MSA量测系统分析

1、MSA 量測系統分析1TS 16949品質管理系統要求重點：7.6.1 量測系統分析 1.實施適當的統計分析各種量測及測試設備系統測 量結果的變異. 2.應適用於管制計劃裡所列的量測系統. 3.所採用的分析方法和允收準則應符合顧客的量測 系統分析參考手冊的規定.2你了解你的量測系統嗎?產品各項品質特性數據，均須透過量測系統取得量測系統可靠嗎？它會不會扭曲“製程聲音”？3課程大綱：一、量測數據的品質 二、量測過程三、量測系統的統計特性四、變異的來源五、變異的類型六、量測不確定性七、量測系統分析之準備八、如何進行量測系統分析九、量測系統分析-計量值範例十、量具重複性與再現性之比較十一、量測系統分析

2、判定-計量值十二、量測系統分析-計數值範例十三、Work Shop4一、量測數據的品質量測(觀測)變異實際過程變異長期過程變異短期過程變異零件變異量具變異評價者變異重複性穩定性校正線性量測變異5二、量測過程：標準：零件：儀器：人/程序：環境S W IPE量測數值分析輸入輸出可接受可能可接受須改善量 測 系 統6三、量測系統的統計特性1.量測系統均須在統計管制下而其所產生之變異應根源於共同原因，而非特殊原因。2.量測系統之變異須相對小於生產製程之變異。3.量測系統之變異須相對小於規格界限。4.量測系統之最小刻度須相對小於製程變異或規格界限之較小者。7四、變異的來源(一)儀器(量具)工作件(零件)

3、擴大量測系統變異變異性敏感性接觸幾何變形效應一致性單一性重複性再現性使用假設穩健設計偏移線性穩定性校準預防性維護維護建立公差發展的變異發展設計變異夾持位置測量站測量探測器相互關連的特性清潔適合的數據工作的定義彈性變形質量彈性特性支撐特性隱藏的幾何可追溯性校準熱擴散係數彈性特性人員/程序環境教育身體的限制程序目視標準工作規定工作態度經驗培訓經驗培訓理解技能人因工程照明壓力振動空氣污染幾何的相容性陽光人工光陽光陽溫度人員空氣流程熱的系統平等化系統構成要素周期標準與環境的關係標 準8四、變異的來源(二)9五、變異的類型：(一) 位置變異 (Location Variation)(二) 寬度變異 (W

4、idth Variation)(三) 量測系統變異 (Measurement System Variation)位置(Location )寬度 (Width )10(一) 位置變異準確度 (Accuracy)：指一個或多個量測結果的平均數 與參考值之間一致的接近程度。11偏倚 (Bias)偏倚 (Bias) ：通常被稱為準確性，但準確性有多種解釋，故有不同涵蓋意思。偏倚是指對相同零件上量測多次所得平均值與真值之差異。偏倚(Bias)VAVTVT：真值（可由較高等級量 具多次量測之平均值）VA：量測平均值12造成過大偏倚的可能原因： 儀器需要校正； 線性誤差； 基準的磨損或損壞，基準偏差； 不適

5、當的校正或使用基準設定； 儀器品質不良設計或符合性； 儀器、設備或夾具磨損； 使用了錯誤的量具； 不同的測量方法作業準備、載入、夾緊、技巧； 量測的特性不對； 變形 (量具或零件)； 環境溫度、濕度、振動、清潔； 錯誤的假設，應用的參數不對 應用零件數、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差 (易讀性、視差)。13穩定性 (Stability)穩定性 (Stability)：又稱漂移 (Drift)，指經過一段長 期時間下，用相同的量測系統標 準，對同一基準或零件的同一特 性 ，量測所得到的變異。時間14造成穩定性的可能原因： 儀器需要校正，縮短校正周期； 儀器、設備或夾具的磨損； 正常的老化或損壞

6、； 維護保養不好空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔； 基準的磨損或損壞，基準的誤差； 不適當的校正或使用基準設定； 儀器品質不好設計或符合性； 儀器缺少穩健的設計或方法； 不同的測量方法作業準備、載入、夾緊、技巧； 變形 (量測或零件)； 環境變化溫度、濕度、振動、清潔； 錯誤的假設，應用的參數不對； 應用零件數量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差(易讀性、視差)。 15線性 (Linearity)線性 (Linearity)：線性是指量具在工作範圍內，偏倚 量之差異分佈狀況。數值A偏倚數值B偏倚16造成線性誤差的可能原因： 儀器需要校正，縮短校正周期； 儀器、設備或夾具的磨損； 維護

