1 / 73

第 05 章 量測系統分析

第 05 章 量測系統分析. 5.1 　引言. 大象體重的量測問題。 薄紙的量測問題。 觀察到的數值，是特性的真值加上誤差。. 量測績效名詞. 誤差衝擊 ：製程穩定與否錯亂，產品良窳與否錯亂。 量測追溯 ：使用可溯源的充分標準，是關切準確量測的不二法門。 品管系統 ： QS 9000 或 TS 16949 要求量測系統評析 。 量測要求 ：從 SQC 到 SPC 甚至 DOE ，品質保證是離不開量測的。 量測分析： 北美三大汽車共同發行量測系統分析手冊，評析內容包括傳統的「儀錶現度」，以及「儀錶準度」、「儀錶直線度」及「儀錶穩度」等題材。 . 量測系統的性能內涵.

tilden
Download Presentation

第 05 章 量測系統分析

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第05章 量測系統分析

  2. 5.1　引言 • 大象體重的量測問題。 • 薄紙的量測問題。 • 觀察到的數值，是特性的真值加上誤差。

  3. 量測績效名詞 • 誤差衝擊：製程穩定與否錯亂，產品良窳與否錯亂。 • 量測追溯：使用可溯源的充分標準，是關切準確量測的不二法門。 • 品管系統：QS 9000或TS 16949要求量測系統評析 。 • 量測要求：從SQC到SPC甚至DOE，品質保證是離不開量測的。 • 量測分析：北美三大汽車共同發行量測系統分析手冊，評析內容包括傳統的「儀錶現度」，以及「儀錶準度」、「儀錶直線度」及「儀錶穩度」等題材。

  4. 量測系統的性能內涵 • 高穩度－能夠長期供應安定的測量數據。 • 高等度－不同套能夠提供相近的量測數據。 • 高再現－對同零件多次量測的數據相近。 • 低偏誤－對同零件量測的平均數近於真值。 • 高直線－對不同真值零件的量測變異相近。

  5. 量測分析符號

  6. 5.2　量測科技 • 電量、電磁、溫度、溼度、化學、振動、噪音、聲量、長度、質量、張力、真空、壓力、流量、光學…等等 。 • 伏特計、游標卡、壓力計、溫度計、二次元量床、電性測試機…等等

  7. 5.2.1　細度評價 • 量器細度－能分辨特性數值的差異至多麼微小的程度。 • 所有量器有其一定的有效位數，因此在某一真值範圍內，其讀值都是相同。 • 四分一吋刻度的厚度計只能輸出整吋加1/4、2/4和3/4吋的數值，因此以十進位表達的3.375吋並不一定代表厚度計是0.001吋的細度水準。

  8. 數據類數 • 數據類數 NDC －產品標準差與量測標準差的比值乘上1.41，進位至整數。

  9. 全距常數 • 八組三樣時是1.72，d2常數除全距數可以估算標準差。

  10. 製程變異 • 當零件是來自製程的隨機抽樣時，製程中所看到的變異總量，除了量測變異外，尚包含製程零件的變異。 • a位測手n項零件的量值平均的全距數，除以d2就可以估出製程標準差。

  11. 標準差 = /d2 = 0.0367/2.33 = 0.0157 範例 5.1(A分厘卡尺) A和B兩卡的數據類數NDC分別是1和5，數據分類能力大有差異，顯然前者不適合領用至製程。 (1) 計算量測統計量： 平均數 = 0.143

  12. 標準差 = /d2 = 0.0063/2.33 = 0.0027 範例 5.1 (2) (2) 計算量測統計量： 平均數 = 0.142

  13. 範例 5.1 (3) (3) 製做A分釐卡管制圖： 粗糙量器會讓R-管制圖出現許多界外點的異象

  14. 範例 5.1 (4) (3) 製做B分釐卡管制圖： R-管制圖並未出現任何界外點，因為它能明察秋毫！

  15. 5.2.2　量器性能 • 主值Xt零件經由偏誤b之量器測量，讀值是X0 = Xt + b，其中e是測量誤差，即測量讀值 X0~N(Xt + b,s2)。 • 僅當X0落入規格上界和下界USL和LSL之間時，其量器測過零件的機率是

