看板管理_grr目视系统与cpk制程能力指数

GRR CPK 精密量測實驗室 肖貴喜 華南檢測中心 CPK 精密量測實驗室 肖貴喜2001 04 05 華南檢測中心 cpk cpk Capabilityindexofprocess製程能力指數目的 評估製程滿足實際尺寸要求的能力 並以此統計分析結果確定生產能力是否滿足大批量生產之要求 ISO9000標準推薦五大統計技術 實驗設計和析因分析方差分析和回歸分析顯著性檢驗質量控制圖和累積技術統計抽樣 數理統計理論 依數理統計理論 當生產過程穩定時 絕大多數計量值特性服從常態分佈 不合格品數服從二項分布 缺陷數服從泊松分布 而二項分布 泊松分布的極限分布又均是常態分佈 對一個正常的過程參數 比如 尺寸 隨機抽樣 計量值 數據應呈現常態分佈 正態分佈 或名高斯分布 常態分布的特點 非負性歸一性對稱性依概率理論計算 99 73 的樣本將落在 3 的范圍內 只有很小的概率 0 27 不在 3 的范圍內 由於小概率事件一般不會發生 故可認為不會有尺寸在規格之外Cp及Cpk Capabilityindexofprocess 即是依此理論對製程能力予以評估 F x x 6 3 3 2 1 e x 2 2 2 F x 標準差的計算 標準差主要是用以衡量觀測資料與平均數之間的差異量數 根據一組樣本估計其標準差 Cp 製程能力 Cp 製程能力 Cp TOL 6 設計公差與制程整個變異的比值 它反映的是設計的極限指數 是對制程潛在能力的測定 一個高的Cp指數表明制程具有好的潛在的再制能力反映數據 尺寸 的波動范圍大小 Cp數值越大 尺寸波動越小 製程能力越充足 Cpk 製程能力指數 Cpk 製程能力指數 反映製程滿足實際尺寸要求的能力 Cpk數值越大 製程越能保證實際尺寸的加工要求 規格確定的中心值與制程變異相關聯的狀況 它是反映制程實際能力的指數 一個較高的Cpk指數表明制程實際的生產再制能力在要求的范圍內 Cpu USL AVERAGE 3 Cpl AVERAGE LSL 3 Cpk MIN Cpu Cpl 對形位公差 尺寸不可能小于設計下限值 因而Cpk Cpu Cp Cpk 僅在實際加工尺寸平均值與設計中值相等時Cp Cpu Cpl Cpk 樣本選擇與結果判定 用作量測分析的產品尺寸和樣本大小的選取由供應商與客戶協商確定 樣本應有足夠大小 以減少抽樣誤差對製程的判定 Cpk Cpk 1 33製程能力滿足Cpk 1 67製程能力過足 GRR 精密量測實驗室 肖貴喜2001 4 1 GaugeRepeatabilityandReproducibility 華南檢測中心 目錄 量測系統構成量測系統變異系統分析概述DELLGRR實驗設計NOKIAGRR實驗設計 什麼叫GRR 為何要研究GRR 如何進行GRR設計與分析 量測系統構成 量測系統 環境 標準件 操作者 量具 MeasurementError TrueValue MeasurementSystem ObservedData 量測系統之變異 v量測值 v真值 v誤差 量測系統之統計特性 進行制程能力分析的先決條件 量測系統有足夠的能力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 量測系統分析術語 准確度 Accuracy 重複性 Repeatability 再生性 Reproducibility 穩定性 Stability 線性 Linearity 等效性 Equivalence 准確度 指量測平均值或實際量測值與真值之一致程度Bias 0 偏差越小 准確度越高准確度可通過校正得到糾正 Bias isthedifferencebetweentheobservedaverageofthemeasurementsandthereferencevalue TrueAverage Accuracy ObservedAverage 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 重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 Repeatability Isthevariationinmeassurementsobtainedwithonemeasurementinstrumentwhenusedseveraltimesbyoneappraisermeasureingtheidenticalcharacteristicsonthesamepart Rebetability 再生性 Reproducibility 再生性又稱作業者變異 指不同作業者以相同量具量測相同產品之特性時 量測平均值之變異在量測之條件有所變化下 重複之量測值之間的變異 操作者 裝夾 位置 環境條件 較長的時間段 為外在因素引起之量測系統的變異 Reproduceability Isthevariationintheaverageofthemeasurementsmadebydifferentappraisersusingthesamemeasuringinstrumentwhenmeasuringtheidenticalcharacteristiconthesamepart