MSA教学版

2019/8/20圓鴻企管1MSA量測系統分析實務江蘇省科技進修學院蘇州培訓中心蘇州市圓鴻企管顧問有限公司主講：王新强國家注冊企業管理顧問師2019/8/20圓鴻企管2共同语言愛的鼓勵----123、123、123456-7问好----“上午好”回答:“好、很好、非常好”良好的气分----请不要在教室内交頭接耳封闭的环境----排除一切外部干扰博學之、審問之、慎思之、明辨之、篤行之积极参与----给予并获取信息2019/8/20圓鴻企管3課程內容一·量測系統總指南二·用于評估測量系統的基本概念三·簡單量測系統的推荐實施方法四·實施複雜的測量系統五·其他測量概念2019/8/20圓鴻企管4第一章量測系統總指南2019/8/20圓鴻企管5術語彙總-1標準（Standard）：用于比較的可接受偏倚基本的設備（Basicequipment）分辨力（Discrimination）可讀性（Readability）解析度（Resolution）有效解析度（Effectiveresolution）參考值（Referencevalue）真值（Truevalue）2019/8/20圓鴻企管6術語彙總-2位置變差（Locationvariation）準確度（Accuracy）：與真值接近的程度。偏倚（Bias）：測量平均值與參考值的差值。穩定性（Stability）：隨時間變化的偏倚值。線性（Linearity）：在量具正常工作量程內的偏倚變化量。2019/8/20圓鴻企管7術語彙總-3寬度變差（Widthvariation）精確度（Precision）重複性（Repeatability）：設備變差EV再現性（Reproducibility）：評價人變差AV（AppraiserVariation）GRR或量具的重複性和再現性（GageR&R）測量系統能力（MeasurementSystemCapability）測量系統性能（MeasurementSystemPerformance）敏感度（Sensitivity）一致性（Consistency）均一性（Uniformity）2019/8/20圓鴻企管8術語彙總-4系統變差（SystemVariation）能力（Capability）：短期內讀數的變化量性能（Performance）：長期讀數的變化量不確定度（Uncertainty）：有關被測值的數值估計範圍，相信真值都被包括在該範圍內。可追溯性（Traceability）：測量可以追溯到相同或類似的標準。2019/8/20圓鴻企管91-B測量過程為有效地管理任何過程的變差，需要以下知識：過程應該做什麼會出什麼錯過程正在做什麼規範及工程要求決定過程應該做什麼：被管理的過程測量數值分析決定2019/8/20圓鴻企管10測量系統變差的影響由於測量系統被不同的變差來源影響，相同零件的重複讀值不會有相同的產出與結果，每個讀值之間不同是因為普通和特殊原因變差造成的。對測量系統變差的不同變差來源影響應進行短期和長期的評價。測量系統能力是測量系統在短期間的（隨機）誤差，它是由線性、均一性、重複性與再現性結合的誤差量。測量系統性能是所有變差來源在長期的影響，這是經由確定了我們的過程是否處於統計受控狀態（如：穩定並一致，僅有普通原因的變差）。2019/8/20圓鴻企管111-C測量的策略和計劃複雜程度：一測量系統的類型、複雜程度和目的可能驅使不同程度的項目管理、策略計劃、測量系統分析，或其他為測量系統選擇、評估和控制的其他特別考慮。識別測量過程的目的：測量生命周期：指隨著時間的不同，對過程的了解以及過程的改進，測量方法的可能改變。2019/8/20圓鴻企管12測量過程設計的選用準則小組需要評估子系統或零組件的設計，並識別其重要特性。可用FMEA過程來解決問題。畫出過程流程圖，以標示零件或子系統的製造或裝配過程中的關鍵過程步驟。對於複雜的測量系統，要作成測量過程的流程圖。