MSA量測系統(tǒng)分析.doc

量測系統(tǒng)分析應注意之事項1.應設(shè)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(yè)量測系統(tǒng)之統(tǒng)計特性1.量測系統(tǒng)均須在統(tǒng)計管制下而其所產(chǎn)生之變異應根源於共同原因，而非特殊原因。2.量測系統(tǒng)之變異須相對小於生產(chǎn)製程之變異。3.量測系統(tǒng)之變異須相對小於規(guī)格界限。4.量測系統(tǒng)之最小刻度須相對小於製程變異或規(guī)格界限之較小者。如何進行量測系統(tǒng)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(tǒng)維持在正常及最佳狀態(tài)。3.須有合格之分析人員，待分析之量具，以及必要之環(huán)境。4.依據(jù)相關(guān)之指導書執(zhí)行分析作業(yè)。5.蒐集足夠之數(shù)據(jù)，再依據(jù)所使用之分析表單執(zhí)行分析作業(yè)。6.應有分析結(jié)論判定此量測系統(tǒng)是處於可接受、勉強接受或不能接受。量測系統(tǒng)之變異1.再現(xiàn)性（Repeatability）2.再生性（Reproducibility）3.偏差（Bias）4.穩(wěn)定性（Stability）5.線性（Linearity）6.零件變異（Part Variation）再現(xiàn)性（Repeatability）再現(xiàn)性又稱為量具變異，是指用同一種量具，同一位作業(yè)者，當多次量測相同零件之指定特性時所得之變異，以公式表示如下：EV=，%EV100（EVTV）公式說明：1.EV為再現(xiàn)性，TV為全變異。2.為所有作業(yè)者執(zhí)行多次量測所得之變異平均值。3.K1為再現(xiàn)性之係數(shù)，與量測次數(shù)有關(guān)。4.TV為全變異，TV=再現(xiàn)性（Repeatability）(例1)三位作業(yè)者對10個零件分別量測，每個零件量測兩次，數(shù)值如下表所列12345678910平均值A(chǔ)10.651.000.850.850.551.000.950.851.000.6020.601.000.800.950.451.000.950.801.000.70Ra0.0500.050.100.100.0000.5000.10B10.551.050.800.800.401.000.950.751.000.5520.550950.750.750.401.050.900.700.950.50Rb00.100.050.0500.050.050.050.050.05C10.501.050.800.800.451.000.950.801.050.8520.551.000.800.800.501.050.950.801.050.80Rc0.050.05000.050.050000.050.571.010.800.830.461.020.940.781.010.67再現(xiàn)性（Repeatability）由上表吾人可先計算Ra，Rb，Rc，再計算其平均值，如上表所示。EV=%EV=100(EVTV)=100(0.18/0.93)=18.7%再生性（Reproducibility）再生性又稱為作業(yè)者變異，是指不同作業(yè)者以相同量具量測相同產(chǎn)品之特性時，量測平均值之變異，以公式表示如下：AV=%AV100（AVTV）公式說明：1.AV為再生性，TV為全變異。2.為不同作業(yè)者所量測之平均值之最大值與最小值之差異。3.K2為再生性之係數(shù)，與作業(yè)者之人數(shù)有關(guān)。4.為被量測之零件數(shù)目5.r為每位作業(yè)者量測之次數(shù)再生性（Reproducibility）作業(yè)者c作業(yè)者b作業(yè)者再生性再生性（Reproducibility）(例2)同例1，亦是三位作業(yè)者10個零件分別量測，每個零件量測兩次，如下表：12345678910平均值A(chǔ)10.651.000.850.850.551.000.950.851.000.600.8320.601.000.800.950.451.000.950.801.000.700.83B10.551.050.800.850.401.000.950.751.000.550.7920.550.950.750.750.401.000.900.700.950.500.75C10.501.050.800.800.451.000.950.801.050.850.8320.551.000.800.800.501.050.950.801.050.800.83再生性（Reproducibility）由上表吾人可先計算個人每次量測10個零件之平均值，再計算兩次總平均值，如上表所示。