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GRR 量測系統分析GaugeRepeatabilityandReproducibility 目錄 1 量測系統構成2 量測系統變異2 1量測系統變異概述2 2測量系統精確度與準確度3 量測系統分析4 GRR實驗方法4 1GRR實驗要求4 2GRR實驗步驟4 3GRR實驗實例4 4量測系統判定 1 量測系統構成 量測系統 1 量具 設備 軟 硬體 2 操作 人員 過程 3 測試環境 4 待測試件 量測系統包含以下要素 2 1測量系統變異概述 量測系統 量檢具造成的變異 操作員造成的變異 量測變異 長期產品變動 短期產品變異 樣本變異 實際產品變異 觀察到的產品變異 實際值 實際值 測量值 2 2測量系統精確度與準確度 準確度 平均值 測量系統偏差 通過 標定研究 決定 測量偏差 觀察到的值 主值 測量偏差 實際值 測量值 精確度 變動性 衡量系統變動性 通過 R R研究 決定 2 2測量系統精確度與準確度 觀察到的變動性 產品變動 衡量的變動 實際值 測量值 3 量測系統分析 3 1量測系統鑑別力3 2量測系統變異類型及分析3 2 1再現性3 2 2再生性3 2 3零件間變異3 2 4穩定性3 2 5線性3 3GRR 3 1量測系統鑑別力 鑑別力 量測系統發現並真實地表示被測特性很小變化的能力如最小量測刻度太大無法辨別被測特性很小變化稱為鑑別力不足 鑑別力不足可以在R Chart上顯現出來 圖1 圖2 1 量測系統鑑別力不足 導致只有1 3個值落在管制界限內或1 4R 0如圖1所示 2 量測系統鑑別力足夠 所有的值落在管制界限內 重複性 Repeatability 重複性又稱為量具變異 是指用同一種量具 同一位作業者 當多次量測相同零件之指定特性時之變異在完全相同的量測條件下 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 3 2 1 主值 良好重復性 不良重復性 主值 重複性 Repeatability 3 2 1 重複性 Repeatability 計算 在R chart圖管制下 再現性的標準差估計值 R d 5 15 C C 2 重複性 Repeatability EV 5 15 其中5 15表示常態分配中具有99 的信賴度 99 的信賴度 5 15 C 再生性 Reproducibility 再生性又稱作業者變異 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 裝夾 位置 環境條件 較長的時間段 為外在因素引起之量測系統的變異 Reproducibility OperatorA OperatorB 3 2 2 OperatorC 再生性 Reproducibility 計算 再生性的標準差估計值 o 再生性 Reproducibility AV1 5 15 5 15 o 再生性 Reproducibility 3 2 2 Xmax Xmin d 因以上計算變異包含量測系統的影響所以必須進行修正 AV AV1 EV nr 2 2 n零件數r量測次數 3 2 3 零件間變異 X Chart圖分析 圖1 圖2 若測量平均值全部落在管制界限內 則零件變異隱藏在再現性之內 且量測變異支配制程變異 如圖1反之若測量平均值過半落在管制界限外 則此量測系統適用 如圖2此時可以計算出零件變異 對於量測系統長期測量相同的GoldenSample的均值和標準偏差來說 測量值的分佈應保持一致沒有漂移 突然變化 等 並可以預測 可以用量測系統不同時間測量相同的GoldenSample的測量值繪製X Chart圖進行管制 如果失去管制則表示量測系統須校正或維修 3 2 4 穩定性 3 2 5 線性 線性 在儀器能力的範圍內衡量準確度和精確度的差別 Y軸是相對主讀數的偏差 當量具測量值為主讀數時 所有的點應在0線上 X軸是用量具測量所有產品所得到的測量值的整個範圍 O 量具1 線性分佈有問題 O 準確度 測量值 量具2 線性分佈沒問題 準確度 測量值 線性分佈有問題可能原因 1 量測系統的量測範圍內的高端 低端的校正不適當2 量測系統磨損3 量測系統設計不適合測量被測特性 3 3GRR GRR GaugeRepeatabilityandReproducibility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 3 3 1什麼叫GRR 2 2 2 2 2 2 2 測量系統 產品 總量 產品 總量 重復性 再現性 3 3 2GRR統計意義 3 3 3GRR計算 一 再現性 EV 設備變異 再生性 AV 量測員變異 再現性 再生性 