量测系统分析MSA

量測系統分析 MeasurementSystem Analysis Gage R&R (repeatability and reproducibility)

By Toms Huang1

前言MSA是全面性要了解的重要工具之一不論你是RD/PE/QA/自動化部門的人員

為何要學習 MSA?1.產品品質部分取決於過程品質 2.過程品質取決於控制過程的能力 3.控制過程的能力取決於量測過程的能力 4.量測過程的能力取決於量測系統的品質

關鍵改變:技術觀點+數據證實=有效的決定Primax Electronics Ltd. Confidential 2

歷史事件+常見問題

距離

高度3

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Agenda量測系統基本概念量測系統分析的基本概念計量型量測系統分析計數型量測系統分析案例說明Primax Electronics Ltd. Confidential 4

影響量測結果的因素觀念:品管始於數據，數據必須靠量測達到有意義的量測結果有效校正：標準件/定期追溯校驗量測管理:儀器管理/環境管理/人員審查…量測系統分析：定期實施Gage R&R設備校驗非線性重複性鑑別力偏差保存…..再現性視差取樣

y=x+ε量測值=真值+誤差

材料訓練

人員習慣疲勞

溫度溼度震動光線干擾….

測試方法標準

操作性

影響量測結果的因素?日

環境Primax Electronics Ltd. Confidential

方法

製作目的：影響量測結果的因素?日期：製作者：年月

Team1

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應用時機與流程産品質量改進時，可以進行MSA分析對測量系統有所懷疑時，可以進行MSA分析對檢驗人員進行評價時，可以進行MSA分析確定並解決量測系統誤差問題

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基本定義公差：指某一個零組件某一特性允許的變異分辨力:測量系統檢出並如實指出被測定特性微小變化的能力即量測裝置可指示的最小分度

鑑別力:量測裝置檢測出被量測的變異的能力,假定一個量測者要量測10個零組件的寬度,如果每個零組件的量測結果全部相同，則該量測裝置不具備指示零組件之間變化量的鑑別力

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量測系統變異的類型(五性分析)準確度(位置變異)偏移(Bias)線性(Linearity)穩定性(Stability)精密度(寬度變異)重複性(Repeatability)再現性(Reproducibility)Primax Electronics Ltd. Confidential 8

量測系統偏差的類型準確度 Accuracy偏移

穩定性 Stability穩定性

時間-2基準值觀測的平均值時間-1

線性 Linearity

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量具重複性重複性 (Repeatability)由同一操作者對同一物件用同一測量儀器的多次測量,而能再產生其讀值的能力(多次量測值變異),又稱量具變異(Equipment Variation-EV)

重複性

量具變異 EV

1.記錄量測值量測次數 1 2 3全距零件編號 A量測值 A1量測值 A2量測值 A3 Max.A-Min. A零件編號 B

量測值 B1量測值 B2量測值 B3 Max.B-Min.B零件編號 C量測值 C1量測值 C2量測值 C3 Max.C-Min.C總平均全距//R10

平均值平均全距/R

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量具再現性再現性 (Reproducibility)指不同操作者使用同一測量儀器量測同一物件特性時平均值的變異,亦稱評價者變異(Appraiser Variation-AV)作業者B作業者C作業者AInspector A Inspector B Inspector C Inspector A Inspector C Inspector B

作業員變異 AV

再現性

1.記錄量測值人員量測者1量測者2量測者3Primax Electronics Ltd. Confidential

第一次 A11 A21 A31

第二次 A12 A22 A32

第三次 A13 A23 A33

平均值平均值/A1平均值/A2平均值/A3總平均全距 ( R 11 )

量具R&R(GRR)定義:R&R是結合重複性和再現性變異的估計值。

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演練:看圖判定量測系統特性

分辨力偏移重複性再現性穩定性不同儀器偏差Primax Electronics Ltd. Confidential

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Gage R&R的判定及改善Gage R&R Decision CriteriaR&R%GR&R≤ 10% (Good measurement system) 10%<%GR&R< 30% (May be used)%GR&R≥ 30% (Can not used)

NDC≥ 5為可接受代表"量測系統"能分辨"零件or製程規格"的能力零件/製程的變異需大於量測系統的變異

NDC=1.41(PV%/ R&R%)

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案例某公司工程師需進行Gage R&R分析，選擇三位作業員並取樣5 Pcs,對指定規格量測兩次求Gage R&R分析結果 Step 1& 2作業員數m=3,零件數 n=5,零件量測次數 r=2,並記錄於數據表量測人員量測次數零件編號 A零件編號 B零件編號 C零件編號 D零件編號 E C C 1 0.68 1.07 0.87 0.97 0.58 A 2 0.67 1.08 0.85 0.96 0.59 1 0.62 1.05 0.80 0.84 0.54 B 2 0.64 1.04 0.83 0.85 0.52 1 0.63 1.10 0.84 0.87 0.56 C 2 0.64 1.08 0.84 0.88 0.57Primax Electronics Ltd. Confidential 15

計算 Rp& Ro& RD E

Microsoft Excel工作表

(0.675+1.075+0.86+0.965+0.585)/5

0.68-0.67

(0.01+0.01+0.02+0.01+0.01)/5

1.07-0.56

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0.832-0.773

(0.012+0.018+0.01)/3

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MSA手冊第三版1.重複性EV計算EV=0.0133x5.319=0.07075.319=6δ*0.8862

2.再現性AV計算

AV=sqrt{(0.059x3.141)^2-(0.0707^2/(5x2))}=0.18403.141=6δ*0.5231

6σ

2 5.319 4.255 2.247 6

3 3.544 3.141 1.886 10 17

3.GRR計算R&R=sqrt(EV^2+AV^2)Primax Electronics Ltd. Confidential

K1 K2 K3

=0.1971

MSA手冊第三版4.零件間變異PV計算

PV=0.51x0.403*6(δ)=1.231

5.總變異TV計算TV=sqrt(R&R^2+PV^2)=1.248

6.NDC計算NDC=1.41(PV/R&R)Primax Electronics Ltd. Confidential

NDC=1.41(1.248/0.1972)=818

計算 EV→ AV→ R&R→ PV→ TVVariation% Variation% Tolerance-1.0% Tolerance-2.0公式 EV 0.0709 EV%=EV/TV 5.68% 7.09% 3.55% AV 0.184 AV%=AV/TV 14.73% 18.40% 9.20% R&R 0.1972 R&R%=R&R/TV 15.79% 19.72% 9.86% PV 1.2332 PV%=PV/TV 98.75% 123.32% 61.66% TV 1.2488 TV%=TV/TV 1 125%

62% NDC 1.41(PV/R&R) 8 8 8

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R&R and PV VS Part's Tolerance

R&R and PV

Part’s Tolerance

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量測對產品決策的影響錯誤決定的潛在因素:測量系統誤差與公差交叉時測量值(TV)實際值

LSLBad is bad Confused area

量測變異(R&R)

USLConfused area

I

II

Good is good

Bad is bad

III

II

I

產品狀況判定:目標是最大限度地做出正確決定有二種選擇：▲改進生產區域：減少過程變差，沒有零件產生在II區。▲改進測量系統：減少測量系統誤差從而減小II區域的面積，這樣就可以最小限度地降低做出錯誤決定的風險。Primax Electronics Ltd. Confidential 21

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