Οι μελέτες επαναληψιμότητας και αναπαραγωγιμότητας (R&R) παρέχουν έναν δομημένο τρόπο για να ποσοτικοποιήσουν το ποσό της παρατηρούμενης μεταβολής που προέρχεται από το ίδιο το σύστημα μέτρησης και όχι από τα μέρη που μετρούνται. Με σωστή ερμηνεία των αποτελεσμάτων της έρευνας και της ανάπτυξης, οι μηχανικοί μπορούν με σιγουριά να αποφασίσουν αν ένα σύστημα μέτρησης είναι κατάλληλο για τον σκοπό για τον οποίο προορίζεται, ή εάν απαιτείται διορθωτική δράση πριν από την εμπιστοσύνη των δεδομένων.

Τι είναι η R&R Gauge;

Η έρευνα και η έρευνα μεγέθους είναι μια στατιστική μέθοδος, η οποία συνήθως διεξάγεται ως μέρος μιας ανάλυσης συστημάτων μέτρησης (MSA), η οποία αποσυνθέτει τη συνολική μεταβολή μέτρησης σε δύο βασικά συστατικά:

  • Επαναληψιμότητα[ ⁇ η διακύμανση που παρατηρείται όταν ένας μόνο φορέας εκμετάλλευσης μετρά το ίδιο μέρος πολλές φορές με το ίδιο εύρος υπό πανομοιότυπες συνθήκες.
  • αναπαραγωγιμότητα ⁇ η μεταβολή που προκύπτει όταν διαφορετικοί φορείς εκμετάλλευσης μετρούν τα ίδια μέρη χρησιμοποιώντας το ίδιο εύρος.

Επιπλέον πηγές όπως η μερική διακύμανση, η διακύμανση του εύρους και η αλληλεπίδραση μεταξύ των φορέων εκμετάλλευσης αξιολογούνται επίσης σε μια πλήρως διασταυρωμένη μελέτη έρευνας και ανάπτυξης του Gauge, συχνά χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση ανάλυσης της μεταβλητότητας (ANOVA). \" μέθοδος ANOVA προτιμάται επειδή μπορεί να διαχωρίσει τα αποτελέσματα αλληλεπίδρασης και δεν απαιτεί ίσα μεγέθη δειγμάτων, καθιστώντας την πιο στιβαρή από τη μέθοδο παλαιότερου εύρους.

Βασική μετρική σε R&R Gauge αποτελέσματα

Η ερμηνεία βασίζεται σε διάφορες παράγωγες στατιστικές που εκφράζουν σφάλμα του συστήματος μέτρησης σε σχέση με άλλες πηγές διακύμανσης.

Μεταβολή %Μελέτης (που ονομάζεται επίσης %GRR ή %SV)

Αυτή η μέτρηση συγκρίνει την τυπική απόκλιση του συστήματος μέτρησης (επαναληψιμότητα + αναπαραγωγιμότητα) με τη συνολική διακύμανση (σύστημα μέτρησης + μερική διακύμανση).

  • Κάτω του 10% ⁇ Το σύστημα μέτρησης θεωρείται αποδεκτό, ιδίως για μελέτες ελέγχου και ικανότητας διεργασιών.
  • 10% έως 30% ⁇ Μπορεί να γίνει αποδεκτό ανάλογα με την εφαρμογή, το κόστος σφάλματος και την κρισιμότητα του χαρακτηριστικού που μετριέται.
  • Πάνω από 30% ⁇ Το σύστημα μέτρησης δεν είναι αποδεκτό. Απαιτούνται σημαντικές προσπάθειες βελτίωσης πριν τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη αποφάσεων.

