הקדמה: מדוע גורמים סביבתיים הם קריטיים בגוג'ואמפ;R מחקרים

גאוג'י רזות וכדאיות (R&R) מחקרים יוצרים את עמוד השדרה של ניתוח מערכת מדידה (MSA) בייצור, הנדסה איכותית והגדרות מעבדה.המטרה היא פשוטה: לקבוע כמה מהריאציות המדידה הנצפה מגיע ממערכת המדידה עצמה מול החלקים בפועל נמדדים.כאשר גורמים סביבתיים אינם נשלטים, עם זאת, וריאציות המדידה הופכת מלאכותיות לנפח, המוביל לדחיית שווא, דחייה, פעולות לא מבזבזות, ופעולות לא מבזבזות.

(ג'וג'י R&R חוקר מחלק את הגוון הכולל לשלושה מרכיבים:0part-to-part Variment FLT:1 (השינוי במוצר האמיתי), FLT:2 ⁇ mentFLT 3: 3 (הההבנה של אותו מפעיל, אותו מד, מדידות חוזרות ונשנות), ו-FLT:4reproducibilityF:5 (התמורה לתנאים שונים או מתואמים, כגון טמפרטורה).

מאמר זה מספק מבט מעמיק ומעשי על האופן שבו גורמים סביבתיים ספציפיים משפיעים על Gauge R &R תוצאות ומציע אסטרטגיות מייגציה מוכחות כי אנשי מקצוע איכותיים יכולים ליישם באופן מיידי.על ידי יישום עקרונות אלה, ארגונים יכולים להפחית את אי הוודאות המדידה, לשפר את השליטה בתהליך, ולהבטיח כי מערכות המדידה שלהם באמת לשקף את היכולת של תהליך הייצור.

הבנת גורמים סביבתיים והשפעתם על שינוי

לפני צלילה לטקטיקות הקטנת, חשוב להכיר בדיוק איך כל משתנה סביבתי משפיע על תוצאות המדידה.התתת הבאה מפרטת את הגורמים הנפוצים ביותר ואת מנגנוני ההתערבות שלהם.

טמפרטורה

הטמפרטורה היא ההשפעה הסביבתית הנרחבת ביותר על מדידות ממדיות.חומרים מתרחבים וחוזה עם שינויים טמפרטורה על פי המקדם שלהם של התרחבות תרמית (CTE) לדוגמה, חלק פלדה עם CTE של כ 11.5 × 10FLT:0-603FLT 1 / ו-deg; C ישתנה אורך על ידי כ 0.01 מ"מ לכל 1 ו- C משתנה באפליקציות משמעותיות, כולל מדידה.

הטמפרטורה משפיעה לא רק על החלק שנמדד, אלא גם על מד עצמו.גאג בלוקים, מיקרומטרים, קומפוטורים אופטיים, ו- CMMs יש את המאפיינים שלהם ההרחבה התרמית שלהם.כאשר החלק והמד נמצאים בטמפרטורות שונות ו mdash; מצב המכונה FLT:0thermal FLT:1 — המדידה עלולה להיות שווה של שני ההתרחבות, לאחר ספירה, לאחר מכן, רק 25%, לאחר שבדקוייק, היה מדגום, רק לאחר מכן, רק לאחר שבדקוריד, רק חומר של חומר של חומר מסוכרת זמן קצר לאחר מכן, הוא היה ירידה של חומר מדגום, רק לאחר ירידה של חומר מדגום, רק לאחר מכן, ירידה של חומרים מדגום, ירידה של חומר מדגמי ה- 25%, ירידה של חומר של חומר של חומר מדג'רמלמלית, היה ירידה של חומר מדגמי של חומר מדג'רממות, ירידה של חומר מדג'רמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלמלית, היה ירידה של 1&M.

