量測系統(tǒng)訓(xùn)練

GR&RTraining量測系統(tǒng)評鑑訓(xùn)練

----Strong_suen----課程目的﹕企業(yè)內(nèi)部,中心廠與供應(yīng)商,企業(yè)與客戶之間的管理,必須依靠實(shí)際檢驗(yàn)與測試的客觀數(shù)據(jù)來評價品質(zhì)運(yùn)作之優(yōu)劣,然而,企業(yè)之檢測相關(guān)活動,包括R&D測試,進(jìn)料檢驗(yàn),製程中檢驗(yàn)或成品檢驗(yàn)等,必須依賴可靠之量測系統(tǒng)才能獲得正確之品質(zhì)數(shù)據(jù).因此,量測系統(tǒng)(等)的穩(wěn)定性與能力直接決定量測數(shù)據(jù)之可靠度.本課程[量具之再現(xiàn)性與再生性(GageR&R)]提供一統(tǒng)計(jì)手法用來自我評鑑量測系統(tǒng)能力之好壞,並依據(jù)評鑑的結(jié)果進(jìn)行量測系統(tǒng)之改善與校正.由於品質(zhì)數(shù)據(jù)必需依靠量測系統(tǒng)產(chǎn)生,因此必須先確認(rèn)量測系統(tǒng)能力足夠,才能認(rèn)可量測系統(tǒng)所產(chǎn)生之品質(zhì)數(shù)據(jù)的正確性.也因此,此項(xiàng)工作被列入QS9000必須具備之條件,故此各產(chǎn)業(yè)(如汽車工業(yè),電子業(yè)等)逐步強(qiáng)制要求各企業(yè)施行GageR&R,以確保企業(yè)內(nèi)部,中心廠與供應(yīng)商,企業(yè)與客戶之間的品質(zhì)管理正確性,避免爭議之產(chǎn)生品質(zhì).

----課程大綱

●常態(tài)分配的特性●量測系統(tǒng)概述●量具再現(xiàn)性與再生性之定義●圖解說明●平均值與全距法●量測系統(tǒng)適用性評價基準(zhǔn)●案例分析●案例演練----測試●常態(tài)分配(NormalDistribution)的特性

計(jì)量值的變異規(guī)律-正態(tài)分布(常態(tài)分配)μ:常態(tài)分配的中心值（Mean)--以μ為中心呈對稱性分布σ2:常態(tài)分配的變異（Variance)--以μ為中心數(shù)據(jù)離散程度σ:常態(tài)分配的標(biāo)準(zhǔn)差（StandardDeviation)--STD時為標(biāo)準(zhǔn)常態(tài)分配變異來源的分類“4M1E”,即:人(Man)如:熟練程度、習(xí)慣、體力與情緒等機(jī)(Machine)如:切割機(jī)器刀具鋒利度、沖壓機(jī)沖程的變動等料(Material)如:供應(yīng)商更換、材料(部件)變動等法(Method)如:流程的變更、作業(yè)方法的變更等環(huán)境(Environment)如:電源穩(wěn)定度、溫度、濕度、空氣粉塵等

製程中或多或少有變異,但造成變異的原因是有不同的,大致分為兩種:

普通原因和特殊原因普通原因(chancecauses):又稱為:非人為原因、共同原因、偶然原因、一般原因、機(jī)遇原因.操作者細(xì)微的不穩(wěn)定性設(shè)備的微小振動、車床轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、刀具的正常磨損同批材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性用同一量測器,由同一人量測同產(chǎn)品數(shù)次,在短期間量測差異.其他如:氣候及環(huán)境之變化.變異性質(zhì)的分類特殊原因(Assignablecauses):

