MSA量測系統(tǒng)分析過程

1、量測系統(tǒng)分析 課程內(nèi)容大綱簡介量測系統(tǒng)變異類別量具再生性與再現(xiàn)性之分析分析後的判斷 實例演練1簡介介儀校VS.量測系統(tǒng)統(tǒng)分析2簡介介3簡介介量測系統(tǒng)統(tǒng)之書面面程序應(yīng)應(yīng)包含:選擇量測測項目之之規(guī)格及及執(zhí)行測測試的環(huán)環(huán)境。規(guī)定數(shù)據(jù)據(jù)收集記錄及及分析的的方式。定義重要要條件及及原則之之作業(yè)方方法。範例。追溯之標標準。4簡介介量測設(shè)備備管理規(guī)規(guī)定應(yīng)包包含:管理體系系的建立立(集中中管理型型或分散散管理型型)。設(shè)備選購購、保管管、借出出、歸還還、校驗驗、修理理、報廢廢等。履歷卡。5簡介介名詞定義義表示數(shù)據(jù)據(jù)品質(zhì)高高低的統(tǒng)統(tǒng)計特性性，最常常用的是是：準確度（Accuracy）是指量量測數(shù)據(jù)據(jù)平均值值與標準

2、準值之間間的差異異；精密度（Precision）是指量量測數(shù)據(jù)據(jù)本身的的差異。解析度：又稱靈靈敏度，是指量量測儀器器所能顯顯示的最最小量測測單位。6簡介介何謂量測測系統(tǒng)？1.量具Gage任何用來來產(chǎn)生數(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)設(shè)備或工工具，包包括GO/ NO GO治具。2.量測測系統(tǒng)MeasurementSystem操作程序序、操作作環(huán)境、量具、軟體與與人員等等用以對對量測品品質(zhì)特性性數(shù)據(jù)之之組合。7簡介介量測系統(tǒng)統(tǒng)概述量測系統(tǒng)統(tǒng)分析的的目的主主要是在在所處的的環(huán)境下下求得該該量測系系統(tǒng)之變變異，進進而分析析此變異異的程度度。分析析時應(yīng)注注意下列列事項：量具之允允收條件件量具間如如何進行行比對單一量具具在修理

3、理前與修修理後之之比較長期之量量具能力力評估量具之管管制作業(yè)業(yè)8簡介介量測系統(tǒng)統(tǒng)必須具具備的統(tǒng)統(tǒng)計特性性1.量測系統(tǒng)統(tǒng)必須在在統(tǒng)計管管制下。亦即量測測系統(tǒng)之之變異僅僅根源於於“共同同原因”（commoncauses）；非基於“特殊原原因”（special causes）。2.量測系統(tǒng)統(tǒng)之變異異性須相相對小於於製造時時生產(chǎn)製製程的變變異性。3.量測測系統(tǒng)之之變異性性須相對對小於產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格格界限。9簡介介量測系統(tǒng)統(tǒng)必須具具備的統(tǒng)統(tǒng)計特性性4.量測的最最小刻度度必須小小於製程程變異或或規(guī)格界界限較小小的1/10（即down一個degree）。5.因量測項項目的改改變，量量測系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)計計特性可可能改

4、變變，但最最大的（最壞的的）量測測系統(tǒng)變變異必須須小於製製程變異異或規(guī)格格界限較較小者。10量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異量測系統(tǒng)統(tǒng)的變異異主要有有六種：1.偏差差Bias2.再現(xiàn)性Repeatability3.再生性Reproducibility4.穩(wěn)定性Stability5.線性Linearity6.零件變異異Part Variation11量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異偏差Bias觀察值和和參考值值之間的的差。亦亦即觀測測的量測測平均值值與相同同零件使使用精密密檢驗而而得的標標準平均均值之差差。同一人使使用同一一量具量量測同一一零件之之相同特特性多次次所得的的平均值值與真值值(或參參考值)之間的