%Ανοχή (επίσης ονομάζεται λόγος P/T)

Αυτό συγκρίνει την διακύμανση του συστήματος μέτρησης (συνήθως 6s της Ε&Α) με την ανοχή μηχανικής (USL ⁇ LSL). Αποκαλύπτει αν το εύρος μπορεί να διακρίνει αξιόπιστα μεταξύ των συμμορφούμενων και μη-συμμορφούμενων μερών. Μια τιμή κάτω του 10% είναι εξαιρετική? 10% ⁇ 30% μπορεί να είναι αποδεκτή? πάνω από 30% δείχνει ότι το σφάλμα μετρητή καταναλώνει πάρα πολύ από τη ζώνη ανοχής, διακινδυνεύοντας ψευδείς απορρίψεις ή ψευδείς δέχεται.

Αριθμός κατηγοριών διάκρισης (NDC)

Το NDC δηλώνει πόσες ξεχωριστές ομάδες μπορεί να διαφοροποιήσει αξιόπιστα το σύστημα μέτρησης μεταξύ των μερών. Υπολογίζεται ως η τυπική απόκλιση μέρους διαιρούμενη με την τυπική απόκλιση του συστήματος μέτρησης, κατόπιν στρογγυλοποιείται προς τα κάτω. Ένα NDC 5 ή περισσότερα θεωρείται επαρκές, ενώ ένα NDC 2 ή λιγότερα σήματα ότι το σύστημα μέτρησης δεν μπορεί να διαχωρίσει αποτελεσματικά μέρη. Οι τιμές 3 έως 4 είναι οριακές.

Διερμηνεία αποτελεσμάτων έρευνας και ανάπτυξης σε σχέση με τις αποφάσεις για μηχανολογία

Οι μηχανικοί πρέπει να ερμηνεύουν τα αποτελέσματα στο πλαίσιο του επιχειρηματικού στόχου: έλεγχος της διαδικασίας, ανάλυση ικανοτήτων, ή ταξινόμηση / μείωση του κινδύνου.

Όταν το σύστημα μέτρησης είναι αποδεκτό (%GRR < 10% και NDC ≥ 5)

Σε αυτό το σενάριο, το σύστημα μέτρησης εισάγει ελάχιστο θόρυβο. Τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για [[LFT:0]]] μελέτες ικανότητας[[LFT:1]] (Cpk, Ppk) με εμπιστοσύνη, και τα διαγράμματα ελέγχου (X ⁇ bar & R, άτομα) θα αντανακλούν πραγματικές αλλαγές διαδικασίας. Οι αλλαγές μηχανικών μπορούν να αξιολογηθούν χωρίς να ανησυχούν ότι το σφάλμα μέτρησης κρύβει πραγματικές βελτιώσεις.

Όταν απαιτείται βελτίωση (%GRR > 30% ή NDC < 3)

Η μεγάλη διακύμανση των μετρήσεων οδηγεί σε διάφορους κινδύνους: ψευδή σήματα στους χάρτες ελέγχου (είτε αποτυγχάνουν να ανιχνεύσουν μια πραγματική μετατόπιση ή να δράσουν στο θόρυβο), αναξιόπιστους δείκτες ικανότητας, και λανθασμένη διαλογή των καλών εναντίον κακών μερών. Οι μηχανικοί πρέπει να λάβουν αμέσως μέτρα για να μειώσουν την διακύμανση.

  • Τεχνική του χειριστή ⁇ Η αδιάκοπη εφαρμογή της δύναμης, της ευθυγράμμισης ή των μεθόδων ανάγνωσης.
  • Gauge condition ⁇ Worn concections, low battery, έλλειψη βαθμονόμησης. Τα τακτικά προγράμματα συντήρησης μειώνουν αυτό.
  • Μεταβολή μέρους της μελέτης[ ⁇ Εάν τα μέρη του δείγματος είναι πολύ παρόμοια (χαμηλή μεταβολή μέρους), το %GRR θα φαίνεται φουσκωμένο ακόμη και αν το εύρος είναι επαρκές. Αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί επιλέγοντας μέρη που καλύπτουν το πλήρες εύρος ανοχής.
  • Ανάπτυξη ή προσανατολισμός ⁇ Μέρη που κινούνται κατά τη διάρκεια της μέτρησης εισάγουν σφάλμα επαναληψιμότητας.

