究 前題 Go NoGoGauge 目視檢驗標準等級 無計量值數據可供參考 客戶同意計數值允收準則假設性實驗研究結果分析 交叉表法 信號偵測法計數值量具績效曲線 2020 2 25 YFYGroup 42 複雜量測系統之研究 破壞性量測系統 最終成品功能 洩露 試驗系統 可靠度測試至失效實驗 焊接力 電鍍層實體檢測被檢測件隨測試使用而產生變異之量測系統 整車動力試驗 外觀件顏色光譜實驗 2020 2 25 YFYGroup 43 使用一次量測系統之研究 不允許重覆之線上自動檢測系統穩定性研究S1 S2 S3 S4 S5變異性研究V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 假設 應用 與結果分析 計數值數據之p管制圖 計量值數據之變異數分析 ANOVA 2020 2 25 YFYGroup 44 其他研究 被檢測物內部變異過大時之影響研究D PFMEA 實驗設計 DOE ANOVA量具績效曲線 GaugePerformanceCurve GPC 作業特性曲線 OperationCharacteristicCurve OCC 以多次讀值來降低變異之研究3次讀值將可降低GRR 達約10 非隨機抽樣下GRR之標準差法研究平均值 全距管制圖與一致性分析 2020 2 25 YFYGroup 45 檢測品質管理 1 產品品質與檢測2 檢測活動內容3 計數值檢測要點4 計量值檢測要點5 檢測數據統計分析6 檢測報告與試樣處理 2020 2 25 YFYGroup 46 檢測活動內容 檢測的目的檢測工作內容有些什麼我們要做哪些檢測工作如何做好檢測工作證明檢測工作做好了 2020 2 25 YFYGroup 47 檢測的目的 區別好批與壞批區分合格品與不合格品確定製程是否有變異確定製程是否往規格界限偏移將產品區分等級衡量檢測之準確性檢測品質看見 檢測過程是關鍵 2020 2 25 YFYGroup 48 檢測工作內容有些什麼 規格要求之充分瞭解各項需檢測項目之量測行為比較量測結果判定是否符合規格要求建立紀錄報告試樣之處理 2020 2 25 YFYGroup 49 規格要求之充分瞭解 雙邊規格單邊規格 上限規格 下限規格 製程能力之規格 雙邊能力界限 2020 2 25 YFYGroup 50 各項需檢測項目之量測行為 七個基本單位量 長度 質量 時間 電流 熱溫度 光強度 物質量二個補充單位量 平面角 立體角十九個導出單位量 流量 吸收劑量 壓力 力 面積 速度 加速度 頻率 能量 功率 電位 電容 電荷 電阻 電感 磁通量 攝氏溫度 光通量 照度 2020 2 25 YFYGroup 51 量測行為 量測人員量側設備 含輔具 被量測物 試樣 需量測項目量測方法量測環境上述各項因子之交互作用 2020 2 25 YFYGroup 52 量測方法 檢驗 Inspection 人為式規測 Gauging 機械式測試 Testing 電子式測定 Assaying 化學式試驗 Test 機電式上述各別或組合之方式 2020 2 25 YFYGroup 53 量測環境 溫度 相對溼度照明 大氣壓力振動 電磁干擾噪音 粉塵粒空氣對流 電源穩定性 2020 2 25 YFYGroup 54 比較量測結果 人為比較 目視手寫 人為失誤機器比較 自動列印 控制機構準確性 定期校正 2020 2 25 YFYGroup 55 判定是否符合規格要求 計量值 各別值 平均值 計算值 計數值 合格 不合格 合用 不合用 原始數據之保留 2020 2 25 YFYGroup 56 建立紀錄報告 計量值數據計數值數據被檢測試樣數量檢測人員 設備 方法 時間 地點 環境 檢測結果 狀況憑證標示權責人員簽章紀錄分發準則 2020 2 25 YFYGroup 57 試樣之處理 合格試樣與不合格試樣標示簽章與保存期限試樣櫃間門禁管制儲存環境控制檢測品質責任期限 2020 2 25 YFYGroup 58 我們要做哪些檢測工作 客戶要求之檢測項目者法規規定之項目者自我需要之項目者提供外部需要之項目者 實驗室管理程序委託外部執行之項目者 委外控管程序 2020 2 25 YFYGroup 59 如何做好檢測工作 檢測人員管理 意願 技能檢測設備管理 準確性 精密性檢測樣板管理 準確性檢測方法管理 合法性檢測環境管理 合格性 合用性 2020 2 25 YFYGroup 60 證明檢測工作做好了 檢驗與測試基本名詞定義檢驗程序的正確觀有效檢驗靠新招量測需求與選擇量規儀器量測系統分析 MSA 檢驗員準確性衡量內部品質稽核 2020 2 25 YFYGroup 61 GRR簡介 1 前言2 CPK GRR3 GRR的6個步驟4 Minitab在GRR的4個功能5 Summary 2020 2 25 YFYGroup 62 前言 為了不只是 workhard 更要 worksmart 我們需要一個能聆聽 製程聲音 的工具 使自己真的能張開眼睛 看到未來正確的出路 品質精良 顧客滿意 