MSAGRR

MtStAliMeasurementSystemAnalysis量測系統分析講師:Louis課程目的:SPC是對任何場所依計畫收集的數據資料進行簡單的統計分析，以研判製程是否穩定，而據以採取對策。統分析以判製是定據以取然而絕大部份的數據都需經由量測系統而得，若量測系統中的設備及人員的誤差很大，則直接影響製程觀測數據的誤差以誤差大的製程觀測數據作為製程問測數據的誤差，以誤差大的製程觀測數據作為製程問題對策的依據，其付出的代價是很難衡量的。計量值由儀器設備直接或經由人員操作讀取量測結果；計數由儀器設備直接或經由人員操作讀取量測結果；計數值由儀器設備自動判定或由人員目視判定OK/NG或GO/NOGO，兩者皆受儀器設備本身或操作人員的影/響。儀器設備系統分析(MSA)以簡單的實驗及統計分析就儀器設備系統分析(MSA)以簡單的實驗及統計分析就能衡量儀器系統的變異，並分離儀器設備及操作人員的變異，以此為儀器設備系統管理的依據。前言•任何時候進行一個製程的數據量測,你都會發現變異的存在這些變異主要來自於會發現變異的存在,這些變異主要來自於兩部份---任何製程所產出的零件之間一定都會有差異以及量測方法的不盡完美定都會有差異,以及量測方法的不盡完美,因此就算重覆量測同一個物件,不一定會得到相同的結果得到相同的結果。•統計製程管制SPC是在探討Part-to-Part的變異,而且盡可能將變異降到最小以達到產品一致的目標,但是進行任何SPC的分析之前,我們應該檢查所觀查到的變異是否有偏高的誤差是因量測系統所引起的。有偏高的誤是系統所引的量測系統分析目的•確認量測系統能滿足製程使用需求對於新購及經維護校驗合格後的量具設備,確保是否能提供客觀及正確的分析評價以評估量測設備的適用性確保供客觀及正確的分析評價,以評估量測設備的適用性,確保製程數據可用性。•分辨出統計製程管制分辨出統計製程管制製程的特殊原因—如果量測系統的誤差太大,則使用SPC時,特殊原因所造成的變異可能為量測系統的變異所掩蓋,無而無法分辨出特殊原因以加以控制。因此在製程開發流程的第步需先進行量測系統分析因此在製程開發流程的第一步需先進行量測系統分析(MSA),因為我們需要回答的問題有四點:儀器設備是否需要校驗。儀器設備是否需要校驗是否有人為或機台因素造成數據平均值或變異數的誤差。儀器設備的解析度是否可供使用。儀器設備的解析度是否可供使用如何決定校驗週期及頻率。量測系統分析•探討量測數據的品質，必須先對量測系統進行整體性了解：系統進行整體性了解：1‧系統中有哪些過程？2‧每一階段過程應進行那些步驟？2每階段過程應進行那些步驟？3‧每一步驟是否有哪些變異發生？4‧最後對系統作出決定？良好可接受零件儀器量測數據分析良好,可接受合格,尚可接受儀器人不合格,必須改進量測的變異•量測系統的變異而言，我們把焦點著重在由評價者產生之變異(Rdibilit)與量具本身之重複性(Rtbilit)變異(Reproducibility)與量具本身之重複性(Repeatability)對整個量測變異貢獻度之程度。為何要進行量測系統評估‧維持量測系統在正常誤差範圍內.我們日常檢驗和分析時經常要進行尺寸或電性‧我們日常檢驗和分析時經常要進行尺寸或電性功能的測量保證其所得數據正確性‧證明數據的正確性:但是怎樣才能讓人相信你的數據是正確的你‧但是怎樣才能讓人相信你的數據是正確的,你的分析是正確的呢.比如:1直方圖分析的結論是正確的碼?1.直方圖分析的結論是正確的碼?2.IQC檢驗的數據是正確的碼?量測系統之統計特性•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量測之最小刻度須相對小於製程變異性或規4.量測之最小刻度須相對小於製程變異性或規格界限之較小者,亦即最小刻度應不大於1/10製程變異性或規格界限之最小者製程變異性或規格界限之最小者.•5.因量測項目的改變,量測系統之統計特性可能變更,則最小的(最差的)量測系統變異須相對小於製程變異性或規格界限之最小者於製程變異性或規格界限之最小者量具的準確度(Gageaccuracy)(gy)•量測的平均值與相同零件使用精密量具檢驗而得來的平均值的差異,稱為量具的準確度.•影響準確度相對的大，可能的原因是:1.量具磨損.2.量具之製造尺寸錯誤.3.量具未經適當校正.參考值4.作業者未經適當的培訓.偏差量測平均值量具的重複性與再現性GageRepeatability&Reproducibility(GR&R)(GageR&R)GR&R可以兩種方式計算GageR&R可以兩種方式計算﹕•LongMethod(RangeandAverageMethod,or,XBar-RMethod)•能分別算出重複性與再現性•可將公式套入Excel計算•ANOVAMethod•除重複性與再現性﹐尚能估計出零件與作業員的交互效應對GageR&R的影響度•須要較多數據(10零件﹐作業員3人﹐量測次數3次)須要較多數據(10零件﹐作業員3人﹐量測次數3次)•須用軟體如Minitab•在有可能的情況下﹐應採用此法GageR&RLongMethod量具的穩定性(Gagestability)當量測一個零件經過一段時期,以量具對相同的標準件而取得量測值的差異而取得量測值的差異.時間2時間1穩定性時間推移量具重複性(GageRepeatability)GageR&RLongMethod當量測一零件特性,以一個作業者使用一個量具量測多次而得到量測值之變異.又稱量具變異(E.V--EquipmentVariance)(qp)重覆性GageR&RLongMethod再現性(作業員變異)()(GageReproducibility)不同的作業員(操作者)使用相同的量具,測量相同產品的特性時,而取得的量測平均值之變異，又稱作業員變異(A.V---AppraiserVariance)操作者C操作者A操作者A操作者B操作者B操作者C量具再現性可以用X管製圖表現再現性再現性GageR&RGageR&RLongMethodg•所謂量測系統，就是指重複性與再現性之變異。