(FLT:0Key Principle:FLT:1 for Every 1°C של טמפרטורה לא מתאים בין חלק ומד, לצפות שגיאה ממדית ביחס לסכום של CTEs שלהם.הקמת איזון תרמי הוא תנאי מוקדם לכל Gauge R & רציני; מחקר.

בנוסף, ⁇ טמפרטורה בתוך סביבת המדידה (למשל, מ תנורי חימום בעלי גג, דלתות פתוחות או ציוד ליצירת חום) יכול לגרום להבדלים בהתרחבות מקומית.מדידה שנלקחה ליד אוורור אווירי עשויה לקרוא אחרת מאשר אחד שנלקח בצד השני של אותה מעבדה.רכיב האחריות החוזרת ב R&R; המחקר יתפוס הבדלים אלה כמפעילים או שינוי אלא אם הסביבה נשלטת באופן הדוק.

הומור ואפקטים

הומוריסטי משפיע על מערכות מדידה הן בדרכים ישירות והן עקיפות.לחות יחסית גבוהה (מעל 70% RH) יכול להוביל למיזוג על משטחים מדויקים, במיוחד כאשר חלקים קרים יותר מאשר הנקודה דהו. קוננסציה מציגה סרט נוזלי דק שמוסכם שכבת אי ודאות למדידה. עבור מדדי אוויר ולחות מדידה pneumatic, באספקת האוויר יכול או cifices, גורם לחץ ומושך לאורך זמן.

לחות נמוכה (נמוך 30% RH), לעומת זאת, מקדם פריקה אלקטרוסטטית (ESD) ESD הוא בעייתי במיוחד עבור מדדים אלקטרוניים, תאי עומס וחיישנים הנשען על אותות מתח יציבים. פריקה סטטי פתאומי יכול לגרום ספייק קריאה transient, אשר במחקר R& R עשוי להיות מוקלט כמו יוצא דופן, מנפח את ההערכה לאחור עבור ציוד רגיש, קרקע ותחתונה הם שליטה שווה.

קורוזיה היא השפעה איטית אך משמעותית באותה המידה. במהלך מחקרים מורחבים, לחות גבוהה עלולה לגרום חמצון על פני השטח על נקודות מגע מד, תקני התייחסות, ותיקון משטחים.זה מקטין את פני השטח לסיים ומציג שינויים חיכוך, המוביל לקריאה בלתי עקבית. כמה מהנדסי איכות מדווחים כי Gauge R & תוצאות להחמיר את הניסויים ההצלחות אם לחות היא נעדרת, אפילו כאשר המד נראה עצמו נראה נקי.

(FLT:0Case Hintue: 1FLT) יצרן מכשיר רפואי הפועל על גבי גאג'וג R & חודשי;R עבור בודק טורק הבחין כי וריאציות החזרה עליות גדל ב-40% בעונת המונסון בקיץ.לאחר התקנת מוצץ ופטפטפטפטנים על המרשם, הווריאציות חזרו לבסיס.

המונחים: Visual Measurement

בעוד פחות ברור לניתוח סטטיסטי, תנאי תאורה משפיעים על ביצועי המפעילים בבדיקות חזותיות ומדידות הדורשות היערכות, כגון קראי קלפיר, מחוונים חיוג ו-Comparators אופטיים. תאורה בלתי עקבית יוצרת צללים, בוהקים ושגיאות פראקס שמשנות על ידי מפעיל ועל ידי משפט.שוני זה נספג לתוך רכיב הכדאיות של Gauge R& מחקר מלאכותי, מגביר את הממריץ באופן מלאכותי.

עבור מערכות מדידה דיגיטליות, הבעיה שונה אך לא פחות אמיתית.בהירות תאורה אחורית וזווית המסך יכולים להשפיע על המפעיל ’ היכולת לקרוא מספרים יציבים, במיוחד בסביבות הייצור עם תאורה פלואורתית מעל פני ראש אשר יוצרת עוצמת אור משתנה (50-60 flicker). מפעילי יכול להתאים באופן מודע את קו הראייה שלהם, ומציגה הבדלים בין האופן שבו הם מציבים את החלק או את המכשיר.

