GRR精密量測實驗室:肖貴喜

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GaugeRepeatability

andReproducibility華南檢測中心量測系統構成與變異第1頁目錄量測系統構成量測系統變異系統分析概述GRR實驗設計什麼叫GRR?為何要研究GRR?怎樣進行GRR設計與分析量測系統構成與變異第2頁量測系統構成量測系統測試環境待測試件操作(人員.過程)量具.設備(軟.硬體)操作.準則.量具及其它設備軟體及指定之一群待量測之集合,經由完整程序取得量測值量測系統構成與變異第3頁量測系統之變異

v量測值=

v真值+v誤差量測系統構成與變異第4頁測量系統誤差真值量測系統量測值量測系統構成與變異第5頁量測系統分析術語準確度(Accuracy)重複性(Repeatability)再生性(Reproducibility)穩定性(Stability)線性(Linearity)等效性(Equivalence)精密度精度量測系統構成與變異第6頁準確度指量測平均值或實際量測值與真值之一致程度Bias=μ-μ0,偏差越小,準確度越高準確度可通過校正得到糾正TrueAverageAccuracyObservedAverage量測系統構成與變異第7頁重複性(Repeatability)重複性又稱為量具變異,是指用同一種量具,同一位作業者,當屢次量測相同零件之指定特征時之變異在完全相同量測條件下,重複之量測值間差異為量測系統本身產生差異,隨機誤差范疇Rebetability量測系統構成與變異第8頁再生性(Reproducibility)再生性又稱作業者變異,指不一樣作業者以相同量具量測相同產品之特征時,量測平均值之變異在量測之條件有所變化下,重複之量測值之間變異(操作者,裝夾,位置,環境條件,較長時間段)為外在原因引發之量測系統變異ReproducibilityOperatorBOperatorA量測系統構成與變異第9頁量測系統之考量量測系統主要考量1.分辨率:對微小巒異感知2.穩定性:系統長時間穩定性3.精度:量測誤差是否足夠小

精度由準確度.精密度(重複性.再生性)組成,而準確度可通過校正得到保證,因而精密度高低成為衡量精度高低之關鍵量測系統構成與變異第10頁GRRGRR:GaugeRepeatabilityandReproducibility量具重複性與再生性目標:評估一個量測系統量測能力,並以此統計分析結果作為對操作者.量測設備巒異狀況之改進參考量測系統構成與變異第11頁量測系統之統計特征要求理想量測系統含有零偏差.零巒異統計特征,但實際依據是一個非理想統計特征量測系統,雖然各量測系統可能需具備各別統計特征,但以下特征為全部量測系統均須具備量測系統均須在統計管制下,而其所產生之變異應根源于共同原因,而非特殊原因量測系統之變異須相對小于生產製程之變異量測系統之變異須相對小于規格界限量測系統之最小刻度須相對小于製程變異或規格界限之較小者,普通應小于其1/10最大量測系統巒異須相對小于製程變異或規格界限之較小者量測系統構成與變異第12頁GRR實驗方法計量值量具GRR(通過計算量測系統巒異/規格或製程巒異)全距法全距法及平均值法巒異數分析法(ANOVA)計數值量具GRR(GO/NOGO.目視.....)

(通過判定結果一致性程度)量測系統構成與變異第13頁樣品要求:樣本應在能代表整個作業范圍製程中隨機地選取(包含超出規格樣品)儀器要求:確保量測儀器是依照正確國際認可最新標準得到了校正量測儀器應能辨別1/10制程變化讀數值取估計之最近值,而最小取至最小刻度之1/2GRR實驗要求量測系統構成與變異第14頁GRR實驗要求(續)對操作者要求:每位操作者得到了良好教育訓練,能熟練正確地操作量測儀器確保每個操作者完全明白進行GRR分析每一個步驟及注意事項量測系統構成與變異第15頁計量值GRR實驗方法(一)

全距法量測系統構成與變異第16頁1.本法以2個作業者.5個零件各量測一次,以每個零件全距作為兩作業者量測誤差2.選取之零件應以最大零件間變異來抽樣(反應整個尺寸狀況)3.本法可提供量測巒異近似值,而無法將巒異區分為重複性和再生性4.GRR<20%量測系統能力滿足GRR>=20%量測系統能力不足平均全距=(0.05+0.05+0.05+0.1+0.1)/5=0.07R&R=5.15*R/d2=5.15*0.07/1.19=0.303GRR=R&R/TOL(或製程巒異)=0.303/0.4=75.5%GRR>20%量測系統能力不足一.全距法量測系統構成與變異第17頁計量值GRR實驗方法(二)

全距法及平均值法

量測系統構成與變異第18頁1.本法以3個作業者.10個零件各量測3次,以3次量測誤差平均值和作業者間平均值量測誤差作重複性(量具巒異)和再生性(操作者巒異)分析2.本法可區分量測系統重複性和再生性,但無法判定作業者與量具交互作用3.本法對操作者.量具及樣品等實驗要求同上二.全距法及平均值法量測系統構成與變異第19頁GRR實驗實例(全距法及平均值法)選擇分析量具(已校正),標準件10件(標注量測位置),操作者3人(經過足夠訓練者)操作者使用同一量具,分別天天量測10件標準件一次,3天共3次,操作者間應不知道其它操作者量測值,並且天天10件標準件其編號順序應改變將3*10*3=90筆數據填入下表,依表中公式計算EV=R*K1,R=(R1+R2+R3)/3AV=(XDIFF*K2)^2-(EV^2/N*T)開啟文件A量測系統構成與變異第20頁量測系統判定GRR=<10%

