Measurement System Analysis 量測系統分析(MSA) Measurement System Analysis
一.概述: σobservation = σprocess2 + σR&R2 一個製程狀況必須經由量測數据來獲得相關資訊,如果量測的結果不能符合要求,勢必會做製程調整.但實際操作中,我們可能有遇到過因數据不准确(誤差大)而調整製程參數的經歷,其后果有時是難以衡量及彌補的.因此,量測數据的品質對于製程分析的結果占有相當重要的因素,為了确保分析結果不致對製程誤判,就必須重視數据的品質.常用于表示數据品質高低的統計特性有偏差與方差,所謂偏差是指量測數据平均值與標准值之差异;所謂方差是指數据本身之間差异.如果數据品質不可接受,則必須加以改進,然而應改進量測系統本身,而非改數据.量測數据之變異由製程變異及量測系統的變異引起,即: 若能降低量測系統引起的變异﹐可使量測數据的總變异變小﹒ σobservation = σprocess2 + σR&R2
一般引起量測系統誤差的原因包括﹕ 1﹒量具本身 2﹒量測人員的個人誤差 3﹒作業方法 4﹒環境 5﹒樣品 改善量測系統能力亦應從這几個方面努力﹒
1﹒量具﹕任何一可用以量測之設備﹐如千分表﹐高度規﹐耐壓測試机等﹒ 2﹒量測系統﹕由量具﹐作業者﹐SAMPLE﹐環境組成的一個集合稱之﹒ 二﹒名詞 1﹒量具﹕任何一可用以量測之設備﹐如千分表﹐高度規﹐耐壓測試机等﹒ 2﹒量測系統﹕由量具﹐作業者﹐SAMPLE﹐環境組成的一個集合稱之﹒ 3﹒量測系統誤差﹕總合影響量測系統的准确 性﹐穩定性﹐再現性﹐再生性及其他因素引起的變异﹐一般以標准差表示σR&R﹐總變异（Total Variation) TV=6σR&R 或5.15σR&R (常態分配的99%為規格寬度).
三﹒量測系統變异的類型﹕ 1﹒准确度（偏性）﹕量測值与真值差异﹒量具須儀校﹐追溯標準﹒ 2﹒穩定性﹕一個量具因時間﹐環境﹐老化等因素造成的變异﹒故須定期校驗﹒ 3﹒再現性﹕同一人員使用同一量具,重复量測同一特性,所得數据的變异稱之.一般以標準差表示σEV,再現性EV=Equipment Variation=6σEV或 5.15σEV. 它代表量具變异. 再現性
4. 再生性:不同人使用同一量具,重复量測同一樣品的同一特性所得數据的變异,一般以標準差σAV表示 4.再生性:不同人使用同一量具,重复量測同一樣品的同一特性所得數据的變异,一般以標準差σAV表示. AV=Appraiser Variation=6σAV它代表人的變异. Opearator A Opearator B Opearator C 再生性
四.量測系統變异分析計算: 量測系統分計量值量測系統與計數值量測系統,這里只討論計量值量測系統.准确性及穩定性通常影響小,一般不予考慮,再現性及再生性一般影響較大,容易造成產品的誤驗,一般即作為量測系統變异,且研究假設量具与人員的使用是獨立的,即: σR&R = σEV2 + σAV2 TV = EV2 + AV2 計算前以檢驗人員重复量測每一樣品之結果計算全距Rij,以R-管制圖檢定Rij是否都在管制界線內,即Rij<D4*R;若不在管制界線內,則去掉該次(所有人員)量測之所有數据,重新計算管制界線及重新比較Rij在管制界線內.
以常態分配的99%為規格寬度,即比較5.15個量測系統標準差,此時 再現性(量具變异)計算: EV=K1* R = 5.15σEV = R / d2* 再生性(人員變异)計算: AV=K2* RX = 5.15σAV = RX / d2* TV = EV2 + AV2
量測系統是否合符要求,能力是否足夠,一般是以其變异与規格界限比較來評估(量測系統能力對我們SPEC要求是否足夠),即所謂%GR&R. 五.量測系統能力評估: 量測系統是否合符要求,能力是否足夠,一般是以其變异与規格界限比較來評估(量測系統能力對我們SPEC要求是否足夠),即所謂%GR&R. %GR&R=TV/T= EV2 + AV2 USL-LSL
六.量測系統能力允收判斷: %GR&R<10%,可接受; 10%<%GR&R<30%,則量測系統可能被接受,但須視其應用的重要性,量具費用或修理費而定; %GR&R>30%,不可接受,必須修理,停用或改用其它之設備. %GR&R越大,即σR&R越大,則對檢驗結果誤判的机率越大. AV>EV: 1.人員的訓練不足;2.量具刻度校正不良;3.可能須用夾具以協助作業者更容易且确定的操作量具. EV>AV: 1.量具須加以保養;2.量具須重新設計,以提高适用性;3.量具之夾緊或定位須改善;4.存在過大的零件間變异.
七.實例演練: (表格應用)
八.注意事項: 1.作量測系統分析時,估讀至少為1/2最小刻度; 2.用任何量具進行量測之前應先确認GAGE能力是否足夠,只有能力足夠情況下所測得數据才可信. 3.做GAGE能力分析前,應先做量具的校驗及操作SOP(此SOP應与實際作業之SOP一致),量測應依SOP作業. 4.量測系統分析可作為作業人員操作訓練合格与否之依据. 5.量具之任何零件改變,操作人員改變(除非人員已經GAGE分析通過)均應重新作GAGE能力評估.