Reproducibility OperatorB OperatorA GRR實驗 GRR GaugeRepeatabilityandReproducibility標準 量具 的重複性與再生性目的 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 量測設備巒異狀況之改善參考 DELLGRR實驗 DELLGRR實驗 決定進行分析之產品及量具決定參與分析之量測人數 最少2人決定進行分析之產品取樣數 至少5件 10件為宜 樣本間可以有較大差異 決定量測次數 最少2次 GRR實驗實例 選擇分析量具 標準件10件 操作者3人操作者使用同一量具 分別每天量測10件標準件一次 3天共3次 操作者間應不知道其他操作者的量測值 並且每天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B 開啟文件A 量測系統的判定 GRRGRR30 量具系統不能接受 須予以改進 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 NOKIAGRR實驗 變異分析方法是一種標準的統計學的技術 它可用作分析量測誤差或進行量測系統其他變異原因的探究 特性 隨機化 Randomization 統計的獨立性 StatisticalIndependence 一 量測系統變異分類 工件的變異操作者的變異操作者與工件的相關性量測儀器的變異 GRR變異分析 量測系統的變異 Repeatability Gaugecapability EquipmentVariation Reproducibility Operatorcapability AppraiserVariation OperatorOperatorbypart 樣品要求 隨機地選取正常的生產過程中最大范圍的樣品 包括超出規格的樣品 儀器要求 確保量測儀器是依照正確的國際認可的最新標准得到了校正量測儀器應能辨別1 10的制程變化 二 GRR的執行步驟 GRR的執行步驟 續 對操作者的要求 每位操作者得到了良好的教育訓練 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分析的每一個步驟分析前的准備 准備10件樣品 由3名操作者進行測試 具體執行 鑒定者在樣品上於操作者不知道的地方作好1 10的標記 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的步驟 注意每個操作者之間是獨立的 待第一循環結束 三位操作者將分別進行第二組數據的獲取 樣品是隨機選取 數據結果將記錄下量測儀器的估讀位 GRR的執行步驟 續 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 用P值來決定應采用的分析系統 若P 0 25 表明有操作者與工件的相關性若P 0 25 則可不計操作者與工件的相關通過所做的分析 Nokia將對潛在的問題作進一步的評估和分析重復做GRR的研究分析 量測系統的能力得以提升 GaugeR R變異結果分析 AnalysisofVarianceTable P 0 25 GaugeR RTable 四 GRR結果分析 GRR最終的分析結果以百分比的形式給出分析結果的判定依如下規定 30 MeasurementSystemNOTCapable 特征GRR的特點 將樣品與規格規定的標準進行比較 與規格相符則為合格 否則為不合格 只能作出允收與拒收的判斷 而不能指出樣品好與不好的具體程度 可用來確定一個量測系統的能力 一致性及信賴程度 評估一個檢驗過程的可靠程度 重復性 檢驗者個人對一樣品進行多次判斷的一致性 再現性 多個檢驗人員之間對某樣品進行判定的一致性 校驗結果 檢驗者的判斷結果與公認的標准是否一致 特征GRR的用途 SHORTMETHOD 選取20件樣品 2名檢驗人員 每人進行兩次測試 LONGMETHOD 在制程中挑選出8件樣品 每件樣品檢測20次 由結果繪出量測特性曲線圖 研究特征GRR的方式 二 特征GRR之執行要項 確定待檢樣品的特征種類及制訂檢驗程序 樣品的數量要大以滿足產生一個可接受的狹窄的信賴區間 Nokia限定取100個樣品 試驗的樣品盡可能是在允收與拒收邊緣 且合格與不合格的樣品數大致相等 由兩個或兩個以上從事特征檢驗的專家對選出的樣品進行鑒定以作為試驗的標准 將專家判定的結果記入 DataEntrySheet 之相應欄位中 必須確保與 特性說明 欄中的拼寫要一致 選出3名檢驗者參加此項檢驗 告知檢查者檢驗的特征種類 強調缺陷的判定標準和檢驗過程步驟 應避免檢查者知道樣品的編號及其對應的參考值 以免有檢驗的偏差 每名檢查者均需完成兩次試驗 二 特征GRR之執行要項 在目視特性檢驗過程中 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的記錄 此檢驗的實質是進行一種訓練 所有三名檢驗者完成第一次試驗后再進行第二次的試驗工作 兩次試驗樣品的順序是隨機選取 避免檢查者識別出樣品的編號 影響結果 詢問並記下檢查者