量具系統可接收10%<GRR<30%

可接收.可不接收,決定于該量具系統之主要性,修理所需之費用等原因GRR>=30%

量具系統不能接收,須給予改進量測系統構成與變異第21頁計量值GRR實驗方法

(三)

巒異數分析法量測系統構成與變異第22頁變異數分析方法是一種標準統計學技術,它可用作分析量測誤差或進行量測系統其它變異原因探究.特征:

隨機化(Randomization)

統計獨立性(StatisticalIndependence)三.巒異數分析法量測系統構成與變異第23頁三.巒異數分析法

工件變異操作者變異

操作者與工件相關性

量測儀器變異巒異數分析法將量測系統變異分類為:

再生性重複性量測系統構成與變異第24頁具體執行:

鑒定者在樣品上於操作者不知道地方作好1~10標記,以方便記錄量測結果第一位操作者依次量測樣品(隨機選取量測樣品),並將量測結果記錄下來第二、第三位操作者依次完成上面步驟(注意每個操作者之間是獨立)待第一循環結束,三位操作者將分別進行第二組數據獲取(樣品是隨機選取)數據結果將記錄下量測儀器估讀位GRR執行步驟量測系統構成與變異第25頁三、GRR報表分析量測數據填入供應商生產信息量測信息及備注量測系統構成與變異第26頁用P值來決定應采取分析系統:(顯著性分析)若P≦0.25,表明有操作者與工件相關性若P>0.25,則可不計操作者與工件相關GaugeR&R變異結果分析量測系統構成與變異第27頁AnalysisofVarianceTable

(P≦0.25)量測系統構成與變異第28頁GaugeR&RTable量測系統構成與變異第29頁四、GRR結果分析GRR最終分析結果以百分比形式給出分析結果判定依以下規定:<10%-ExcellentCapability(NMPTarget) 10-20%-GoodCapability(MaybeAcceptable) 20-30%-MarginalCapability(NeedstobeInvestigated)>30%-MeasurementSystemNOTCapable量測系統構成與變異第30頁量具重複性與再生性之比較重複性>再生性量測儀器需加以保養或維修,量具校正未落實產品之變異出現異常量具之夾緊或定位不一致或不良再生性>重複性刻度判讀不佳作業者對量具使用不熟練可能需要輔助儀器協助作業者使用量具量測系統構成與變異第31頁計數值量具GRR(特征GRR)

實驗方法量測系統構成與變異第32頁特征GRR特點將樣品與規格規定標準進行比較,與規格相符則為合格,否則為不合格.

只能作出允收與拒收判斷,而不能指出樣品好與不好具體程度.PASSFAIL量測系統構成與變異第33頁可用來確定一個量測系統能力、一致性及信賴程度.評估一個檢驗過程可靠程度:重復性:檢驗者個人對一樣品進行屢次判斷一致性;再現性:多個檢驗人員之間對某樣品進行判定一致性;校驗結果:檢驗者判斷結果與公認標準是否一致特征GRR用途量測系統構成與變異第34頁二、特征GRR之執行要項確定待檢樣品特征種類及制訂檢驗程序.樣品數量要大以滿足產生一個可接收狹窄信賴區間.(如:Nokia限定取100個樣品)試驗樣品盡可能是在允收與拒收邊緣,且合格與不合格樣品數大致相等.由兩個或兩個以上從事特征檢驗專家對選出樣品進行鑒定以作為試驗標準.將專家判定結果記入電子表格之相應欄位中.(必須確保與“特征說明”欄中拼寫要一致)選出參加此項檢驗檢驗者.通知檢查者檢驗特征種類.強調缺點判定標準和檢驗過程步驟.應防止檢查者知道樣品編號及其對應參考值,以免有檢驗偏差.每名檢查者均需完成規定次數試驗.量測系統構成與變異第35頁二、特征GRR之執行要項在目視特征檢驗過程中,檢查者不許使用任何工具進行判定和得到任何幫助.不容許檢查者間進行對照記錄.此檢驗實質是進行一種訓練.全部檢驗者完成第一次試驗后再進行第二次試驗工作.兩次試驗樣品順序是隨機選取,防止檢查者識別出樣品編號,影響結果.詢問並記下檢查者對樣品判定拒收原因,以用來作結果詳細分析.檢查者也可自行記錄結果,並注明判斷為不合格品原因,隨后由負責人將結果輸入標準表格中並作出說明.量測系統構成與變異第36頁四、GRR結果分析GRR最終結果用百分比形式給出.普通(如Nokia)要求做特征檢驗GRR結果要在70%以上才認可,若結果較差,則應分析:試驗環境有無變化;規格敘述是否確切、詳盡;檢查者對規格標準掌握是否一致;檢查者本身條件是否達到.量測系統構成與變異第37頁METHOD1:選取20件樣品,2名檢驗人員,每人進行兩次測試.

若全部判定均相同,則接收,否則,應改進或再評價研究特征GRR方式量測系統構成與變異第38頁METHOD2:選取100件樣品,3名檢驗人員,每人進行二次測試.

依據全部判定結果計算,若正確判定之機率>70%,則接收,否則,應改進或再評價研究特征GRR方式量測系統構成與變異第39頁方法2:統計表單淺析全部檢查者對該樣品判定是否一致.全部檢查者對樣品判定與標準是否一致.量測系統構成與變異第40頁METHOD3:選取30件樣品,2名檢驗人員,每人進行三次測試.

依據全部判定結果計算