量测系统分析-Gauge R&R

Precision
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A gile
精確度 (Shot Gun Effect) 精確度 (Shot Gun Effect)
精確及準確
精確但不準確
不精確但準確
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A gile II. II.
測量系統分析(MSA) 測量系統分析(MSA)
1. MSA的步驟 2. MSA的種類
偏倚 穩定性 線性 重覆性 再現性
圖2 圖2
•若測量平均值全部落在管制界限內,則零件變異隱藏在再現性之內,且量測變異支配制程變異------>如圖1
零件間的標準差:
σ
p
* =Rp/d 2
p
零件間變異: PV=5.15σ
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A gile
3.3 GRR
3.3.1什麼叫GRR
GRR: Gauge Repeatability and Reproducibility 量具的重複性與再现性 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.量測設備變異狀況 之改善參考
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A gile
穩定性 穩定性
- 發生於隨時間變化增加 - 隨時間變化具有較大偏倚變化的系統被認為沒 有較低偏倚變化的系統穩定
時間1
時間2 穩定性
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A gile
穩定性 穩定性
1. 獲取樣本及建立其基準值 2. 按照週期，測量主樣本3-5次 3. 將數據繪制於x bar - R或x bar - S控制圖 4. 建立控制界限及評估OOC狀況 5. 計算測量的標準偏差及將此與過程比較，從而 決定測量系統重復性是否合適
主值 (參考標準)
時間 1 時間 2
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A gile
線性 線性
- 量具在工作范圍內的準確性
偏倚 + 0 基準值 低 名義 高
註: 斜率越近零，量具線性越好
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A gile
線性 線性
線性: 在儀器能力的範圍內衡量準確度 和精確度 的差 別。
量具1: 線性分佈有問題 量具 2: 線性分佈沒問題
準確度
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A gile
穩定性 穩定性
對於量測系統長期測量相同的Golden Sample的均值和標準偏差來說，測量值 的分佈應保持一致沒有漂移、 突然變化、 等…,並可以預測。 可以用量測系統不同時間測量相同的Golden Sample的測量值繪製X-Chart圖 進行管制.如果失去管制則表示量測系統須校正或維修.
Reproducibility
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A gile
再现性(Reproducibility) 再现性(Reproducibility)
再现性(Reproducibility)計算: 再现性的標準差估計值 o =(Xmax-Xmin)/d * 2
σ
* 再现性(Reproducibility)AV1=5.15 o=5.15(Xmax-Xmin)/d2
=σ
2 產品
+σ
2 測量
衡量系統變動性- 通過 “R&R 研究”決定
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A gile
3.量測系統分析
3.1 量測系統鑑別力 3.2 量測系統變異類型及分析
3.2.1 重复性 3.2.2 再现性 3.2.3 零件間變異 3.2.4 穩定性 3.2.5 線性
3.3 GRR
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A gile
3.1 量測系統鑑別力
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A gile
測量系統分析 測量系統分析
位置 (準確度)
審查準確度及線性. 透過整個範圍的生產零件去確定你的量 度系統是否在目標值範圍中. - 偏倚 (1個零件，10次試驗，1個評價人) - 穩定性 (1個零件，3-5次試驗，1個評價人) - 線性 (5個零件，5次試驗，1個評價人)
寬度或範圍 (精確度)
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A gile
3.3.2 GRR統計意義
產品變異性 產品變異性 （實際變異性） （實際變異性） 測量 測量 變異性 變異性 總體變異性 總體變異性
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A gile
偏倚 偏倚
獨立樣本法 偏倚 = 觀察平均值 - 基準值 %偏倚 = 偏倚 * 100 / 容差
基準值
偏倚
x bar
圖表法 (由穩定的控制圖) 偏倚= 控制圖的雙重平均值 -基準值 %偏倚 = 偏倚 * 100 / 容差
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A gile
偏倚的分析 偏倚的分析
如果偏倚相對大，查找以下可能的原因: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 標準或基準值誤差 儀器磨損(出現在穩定性分析上) 製造的儀器尺寸不對 儀器測量了錯誤的特性 儀器校準不正確 評價人操作儀器不當 儀器修正計算不正確
σ
因以上計算變異包含量測系統的影響所以必須進行修正:
AV= (AV1) 2 (EV) 2/(nr) • n 零件數 • r 量測次數