使用頭腦風暴法來開發共通準則。2019/8/20圓鴻企管131-D測量資源的開發量測系統中的數據需要被協調。開發報價方案預防性維護的考慮。規範：設計標準和製造標準。評估報價單。可交付的文件。在供方處的鑑定。在顧客處的鑑定。2019/8/20圓鴻企管141-E測量問題量測系統必須證明有足夠的敏感度。（分辨力與解析度）。測量系統必須穩定，變差僅是普通原因引起。統計的特性（誤差）要一直保持在期望的範圍內，並足以滿足測量的目的。2019/8/20圓鴻企管15量測系統分析應注意之事項1.應設定量具之允收條件2.量具間如何進行比對3.單一量具在修理前與修理後之比較4.長期之量測能力評估5.量具之管制作業2019/8/20圓鴻企管16量測系統之統計特性1.具有足夠的分辨力和敏感度，量測系統之變異須相對小於生產製程之變異。2.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。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。6σ過程變差和/或MSA研究中的總變差可用來評估測量系統。2019/8/20圓鴻企管171-F測量不確定度測量實際值＝測量的觀測值±UU＝KucK：測量不確定度的涵蓋常數是在常態分布下的95%面積來充分的呈現不確定度（通常被設為K=2）。uc：表示組合標準差uc＝σ2性能＋σ2其它2019/8/20圓鴻企管181-G測量問題分析1)識別問題2)識別小組3)測量系統和過程的流程圖4)因果圖5)計劃－實施－研究－行動（PDSA）6)可能的解決方法及糾正的證明7)將變更制度化2019/8/20圓鴻企管19第二章用於評估測量系統的基本概念2019/8/20圓鴻企管202-A開發試驗程序試驗中是否應該使用諸如那些可追溯至NIST的標準？對於在第二階段持續的試驗，應考慮使用盲測（blindmeasurement）。試驗的成本。試驗所需要的時間。任何沒有被普遍接受的術語應該被可操作的定義。測量系統取得的測量結果是否要與另外一個測量系統得到的測量結果比對？第二階段試驗應該每隔多久進行一次？2019/8/20圓鴻企管212-B測量系統研究的準備1)應該計劃所使用的方法2)應該事先確定評價人的人數、抽樣零件的數量，及重複讀數的數量等。3)由於目的是評價全部的測量系統，評價人應該從那些正常操作該儀器的人員中選擇。4)樣件的選擇對適當的分析是很關鍵的。5)儀器應該有足夠的分辨力，特性直接被讀出的值至少是預期過程變差的十分之一。6)確保測量方法是測量特性的尺寸，並遵循已定義的測量程序。2019/8/20圓鴻企管222-C結果分析位置誤差：偏倚和線性的分析寬度誤差：低於10%的誤差：通常被認為是一個可接受的測量系統。10%~30%的誤差：根據應用的重要性、測量裝置的成本、維修費用等，可能是可接受的。大於30%誤差；考慮為不可接受－應該盡各種力量以改進這測量系統。2019/8/20圓鴻企管232-D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。2019/8/20圓鴻企管24第三章對簡單測量系統的推薦實施方法2019/8/20圓鴻企管253-A計量型測量系統研究進行研究1)取得一樣件並建立其可追溯到相關標準的參考值。2)以一定的周期基礎（每天、每周）測量基準件三到五次。3)將數據按時間順序畫在X&R或X&s控制圖上。結果分別－圖示法、數值法4)建立控制限，使用控制圖分析法來評價是否有不受控或不穩定的情況。2019/8/20圓鴻企管26量測系統之變異1.穩定性(Stability)2.偏倚(Bias)3.線性(Linearity)4.重複性(Repeatability)5.再現性(Reproducibility)6.