Μετά την εφαρμογή διορθωτικών μέτρων, θα πρέπει να διεξαχθεί μελέτη παρακολούθησης για την επαλήθευση της βελτίωσης. \" επανάληψη έως ότου το %GRR πέσει κάτω από το 20% (ή το εσωτερικό όριο) είναι μια πρακτική ορθής μηχανικής.

Πρακτικά βήματα για τη μείωση της μεταβολής της μέτρησης

Με βάση την ερμηνεία των αποτελεσμάτων της έρευνας και ανάπτυξης, οι ακόλουθες δράσεις είναι πιο αποτελεσματικές:

  1. Κράτηση της διαδικασίας μέτρησης. Γράψτε μια σαφή, βήμα ⁇ βήμα οδηγίες εργασίας που περιλαμβάνει μέρος προσανατολισμού, μετρητή μηδενισμού, και χρονοδιάγραμμα ανάγνωσης.
  2. Ελέγχεται η εκπαίδευση του χειριστή. Χρησιμοποιήστε την εκπαίδευση με τυφλούς ελέγχους. Βεβαιωθείτε ότι κάθε χειριστής επαναλαμβάνει την ίδια μέτρηση στο ίδιο μέρος μέχρι η παραλλαγή τους να είναι εντός ενός αποδεκτόυ εύρους.
  3. Ανάπτυξη ή αντικατάσταση του μετρητή. Ένα πιο ακριβές όργανο (π.χ. ψηφιακοί διακόπτες έναντι χειροκίνητου, ή λέιζερ μικρομέτρων έναντι μηχανικού) μπορεί να κόψει δραστικά το σφάλμα επαναληψιμότητας.
  4. Ελέγχεται οι περιβαλλοντικοί παράγοντες. Θερμοκρασία, υγρασία, δόνηση και φωτισμός επηρεάζουν όλες τις μετρήσεις. Αν η μελέτη παρουσιάζει μεγάλη μεταβολή αναπαραγωγιμότητας μεταξύ των μετατοπίσεων, οι περιβαλλοντικές αλλαγές μπορεί να είναι ο ένοχος.
  5. Χρησιμοποιήστε βοηθήματα ή εξαρτήματα. Ένας απλός οδηγός ή στάση μπορεί να μειώσει τα λάθη ευθυγράμμισης που εξαρτώνται από τον χειριστή, μειώνοντας την αναπαραγωγιμότητα.
  6. Αναδιακριβώστε τακτικά. Διαστήματα βαθμονόμησης δεσμού με την παρατηρούμενη μετατόπιση του συστήματος μέτρησης.

Παράδειγμα περίπτωσης: Χρήση Ε&Α για τη διόρθωση ποιοτικού ζητήματος

Ένας κατασκευαστής φρεάτιων αυτοκινήτων αντιμετώπιζε υψηλό ρυθμό απορριμμάτων λόγω μετρήσεων εξωτερικής διαμέτρου (OD). \" αρχική μελέτη R&R Gauge έδειξε ποσοστό %GRR 42% με NDC μόνο 2. Το εύρος ήταν ένα χειροκίνητο μικρομέτρο, και τρεις χειριστές ήταν περιστρεφόμενοι στη γραμμή.

Μετά την εξέταση των αποτελεσμάτων, η ομάδα σημείωσε ότι η επαναληψιμότητα ήταν υψηλή (η μεταβολή του τελεστή μέσα σε μια μόνο διαδρομή ήταν μεγάλη) και αναπαραγωγιμότητα ήταν ακόμη υψηλότερη. Έρευνα αποκάλυψε ότι το αμόνι του μικρομέτρου είχε ένα φθαρμένο επίπεδο σημείο, και οι χειριστές πίεζαν τη δακτυλιοειδή με ασυνεπής δύναμη. Επίσης, το μέρος δεν υποστηρίχθηκε, προκαλώντας λακκούβα κατά τη διάρκεια της μέτρησης.