Operator B
Operator A
Operator C
5.15σo
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A gile
零件間變異 零件間變異
X-Chart圖分析:
圖1 圖1
•反之若測量平均值過半落在管制界限外,則此量測系統適用------>如圖2 此時可以計算出零件變異
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,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
主值 良好重復性
主值 不良重復性
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A gile 重複性(Repeatability) 重複性(Repeatability)
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A gile
測量系統模型 測量系統模型
參考
測量項目(輸入)
操作員
測量工序
儀器
測量結果(輸出)
程序
環境
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A gile
測量誤差的種類 測量誤差的種類
1. 準確度誤差(Accuracy Error) 儀器的偏倚(穩定的或變異的) 儀器的勞損 儀器之有效操作極差 2. 精確度誤差(Precision Error) 誤差由測量輸入，操作員，程序，儀器及/ 或參考(非線性，探針，磁性的敏感度，熱 或電磁場等)
- 再現性 - 重復性
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A gile
偏倚、穩定性、線性 偏倚、穩定性、線性
偏倚
- 是測量結果的觀測平均值與基準值的差值
穩定性
- 是測量系統在某持續時間內測量同一基準或零件的單一 特性時獲得的測量值總變差
線性
- 是在量具預期的工作範圍內偏倚值的差值
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A gile
偏倚 偏倚
偏倚
是測量結果的觀測平均值與基準值的相差 去測定量具的偏倚, 須要已知尺寸的基準. 以量具 去量度這基準起碼十次, 而以三十次以上最好. 量 度次數俞多則能更準確評估偏倚. 實際上, 偏倚必 定存在, 此外這偏倚 可能在統計學上不算明顯. 這明顯性是用 t 分布測試, 而增加量度次數可以增 加t 分布測試的辨識能力.
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A gile
改善，從測量開始...
“我經常會這樣表示--當你可以量度你所說的 并能以數字表達出來, 你才是知道當中一些 奧妙; 而當你不能量度該項事物亦不能以數 字表達出來, 你的知識是貧乏的及不令人滿 意的種類.不論它是怎樣的事情, 它或者可能 是知識的開始, 但你所擁有的幾乎不存在于 你的觀念中, 亦不能演進成為任何科學.”
準確度:平均值 準確度:平均值 觀察到的值 = 主值 + 測量偏差
實際值 測量值
測量偏差
μ總量 = μ 產品
+ μ 衡量
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測量系統偏差----通過 “ 標定研究 ”決定
A gile
2.2測量系統精確度與準確度
精確度:變動性 精確度:變動性
觀察到的變動性 = 產品變動 + 衡量的變動
實際值
測量值
σ
2 總量
準確度
O
測量值
O
測量值
Y 軸是相對主讀數的偏差， Y 軸是相對主讀數的偏差， 當量具測量值為主讀數時， 當量具測量值為主讀數時， 所有的點應在0線上。 所有的點應在0線上。 X 軸是用量具測量所有產品 X 軸是用量具測量所有產品 所得到的測量值的整個範圍 所得到的測量值的整個範圍 。 。
線性分佈有問題可能原因: 1.量測系統的量測範圍內的高端,低端的校正不適當 2.量測系統磨損 3.量測系統設計不適合測量被測特性
A gile
MSA---GRR
量測系統分析
Gauge Repeatability and Reproducibility
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目 錄
1.量測系統構成 2.量測系統變異
2.1量測系統變異概述 2.2 測量系統精確度與準確度
A gile
3.量測系統分析 4.GRR實驗方法
4.1GRR實驗要求 4.2GRR實驗步驟 4.3GRR實驗實例 4.4量測系統判定
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A gile
準確度 準確度
- 為量度的平均數，X bar須位於基準值的可 接受範圍內. - 透過減低零位或減低偏倚來作再調校能改 善測量儀器的準確度，但這並不一定能改 善儀器的精確度.
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A gile
準確度 準確度
基準值
誤差,偏倚,不準確
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A gile
精確度 精確度
- 為測量儀器對自己作出測量的再現能 力，縱使測量本身是不正確的。 - 可通過有系統性及小心的調查方法，作 出改善及減少變異的來源，
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A gile
線性結果的分析 線性結果的分析
如該測量系統為非線性， 查看以下可能 出現的原因: 1. 在工作范圍上限和下限內器沒有正確校 準 2. 最小或最大值校準量具的誤差 3. 磨損的儀器 4. 儀器固有的設計特性
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A gile 重複性(Repeatability) 重複性(Repeatability)