5、的偏差值值。12量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異偏差Bias計算公式式：偏差= 觀察察平均值值真值值參考值VT（標準值值）觀測平均均值VABias13量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異偏差Bias造成偏差差相對大大的可能能原因：1.主量量測值錯錯誤2.量具具磨損3.量具具之製造造尺寸錯錯誤4.量具具量測特特性錯誤誤5.量具具未經(jīng)適適當校正正6.作業(yè)業(yè)者不適適當?shù)氖故褂昧烤呔?4量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異偏差Bias例題：已知一零零件真值值為0.8mm，零件之製製程變異異為0.70mm。一作業(yè)者者量測同同一零件件10次次，量測測值如下下：X1= 0.75X2= 0.75X3= 0.80X4= 0.80X5=

6、0.65X6= 0.80X7= 0.75X8= 0.75X9= 0.75X10= 0.70其偏差為為何？15量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異偏差Bias解答：VA=Xi/ 10= 0.75VT= 0.8則Bias =VA- VT=- 0.05 Bias=100(| Bias|/製程變異異)100 （0.05 /0.70）7.116量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異再現(xiàn)性Repeatability是指同一一個量具具由同作業(yè)員對對同一零零件量測測多次而而得的量量測值之之變異；同時又又可稱為為量具變變異（EV: EquipmentVariation）。再現(xiàn)性17量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異再現(xiàn)性Repeatabil

7、ity量具再現(xiàn)現(xiàn)性可由由R管制圖呈呈現(xiàn)，當當R管制圖失失去管制制時，通通常表示示量測程程序之定定值有問問題。公式為：EV= 5.15*e= 5.15*/d2=1*為全全距平均均值1為再現(xiàn)性性係數(shù)，與量測測次數(shù)有有關(guān)18量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異再生性Reproducibility是指不同同作業(yè)者者以相同同的量具具量測相相同產(chǎn)品品之特性性時，量量測平均均值之變變異；同同時又可可稱作業(yè)業(yè)員變異異（AV: Appraise Variance）：作業(yè)員作業(yè)員作業(yè)員再生性19量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異再生性Reproducibility作業(yè)員變變異表示示可分配配至每一一作業(yè)者者的偏差差，當此此變異出出現(xiàn)

8、時，則單一一作業(yè)者者全平均均將會有有偏差，此現(xiàn)象象可由X管制圖中中比較每每一零件件之作業(yè)業(yè)者平均均值而發(fā)發(fā)現(xiàn)，公公式：V= （5.15*o）2 EV2/nr1/2AV= 0if（5.15*o）2 EV2/nr0n表零件個個數(shù)；r表一個零零件重複複量測的的次數(shù)。o= Ro/ d220量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異穩(wěn)定性Stability又稱為漂漂移（Drift），是指不同同時間量量測值之之變異。同一人使使用同一一量具於於不同時時間量測測同一零零件之相相同特性性所得知知變異。21量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異穩(wěn)定性Stability此量測方方法有兩兩種：1.以相相同標準準件在不不同時間間以同一一量具量量測

9、所得得知變異異；2.以相相同量具具在不同同時間量量測同一一零件所所得的變變異。時間1時間2穩(wěn)定性22量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異穩(wěn)定性Stability計算公式式：e= R/2(應(yīng)小於p：製程標標準差，該量具穩(wěn)穩(wěn)定性才才適合量量測該製製程）23量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異線性Linearity整個量具具在預(yù)期期操作範範圍內(nèi)，量具準準確度值值之差。由最適適合的準準確度平平均值與與標準樣樣本值所所構(gòu)成的的迴歸線線，其斜斜率乘以以樣本之之製程變變異（或或公差）即代表量量具線性性。簡單單的說即即指量具具在使用用範圍內(nèi)內(nèi)偏移差差異之分分布狀況況。無偏差偏差參考值觀測值24量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異線性Lin

10、earity例題：作業(yè)者量量測5個不同同零件，其真值值分別2.00mm,4.00mm,6.00mm, 8.00mm及10.00mm，每一個零零件量12次，如下表表：已知知製程變變異為6.025量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異線性Linearity例題：26量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異線性Linearity解答：依上表，可計算算出零件件之平均均值與偏偏移，再依據(jù)偏移移與真值值的關(guān)係係，可得得線性分分布狀況況27量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異線性Linearity解答：同時，可可計算迴迴歸線：y =a+ bx；b =xy- ( xy/n) / x2- ( x)2/ n= -0.1317a =y- bx= 0.

