工厂生产及质量培训——CPK与GRR

GRR&CPK精密量測實驗室:肖貴喜2001/04/5華南檢測中心CPK精密量測實驗室:肖貴喜2001/04/05華南檢測中心cpkcpk:Capabilityindexofprocess製程能力指數目的:評估製程滿足實際尺寸要求的能力,並以此統計分析結果確定生產能力是否滿足大批量生產之要求ISO9000標準推薦五大統計技術:實驗設計和析因分析方差分析和回歸分析顯著性檢驗質量控制圖和累積技術統計抽樣来自中国最大的资料库下载數理統計理論依數理統計理論,當生產過程穩定時,絕大多數計量值特性服從常態分佈(不合格品數服從二項分布,缺陷數服從泊松分布,而二項分布.泊松分布的極限分布又均是常態分佈)對一個正常的過程參數(比如:尺寸)隨機抽樣,(計量值)數據應呈現常態分佈(正態分佈,或名高斯分布)来自中国最大的资料库下载常態分布的特點:非負性歸一性對稱性依概率理論計算,99.73%的樣本將落在+/3σ的范圍內,只有很小的概率(0.27%)不在+/3σ的范圍內,由於小概率事件一般不會發生,故可認為不會有尺寸在規格之外Cp及Cpk(Capabilityindexofprocess)即是依此理論對製程能力予以評估F(x)x6σ3σ-3σ21e-(x-)222F(x)=標準差的計算()NXXiNi?=-=12標準差主要是用以衡量觀測資料與平均數之間的差異量數。根據一組樣本估計其標準差。Cp:製程能力Cp(製程能力):Cp=TOL/6σ設計公差與制程整個變異的比值,它反映的是設計的極限指數.是對制程潛在能力的測定,一個高的Cp指數表明制程具有好的潛在的再制能力反映數據(尺寸)的波動范圍大小,Cp數值越大,尺寸波動越小,製程能力越充足.Cpk:製程能力指數Cpk(製程能力指數):反映製程滿足實際尺寸要求的能力,Cpk數值越大,製程越能保證實際尺寸的加工要求,規格確定的中心值與制程變異相關聯的狀況,它是反映制程實際能力的指數.一個較高的Cpk指數表明制程實際的生產再制能力在要求的范圍內.Cpu=(USL-AVERAGE)/3σCpl=(AVERAGE-LSL)/3σCpk=MIN(Cpu,Cpl)(對形位公差,尺寸不可能小于設計下限值,因而Cpk=Cpu)Cp=Cpk(僅在實際加工尺寸平均值與設計中值相等時Cp=Cpu=Cpl=Cpk)樣本選擇與結果判定用作量測分析的產品尺寸和樣本大小的選取由供應商與客戶協商確定.樣本應有足夠大小,以減少抽樣誤差對製程的判定:Cpk1.33製程能力不足1.67=Cpk=1.33製程能力滿足Cpk1.67製程能力過足GRR精密量測實驗室:肖貴喜2001/4/1GaugeRepeatabilityandReproducibility華南檢測中心目錄量測系統構成量測系統變異系統分析概述DELLGRR實驗設計NOKIAGRR實驗設計什麼叫GRR?為何要研究GRR?如何進行GRR設計與分析量測系統構成量測系統環境標準件操作者量具MeasurementErrorTrueValueMeasurementSystemObservedData量測系統之變異v量測值=v真值+v誤差量測系統之統計特性進行制程能力分析的先決條件:量測系統有足夠的能力量測系統均須在統計管制下而其所產生之變異應根源于共同原因,而非特殊原因量測系統之變異須相對小于生產製程之變異量測系統之變異須相對小于規格界限量測系統之最小刻度須相對小于製程變異或規格界限之較小者量測系統分析術語准確度(Accuracy)重複性(Repeatability)再生性(Reproducibility)穩定性(Stability)線性(Linearity)等效性(Equivalence)准確度指量測平均值或實際量測值與真值之一致程度Bias=μ-μ0,偏差越小,准確度越高准確度可通過校正得到糾正Bias–isthedifferencebetweentheobservedaverageofthemeasurementsandthereferencevalue.TrueAverageAccuracyObservedAverage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,重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RepeatabilityIsthevariationinmeassurementsobtainedwithonemeasurementinstrumentwhenusedseveraltimesbyoneappraisermeasureingtheidenticalcharacteristicsonthesamepart.Rebetability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ReproduceabilityIsthevariationintheaverageofthemeasurementsmadebydifferentappraisersusingthesamemeasuringinstrumentwhenmeasuringtheidenticalcharacteristiconthesamepart.ReproducibilityOperatorBOperatorAGRR實驗GRR:GaugeRepeatabilityandReproducibility標準(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.