又稱為:可避免原因、人為原因、非機(jī)遇原因、異常原因、局部原因.操作者未遵照操作標(biāo)準(zhǔn)而操作.雖然遵照操作標(biāo)準(zhǔn),但操作標(biāo)準(zhǔn)不完善.機(jī)器設(shè)備的不正確調(diào)整.刀具的嚴(yán)重磨損操作人員的更動.使用不合規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的原材料.量具不準(zhǔn)確.計(jì)量值的變化規(guī)律-正態(tài)分布(常態(tài)分配)正態(tài)分布中，任一點(diǎn)出現(xiàn)在μσ內(nèi)的概率為P(μ-σ<X<μ+σ)=68.27%μ2σ內(nèi)的概率為P(μ-2σ<X<μ+2σ)=95.45%μ3σ內(nèi)的概率為P(μ-3σ<X<μ+3σ)=99.73%μ+2.575σ內(nèi)的概率為P(μ-2.575σ<X<μ+2.575σ)=99.00%+++管制界限(UCL、LCL)設(shè)計(jì)規(guī)格(USL、LSL)關(guān)系：UCL、LCL是基于制造的數(shù)據(jù)，而不是制造規(guī)格如果製程受控的話，計(jì)算的管制界限要比設(shè)計(jì)規(guī)格嚴(yán)如果製程受控，但產(chǎn)品仍然不合規(guī)格，則說明現(xiàn)有的工具生產(chǎn)不出符合條件的產(chǎn)品參數(shù)μ與σ的的估計(jì)量量僅從母體體中抽取取一組n個數(shù)據(jù)據(jù)(一個個樣本)X1,X2,X3…,Xn若從母體體中抽取取g組數(shù)數(shù)據(jù),每每一組皆皆有n個個數(shù)字6有多小?SigmaPPM0.0020.574263.372,70045,500317,310百分比99.9999998%99.999943%99.9937%99.73%99.45%68.27%時間1秒鐘4.8分鐘9小時半個月約9個月5年●量測系統(tǒng)統(tǒng)概述量具(Gauge):任何用用來產(chǎn)生生數(shù)據(jù)的的設(shè)備或或工具.量測系統(tǒng)統(tǒng)(MeasurementSystem):操作程程序,操操作環(huán)境境,量具具,軟體體與人員員等用以以測量品品質(zhì)特性性數(shù)據(jù)的的組合.(a)量量測系系統(tǒng)的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)性質(zhì)質(zhì)理想的量量測系統(tǒng)統(tǒng)﹕擁有有零偏量量(Zerobias)與與零變異異(Zerovariance)的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)性質(zhì)質(zhì).1.量測測系統(tǒng)必必須在控控制中(統(tǒng)計(jì)穩(wěn)穩(wěn)定性)—變異異由通常常而非特特定原因因造成﹒﹒2.與制制程的變變異相比比,量測測系統(tǒng)的的變異必必須很小小.3.與規(guī)規(guī)格相比比,量測測系統(tǒng)的的變異必必須很小小.4.量具具的最小小刻度增增量必須須比制程程變異或或規(guī)格為為小.(1/10)(b)量量測系系統(tǒng)通則則評價量測測系統(tǒng)是是否適合合其測量量的功能能需經(jīng)兩兩階段﹕﹕(一）依依照統(tǒng)計(jì)計(jì)性質(zhì)測測試量測測系統(tǒng)是是否符合合任務(wù)需需要.*測試試結(jié)果可可接受----繼續(xù)使使用*測試試結(jié)果無無法接受受----需校校正或更更換(二)量量測系系統(tǒng)定期期必須重重復(fù)測試試其統(tǒng)計(jì)計(jì)性質(zhì)的的適當(dāng)性性.(無無論是否否定期校驗(yàn)驗(yàn)或維護(hù)護(hù),均需需定期進(jìn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)測試的的程序,否則將將無法了解請專專人校正正或維護(hù)護(hù)的有效效性)*量測測系統(tǒng)的的統(tǒng)計(jì)測測試程序序必須完完整記錄錄並建立立檔案.(c)量量測系系統(tǒng)的評評價法評價量測測系統(tǒng)的的統(tǒng)計(jì)方方法﹕＊再現(xiàn)性(Repeatability)*再再生生性(Reproducibility)*精精確度度(Accuracy)*穩(wěn)穩(wěn)定性(Stability)*線線性(Linearity)評價一個個量測系系統(tǒng)能力力時應(yīng)考考慮的三三大問題題﹕1.