量测系统分析教程

平均值與全距法之研究
(a).決定作業者人數(m) ﹑零件數(n)及反覆量測 之次數(r) 注:建議數值m=2～3 n=3～10 r=2～3 (b).校正量具 (c).使不同的作業者隨機順序量測n個零件,並重複 循環r次,但以不同的隨機順序進行量測 (d).紀錄數據及計算量具再現性與再生性 (e).繪製X bar&R管制圖 (f).量具再現性與再生性報告
量測系統分析研究之準備
(PREPARATION FOR A MEASUREMENT SYSTEM STUDY)
方法在使用前應先予確認。 應預先決定作業者人數、樣本數及重複量測次數,其 考慮的因素如: 1.重要尺寸-重要尺寸因量具研究估計可信度需求之 理由需要更多的零件或量測次數。 2.零件結構-原材料或重型零件可能需少樣本但多次 量測。
(量具變異EV)=(5.15×量具標準差之估計值σe) 量具變異EV=5.15(R bar/d2)
量具再生性(REPRODUCIBILITY)
再生性是指不同作業者使 用相同量具,當量測相同產 品之特性時,量測平均值之 變異。
作業者Ｂ
作業者Ｃ
作業者Ａ
量具再生性(REPRODUCIBILITY)
量測程序之再生性即指作業者與變異性本身是一定 值的,作業者表示可分配至每一作業者的增量偏差,當 此偏差或作業者變異出現時,則單一的作業者全平均 將偏移. 這現象可在X bar管制圖上比較每一零件之作業者平 均值而出現.
量具再生性(REPRODUCIBILITY)
(作業者變異AV)2=(5.15*作業者標準差估計 值σ0)2-(量具與零件變異之影響)2 作業者變異AV2=[5.15(Ro/d2)]2-[(5.15σe)2/nr] m=作業者人數 n=零件數 r=量測次數
全距法(RANGE METHOD)
全距法是一種修正的計量值量具研究,可快 速的提供量測變異性近似值,本法只提供量測系 統之全貌,而不將變異性區分為再現性與再生性。 全距法是以2作業者及5零件來做研究,研究 時,每位作業者均量測每零件一次,每個零件的全 距為二作業者量測值之差,再計算得全距總和及 平均全距( R ) 。全量測變異性為平均全距乘以 4.33,更進一步,由此可知量測變異佔製程製異 (或公差)的百分比,(將R&R轉換為百分比,即R&R 轉換為百分比乘以100再除以製程變異(或公差) 。 在下面的例子中,此特性的公差為±0.2,所以 R&R %R&R等於100×[ ]或等於 75.5%) 0.4
量具﹑量測及試驗設備的評價
每一量測系統應被評估以決定是否適用於預 估工作。通常此種評估意味執行一或數種測 試(test)以決定量測系統是否能產出管理上需 求之統計特性。 量測系統測試方式應包含: (1).量測項目之規格。 (2).數據收集﹑分析規範。 (3).重要條件及原則之作業定義。 (4).依據之標準或研究資料之保存。
再現性
量具再現性(REPEATABILITY)
量測程序之再現性即指量具變異性本身是一定 值 的,因為量具之位置本身及產品在量具之位置變 異 這二項再現性誤差即構成了量測變異。 因為這兩種變異是呈現在再次量測之組內全距, 故 R CHART將表示量測之定值,如果R CHART失去
量具再現性(REPEATABILITY)
量具準確度(ACCURACY)
準確度是指觀測平均值與真值 真值 可藉個種可得之最準確的量測 設備之數次量測值之平均而得。
準確度
觀測平均值
量具準確度(ACCURACY)
為求出量具準確度,必須樣本件中取得一個 主量測值(MASTER MEASUREMENT) 。一般可由工具室或 精密設備取得,由這些讀值而求的主量測值平均值,再與自 量具R&R研究之作業者觀測平均值比較。 準確度=觀測平均值-主量測值
鑑別能力之判讀可以R-CHART中顯示。實務上,當RCHART中R值只有1、2或3個可能數值是在管制界限 內,則此量具是由鑑別力不足造成,而超過1/4的R值為0, 則此量測亦由鑑別力不足所導致。
量具績效曲線 （Gauge Performance Curve ）
量測系統研究之應用
提供新量測設備是否可接受之準則。 提供二項量測設備之比較。 提供對被認為將有缺陷量具之評價基礎。 提供量測設備維修前後之比較。 提供某零件之製程變異時需將此列入,且該零 件生產製程是否為可接受之水準? 提供必要之資訊以發展GPC(Gage performance Curve-量具績效曲線),此一曲線指出合格產品
調查方法之考慮步驟:
調查方法應考慮下列步驟: --應以隨機抽樣的方式取得量測物,以確保整 個研究的隨機性,使其不致有任何偏移或改變。 --讀取儀器,其讀值應被估計至能取得的最近 數值。最少其讀值應取至1/2最小刻度,例如, 如最小刻度為0.0001,則每一個估計的讀值應 在0.00005附近。 --此研究,應由一位能認知其在執行一個可靠 的研究,並了解其所應注意事項之重要性者所 執行與觀測。
