Measurement System Analysis测量系统分析.ppt

MeasurementSystemAnalysis,何謂量測系統,量測系統為作業程序、儀器設備、軟體以及人員的集合體，用以量測產品的品質特性,何謂量測系統,GR&R:量測精度指標,Gauge量測儀器本身,Repeatability再現性:(EquipmentVariation)目的:明白量測儀器本身之變異性做法:同一位量測者使用同一個量測儀器對同一零組件的同一個特性進行多次量測，所獲得的量測值的變化量就是該量測裝置的再現性,Reproducibility再生性:(AppraiserVariation)目的:明白不同人員間或者不同量測儀器間之變異性做法:由不同人員使用同一量具量測同一產品多次之後來估算其變異即當存在變異性時，每位量測者的量測平均值會有所不同。,何謂量測系統,取得數據的條件,再現性:(EquipmentVariation)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生性:(AppraiserVariation)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,討論問題,1.儀器設備是否需要校驗?,2.是否有人為或机台因素造成數据平均或變异數的誤差?,3.儀器設備的解析度是否可提供使用?,4.如何決定校驗周期及頻率,問題,量測系統分析的目的,二.分辨出統計制程管制(SPC)中,制程的特殊原因.如果量測系統本身的誤差很大,則在使用SPC時,特殊原因所造成的變异可能為量測系統的變异所掩蓋,從而無法分辨出特殊原因.,一.确認量測系統是否能滿足制程使用需求對新購及經維修校驗合格后的量具設備,确認是否能提供客觀及正确的分析評价(設備的使用性制程數据的可用性).,因此在進行統計製程管制時，必須先進行量測系統的分析，以確定量測系統在穩定狀態下才可用統計製程分析來監控製程或產品變異，以避免得到不確實的決策區間及管制圖上的錯誤訊息,量測系統分析的目的,縮短產品變異與總變異之差距,量測系統分析的做法,計數值GR&R(AttributeGRRDataSheet)計量值GR&R(VariableGRRDataSheet),分類,計數值GR&R(Go-Nogo),1-1準備30個黃金樣本,其中5個為已知不良品,25個為已知良品1-2將30個樣本,給其編號,ex:0010301-3將30個樣本依序Load至二台測試設備,進行測試,2-1每個樣本在第一台測試設備重複3次測試,當判定正確時,合格品判定為合格,不合格品判定為不合格時,紀錄為12-2當判定不正確時,合格品判定為不合格,不合格品判定為合格時,紀錄為02-3依序將30個樣本測完,測完後按2-1順序,進行第二台測試設備測試,3-1將每個樣本的測試結果紀錄於AttributeGRRDataSheet進行公式運算3-2判定分為測試設備內之再現性分析與測試設備間之再生性分析3-3當再現性與再生性皆Pass後,才能算合格,任一項Fail,則判定此設備須進行檢修與校驗,量測系統分析的做法-AttributeGRR,(1)測試設備內部之一致性能力評估,量測系統分析的做法-AttributeGRR,假設條件:測試設備判别一致性能力(Pi)大於80%(P0),顯著水準a=5%計算,設:虛無假設H0:Pi80%對立假設H1:Pi80%,標準化,若Z(AD)Za,則RejectH0Z(AD)Za,則NotRejectH0,右尾檢定,量測系統分析的做法-VariableGRR,1-1準備10個黃金樣本,及設定要擷取之參數值1-2將10個樣本依序Load至二台測試設備,進行測試,2-1每個樣本進行n=3次的量測(若牽涉到需人為判定產品特性時,則需分別量測)2-2依序將10個樣本測完,3-1將每個樣本的測試結果紀錄於VariableGRR進行公式運算3-2當P/Tratio=30%,則允許此量測設備上線使用,計量值GR&R,計量值GR&R,量測系統分析的做法-VariableGRR,使用平均值全距分析使用ANOVA變異性分析,P/T值的計算,Step1:計算再現性所造成變異Step2:計算再生性所造成變異Step3:Step4:計算允差=上規格界線減去下規格界線Step5:,對10個部品進行量測,部品的規格為5.00.1mm,再現性:,量測設備的變異EV=3.05x0.04=0.122,其中,設備變異的百分比,=61%,d2取決於,測量次數m=3,g=部品數量*測量人員=10*3=30,再生性:,其中,K2:係數,=Max(4.99,5.00,4.99)Min(4.99,5.00,4.99)=0.01,EV:0.122n:10個樣本r:每個樣本重複三次量測,故人員的變異,人員變異的百分比,=7.5%,量測系統的變異,量測系統的百分比,=61.5%,量測系統(R&R)合格標準是：,量測結果的分析，是基於每個因素對總變異或公差所佔的百分比。