零件變異(PartVariation)2019/8/20圓鴻企管27穩定性(Stability)穩定性又稱為漂移(Drift)，是指不同時間量測值之變異，此量測之方式可有兩種：1.以相同標準件在不同時間量測同一量具所得之變異。2.以相同量具在不同時間量測同一零件所得之變異穩定性可以下面圖形表示：2019/8/20圓鴻企管28數值分析法－穩定性樣件平均樣件極差。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。用於穩定性分析的控制圖2019/8/20圓鴻企管29偏倚(Bias)偏倚又稱為準確度(Accuracy)，是指量測平均值與真值之差值。而真值可藉由較高等級之量具量測數次之平均值而得，偏移可以下面圖形表示：測量系統平均值基準值偏倚2019/8/20圓鴻企管30獨立樣件法－偏倚研究圖示法1)選擇一樣件落在生產測量範圍中間的生產件，並指定為偏倚分析的基準件（在工具室裡測量該零件n≧10次以上求出平均值）。2)讓一個評價者以正常方式測量樣件n≧10次。3)劃出這些數據相對於參考值的直方圖，從而確定是否存在任何特殊原因或異常點。2019/8/20圓鴻企管31獨立樣件法－偏倚研究4)計算n個讀值的平均值。5)計算重複性標準差σ重複性＝R/d2（g=1，m＝n）6)確定偏倚的t統計值：偏倚＝觀測到的平均測量值－參考值σb＝σr/√n；t＝偏倚/σb7)如果0落在偏倚值附近的1-α自信度界限內，則偏倚在α水準上是可接受的。偏倚－[σb(tv，1-α/2)]≦0≦偏倚＋[σb(tv，1-α/2)]（查附錄C及t分布表）2019/8/20圓鴻企管32偏倚(Bias)(例3)1位作業者量測1個零件10次，量測值如下所示：X1=0.75X6=0.80X2=0.75X7=0.75X3=0.80X8=0.75X4=0.80X9=0.75X5=0.65X10=0.70則量測平均值VA=Xi/10=0.75，已知該零件之真值VT為0.8mm，零件之製程變異為0.70mm則Bias=VA-VT=0.75-0.80=-0.05%Bias=100(Bias/製程變異)=100(0.05/0.70)=7.1%2019/8/20圓鴻企管33偏倚研究－控制圖法1)取得一個樣件，並且建立可追溯到一相關標準的參考值。2)畫出這些數據相對於參考值的直方圖。3)從控制圖上獲取平均值X4)用平均值減去參考值，求算得到偏倚值。5)用極差的平均值來計算重複性標準差。（d取決於子組的多少m和子組中的數量g）6)確定對偏倚的統計t值：σb＝σr/√gt＝偏椅/σb7)若0落在偏倚值附近的1-α置信區間內，則偏倚在這α水準上是可接受的。2019/8/20圓鴻企管34偏倚研究的分析如果偏倚在統計上不等于0，檢查是否存在以下原因：基準件或參考值有誤，檢查確定標準件的程序。儀器磨損。儀器產生錯誤的尺寸。儀器所測量的特性有誤。儀器沒有經過適當的校準。評價者使用儀器的方法不正確。儀器糾正的指令錯誤。2019/8/20圓鴻企管35線性研究（一）1)由於存在过程變差，選擇g≧5個零件，使這測量涵蓋這量具的整個工作量程。2)對每個零件進行全尺寸測量，從而確定其參考值，並確定涵蓋了這量具的工作量程。3)讓經常使用該量具的操作者測量每個零件m≧10次。4)計算零件每次測量的偏倚，以及每個零件的偏倚平均值偏倚ij＝Xij－（參考值）I偏倚i＝Σ偏倚ij/m5)在線性圖上畫出相對於參考值的每個偏倚及偏倚平均值。2019/8/20圓鴻企管36線性研究（二）6)應用以下公式，計算並畫出最適合的線及該線的自信度區間。對最適合的線，用公式：yi=axi+b式中xi=參考值，yi=偏倚平均值，以及a={Σxy-[（1/gm）ΣxΣy]}/[Σx2-1/gm（Σx）2]=斜率（slope）b=y-ax=中心（intercept）2019/8/20圓鴻企管37線性研究（三）對於一個已知的x0，α置信度區間為：s=√（Σyi2-bΣyi-aΣx