7、保養不好空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔； 基準的磨損或損壞，基準的誤差最小最大； 不適當的校正 (沒有涵蓋操作範圍) 或使用基準設定； 儀器品質不好設計或符合性； 缺乏穩健的儀器設計或方法； 應用了錯誤的量具； 不同的測量方法作業準備、載入、夾緊、技巧； 隨著測量尺寸不同，（量具或零件）變形量不同； 環境溫度、濕度、振動、清潔； 錯誤的假設，應用的常數不對 應用零件數、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差 (易讀性、視差)。 17(二) 寬度變異精密度 (Precision)：量測系統整個作業量測範圍內 (尺寸、範圍和時間) 的分辨力、敏感度和重複性的 最終影響。18重複性 (Repe

8、atability)重複性 (Repeatability)：又稱量具變異 (Equipment Variation，VE ) 同一位作業者，多次量測相同零件之指定特性時所得的變異。重複性參考值19造成重複性的可能原因： 零件內部(抽樣樣本):形狀、位置、表面光度、錐度、樣本的一致性零件內部:維修、磨損、設備或夾具的失效、品質或保養不好 標準內部:品質、等級、磨損 方法內部: 作業準備、技巧、歸零、固定、夾持、點密度的變異 評價者內部: 技巧、位置、缺乏經驗、操作技能或培訓、意識、疲勞 環境內部: 對溫度、濕度、震動、清潔的小幅度波動 錯誤的假設: 穩定，適當的操作 缺乏穩健的儀器設計或方法，一

9、致性不好 量具誤用 失真(量具或零件)、缺乏堅固性 應用: 零件數量、位置、觀測誤差(易讀性、視差)20再現性 (Reproducibility)再現性 (Reproducibility)：又稱評價者變異 (Appraiser Variation, AV)，指不同評價者以相同量具，量測相同產品之特性時，量測平均數之變異。 再現性評價者A評價者C評價者B21造成再現性誤差的可能原因： 零件之間 (抽樣樣本)：使用相同的儀器、操作者和方法量測A、B 、C零件類型時的平均差異。 儀器之間：在相同零件、操作者和環境下使用A、B、C儀器量測 的平均數的差異。注意：在這種情況下，再現性誤差通常還混有方法和

10、或操作者的誤差。 標準之間：在量測過程中，不同的設定標準的平均影響。 方法之間：由於改變量測點密度、手動或自動系統、歸零、固定 或夾緊方法等所造成的平均數差異。 評價者 (操作者) 之間：評價者A、B、C之間由於培訓、技巧、技 能和經驗所造成的平均數的差異。推薦在為產品和過程鑑定和使用 手動量測儀器時使用這種研究方法。22造成再現性誤差的可能原因(續)： 環境之間：在經過1、2、3等時段所進行的測量，由於環境周期所造成的平均數的差異。這種研究常用在使用高度自動化測量系統對產品和過程的鑑定。 研究中的假設有誤。 缺乏穩健的儀器設計或方法。 操作者培訓的有效性。 應用零件數量、位置、觀測誤差 (易

11、讀性、視差)。23八.如何進行量測系統分析1.建立必要之指導書文件，例如分析指導書等。2.建立必要之程序書，以管制所有量測系統維持在正常及最佳狀態。3.須有合格之分析人員，待分析之量具，以及必要之環境。4.依據相關之指導書執行分析作業。5.蒐集足夠之數據，再依據所使用之分析表單執行分析作業。6.應有分析結論判定此量測系統是處於可接受、勉強接受或不能接受。24九.量測系統分析-計量值範例：1.偏倚範例： 一個製造工程師對量測設備系統進行分析，證明該量測系統應該沒有線性誤差的考量，所以該工程師只對偏倚進行評價。他在這量測系統範圍內選取了一個零件；並對該零件進行量測15次來確定它的參考值。25偏倚數

12、據：(續)測量次數零件編號參考值=16.00量測值偏倚115.8-0.2215.7-0.3315.9-0.1415.9-0.1516.00.0616.10.1716.00.0816.10.1916.40.41016.30.31116.00.01216.10.11316.20.21415.6-0.41516.00.026偏倚數值分析：1.計算 n 個讀值的平均數2.計算重複性標準差： 式中d2*可查表得知，g=1，且m=n最大值(Xi)-最小值(Xi)d2*27偏倚數值分析：3.確定偏倚的t統計量 (t-statistic) 偏倚=觀測到的平均測量值一參考值 t =4.如果0落在偏倚值附近95%