計算百分比時，公差可能會以總變異當作分母。,零件的變異,Rp=樣本平均值的全距=Max(X1,X2.X10)-Min(X1,X2X10)=5.01-4.97=0.04,K3=5.15/d2,d2取決於樣本個數,g=1=5.15/3.18=1.62,PV=RpxK3=0.04x1.62=0.0648,總變異,=0.139,用Minitab計算GRR,計量值GRR,每個樣本測量2次,測定条件測定者：名反复回数：回樣品数：10個,測量者編號:王先生.1李先生.2,測量的數据,計量值GRR,按Option,各column上輸入,計量值GRR,方差分析法,其包含Part与operator之間的變异,平均值全距方式,相當与99%的判定規准,輸入的公差,輸入標題,計量值GRR,SourceDFSSMSFPSample90.04324830.004805479.59820.00000Operator20.00121330.000606710.04910.00117Operator*Sample180.00108670.00006042.41480.01585Repeatability300.00075000.0000250Total590.0462983GageR&R%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGageR&R7.00E-058.13Repeatability2.50E-052.90Reproducibility4.50E-055.23Operator2.73E-053.17Operator*Sample1.77E-052.05Part-To-Part7.91E-0491.87TotalVariation8.61E-04100.00StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R8.37E-030.04308828.526.84Repeatability5.00E-030.02575017.044.09Reproducibility6.71E-030.03454722.865.48Operator5.23E-030.02691617.814.27Operator*Sample4.21E-030.02165814.333.44Part-To-Part2.81E-020.14482795.8522.99TotalVariation2.93E-020.151101100.0023.98NumberofDistinctCategories=5,從P值判斷有意義的因子P0.25,以分散來看測試系統變异的貢獻比率,如未給定公差則优先,給定公差的相對測定值,以標准差來看測定系統變异的比率,計量值GRR,判断基準：%StudyVar必然是理想、%StudyVar為良好。另外、%StudyVar値即使大若%Tolerance則為良好,GRR的評价要看這里,對于部品与測量者的平均值,計量值GRR,計量值GRR,圖表的看法：從這些圖表檢查以下事宜。特定的測定者(Operator)有測出与其他不同的測定値嗎？（是否不管由誰測也可得到同樣的結果？reproducibility（再現性）相同条件的反复測定中、有多大的參差？（repeatability(反复性)）特定的部品(part)有否顯現不同的特性？原理：的計算方法使用到後述的分散分析（）。,圖表的看法,Q&A,為獲得可信之GRR，請問在實務上是否有一些標準程序？,準備被測件樣本(至少5件)將被測件交給實際作業之人員(至少2人),反覆量測(每一樣本至少量測2次)紀錄各量測數據計算GRR,請問那些情況不適用GRR？,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,Q&A,請問該優先使用GRR的狀況有那些前提？,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GRR30%（C級）那就表示量測系統不夠精確,環境差異,人員技術不足,清潔度改變,為何量測變異太大,人員技術差異,量測程序未標準化,數據取得不易,校驗問題,溫度改變,震動因素,溼度改變,設備差異,機械不穩定,設備摩耗,數據換算