Cpk和GRR就是這類工具中兩個相當重要的成員 2020 2 25 YFYGroup 63 SPC主要是依據製程數據進行簡單的統計分析 以研判製程是否穩定 而大部分的數據須經由儀器設備量測得到 如果量測儀器或人員的誤差很大 以誤差大的製程數據來判斷製程的管制及調整 付出的成本是很難衡量的 2020 2 25 YFYGroup 64 CPK GRR 2020 2 25 YFYGroup 65 Agenda 1 前言2 CPK GRR3 GRR的6個步驟4 Minitab在GRR的4個功能5 Summary 2020 2 25 YFYGroup 66 MeasurementSystemEvaluation Objectives DetermineAccuracyandDiscriminationDeviationfromthetruthResolutionRepeatabilityandReproducibilitySystemStabilityovertimelinearityandbias 2020 2 25 YFYGroup 67 Stabilityovertime 2020 2 25 YFYGroup 68 linearityandbias 2020 2 25 YFYGroup 69 AssessingTheMeasurementSystem HowwellthemeasuringsystemcandistinguishbetweenpartsWhethertheoperatorscanusethesystemconsistently 2020 2 25 YFYGroup 70 Example Canmyviscometeradequatelydiscriminatebetweentheviscosityofseveralpaintsamples Doesmyscaleneedtobeperiodicallyrecalibratedtoaccuratelyweighfilledbagsofpotatochips Dosemythermometeraccuratelymeasurethetemperatureforallheatsettingsusedinmyprocess 2020 2 25 YFYGroup 71 量測工具可靠嗎 若是少量生產 例如生產量為100個 不良率設定為2 以下 而且品質的觀念尚停留在合規格即可的層次 要瞭解產品品質便很簡單 只要耐著性子把100產品都檢查完 不良品在2個以下便屬正常 但在現今一個訂單動輒數十萬個 甚至數百萬個 以全檢方式及合格與否來瞭解製程已不太可行 更何況現今客戶的品質觀念已從 合格即可 轉變成 產品特性集中並趨近期望值 的模式 2020 2 25 YFYGroup 72 上述對產品特性的瞭解均須透過量測數據 問題是量測工具可靠嗎 它會不會扭曲 製程聲音 它造成的影響有多少 2020 2 25 YFYGroup 73 數據可靠性 下圖示 從生產機具所生產的產品中取樣 數量通常少於100個 量取特性數據後 透過Cpk的手法就可以瞭解品質問題的肇因方向 但量具需先通過GRR的驗證手法瞭解其數據可靠性 2020 2 25 YFYGroup 74 CPK GRR Ca 2020 2 25 YFYGroup 75 GRR跟量具的準確性無關 它只保證量具的穩定性 所以當然要校正 一個實際是2公尺的木頭 用某一根尺重複量長度 每次的結果都是1 8公尺 GRR很好 但根本不準確 不堪使用 所以量具的驗證除了GRR 穩定 還要驗證Cpk 準確 2020 2 25 YFYGroup 76 Accuracy Precision 2020 2 25 YFYGroup 77 正確與精確 1 準確 accuracy 我們在產品的同一單位上做許多的測量然後計算其平均值 其平均值與真值間差異的程度稱為準確度 Accuracy 度 或說是測量系統的系統錯誤 校正2 精確度 precision 對同一事物重複量測所得數據接近的程度 或說沿著平均值周圍散佈的值 GRR一個量測系統裡 有可能精密但不準確 或準確但不精密 而理想上 精密又準確則是我們所要的 2020 2 25 YFYGroup 78 上圖的 量具穩定 是指量具對同一個樣品重複量測數據間的差異很小 量具容易使用則是指量具不會因不同的人使用而使數據有所差異 量具穩定 量具容易使用 2020 2 25 YFYGroup 79 Ca 2020 2 25 YFYGroup 80 Ca Cp 上圖右邊的圖示是以Minitab軟體計算得來 其中製程能力指標Cpk電子業一般要求1 33 即不良率63ppm 每百萬個產品中有63個不良品 但一些較先進的公司要求1 5即3 4ppm 如MOTOROLA 甚至1 67即0 57ppm 如GM Ford Chrysler全美三大汽車廠 Cp較嚴格的要求則為2 一般說來Cp比k重要 因為k值不佳很可能只要調整機器設定參數即可解決 但Cp差則是製程變異太大 變異是製程品質的大敵 較難以克服 2020 2 25 YFYGroup 