Διορθωτικές ενέργειες: το μικρομέτρο αντικαταστάθηκε με ψηφιακό μικρομέτρο με μηχανισμό σταθερής δύναμης, προστέθηκε ένα V-block fixture για την υποστήριξη του άξονα, και όλοι οι φορείς έλαβαν 30 λεπτά με τα χέρια ⁇ σε μια εκπαίδευση συνεδρία με ένα τυποποιημένο κατάλογο μέτρησης. Μια μελέτη παρακολούθησης-up R&R απέδωσε %GRR 8% και NDC 7. Το ποσοστό απορριμμάτων μειώθηκε από 5% σε κάτω από 0,5% κατά τη διάρκεια του επόμενου μήνα, και η ικανότητα διεργασίας Cpk βελτιώθηκε από 0,8 σε 1,33.

Η περίπτωση αυτή καταδεικνύει πώς η ερμηνεία των αποτελεσμάτων της έρευνας και ανάπτυξης οδηγεί άμεσα σε ενεργές διορθώσεις που παρέχουν βελτιώσεις ποιότητας και κόστους.

Ενσωμάτωση της Ε&Α στη Μηχανική Δεδομένων ⁇ Driven

Η έρευνα και η έρευνα δεν πρέπει να είναι μια άσκηση μιας φοράς.

  • Διεξαγωγή αρχικών μελετών σε όλα τα κρίσιμα συστήματα μέτρησης.
  • Για να οριστούν περιοδικές μελέτες (τριμηνιαίες ή μετά από οποιαδήποτε επισκευή εύρους, αλλαγή χειριστή ή αλλαγή διεργασίας).
  • Να τεκμηριώνονται τα πορίσματα σε μητρώο συστήματος μέτρησης μαζί με τον αριθμό των διακριτών κατηγοριών και %GRR.
  • Να γίνει η παραγωγή Ε&Α απαραίτητη πριν γίνει αποδεκτή οποιαδήποτε μελέτη ικανότητας για την υποβολή εκθέσεων πελατών.

Όταν η μεταβολή του συστήματος μέτρησης είναι χαμηλή, οι μηχανικές αποφάσεις γίνονται ισχυρές: οι προσαρμογές της διαδικασίας αντανακλούν πραγματικές αλλαγές, οι διαγράμματα ελέγχου σηματοδοτούν πραγματικές μετατοπίσεις της διαδικασίας και οι αποφάσεις αποδοχής του προϊόντος είναι ακριβείς.

Για περαιτέρω ανάγνωση σχετικά με τη μεθοδολογία και τα κριτήρια αποδοχής, συμβουλευτείτε το AIAG Measurement Systems Analysis (MSA)[ (4η έκδοση) ⁇ μια τυπική αναφορά που χρησιμοποιείται σε πολλούς κλάδους. Το NIST Engineering Statistics Handbook παρέχει ένα διαδικτυακό κεφάλαιο για την R&R Gauge με επεξεργασμένα παραδείγματα [[NIST Gauge R&R]. Το Minitab προσφέρει επίσης πρακτική καθοδήγηση για την ερμηνεία της εξόδου Minitab Gage R&R Blog. Επιπλέον, το ASQ Six Sigma Body of Knowledge καλύπτει βαθιά το MSA, και έναν ολοκληρωμένο οδηγό στο SixSigge R&][FLT:[FLT:].

Με την απόκτηση της ερμηνείας των αποτελεσμάτων της έρευνας και ανάπτυξης Gauge, οι μηχανικοί μετατρέπουν τα δεδομένα των πρώτων μετρήσεων σε αξιόπιστες, ενεργές πληροφορίες ⁇ το θεμέλιο των αποφάσεων της ηχομηχανικής.