量具穩定性(STABILITY)
穩定性(或偏差drift)是指一量 具在量測相同樣件(master)時 所得之全變異,或指相同樣件在 量測一單一特性時經過延伸時 期所得之全變異。
穩定性
時間２
時間１
量具穩定性(STABILITY)
研究量測系統穩定性的方法之一,是有規則的將標準 件或標準零件的重複量測讀值予以點會其平均值及 全距。 藉此種分析可決定: 如顯示出失去管制的信號,則表示量測系統需要校正。 也可能因標準件或標準零件題髒污、量測設備變化 等等,而出現失去管制的信號。
量測系統分析(MSA)
量具﹑量測及試驗設備的評價
概述 因為量具在協助設備完成任務上扮演一極主要角色, 故執行量測之量測系統其品質十分重要,如其品質過 低,則設備可能無法完成其現行任務。例如量測系統 具有太多變異,則在使用統計製程管制(SPC)時,可能 掩蓋了製造程序之重要變異,結果設備在使用SPC時 無法發揮其相對的利益。

再現性(Repeatability) 再生性(Reproducibility) 準確度(Accuracy) 穩定度(Stability) 線性(Linearity)
評估量測系統
於評估量測系統時,三項基本問題,需加以澄清: --本量測系統是否具備適當的鑑別力(discrimination)? --是否具有全時之穩定統計性? --量測誤差(變異)是否微小?
量測系統管制圖之樣本大小及抽樣頻率,是以對量測 系統的認識与了解而定。主要的考慮點是量測系統 在使用時暴露的情況.例如,有信心認為量測系統的使 用者在使用系統前提供足夠的暖机時間,則應在暖机 期間完成后才抽樣.例如,在許多例子里量測包含了液 体的滴定(titration)而可能需花10分鐘來量測標准件 或標准零件,則合理的樣本數可能僅為1。
量具線性(LINEARITY)
線性之回歸線數學式為:y=ax+b x=標準零件量測值;y=準確度平均值 量測系統之線性=斜率×製程變異。 量測系統之線性以斜率之大小來判斷。通常,低的斜 率是較佳的量具線性;相反的,較大的斜率表示較差。
非直線性(non-linearity)
如果量具顯示具有非直線性(non-linearity), 其可能原因如下: --在作業範圍的高及低二端,量具校正不適當。 --最大或最小的標準值錯誤。 --量具磨損。 --可能須檢討量具內部之設計特性。
平均值與全距法之研究
量具的再現性:量具變異 EV=5.15(R bar/d2) 量具的再生性:作業者變異 AV2=[5.15(Ro/d2)]2-[(5.15σe)2/nr]2 再現性與再生性: R&R2=(EV2+AV2)
量具準確度(ACCURACY)
如果量具準確度相對的大,則可能的原因是: --主量測值錯誤 --量具磨損了 --量具之製造尺寸錯誤 --量具量測錯誤之特性 --量具未經適當校正 --作業者不適當的使用量具
量具再現性(REPEATABILITY)
再現性是指一種量具﹑一 作業者,當多次量測相同零 件之制定特性時所得之變 異。
量具﹑量測及試驗設備的評價
量測系統評估: (1)執行初期測試以驗證量測系統能執行被要求之 量測工作。 (2)執行定期檢定以驗證量測系統能維持執行被 要求之量測工作。 (a)一般實施量測設備保養/再校正/再檢定 設備管理者因對評估之時程,執行評估之責任組織, 對評估結果及對策責任組織加以授權。
主要的評價項目(各統計特性)
量具穩定性(STABILITY)
R或S管制圖失去管制,表示不穩定之現象的原因可能為:某 些東西鬆掉、部分空氣管線堵塞或電壓改變等等。 X bar管制圖失去管制表示量測系統不再正確(準確度已改 變) 。試著去找出改變的原 因並改正,如果為磨損,可能須再校正。
量具線性(LINEARITY)
線性是指量具在預期作業範圍內準確值之差異。
量具﹑量測及試驗設備的評價
目的: 應用統計方法來分析量測或試驗設備的準確度﹑線 性﹑再現性﹑再生性及穩定性,作為規劃下列事情的 參考: --測試設備是否需校驗? --是否可供使用? --是否有人為因素造成的疏失? --是否需修訂校驗的週期及頻率?
量具﹑量測及試驗設備的評價
通常對量測系統品質的評價即為定量測系統之變異 及辨認影響變異之因素。
影響量測結果之原因
影響量測結果,行成誤差的原因如下: --量具本身 --測量者的個人誤差 --外部條件的誤差,例如:環境變化 --被測物,例如:測試點的不同
計量值量測系統研究
(VARIABLE MEASUREMENT SYSTEM STUDY)
項目: --全距法(Range Method) --平均值與全距法(含管制圖法) (Average and Range Method) -- 變異數法(ANOVA Method)