又已知K2=2.70，TV=0.93，EV=0.18，n=10，r=2AV=0.16%AV=100(AV/TV)=100(0.16/0.93)=16.8%偏移（Bias）偏移又稱為準確度（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(shù)次之平均值而得，偏移可以下面圖形表示：偏移(準確度)ATVT：真值VA：量測平均值偏移（Bias）(例3)1位作業(yè)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測量測平均值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=0.750.80 = -0.05%Bias100（Bias/製程變異）100(0.05/0.70)=7.1%穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)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(wěn)定性可下面圖形表示：時間2時間1穩(wěn)定性線性(Linearity)線性是指量具在使用範圍內(nèi)偏移（準確度）差異之分佈狀況。作業(yè)者量測5個不同零件，其真值分別為2.00mm，4.00mm，6.00mm，8.00mm及10.00mm，每個零件量測12次，如下頁所示：線性(Linearity)零件12345量測次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.709.30122.403.806.107.709.40平均值2.492.136.037.719.38真值2.004.006.008.0010.00偏移+0.49+0.13+0.03-0.29-0.62線性(Linearity)(偏移值)X (真值)迴歸線10.008.006.004.002.00-0.60-0.40-0.2000.200.400.60依據(jù)上表，可計算出每個零件之平均值及偏移，再依據(jù)真值與偏移之關(guān)係，可知其此量具之線性分佈狀況如下圖所示：線性(Linearity)吾人可由上圖得到迴歸線如下：（或由計算機求出a，b）y = a bx其中b = a = y-bx=0.7367(y，x分別為y及x之平均值)R2=(R2為迴歸線之Goodness of Fit)線性(Linearity)吾人可計算Bias，Linearity，%Linearity及Goodness of Fit之結(jié)果如下：Bias = a + bx = 0.7367 - 0.1317xLinearity =slopeProcess Variation = 0.13176.00 = 0.79已知process variation = 6.00%Linearity = 100 (linearity/process variation)= 100(0.79/6.00) = 13.17%Goodness of Fit(R2)=0.98綜上可知Linearity（線性）是由slope（斜率）所決定，斜率愈小則量測之線性愈佳，反之亦然。線性(Part Variation)零件變異為製程中個別零件量測平均值之變異。PV = Rp K3(Rp為零件之最大差異，K3為係數(shù)，與零件數(shù)有關(guān))(例5)同例1，吾人可計算每個零件之平均值，再取之全距Rp，即得Rp = 0.56，又查表得K3 = 1.62PV = Rp K3= 0.56 1.62= 0.90量具再現(xiàn)性與再生性之資料蒐集1.將作業(yè)者分為A、B、C三人，零件10個，但作業(yè)者無法看到零件號。2.準備所需之量測量具。3.使作業(yè)者A依隨順序量測10個零件並由另一觀者在第1行填入量測數(shù)據(jù)，請作業(yè)者B、C量測相同的10個零件，但不使他們看到他人的量測值，將量測分別記入第6行及第11行。（表1）4.重複這個循環(huán)但以不同的隨機順序進行量測。將數(shù)據(jù)填入第2、7及12行之適當列中。例如第一個被量測為7號零件，則在第7例中記錄量測值，如須第三次量測，則重複此循環(huán)並將結(jié)果記入第3、8及13中。(表1)量具再現(xiàn)性與再生性之計算1.將第1、2及3行的最大數(shù)值減最小數(shù)值，將結(jié)果記錄在第5行，第6、7、8行及第11、12、13行的作法相同，而將其結(jié)果分別記錄入第10行及第15行（表1）。2.第5、10行及15行之記錄應為正值（表1）。3.將第5行加總並除以量測零件數(shù)，則得第一位作業(yè)者的平均全，以相同方法從第10及第15行求得及（表1）。4.將第5、10第15行的均值（、）填入第17行，將其加總後除以作業(yè)者人數(shù)而得的數(shù)值記（所有全距的平均值）（表一）。量具再現(xiàn)性與再生性之計算5.將（平均值）填入第19、20行並乘以D3及D4求下及上的管制界限，如為二次量測D3 = 0，D4 = 3.27。將個別全距的上管制界限（UCLR）的值記入第19行，下管制界限（LCLR）的值填入第20行如量測次數(shù)少於7則為零（表1）。6.將各行加總（第1、2、3、6、7、8、11、12及13行），將各行的總和除以取樣零件數(shù)，將此值記錄在最右邊一列標示為平均值處（表1）。7.將1、2、3行的平均值加總，並除以量測次數(shù)，將其值記錄在第4行方格處，以相同方式處理6、7、8行及11、12、13行而將其值分別記入第9、14行的及處。量具再現(xiàn)性與再生性之計算8.