零件變異 PV 總變異 TV TV R R PV 2 2 EV 100 EV TV AV 100 AV TV R R 100 R R TV 3 3 3GRR計算 二 解決測量誤差占公差的百分比 最佳情況 10 可接受的情況 30 既包括重復性 也包括再現性 P T 公差 5 15 R R 公差 USL LSL 量測能力指標 精確度與公差的比 LSL USL 實際值 測量值 TV 量測變異 R R R R用於證明衡量系統是否能夠測量出觀察到的總的過程變動 P T用於證明衡量系統是否能夠測量出給定的產品規格 3 3 4量測系統的判定 一 再現性 EV 設備變異 再生性 AV 量測員變異 量具需加以保養量具需重新設計 以提高適切性 量具之夾持或定位需改善 存在過大的零件變異 再現性 EV 設備變異 再生性 AV 量測員變異 量測員訓練不足 量具刻度校正不良 可能治具或軟體協助量測員進行量測 3 3 4量測系統的判定 二 GRR 10 量具系統可接受 可接受 可不接受 決定于該量具系統之重要性 修理所需之費用等因素 GRR 30 10 GRR 30 量具系統不能接受 須予以改進 3 3 4量測系統的判定 三 下面幾張幻燈片演示了4個變數的 量具 R R結果和量具 P T 精確度比公差的圖形表示 GR R結果有無數個 將 研究和 公差結合 用這4個相對特殊的情形 有助於決定對得出的結果需要採取哪些措施 儘管可以考慮接受 慎重進行 小於30 的情況 但是要努力尋找GR R 10 的結果 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 LSL USL 公差 情形1 10 R R15 P T 在這個實例中 我們看到GR R的結果是可以接受的 它的 R R變動與 P T公差變動相同 由於總變動 TV和公差 T USL LSL 相對大小相同 所以結果相同 因此 當我們得出R R或P T比時 它將大大低於30 這個量具是可接受的 不需要採取任何措施 唯一需要採取的行動是改善過程能力 實際值 測量值 TV 量測變異 R R 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 公差 LSL USL 在這個實例中 我們觀察到 GR R中的 R R與 P T相同 然而結果根本無法接受 由於總變動 TV和公差 T USL LSL 的相對大小相同 所以結果相同 因此當我們得出P TV或P T比時 它將大大超出30 這表明衡量系統無法辨別零件與零件的差別 不良GR R的一個影響將會擴大產品標準偏差的變動性 在這個實例中 我們確實需要修正衡量系統 情形1 70 R R70 P T 實際值 測量值 TV 量測變異 R R 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 LSL USL 公差 在此我們觀察到的GR R中 R R根本無法接受 而 P T完全可以接受 怎麼會出現這種情況呢 在這個實例中 R R很大 然而當我們將量具精確度與公差 USL LSL 相比 P T 時 我們發現GR R 5 是完全可以接受的 我們需要修正衡量系統嗎 這要視情況而定 如果我們需要改善這個過程 那麽我們應當修正衡量系統 如果我們不需要提高過程能力 那麽這個衡量系統是可以接受的 情形1 70 R R5 P T 實際值 測量值 TV 量測變異 R R 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 LSL USL 公差 在此我們觀察到的GR R中 R R是能夠接受的 而 P T無法接受 怎麼會出現這種情況呢 在這個實例中 R R 5 非常小 然而當我們將量具精確度與公差 USL LSL 相比 P T 時我們發現 P T 70 很大 我們需要修正衡量系統 在這個實例中 觀察到的Cp是實際Cp並且它可能在0 2到0 4之間 過程能力改善後 我們的 R R將變得更糟 並且觀察到的Cp不反應實際值 所以需要改善衡量系統 實際值 測量值 TV 量測變異 R R 情形1 5 R R70 P T 4 GRR實驗方法 全距法及平均值法 1 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 2 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 23 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 4 1GRR實驗要求 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 量具變異 和再生性 操作者變異 分析2 本法可