此此量測系系統(tǒng)的鑒鑒別力(Discrimination)是否足足夠?例﹕自生生產(chǎn)線抽抽取5個個零件作作為樣品品,以量量測系統(tǒng)統(tǒng)A和B測量此5個樣樣品的長長度,得得出如下下數(shù)據(jù)﹕﹕單位:mm從上表看看:A量量測系統(tǒng)統(tǒng)鑒別力力不佳,B則可可分辨零零件間的的長度變變異2.此此量測系系統(tǒng)是否否會隨著著時間的的變化呈呈現(xiàn)不穩(wěn)穩(wěn)定性?3.測測量的誤誤差(或或變異)是否非非常小?●量具具再現(xiàn)性性與再生生性之定定義a.量具的再再現(xiàn)性(GaugeRepeatability):一個操作作員使用一個個量具測測量相同同零件的的相同特特性數(shù)次次所產(chǎn)生生測量數(shù)數(shù)據(jù)的誤誤差,又又稱為亂亂蓋具的的變異(GaugeVariation)*相同零零件:自自一批生生產(chǎn)來相相同規(guī)格格的零件件中所抽抽取出的的樣品*相同特特性:指指每一個個零件所所被測量量的特性性(如長長度)皆皆相同*數(shù)次:指每一一零件皆皆被測量量好敗次次(非破破壞性試試驗(yàn)）﹒﹒b.量具具的再生生性(GaugeReproducibility):不同的操操作員使用相同同一個量量具測量量相同零零件的相相同特性性數(shù)次所所得到操操作員數(shù)數(shù)據(jù)平均均值之間間的變異異﹒此又又稱之為為操作員員變異（（OperatorVariation)c.GR&R前的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作作*操作員員(m):隨機(jī)機(jī)選取幾幾個使用用量具的的操作員員*零件(n):自同一一規(guī)格的的件中隨隨機(jī)選取取5-10個零零件進(jìn)行行測量*重復(fù)量量測次數(shù)數(shù)(t):每一一零件量量測特性性被每一一操作員員重復(fù)測測量至少少兩次*若mxnxt愈大大,則準(zhǔn)準(zhǔn)確度愈愈高,但但試驗(yàn)成成本愈高高.d.GR&R研究的的準(zhǔn)備*一般性性準(zhǔn)備1.方法法在使用用前應(yīng)先先預(yù)以確確定2.應(yīng)預(yù)預(yù)先決定定操作員員人數(shù),樣本數(shù)數(shù)及重復(fù)復(fù)量測次次數(shù)3.測試試者盡量量選擇日日常使用用此量具具的操作作員(操操作員應(yīng)應(yīng)該受過足夠夠訓(xùn)練以以確?？煽烧_的的使用量量具)4.樣本本應(yīng)該能能代表整整個作業(yè)業(yè)范圍地地制程中中挑選5.量具具的刻度度應(yīng)能直直接讀取取特性預(yù)預(yù)期制程程變異的的1/10值*預(yù)先準(zhǔn)準(zhǔn)備（可可將不準(zhǔn)準(zhǔn)確結(jié)果果的可能能性降至至最低））1.應(yīng)以以隨機(jī)抽抽樣的方方式取得得量測數(shù)數(shù)據(jù),以以確保在在整個研研究的隨隨機(jī)性,而不致致有任何何的偏移移或改變變.操作作員亦應(yīng)應(yīng)不知道道何種號號碼的零零件已檢檢驗(yàn)過以以避免任任何可能能之偏斜斜.當(dāng)然然,執(zhí)行行研究者者應(yīng)了解解那個零零件已檢檢驗(yàn)過而而且同時時記錄數(shù)數(shù)據(jù),例例:這是是作業(yè)者者A,零零件1,第一次次量測;作業(yè)者者B,零零件4,第二次次量測等等.2.讀取取儀器,其讀值值應(yīng)被估估計(jì)至能能取得的的最近數(shù)數(shù)值.最最少其讀讀值應(yīng)取取至1/2最小小刻度,例如,如最小小刻度為為0.0001,則每每一個估估計(jì)的讀讀值應(yīng)在在0.00005附近近.3.此研研究應(yīng)由由一位瞭瞭解在執(zhí)執(zhí)行一個個可靠的的研究,其所應(yīng)應(yīng)注意事事項(xiàng)之重重要性者者所觀測測.●圖解解說明從P20表中可可得mnt個數(shù)數(shù)據(jù),這這些數(shù)據(jù)據(jù)間差異異有以下下原因﹕﹕a.量具具:量具具所產(chǎn)生生的變異異b.零件件:零件件規(guī)格雖雖相同但但因制程程非完美美的故此此n個同同規(guī)格的的零件之之間仍存存在某種種程度的的差異c.操作作員:d.操作作員與零零件間的的交互作作用﹕利用上述述變異項(xiàng)項(xiàng)目進(jìn)行行GR&R研究究前應(yīng)先先研究量量測系統(tǒng)統(tǒng)的兩個個重要課課題﹕1.