מחקר שפורסם ב-[[1924]]:0]]{{הערה|1}}{{הערה|1}}]] מצא כי שינוי של ממריץ ב-Guge R&R for Surface גסות גדל בכמעט 15% כאשר התאורה השתנתה בין ניסויים מ-Forescentscent to Task מנורות.המפעילים עצמם לא דיווחו על הבדל, אך הנתונים הראו בבירור שינוי בהסתברות.

המונחים: Mechanical noise

Vibration הוא הרוצח השקט של דיוק מדידה.במתקנים רבים, תחנות מדידה ממוקמות ליד חותמת עיתונות, משדרים, תנועה להורדת הריון, או יחידות טיפול אוויר.מקורות אלה מייצרים רטטים נמוכים שיכולים לגרום לאמודים לרעוד, CMMs כדי לצבור שגיאות בדיקה ומערכות מדידה אופטית כדי לטשטש או לקפוץ.

ההשפעה של רטט על Gauge R &R תוצאות הוא כפול. הראשון, הגדלת רצפת הרעש מעלה את וריאציה על אחריות כי המדידות הצלחה באותו חלק יהיה להשתנות באופן אקראי.שני, רטט יכול לגרום היסטריה מכנית באינדיקטורים חיוג או מיקרומטר, כך שהקריאה לא חוזרת לאותו נקודה אפס לאחר כל מחזור.זה מציג הטיה שיטתית כי משתנה לאורך המחקר, מה שמשתנה, מה שהופך את הנתונים לא קדמוניים.

אפילו תנודות קטנות של דגימה ו-mdash; על סדר של 5-10 מיקרומטרים & mdash; יכול להיות קטלני עבור מחקרים עם סובלנות של 50 מיקרומטר או פחות.בדוגמה אחת, יצרן בעל דיוק מצא כי הגאג שלהם R & R%GRRude עלה באופן שגרתי 20% עד שהם העבירו את ספסל המדידה מהקיר אשר עבר רטטים ממדכאה קרובה.

הקונקוויזיות הסטטיסטיות של משתנים סביבתיים בלתי מבוקרים

הבנת ההשפעות המעשיות היא דבר אחד; לכמת ההשפעה הסטטיסטית על Gauge R &R מדדים הוא אחר.לא מבוקר משתנים סביבתיים מציגים הבדלים נוספים אשר מתבטלים למרכיבים הלא נכונים במודל ANOVA.

האינפלציה של אחריות והערכה מחדש

כאשר הטמפרטורה או הרטט גורמים לתנודות אקראיות ממדידה אחת לשנייה (עם אותו מפעיל ומד), התנודות הללו נתפסות כ-FLT:0 ⁇ abilityשגיאה FLT:1 , סטייה סטנדרטית של החזרה הופכת גדולה יותר מאשר היכולת של הכלי האמיתי.אם הסביבה משתנה בין המפעילים (למשל, אמצעי מפעיל אחד בבוקר כאשר המעבדה מגניבה, אחר הצהריים כאשר היא חמה), הוא משתנה לכדי התאמה בין 3.

התוצאה היא מערכת מדידה מנופחת באופן כוזב (למשל, %GRR של 10%) עלולה להופיע שולית או בלתי מקובלת (15-20%) פשוט משום שהתנאים הסביבתיים לא התקיימו קבועים.זה מוביל לשגיאות החלטות: ניתן לגזור ולהחליפם, או תהליך יכול להיות מוכרז כאשר למעשה הבעיה היא בתכנון המדידה, לא תהליך הייצור.

