量测系统分析MSA.ppt

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片本文樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,量測系統分析,MSA,量測系統及量測之應用,量測之應用,Process control(,穩定性)-,量同一點,Quality realization(,製程能力)-,量特定具代表性的點,量測系統,包括操作程序儀具設備軟體操作人員,環境,MSA,變異數(,Variance),的分類,量測值變異,t,2,量測上變異,m,2,短期變異,物件內變異,長期變異,人員變異,o,2,儀具變異,e,2,製程上變異,p,2,應用,MSA,之時機,接受新量測設備的準則,一種量測設備與另一種的比較,對疑似有缺陷的儀具評估時之依據,維修前後量測之比較,計算製程變異及其製程之可接受性水平,作為儀具特性曲線(,GPC),的重要訊息,量測系統必須滿足的統計特性,(1)量測系統必須處在,統計控制中,(,Stability),(2),量測系統的變異必須,小於製程變異,(3)量測系統的變異必須,小於規格,(,Spec.),(4),量測系統的精度必須,高於,製程變異和,規格兩者中精度,較高者,(,Ex1),(,量具最小刻度,至,少要為,規格單位的,10%,),(5),量測系統的統計特性可能隨,量測項目的,改變,而變化,(量測系統最大的變異應小於規格與,製程變異之較小者),(,Ex2),範例1.一元硬幣測量重量數據,範例 2.,Cu thickness measured by MRX,m,=,0.1,um,variation in the panel,p,=2,um,variation between panels,p,=0.3,um,MSA,特性,穩定性,量測系統穩定性(,Stability),統計上穩定,統計製程管制,(1),R chart,出界表示重複性不穩定,(2),X chart,出界表示測值不正確(偏差改變),如果穩定性未確定,(1)量測變異可能因干預不當而增加,(2)結果也不可用來預測其將來性能,偏差,偏差(,Bias)Vs,誤差(,Error),須量測至少10次,相對偏差=,Bias/(6*Stdv.),如果相對偏差過大須檢查以下原因,範例3.偏差,基準值=0.80,mm,製程變異=0.70,mm,X=(X1+X10)/10=0.75,偏差=0.75-0.80=-0.05,偏差%=0.05/0.70=7.1%,線性,y=ax+b,x=,基準值,(,reference value),y=,偏差(,bias),線性(,Linearity)=|a|(Process variation),For 99.73%:Process variation=3,%,線性=100,a%,擬合優度(,Goodness of fit)=R,2,R,2,用以確定其線性關係,%線性,表述其線性好不好,(|,a|,愈小愈好),線性,範例 4.-線性,範例 4.-線性,y=ax+b,a=-0.1317,b =0.7367,R,2,=0.98,%,線性=13.71%,範例 4.-線性,線性-,結果分析,系統非線性表示,1)儀器在工作範圍內未正確校正,2)最大或最小值校準量具的誤差,3)儀器磨損,4)儀器固有的設計特性,重複性,Repeatability,(,5.15,e,;for 99%confidence interval,),表述量測儀器之變異性,(短期間的穩定性),同一人員,用同一儀具多次量測同一物件的同一特性時，量測平均值的變異,量測次數愈多,重複性的估算值愈準確,再現性,Reproducibility,(,5.15,o,;for 99%confidence interval,),表述不同人員量測所產生之變異性,由,不同人員,用同一儀具多次量測同一物件的同一特性時，量測平均值的變異,數據宜在,較長時間,取得,Gage R&R,For,99%,confidence interval:,5.15,Repeatability,(5.15,e,),&Reproducibility,(5.15,o,),GR&R,=5.15,m,PV,(Part-to-part Variation),=5.15,p,TV,(Total Variation),=5.15,t,%GRR,GRR index,(,m,/,t,),Planning a R&R Study,How and when will the device be calibrated?,How many operators?,How many samples?,How should samples be selected?,How to minimize variation within the sample?,Use individual measurements,average or what?,How to analyze the results?,How can we tell if,there is inadequate discrimination,?,What can be done about inadequate discrimination?,Procedure for a R&R Study,Calibrate the gage,Have the first operator measure all the samples once in random order,Continue until all operators have measured the samples once,Repeat above steps for the required number