量測設備巒異狀況之改善參考DELLGRR實驗DELLGRR實驗決定進行分析之產品及量具決定參與分析之量測人數,最少2人決定進行分析之產品取樣數(至少5件,10件為宜,樣本間可以有較大差異)決定量測次數,最少2次GRR實驗實例選擇分析量具,標準件10件,操作者3人操作者使用同一量具,分別每天量測10件標準件一次,3天共3次,操作者間應不知道其他操作者的量測值,並且每天10件標準件其編號順序應改變將3*10*3=90筆數據填入下表,依表中公式計算EV=R*K1,R=(R1+R2+R3)/3AV=(XDIFF*K2)^2-(EV^2/N*T)開啟文件B開啟文件A量測系統的判定GRRGRR10%量具系統可接受10%GRR30%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GRR30%量具系統不能接受,須予以改進量具重複性與再生性之比較重複性再生性量測儀器需加以保養或維修,量具校正未落實產品之變異出現異常量具之夾緊或定位不一致或不良再生性重複性刻度判讀不佳作業者對量具使用不熟練可能需要輔助儀器協助作業者使用量具来自實驗變異分析方法是一種標準的統計學的技術,它可用作分析量測誤差或進行量測系統其他變異原因的探究.特性:隨機化(Randomization)統計的獨立性(StatisticalIndependence)一.量測系統變異分類:工件的變異操作者的變異操作者與工件的相關性量測儀器的變異GRR變異分析(量測系統的變異)Repeatability-Gaugecapability(EquipmentVariation)Reproducibility-Operatorcapability(AppraiserVariation)OperatorOperatorbypart樣品要求:隨機地選取正常的生產過程中最大范圍的樣品(包括超出規格的樣品)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的制程變化二、GRR的執行步驟GRR的執行步驟(續)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分析的每一個步驟分析前的准備:准備10件樣品,由3名操作者進行測試具體執行:鑒定者在樣品上於操作者不知道的地方作好1~10的標記,以方便記錄量測結果第一位操作者依次量測樣品(隨機選取量測樣品),並將量測結果記錄下來第二、第三位操作者依次完成上面的步驟(注意每個操作者之間是獨立的)待第一循環結束,三位操作者將分別進行第二組數據的獲取(樣品是隨機選取)數據結果將記錄下量測儀器的估讀位GRR的執行步驟(續)三、GRR報表分析3NumberofOperators(2or3)VariableDataGaugeR&RSpreadsheet(ANOVAmethod)10NumberofParts(5-10)EXAMPLE2NumberofTrials(Replicates)-Fixedat2NOTE:COMPLETEONLYTHEWHITECELLSOperator1Operator2Operator3Part#Trial1Trial2Trial1^2Trial2^2Trial1Trial2Trial1^2Trial2^2Trial1Trial2Trial1^2Trail2^2114.50214.508210.3080210.482114.50314.516210.3370210.714314.51914.514210.8014210.6562214.53014.541211.1209211.440714.52714.532211.0337211.179014.53914.533211.3825211.2081314.52514.523210.9756210.917514.53014.525211.1209210.975614.53014.525211.1209210.9756414.50414.523210.3660210.917514.51514.511210.6852210.569114.50714.503210.4530210.3370514.53114.531211.1500211.150014.53514.532211.2662211.179014.53814.535211.3534211.2662614.51414.536210.6562211.295314.52714.524211.0337210.946614.52314.528210.9175211.0628714.54114.551211.4407211.731614.55414.540211.8189211.411614.55414.555211.8189211.8480814.52314.528210.9175211.062814.52214.525210.8885210.975614.52314.526210.9175211.0047914.53114.525211.1500210.975614.53114.533211.1500211.208114.54214.541211.4698211.44071014.54814.544211.6443211.527914.54314.574211.4988212.401514.56614.560212.1684211.9936ColumnTotals145.249145.3102109.72922111.5010145.287145.3122110.83302111.5604145.341145.3202112.40342111.7929ANOVATableWith'Operator*PartInteraction'ANOVATableWithout'Operator*PartInteraction'SupplierDateSou