  16. 範例 5.2 (GPC) (1) 計算量測統計量： 使用Excel函數NORMDIST(USL, X-b, Sigma, 1)和NORMDIST(LSL, X-b, Sigma, 1) ，X分別是0.5、0.6、0.7和0.8 mm時，可以求出測過的機率。

  17. 範例 5.2 (2) (2) 製做量器性能曲線圖：

  18. 等測力管圖 宗旨：編繪《Iso-plot》等測力管圖的一般程序。 範圍：適用於能供應量測數值的度量衡設備。 程序： (1)從製程中隨機抽取30件產品。 (2)在度量設備上擇定待測的特性參數。 (3)用設備隨機量測30件樣品，並且登載在《前測數值表上》。 (4)重新整理30件樣品。 (5)第二回（翌日）隨機量測30件樣品，並且登載在《後測數值表上》。 (6)將前測和後測數值視為數對，讓兩回量測的30組數對繪於散布圖上。 (7)畫繪一根45o斜向的「圖管」以儘量包容全部圖點。「管長」L代表產品的「變異」，而「管徑」D代表設備的「變異」。 (8)如果倍比L/D的數值大於8.5，即表示：「度量衡設備的精度足夠衡量該製程。」否則，「設備的精度不足，宜加以檢測校正。」

  19. 範例 5.3

  20. 範例 5.3 (2) (1) 製做套管圖： (2) 準則判定： 由於倍比L/D = 6.2 < 8.5，所以分釐卡尺並未滿足性能準則的要求。

  21. 5.3　系統評價 • 量測系統為「賦予某品質特性的量測數值，所須投入的作業、程序、量器、及其他設備、軟体和人員等等」的總體，或是整個過程。 • 若要獲得充分的製程能力，首要是穩定這些品質要素。

  22. 要求課題 • 展示敏度：充足鑑別等級。 • 顯示穩度：量測變異只源自共因而非特因。 • 統計屬性：誤差屬性歷久一致，符合量測原意。 量測品質的內涵 偏誤程度：整組量測數據的中心對主值的「位偏程度」。 變異程度：該組量測數據的「散布程度」。 環境交錯：如油量本身變化和外在氣溫變化的綜合成果。 受測物件。

  23. 評價時機 (1)擬購設備接受與否的一種評價準則。 (2)不同設備優劣良窳的一種比較辦法。 (3)質疑設備正常與否的一種判定手法。 (4)修繕設備完成前後的一種研證技巧。 (5)量程變異計算成份的一種析萃方法。 (6)製程變異接受水準的一種設算方式。 (7)檢具性能能力曲線的一種編繪技術。

  24. 5.4　量測精確 • 觀察到總變異s2TTL包含了產品變異s2PRT、量測變異s2R&R和隨機變異s2e。

  25. 能力要求 • 百分雙現度有「百分公差」(percent tolerance)和「百分程差」兩種計算方式 。前者以規格公差做為分母，而後者則取製程標準差做為分母。 百分公差再現度 %T RPT = 100*sRPT/ T 百分公差同現度 %T RPD = 100*sRPD/ T 百分公差雙現度 %T GRR = 100*sGRR/ T 百分程差再現度 %RPT = 100*sRPT/ sRPT 百分程差同現度 %RPD = 100*sRPD/ sRPT 百分程差雙現度 %GRR = 100*sGRR/ sRPT

  26. 改進措施或計畫 • 於量測系統改進前不宜領用量測設備，我們應當進行如人員訓練或設備改進之類的改進措施或計畫 。

  27. 要求重點 • 北美三大汽車的《MSA手冊》主張兩種衡量基準，究竟「百分公差」和「百分程差」何者比較恰當呢？答案：百分公差。 樣本大小：使用零件的數目通常五至十只，樣本數並不是充分到足夠代表製程變異。 數值範圍：製程隨機樣本之數據範圍只能涵蓋部分量器的量測範圍。 破壞檢驗：往往需要依靠標準件或從校驗技巧中尋找多次量測的機鋒。