11、7367( y, x取其平均均值)28量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異線性Linearity解答：Bias =a+ bx= 0.7367- 0.1317y線性斜率率*製製程變異異 0.1317* 6.000.79 線性性 100 （線線性/ 製程程變異）13.17綜合可可知線性性是由斜斜率所決決定，斜斜率越小小則線性性越佳29量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異線性Linearity若量具為為非線性性，其可可能的原原因有：1.在作作業(yè)範圍圍的高低低兩端，量具校校正不適適當2.最大大或最小小的標準準值錯誤誤3.量具具磨損4.可能能須檢討討量具內(nèi)內(nèi)部之設(shè)設(shè)計特性性30量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異零件變異異Part

12、Variation零件變異異為製程程中個別別零件量量測平均均值之變變異通常公式式可表示示為：PV= 5.15*P= 5.15*RP/ d2=K3*RP RP則為零件件之最大大差異，K3為係數(shù)與與零件數(shù)數(shù)有關(guān)31量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異零件變異異Part Variation例題：三三個作業(yè)業(yè)員ABC，將10個個零件分分別量測測兩次，數(shù)值如如下表，求出零零件變異異為何？32量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異零件變異異Part Variation解答：1.a= 0.045；b= 0.04；c= 0.02；= 1/3( 0.045+0.04+0.02)=0.035EV= 0.035 *4.56= 0.162

13、.計算個人人每次量量測10個零件件之平均均值，再再計算兩兩次總平平均值，求出最最大與最最小的差差值即：XDIFF= 0.83-0.77 =0.06AV= (0.06*2.7)2- (0.162/ (10*2)1/2= 0.158 =0.163.計算每個個零件的的平均值值XP再取XP之全距p即 0.55PV= 0.55*1.62 =0.8933量 測系系統(tǒng)統(tǒng) 的變變異異準確度指指標：Accuracy,Bias,Resolution(Sensitivity),Linearity精密度指指標：Repeatability,Reproducibility, Stability34量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析何謂

14、量測測系統(tǒng)Gage R&R？所謂的量量測系統(tǒng)統(tǒng)GRR，就是指量測系統(tǒng)統(tǒng)的再現(xiàn)性與與再生性性的變異異；自一生產(chǎn)產(chǎn)線生產(chǎn)產(chǎn)的同一一規(guī)格零零件或物物品間的的變異一一直是客客戶所關(guān)關(guān)心的，若零件件變異大大，則與與相關(guān)零零件組合合後，將將造成更更大誤差差累積35量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析何謂量測測系統(tǒng)Gage R&R？1.再現(xiàn)現(xiàn)性Repeatability包含量測測儀器本本身的變變異及零零件內(nèi)引引起的變變異。同一個人人使用同同一量具具量測同同一零件件之相同同特性多多次所得得的變異異。又稱量具具變異（EquipmentVariation;EV） 36量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析何謂量測測系統(tǒng)Gage R&R？2.再生生

15、性Reproducibility包含作業(yè)業(yè)者使用用量具不不熟悉或或量具的的校正須須更清楚楚的定義義。不同人使使用同一一量具量量測同一一零件之之相同特特性所得得的變異異。37量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析何謂量測測系統(tǒng)Gage R&R？同一規(guī)格格零件之之變異大大小是否否可以被被量測出出來，又又決定量量測程序序在製程程中量測測產(chǎn)品間間變異性性是否適適當，有有賴於量量測系統(tǒng)統(tǒng)能力。量測系統(tǒng)統(tǒng)GRR是主要使使用的量量測系統(tǒng)統(tǒng)分析方方法之一一。38量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析何謂量測測系統(tǒng)Gage R&R？量測系系統(tǒng)GRR的實質(zhì)數(shù)數(shù)學公式式表示法法：（量測系系統(tǒng)的標標準差）R&R= EV2+AV21/2零件間間變異（製程