81 GRR簡介 2020 2 25 YFYGroup 82 為計算再現性 Repeatability 在其取得數據時應符合下列條件 同一人員 相同的歸零條件 同一產品 同一位置 同樣的環境條件 數據要在短時間內取得再現性的目的只是要獲知設備的變異性 Repeatability 2020 2 25 YFYGroup 83 2020 2 25 YFYGroup 84 再生性 Reproducibility 則希望獲知不同條件下的變異 因此取得數據時應符合下列條件 不同的人員 不同的歸零條件 不同的位置 不同的環境 數據宜在較長期間內取得 Reproducibility 2020 2 25 YFYGroup 85 2020 2 25 YFYGroup 86 GRR的公式 目前公認的原則與分級標準如下 產品規格公差 USL LSL 如樣品規格為0 8 0 2m m 則產品規格公差為0 4 2020 2 25 YFYGroup 87 1 精密電子業都採用99 73 的信賴區間 依據常態分配99 73 的範圍含蓋在Xbar 3個 之內 所以分子要乘6 2 3 2 一般產業都採用99 的信賴區間 依據常態分配99 的範圍含蓋在Xbar 2 575個 之內 所以分子要乘5 15 2 2 575 6 的意義 2020 2 25 YFYGroup 88 變異的加成 2020 2 25 YFYGroup 89 GRR的目的就是要降低量測誤差 GRR 使量測值之 I儘量接近 TV 真值之標準差 2020 2 25 YFYGroup 90 T2 2Process 2Gauge error 製程標準差 量測誤差 觀測數據標準差 2020 2 25 YFYGroup 91 Agenda 1 前言2 CPK GRR3 GRR的6個步驟4 Minitab在GRR的4個功能5 Summary 2020 2 25 YFYGroup 92 如何衡量量測儀器的製程能力是否足夠 2020 2 25 YFYGroup 93 1 目的Purpose 確認量測系統是否能滿足製程使用需求 對於新購及經維護校驗合格後的量具設備 確認是否能提供客觀及正確的分析評價 以評估量測設備的適用性 確保產品品質 我們經常使用統計製程管制 SPC StatisticalProcessControl 的手法追蹤製程的非機遇原因 然而如果量測系統的品質太低 即量測系統本身也產生很大的誤差 則在使用SPC時 非機遇性原因所造成的變異可能為量測系統的變異所掩蓋 而無法及時發現非機遇性原因而加以控制 2020 2 25 YFYGroup 94 大體而言 評價量測系統的品質意味著檢查量測系統變異的大小與決定影響此變異的因素 2020 2 25 YFYGroup 95 規劃目的 儀器設備是否需要校驗儀器設備是否可供使用是否有人為因素造成誤差是否須修正校驗週期及頻率 2020 2 25 YFYGroup 96 量具 Gauge 被使用於測量零件而產生數據 利用量具的再現性與再生性 以下簡稱GaugeR R 的統計性質分析數據 我們可以了解數據間的變異有多少是由量具所產生 有多少由使用量具的操作員所產生等等問題 再利用數據的總變異或允差 Tolerance 消耗的比例可以判定此量具是否在良好的情況下運作 其分析與判定的方式可以透過管制圖 平均值與全距法 ANOVA分析法等方法加以說明 Gauge 2020 2 25 YFYGroup 97 2 名詞定義TermsDefinition 量具 泛指各種量測儀器 包括生產及檢驗設備均屬之 量測系統 Gaugesystem 指由人員 量具 操作程序及其他設備或軟體所構成的系統 量具再生性 reproducibility 指由不同作業員使用相同的量具量測相同產品之特性時 其作業者間量測平均值之變異 量具再現性 repeatability 指由同一個作業員經多次量測同一個產品 其量測特性值再現能力 亦稱量測值間的變異 2020 2 25 YFYGroup 98 GaugeR R前的準備工作 在進行一個GaugeR R試驗之 操作員的人數 被測量的零件數目 每一個零件被反覆測量的次數 被測量的零件特性 與測量的環境都必須先行決定 通常我們重點考慮下列幾點 a 操作員 隨機選取幾個使用量具的操作員 這可以讓我們評估量具對不同操作員的敏感度 b 零件 自同一規格的零件中隨機選取5到10個零件進行測量 c 反覆測量的次數 每一個零件的量測特性被每一個操作員反覆測量至少二次 2020 2 25 YFYGroup 99 3 量測系統再生性與再現性分析執行方法 決定研究何種種類的變異量測人員對量測過程的影響 並選擇m位量測人員進行實驗決定量測多少樣品k及重複多少次n所使用之量具精確度應是被量測物品公差的1 10 如製程中所需量測的讀數精度為0 01m m 則量具應選擇精度為0 001m m避免鑑別力不足 儀器設備是否受環境變化的影響 2020 2 25 YFYGroup 100 2020 2 25 YFYGroup 101 4 量測系統分析頻率 