異。•GRR=重複性22AVEV•E.V.=重複性•A.V.=再現性全變異(T.V-TotalVariance)GageR&RLongMethod•T.V.(TotalVariance)=22)(PVGRR•T.V.為量測誤差(準確度,穩定性,重複性,再現性)之總和•P.V.(PartToPartVariance),為相同零件的特性，不同測試員多次測試最大的平均值減去最小的平均值測試員，多次測試，最大的平均值減去最小的平均值而取得的差異值。量具重複性(GageRepeatability)GageR&RLongMethod(gpy)•E.V.=1KRE.V.1KRRRRR測量次數ncbaRRRRR...量測次數2345k14.563.042.502.21重覆性重覆性再現性(GageReproducibility)GageR&RLongMethod•A.V.=EVKXDIFF22)()(nrKXDIFF2)(BCminmaxXXXDIFFACX:多個被測物體經作業員多再現性X:多個被測物體經作業員多次測量所得的平均值,n=零件數r=量測次數測量人數23k2365270r量測次數k23.652.70零件變異(P.V.—PartToPartVariance)GageR&RLongMethod()•P.V.=3KRp相同零件的特性，不同測試員，多次測試，最大的平均值減去最小的平均值而取得的差異值。的平均值減去最小的平均值而取得的差異值pppXMinXMaxR:同一個零件的特性，不同測試員，多次測試，pXppp所得到的平均值.是零件平均值的全距R是零件平均值的全距零件數2345678910pR零件數K33.652.72.32.081.931.821.741.671.62GageR&R前的準備工作在進行一個GageR&R試驗之前操作員的人數在進行一個GageR&R試驗之前,操作員的人數､被測量的零件數目､每一個零件被反覆測量的次數被測量的零件特性都必需先行決定;次數､被測量的零件特性,都必需先行決定;操作員(m):隨機選取幾個使用量具的操作員。這可以讓我們評估量具對不同操作員的敏感度這可以讓我們評估量具對不同操作員的敏感度。零件(n):自同一規格的零件中隨機選取5~10個零件進()行量測。反覆測量的次數(r):每一個零件的量測特性被每一個操反覆測量的次數(r):每一個零件的量測特性被每一個操作員反覆量測至少2次以上。GageR&R作業步驟1.取測量產品(零件)10(or5)個,由責任人對測量的產品(零件)進行編()()()號,選擇3(or2)位測量者.2.由3(or2)位測量者對此10(or5)個產品(零件)進行測量,並由責任人員將測量數據記錄下來(注意:不要讓測量者知道上次測量結果)員將測量數據記錄下來.(注意:不要讓測量者知道上次測量結果)3.責任人將數據進行計算(InMinitab,Stat-ANOVA-One-way…)4.討論分析結果1.TotalGageR&R可接受嗎﹖2.假如不可接受﹐問題是出在量具重複性或再現性嗎﹖.假如不可接受﹐問題是出在量具重複性或再現性嗎5.製作GageRunChart並作結論(InMinitab,StatQualityToolsGageStudyGageRunChart計量值GRR分析•公司使用之表單範例GRRModelVersion4.5=只須將資料填入黃色空格攔,Excel將自動計算ANOVA及LMthd結果將自動計算ANOVA及LongMethod結果.GageR&R(ANOVAMethod)GageR&RANOVAMethod•量具重覆與再現性GageR&R-Theequipmentusedformakingmeasurementsthatwewanttovalidatethatwewanttovalidate•重覆性(Repeatability)-因量測儀器所產生的變異;當同一位操作人員以同一部儀器重覆測量同一個零件時所得的觀測變異•再現性(Reproducibility)因量測人員所產生的變異;當不同操作人•再現性(Reproducibility)-因量測人員所產生的變異;當不同操作人員以同一部儀器重覆測量同一個零件時所得的觀測變異整體製程的變異S整體製程的變異ST材料與材料的變異(PP)S(Part-to-Part)SP量測系統的變異,SM量具儀器的變異S人員的變異S量具儀器的變異,SEV人員的變異,SAV人員人員和材料Notes:依據常態分配99.73%的範圍含蓋在之內,所以分子要乘6或乘5.15用99.0%信賴區間因此%GRR越大量測標準差也就越大.3X人員人員和材料GRR與ANOVA差異RX•的方法是將全面的變異分解為三部份PPRXPart-to-Part重覆性(Repeatability)EV再現性再現性(Reproducibility)AV•ANOVA的方法是更深入一步,將Repeatability分界解解為Operator與OperatorbyPart.•一般來說ANOVA方法會比的方法較正確,因為ANOVA有考慮到操作人員與零件(物料)的交互作用.RXGageR&RAnalysisUsingMinitabGageR&RANOVAMethodApplyingthesamesetofrawdatafromLongMethodintoANOVASpec=0.375+/-0.002SlN1tTil2dTil3dTil1tTil2dTil3dTil1tTil2dTil3dTilApplyingthesamesetofrawdatafromLongMethodintoANOVAMethodhere:PartA