of trials.,Make sure that previous results are not known to the operators,Determine the statistics of the R&R study,Analyze the results and develop follow-up action if necessary,表 1.,Control Chart Constants,表 2.,d,2,*,for,the distribution of Average Range,g:Number of sets of Replicates,(group,群數,),m:Number of Replicates in Set,(mass,元素個數,),中央極限定理-,無限母體,X,抽樣分配:,假設,X,為,無限母體之,隨機常態分配,N(,),隨機抽取,n,個樣本,X,1,X,2,.,X,n,則樣本平均數為,X,第1次抽,n,個樣本其平均數為,X,1,第2次抽,n,個樣本平均數為,X,2,.,則稱,X,1,X,2,.,為抽樣分配,假如作無限多次的隨機抽樣,則,X,抽樣分配,也會是隨機常態分配,N(,),中央極限定理-,無限母體,X,i,互為獨立,且任一,X,i,之變異數,Var(,X,i,)=,2,於是,範例 5.-重複性,Limits for R charts:,R=25/10=2.5,d,2,*,(,表2,:,m=3,次,g=10,組,)=,1.72,e,=,R,/,d,2,*,=1.45,由,表1,(,Number,=,3,),查出:,D,3,=0.0 D,4,=2.575,UCL,R,=R*D,4,=2.5*2.575=6.4,LCL,R,=R*D,3,=2.5*0.0=0.0,範例 5.-再現性,Ro=216.9-216.3=0.6,d,2,*,(,表,2:,m=2,g=1),=1.41,o,E,=Ro/,d,2,*,=0.4(Estimated appraiser stdv.),Repeatability,(,重複性),=5.151.45=,7.47,Reproducibility,(,再現性,),=5.15,0.19=,0.98,範例 5.-,p,d,2,*,(,表,2,:,m=5,g=1),=2.48,p,=Rp/,d,2,*,=6.2/2.48=2.5,範例 5.-,GRR,GR&R=5.15,m,=5.151.47=7.6,PV,(part-to-part variation),=5.15,p,=5.152.5,=12.8,TV(total variation)=5.15,t,=5.15 2.9,=14.9,%R&R=1.47/2.90=,m,/,t,=50.7%,範例 6.,GRR-,e,o,E,(,公式法),範例 6.,GRR-,p,(,公式法),GR&R,分析比較,重複性比再現性大,1)儀器需維護,2)量具應重新設計,3)夾緊或檢驗點需改選,4)存在過大的物件內變異,再現性比重複性大,1)操作員需再訓練,2)刻度不清楚,3)需要另外輔助工具提高使用儀器的一致性,GR&R-,全距法,量測一次,不層別重複性,物件-量測員之交互作用,兩線互有相交,人-物,有交互作用,儀具只有一臺,人-具,物-具,無交互作用,二因子變異數分析(,ANOVA)(,無交互作用),二因子變異數分析(無交互作用),總差異=處理方式差異+區集因素差異+殘差,二因子變異數分析(無交互作用),總差異=處理方式差異+區集因素差異+殘差,兩邊取平方和:,總變異=處理方式變異+區集因素變異+殘差變異,SST=SSP+SSB+SSE,二因子變異數分析(無交互作用),寫成簡式:,二因子變異數分析(無交互作用)-,ANOVA,表,二因子變異數分析(含交互作用),單一測值:總差異=,A,因子差異+,B,因子差異,+,AB,因子交互作用差異+殘差,二因子變異數分析(含交互作用),單一測值,:總差異=,A,因子差異+,B,因子差異,+,AB,因子交互作用差異+殘差,兩邊取平方和:,總變異=,A,因子變異+,B,因子變異,+,AB,因子,交互作用變異+殘差變異,SST=SSP+SSB+SSE,二因子變異數分析(含交互作用),SST=SSA+SSB+SSAB+SSE,二因子變異數分析(含交互作用),SSA=(2)(2),(14-21.5),2,+,(38.5-21.5),2,+,(12-21.5),2,SSB=(2)(2),(22-21.5),2,+(21-21.5),2,SSAB=(2),(13-14-22+21.5),2,+,(15-14-21+21.5),2,+,(39-38.5-22+21.5),2,+,(38-38.5-21+21.5),2,+,(14-12-22+21.5),2,+,(10-12-21+21.5),2,二因子變異數分析(含交互作用),SST=(,14,-21.5),2,+(,12,-21.5),2,+(,17,-21.5),2,+.+(,14,-21.5),2,SSE=SST-SSA-SSB-SSAB,或是,SSE=(14-,13,),2,+(12-,13,),2,+,(17-,15,),2,+,(13-,15,),2,+(37-,39,),2,+(41-,39,),2,+.+(11-10),2,+,(9-10),2,二因子變異數分析(含交互作用)-,ANOVA,表,GR&R-,二因子變異數分析,ANOVA,表,範例 7.二因子,ANOVA(,含交互作用),範例 7.二因子,ANOVA(,含交互作用),範例 7.二因子,ANOVA(,含交互作用),範例 8.,GRR-ANOVA(,含交互作用),範例 8.,GRR-ANOVA(,含交互作用),量測次數與量測誤差研究,量測次數與量測誤差研究,量測次數與量測誤差研究,