量測分析人員應根據量測設備使用頻率及設備的精確度來確定量測分析系統頻率 每日用於製程中影響品質且容易造成磨損之量具 應每半年作一次測量測系統分析 每日用於製程中影響品質但不易造成磨損之量具 應每一年作一次測量測系統分析 2020 2 25 YFYGroup 102 5 允收水準 GRR 2020 2 25 YFYGroup 103 6 結果分析 A Appraisers B Equipment 當再現性 EV 變異值大於再生性 AV 時 量具的結構需再設計加強量具的夾緊或零件定位需加以改善量具應加以保養當再生性 AV 變異值大於再現性 EV 時 作業員的操作方式或數據讀取方式需加強可能需要某些夾具協助操作員 2020 2 25 YFYGroup 104 Agenda 1 前言2 CPK GRR3 GRR的6個步驟4 Minitab在GRR的4個功能5 Summary 2020 2 25 YFYGroup 105 StatisticalConsiderations Avalueoffiveormoredenotesanacceptablemeasurementsystem 2020 2 25 YFYGroup 106 CaseStudy 1 Crossed 可重複性分析2 Nested 不可重複性分析3 Stability4 GageLinearity 2020 2 25 YFYGroup 107 1 Crossed 可重複性分析 ProblemAmanufactureroffuelinjectornozzleshasinstalledanewdigitalmeasuringsystem Youwanttoassesshowwellthenewmeasuringsystemmeasuresthenozzles DataSet Tolerance USL LSL 8 2020 2 25 YFYGroup 108 2020 2 25 YFYGroup 109 ANOVA Avalueoffiveormoredenotesanacceptablemeasurementsystem 2020 2 25 YFYGroup 110 2020 2 25 YFYGroup 111 2020 2 25 YFYGroup 112 2 Nested 破壞性分析 Wheneachpartismeasuredbyonlyoneoperator suchasindestructivetesting Ifyouneedtousedestructivetesting youmustbeabletoassumethatallpartswithinasinglebatchareidenticalenoughtoclaimthattheyarethesamepart 2020 2 25 YFYGroup 113 Avalueoffiveormoredenotesanacceptablemeasurementsystem DataForm 2020 2 25 YFYGroup 114 2020 2 25 YFYGroup 115 Avalueoffiveormoredenotesanacceptablemeasurementsystem 2020 2 25 YFYGroup 116 2020 2 25 YFYGroup 117 3 Stability Agagestabilitystudycanbeusedtoanswerquestionssuchas Isanapparentshiftinmyprocessreallyduetodriftinmymeasurementsystem AmIcalibratingmymeasurementsystemoftenenough Isthemeasurementsystemwearingoutovertime 2020 2 25 YFYGroup 118 ProblemYourcompanymanufacturesphotographicfilm andusesatransmittingdensitometertomeasurethedensityofthefilm Currently thedensitometerisrecalibratedonceamonth however thisprotocolwasestablishedoutofconvenience Inordertobetterdeterminehowlongyourdensitometershouldbeusedbeforerecalibrating youdecidetoperformagagestabilityexperiment 2020 2 25 YFYGroup 119 2020 2 25 YFYGroup 120 Themeandailymeasurementsarescatteredrandomlyaboutthehistoricalmeanof2 5 2020 2 25 YFYGroup 121 