測量量的程序序是否穩(wěn)穩(wěn)定?2.量具具是否有有足夠的的鑒別力力?應(yīng)該先行行確認(rèn)測測量的程程序相當(dāng)當(dāng)穩(wěn)定,量具具具有足夠夠鑒別力力時,進(jìn)進(jìn)行GR&R才才有意義義評估1和和2的最最佳方法法﹕X-RCHART例:隨機(jī)機(jī)抽取5個同一一規(guī)格零零件,任任意選取取3個操操作員使使用量具具測量這這5個零件件的厚度度,每一一個零件件被每一一個操作作員測量量兩次,得出數(shù)數(shù)據(jù)如下下R管制圖圖顯示測測量的程程序是否否穩(wěn)定．．在數(shù)據(jù)據(jù)來自常常態(tài)分配配的假設(shè)設(shè)之下，，若測量量的程序序穩(wěn)定，，則約有有９９．．７３％％的全距距將落在在全距管管制上，，下限之之間．（ａ）若若所有的的全距皆皆落在全全距管制制上下限限之間，，則測量量的程序序穩(wěn)定；；也就是是，說操操作員使使用量具具的一致致性很好好．（ｂ）若若有某些些全距落落在管制制上下限限外，則則表示某某些操作作員在使使用量具具的時候候，其穩(wěn)穩(wěn)定性很很差，應(yīng)應(yīng)進(jìn)一步步研究造造成全距距管制圖圖失控的的現(xiàn)象．．（ｃ））Ｒ管管制圖圖亦可可用於於判定定量測測系統(tǒng)統(tǒng)是否否有適適當(dāng)?shù)牡蔫b別別力，，提供供以下下二點(diǎn)點(diǎn)辨定定方法法：＊若ＲＲ管制制圖顯顯示在在管制制界限限內(nèi)僅僅有１１，２２或３３種可可能的的全距距值，，則此此量測測系統(tǒng)統(tǒng)的臨臨別力力不佳佳．＊若ＲＲ管制制圖顯顯示在在管制制界限限內(nèi)有有４種種可能能的全全距值值，然然有１１／４４的全全距為為０，，則此此量測測系統(tǒng)統(tǒng)的臨臨別力力不足足．X管制制圖的的管制制上下下限代代表測測量誤誤差的的幅度度，在在Ｘ管管制圖圖內(nèi)鋸鋸齒狀狀的圖圖形表表示零零件之之關(guān)的的差異異性．．一個個好的的量測測系統(tǒng)統(tǒng)，其其測量量誤差差必須須比零零件之之間的的差異異小才才可分分析判判別零零件之之間的的差異異．因此愈愈多的的點(diǎn)落落在管管制界界限外外，表表示廖廖量測測系統(tǒng)統(tǒng)愈適適合伻伻估零零件間間的差差異性性．此此與傳傳統(tǒng)的的ＳＰＰＣ想想法不不同．．判圖：：若１１／２２或更更多的的平均均值落落在管管制界界限外外，則則該量量測系系統(tǒng)適適合測測量零零件間間的差差異性性．若若低於於１／／２的的平均均值落落在管管制制界界限外外，則則該量量測系系統(tǒng)不不適合合測量量零件件間的的差異異．●平平均值值與全全距法法(AverageandRangeMethod)兩大優(yōu)優(yōu)點(diǎn)﹕﹕1.計(jì)計(jì)算方方便2.t10準(zhǔn)確確度高高使用AV法法進(jìn)行行評估估步驟驟﹕1.準(zhǔn)準(zhǔn)備工工作如如前(p21-p22)2.在在第三三章中中曾提提及GaugeR&R之目目的乃乃在於於以統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的的手法法評估估數(shù)據(jù)據(jù)間的的變異異有多多少是是由量量具所所產(chǎn)生生的,有有多少少是由由使用用量具具的操操作員員產(chǎn)生生等等等問題題.平平均值值與全全距法法(AverageandRangeMethod,以下下簡稱稱AR法)則是通通常使用於於GaugeR&R的變異異數(shù)分析研研究,AR法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)為:(1)計(jì)計(jì)算簡便(2)若若每一個Cell內(nèi)內(nèi)(見表3-1)所所測量的反反覆次數(shù)t≦10,則此法之之準(zhǔn)確度極極高(注：：若t>10,則建建議改用下一章所介介紹的"變變異數(shù)分析析法").(a)GaugeR&R前的準(zhǔn)備備工作,請請參閱第三三章(b)我我們可以引引用表3-1加以說說明數(shù)據(jù)的的配置.表5-1說說明(1)我我們總共有有m個操作作員與n個個零件,每每一個操作作員與零件件的組合含含有t個數(shù)數(shù)據(jù).因此此可以視為為總共有mn給數(shù)據(jù)據(jù),每一組組數(shù)據(jù)含t個數(shù)據(jù).(2)Rij表示第I位操作作