將第4、9、14行的最大及最小平均值記錄在第18行的適當之位置並計算其差將此差記錄在第18行標行為處。(表1)9.將每個零件的各次量測值加總除以量測值總數(shù)（量測次數(shù)乘以作業(yè)者數(shù)），將其結(jié)果記入第16行之零件平均值處。（表1）10.將零件平均值的最大減最小的差記入第16行標示Rp是零件平均值的全距（表1）。11.將，及Rp的計算值轉(zhuǎn)記在報告表的預留位置（表2）。12.執(zhí)行報告表（表2）左邊標示為量測單元分析的各項計算。13.執(zhí)行報告表（表2）右邊標示為%製程變異的各項計算。29表1量具再現(xiàn)性及再生性數(shù)據(jù)作業(yè)者量測次數(shù)零件平均值123456789101.A12.2334.平均值5.全距6.B17.28.39.平均值10.全距11.C112.213.314.平均值15.全距16.零件平均值()17. Ra = +Rb = +Rc= / 作業(yè)人者數(shù)= =18.Max= -Min= =19.= D4 = = UCLRUCLR =20.= D3 = = LCLRLCLR =表2量具再現(xiàn)性及現(xiàn)生性報告零件件號及件名：量具名稱：日期：特性：量具編號：執(zhí)行人：規(guī)格：量具型式：由數(shù)據(jù)表得：=量測單元分析製程變異量測次數(shù)K1234.563.05再現(xiàn)性設(shè)備變異（EV）EV= K1=%EV = 100 EV/TV = / = %作業(yè)者人數(shù)22K23.652.70再現(xiàn)性設(shè)備變異（AV）AV=%EV = 100 EV/TV = / = %n = 零件數(shù)r = 量測次數(shù)3.652.702.302.081.931.821.741.671.622345678910再現(xiàn)性 & 再生性（R & R）R & R =%R&R=100R&R/TV= 100 / = %零件變異（PV）PV=RpK3=%PV=100PV/TV= 100 / = %K3零件數(shù)全變異（TV）TV =範例KCE公司準備評估一量測系統(tǒng)，第一個被評估的量具為厚薄規(guī)。品質(zhì)工程師決定使用10個零件以代表製程變異並檢驗單位，隨機選出三位檢驗人員並執(zhí)行二次量測，其結(jié)果如表1及表2所示。個別全距的上管制界限（UCLR）及下管制界限（LCLR）計算結(jié)果如表1，這些數(shù)值可點繪在再現(xiàn)性全距管制圖。但經(jīng)分析顯示，所有全距均在管制狀態(tài)下（亦即在UCLR及LCLR之間）。此表示所有的操作者是一致的，而且是以相同的方法使用量具。34範例然後再計算各變異項目的量測單元分析及製程變異百分比如表2。在本例中，% R & R等於25.2%，故此量測系統(tǒng)對製程變異的量測被認為是在接受邊緣。表1量具再現(xiàn)性及再生性數(shù)據(jù)作業(yè)者量測次數(shù)零件平均值123456789101.A10.651.000.85.0850.551.000.950.851.000.600.832.20.601.000.800.950.451.000.950.801.000.700.83334.平均值0.631.000.830.900.501.000.950.831.000.650.835.全距0.050.000.100.100.100.000.000.500.000.100.056.B10.551.050.800.800.401.000.950.751.000.550.797.20.550.950.750.750.401.050.900.700.950.500.758.39.平均值0.551.000.780.780.401.030.930.730.980.530.7710.全距0.000.100.050.050.000.050.050.050.050.050.0511.C10.501.050.800.800.401.000.950.801.050.850.8312.20.551.000.800.800.501.050.950.801.050.800.8313.314.平均值0.531.030.800.800.481.030.950.801.050.830.8315.全距0.050.050.000.000.050.050.000.000.000.050.0316.零件平均值()0.571.010.800.830.461.020.940.781.010.670.5617. Ra = +Rb = +Rc= / 作業(yè)人者數(shù)= =18.Max= -Min= =19.= D4 = = UCLRUCLR =20.= D3 = = LCLRLCLR =表2量具再現(xiàn)性及現(xiàn)生性報告零件件號及件名：量具名稱：日期：特性：量具編號：執(zhí)行人：規(guī)格：量具型式：由數(shù)據(jù)表得：=量測單元分析製程變異量測次數(shù)K1234.563.05再現(xiàn)性設(shè)備變異（EV）EV= K1=%EV = 100 EV/TV = / = %作業(yè)者人數(shù)22K23.652.70再現(xiàn)性設(shè)備變異（