Themeasurementstakenbyeachoperatorappeartobesimilarlyspreadaboutthestandarddensityof2 5units 2020 2 25 YFYGroup 122 4 GageLinearityandAccuracyStudy Gagelinearitytellsyouhowaccurateyourmeasurementsarethroughtheexpectedrangeofthemeasurements Itanswersthequestion Doesmygagehavethesameaccuracyforallsizesofobjectsbeingmeasured 2020 2 25 YFYGroup 123 Gagebiasexaminesthedifferencebetweentheobservedaveragemeasurementandareferenceormastervalue Itanswersthequestion Howbiasedismygagewhencomparedtoamastervalue 2020 2 25 YFYGroup 124 DataForm ProblemAfloortilemanufacturerusesagagetomeasuretileflatness Youwishtoassessthelinearityofyourmeasuringdeviceovertherangeofnormalprocessvalues Thehistoricalvalueofsigmafortileflatnessisknowntobe0 75 2020 2 25 YFYGroup 125 2020 2 25 YFYGroup 126 Whenthevaluesarepositive theobservedmeasurementsarelargerthanthemastervalueandyourmeasurementsystemismeasuringtothehighside 2020 2 25 YFYGroup 127 Linearity Bias Linearityandbiasshouldbeassmallaspossible Alinearrelationshipexistsbetweentheaveragebiasandmastermeasurements Linearityislow Slopeoflineisclosetozero Allsamplebiasesfallclosetotheregressionline 2020 2 25 YFYGroup 128 Agenda 1 前言2 CPK GRR3 GRR的6個步驟4 Minitab在GRR的4個功能5 Summary 2020 2 25 YFYGroup 129 2020 2 25 YFYGroup 130 那些情況不適用GRR 這個問題的癥結仍在於我們對GRR的定義是否清楚 因為作GRR時必須使用同一樣本 Parts 反覆量測 因此只要有任何樣本無法被反覆量測 那麼基本上即不適用GRR 這一類的情況中尤其以破壞性測試為最明顯 因為樣本實際上已無法被反覆測試 因此凡是破壞性測試 原則上均不適用GRR 近年來雖有討論用代用特性來做GRR的替代方案 但爭議頗多 所以若要使用替代方案時 請務必小心謹慎 MinitabNested 2020 2 25 YFYGroup 131 該優先使用GRR的狀況有那些前提 原則上該優先使用GRR的情況 均應有下列前題 1 本質上是非破壞性之量測數值2 該量測特性之製程能力Cp值明顯不足 在此狀況下我們就必須運用GRR深入探究此時的製程能力是產品之真象或假象 2020 2 25 YFYGroup 132 若GRR25 那就表示量測系統不夠精確 因而扭曲了產品的真值 這時我們就應立刻著手改善量測系統 改善時可參考下面的魚骨圖 找出回題癥結 再予以克服 以改善GRR 2020 2 25 YFYGroup 133 2020 2 25 YFYGroup 134 從長期來看GRR可如何加以運用 GRR可持續運用在下列領域或時機 1 新量具可借助GRR來建立有效的驗收系統 2 新進檢測人員可借助GRR來建立公允的合格認證系統 3 配合Cpk不斷導引研發更價廉而堪用的測試設備 4 若遇到產品規格大幅加嚴時 如Impedance的Tolerance由 12 降至 5 則必須立即警覺必須將測試設備升級 以免誤判了新產品的真實性能 2020 2 25 YFYGroup 135 GR R解釋及敘述 GaugeRepeatabilityandReproducibility1 再現性 Repeatability 又稱量具變異 用於同一種量具 同一位作業者當多次量測相同產品之指定特性時所得之變異 2 再生性 Reproducibility 又稱作業者變異 用於指不同作業者以相同量具量測相同之特性時 量測平均值之變異 2020 2 25 YFYGroup 13