13、自信度界限內，則偏倚在5%的水準 上是可接受的。 偏倚 偏倚 式中，d2及d2*及V可從附錄中查到，令g=1，且m=n，tv,1-/2可 以利用標準t分配查到。偏倚28偏倚分析表：(續)n(m)平均值，標準差，標準誤差的平均值，測量值1516.0067.2120.0547參考值=16.00，=.05，g=1，d2=3.55統計的t值df顯著的t值(2-有尾數的)偏倚偏倚的95%自信度區間上限下限測量值.115310.8.22514.0067-.1107.1241292.穩定性範例：某工廠為了確定某一新量測儀器的穩定性是否為可接受，評價人員選取了接近中間值的一個零件。該零件被送到了量測實驗室，經

14、量測其參考值確定為6.01。評價人員量測該零件5次，共量測了一個月(20個小組)；收集到所有數據後，畫出了&R圖。30穩定性範例：(續)UCL=1.010LCL=00.47791.00.50.0樣本全距6.36.26.16.05.95.85.7UCL=6.267LCL=5.7466.02101020樣本平均子組311.計算零件每次量測的偏倚，以及平均數。 偏倚i,j=Xi,j（參考值）2.在線性圖上劃出相對參考值的每個偏倚及偏倚平均數。3.計算並劃出最適當的線及該線的自信度區間。3.線性分析：(圖示法) 偏倚i,jm偏倚i32Yi=aXi+b式中Xi=參考值，yi偏倚平均數，而對一個已知X0，

15、自信度區間為：線性分析：(圖示法) 斜率(Slope)中心33上限：b+aX0下限：b+aX04.劃出偏倚=0的線，並對圖進行審查，以觀察是否 存在特殊原因，以及線性是否可接受。線性分析：(圖示法) 34 範例：MSA蒐集數據的規劃 項次蒐集點蒐集要項評估人員蒐集數量1噴嘴封口內徑大小33.0 0.5mm張三 李四王五10個2噴嘴封口外觀檢驗外觀檢驗(毛邊、刮傷、變形)志明小寶15個3容器封口外側大小32.0 0.5mm張三李四10個4噴嘴封口壓力測試5000Kg f/cm2 張三 李四10個35零件人員12345678910A133.6533.0032.8532.8533.5533.0032

16、.9532.8533.0033.60A233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.70B133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.55B233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.50C133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.85C233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.80蒐集GRR的數據範例：量測系統分析 計量 3

17、6範例：GRR作業者/量測次數零 件平均數123456789101.張三 133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.602. 233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.703.平均數33.6333.0032.8332.9033.5033.0032.9532.8333.0033.65 =33.134.全距0.050.000.050.100.100.000.000.050.000.10Ra =0.055.李四 133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.

18、7533.0033.556. 233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.507.平均數33.5533.0032.7832.7833.4033.0332.9332.7332.9833.53 =33.078.全距0.000.100.050.05.000.050.050.050.050.05Rb =0.049.王五 133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.8510. 233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.8011.平均數33.5

19、333.0332.8032.8033.4533.0332.9532.8033.0533.83 =33.1312.全距0.050.050.000.000.100.050.000.000.000.05Rc =0.0313.零件平均數33.5733.0132.8032.8333.4533.0232.9432.7833.0133.67Rp=0.8914.公式：0.05+0.04+0.03/作業者人數= = 0.04015.作業者人數= 316. 公式：Max 33.13 Min 33.07= diff diff = 0.0617.公式： D4=UCLR=0.043.27=UCLR= 0.1318.公式

20、： D3=LCLRLUCR= 0量具再現性及再生性數據表 頁數: 1 /2零件件名：瓶嘴封口量具名稱：作成日期：零件件號：量具編號：#001作成單位：特性：內徑尺寸量具精度：作成者：規格：32.533.5mm量具範圍：審查者：xRRRx37零件件名：瓶嘴封口零件件號：特性： 重量規格： 32.533.5mm 由數據表得： R 0.04 Xdiff= 0.060 Rp=0.89公式：%AV = 100 AV/TV %AV = 10.79% n = 零件數 r = 量測次數 再現性作業者變異（AV）公式：AV = n = 10 r = 2 AV = 0.157公式：%EV = 100 EV/TV %EV = 12.59% 重複性設備變異（EV）公式：EV =R* K1 EV =0.182 製程變異量測單元分析量測次數K1234.563.05作業者人數23K23.652.70量具重複性及再現性報告量具名稱：量具編號： #001量具精度：量具範圍：作成日期：作成單位：作 成 者：審 審 查：38 全變異（TV） 公式：TV = TV= 1.46 公式：%PV=100PV/TV PV =98.62%公式：ndc=1.41PV/GRR ndc=5.076 零件變異（PV） 公式：PV=Rp*K3 PV= 1.44 公式：%R&R=100GR