16、變變異）：同一人或或不同人人使用同同一量具具測不同同零件之之相同特特性所得得知變異異。零件間標標準差：p=p/d2零件間變變異：PV =5.15*p39量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析何謂量測測系統(tǒng)Gage R&R？量測系系統(tǒng)之誤誤差有量量具準確確度、再再現(xiàn)性、再生性性、穩(wěn)定定度及線線性之總總和。 量測測系統(tǒng)全全變異為為：TV= R&R2+PV21/240量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析變異的百百分比EV= (EV/TV) *100 %AV =(AV/ TV )*100%PV =(PV/ TV )*100%R&R= (R&R /TV)* 100%41量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析不適用：破壞性量量測。同一Sample之量測數(shù)數(shù)

17、據(jù)與量量測次數(shù)數(shù)時間間呈高度度相關(guān)。42量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析量測系統(tǒng)統(tǒng)的分析析流程43量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析計量值GRR分析法一般使用用的方法法有：平均值與與全距分分析法（AR法：AverageandRangeMethod）變異數(shù)分分析法（ANOVA）44量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析計數(shù)值GRR分析法是以特定定設(shè)計之之界限與與零件比比較，若若在界限限內(nèi)則可可以接受受零件，否則拒拒收。計計數(shù)值量量具不像像計量值值量具一一樣，他他不能指指出零件件有多好好或多壞壞，只指指出零件件是好或或壞的。一般使使用的方方法有：短期分析析法（shortmethod）長期分析析法（long method）45量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分

18、 析AR法可分析R&R，但不含他他們的交交互作用用。優(yōu)點：計算方便便反覆量測測次數(shù)10次次，則準準確度極極高代數(shù)定義：m：作業(yè)員人人數(shù)；n：零件個數(shù)數(shù)；r：重複量測測次數(shù)；R：全距平均均值Rp：零件全距距 =零零件平平均值之之Max-MinRo：作業(yè)員全全距= 作業(yè)業(yè)員平均均值之Max-Min46量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析AR法 範例例練習三個熟練練的作業(yè)業(yè)員，自自同一批批產(chǎn)品中中任選5個零件件，定點點測定量量測兩次次，數(shù)據(jù)據(jù)如下：47量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析AR法 範例例練習解答m =n=r=R=Ro =Rp=EV= 5.15( R/d2) =(查表d2取r =2，g =15)AV=(查表d2取 m=

19、 3，g= 1)R&R=PV=(查表d2取 n= 5，g= 1)TV=48量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析AR法 範例例練習解答EV= (EV/TV或允差）*100=AV= (AV/TV或允差）*100=R&R=(R&R/TV或允差）*100=%PV= (PV/TV或允差）*100=49量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析ANOVA50量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析ShortMethod：以特定設(shè)設(shè)計之界界限與零零件比較較，若在在界限內(nèi)內(nèi)則接受受，否則則拒收零零件。範例說明明：選擇20個零件件來執(zhí)行行，在避避免作業(yè)業(yè)者偏差差之方法法下，由由兩位作作業(yè)者量量測所有有零件兩兩次，其其中零件件須有4-6個個為確定定之不良良品。若所有量量測結(jié)果果相同，則量具具可被接接受；若若有量測測結(jié)果不不一樣，則此量量具須被被改善或或再評估估或?qū)で笄筇娲牡牧繙y系系統(tǒng)。51量 測系系統(tǒng)統(tǒng)分 析LongMethod：由一些選選定零件件中，取取得的標標準量測測值組成成。步驟說明明：step1：選定零件件（須知知零件的的標準量量測值）依實際上上一般近近似等間間距，選選取8個個零件最大及最最小值之之兩零件件，代表表期望的的量具誤誤差範圍圍step2：選好的零零件由量量具執(zhí)行行20次次（m）重複量測測，並記記錄允收收數(shù)目（a）step3：最小值之之零件a =0(零件都NG)，最大值之之零件a