  28. 5.4.1　量測再現 • 設備變異EV－同人同器測量同件幾回讀值愈易再現時，量測系統的精度是愈佳。 • 再現度(Repeatability) RPT = 5.15*sRPT。 再現變異的八大潛在來源：(1) 量器清潔不佳；(2) 量器材件磨損；(3) 量器設計不足；(4) 量器機能失靈；(5) 不當量測程序；(6) 零件數值位置；及(7) 環境條件影響。

  29. 範例 5.4

  30. 範例 5.4 (2) (1) 計算量測統計量： (2) 計算百分指標：

  31. 5.4.2　量測同現 • 人員變異AV－數人同器測量同件幾回讀值平均愈近似時，量測系統的精度是愈佳。 • 同現度(Reproducibility) RPD = 5.15*sRPD。 同現變異的八大潛在來源：(1)不同錶室量器、(2)不同環境條件、(3)不同準備方式、(4)不同量測程序、(5)人員判讀設計及(6)人員訓練缺失。

  32. 範例 5.5 (1) 計算R-管制界限： (2) 計算百分指標：

  33. 範例 5.5 (2) (3) 製做R-管制圖：

  34. 5.4.3　量測雙現 • 量測變異GRR－包含了設備變異和測手變異 。 • 雙現度(Gage R&R) GRR = 5.15*sGRR。 使用Boss及Korg 調音器測量同架鋼琴中央C~B等十二音的頻率，分析兩廠牌調音器各自的再現度與兩者的同現度。

  35. 短式全距法 • 通常讓兩位測手測量五只零件每只一回，此法不能區分再現度和同現度。

  36. 範例 5.6

  37. 範例 5.6 (2) (1) 計算雙現標準差： (2) 計算百分指標： (3)結論：雙現百分%GRR已達24.1，雖然量器尚可領用，惟宜檢修妥善。

  38. 長式全距法 • 通常讓三位測手測量十只零件每只三回，此法可以區分再現度和同現度。

  39. 範例 5.7

  40. 範例 5.7 (2) (3)結論：「卡尺誤差遠大於測手誤差，再現度竟達同現度的7倍。再現百分公差已達37.4%，而再現百分程差也有34.4；另外，測手同現度稍小，其百分公差和百分程差分別僅有5.2和4.6。總合而言，卡尺必須檢修妥善。」。

  41. 制式評價 • 表格化的方式評價量測系統

  42. 範例 5.8

  43. 穩度評價 • 範例5.1 的A分釐卡和B分釐卡全距管制圖，顯示A分釐卡是短期不穩，而B分釐卡是短期穩定。

  44. 穩度評價 • 長期穩定 跨時段的測量讀值愈易同現，量測耐久性愈好。 長期變異的八大潛在來源：(1)操作定義、(2)量測標準、(3)上階標準、(4)量測設備、(5)檢校標準、(6)移轉標準、(7)校正母件、及(8)工作標準 。

  45. 5.5　量測準確 • 對某只零件量測到的平均值與其真值之差異D。 • 量器偏誤的絕對數值望小，愈小代表量器是愈準確。

  46. 5.5.1　量測偏度 • 量測偏誤 。 • 相對於產品規格或製程變異，對量測準度要求「20:1」。 能力要求 量測設備不需校調，如果：(1)準確 (各真值位置的量測都是充分準確)、(2)精確 (各真值位置的量測都是充分再現)、(3)穩定 (各真值位置在管制圖上都是在控)及(4)線性 (各真值位置都是微小偏誤和同等再現) 。

  47. 範例 5.9

  48. 範例 5.9 (2) 獲得誤差平均是2.07 mm，與基準數值500相比，測量成果之平均是明顯偏大的。

  49. 範例 5.9 (3) 偏態係數SKEW = 0.07和峰形係數KURT = 0.54，誤差的分配稍顯陡峭但視為常態尚無不可。

  50. 範例 5.9 (4) 以平均數502.07加減三標準差1.26來繪製量測管制圖，顯示測量是短期穩定的。

More Related