עקבו אחרי Part Variation

אולי יותר סובסידיות היא הסיכון כי השפעות סביבתיות הופכות לקשורות עם וריאציות חלקית-חלקיות.אם מחקר נערך עם חלקים שלא היו תלויים בטמפרטורת המדידה, הממדים המדוייקים יגלו יותר וריאציות מהחלק האמיתי.זה מנפח את וריאציות המחקר הכולל והופך את%GRR להופיע קטן יותר מאשר למעשה (כי המכנה גדול יותר) תחושה זו של אבטחה כוזבת היא מסוכנת במיוחד אם כי המערכת האמיתית היא אולי מקובלת.

קונפאדות סביבתיות יכולות גם לטשטש דפוסים בהטיה למדידה.לדוגמה, אם מד הוא רגיש לטמפרטורה וטמפרטורת המעבדה נסחף במהלך יום, מחקר המנוהל באופן שווה מ-1 לחלק 10 עשוי להראות סחף הדרגתי שנראה כמו עייפות או כלי הפעלה.ללא ניטור סביבתי, סחף זה אינו מרתיע מאפקטים אמיתיים ויכול להוביל למסקנות לא נכונות לגבי התהליך.

(FLT:0) כלל מעשי: FLT:1 תמיד להקליט תנאים סביבתיים (טמפרטורה, לחות, רמת רטט) בתחילתו וסיומו של כל מפגש מדידה.אם התנאים השתנו על ידי יותר ממגבלות מקובלות (למשל, ו פלוסם; 1 ° C, ±5% RH), המחקר צריך להיות מבורך מחדש לאחר מתן תנאי.

אסטרטגיות מוכחות ל- Mitigate השפעות סביבתיות על Gauge R &R Studies

מייגציה דורשת גישה שכבתית: שליטה ראשונה על הסביבה, ואז סטנדרטיזציה נהלים, ואז מפעילי רכבת, ולבסוף לפקח ברציפות.

מערכות בקרה סביבתיות

  • חדרים מבוקרים:0Climate מבוקרים:FLT:1 מעבדות מדידה ייעודיות צריכות לשמור על טמפרטורה בתוך ±1 ° C ולחות בין 30-60% RH. עבור סובלנות הדוקה מאוד (למשל, פחות מ 10 מיקרומטר), שליטה הדוקה יותר (ותוספתן;0.5 °C) מומלץ תקנים כגון T Handbook 44 ₪ להנחיות בקרה בטמפרטורה.
  • (FLT:0) בידוד וייברציה: 1FLT) השתמש בטבלאות בידוד פסיביות עם Elastomeric או pneumatic תומך במדדים רגישים, במיוחד CMMs ו- interferometers. for Weight Measures, משטח בידוד פשוט או ספסל לח יכול להפחית את הרטט על ידי 80%. Walkבאמצעות ביקורות צריך לזהות מכונות קרוב ותכניות בזמן ייצור שקט אם אפשרי.
  • (FLT:0) אור סטנדרטיזציה: FLT:1 התקנת תאורה ישירה LED טמפרטורה צבע בין 4000K ו-5000K (neutral White) ועוצמה קבועה של 500-750 lux במטוס המדידה. להימנע משיפוץ פלואורסנט מעל פני השטח שיוצר צללים. השתמש ב- diffusers כדי למזער את מסמך הבוהק.
  • (FLT:0) הגנה מפנית:007FLT:1 בסביבות בעלות נמוכה או כאשר נעשה שימוש במדדים אלקטרוניים, התקנת ריצוף התנהגותי, רצועות פרק כף יד, ובקרת לחות כדי לשמור על RH מעל 30%.עבור מערכות pneumatic, להתקין מייבשי אוויר ופילטרים חלקיקים.

המונחים: Procedural Standardization

  • (FLT:0) Thermal השריעה: (FLT:1) מאפשר חלקים ומדנים להגיע לאיזון תרמי בחדר המדידה לפני המחקר.מינימום של 30 דקות הוא טיפוסי; עבור חומרים גדולים או לא דומים, 2 שעות עשוי להיות נחוץ.המדריך AIMAG MSA (4th מהדורה על גורמים סביבתיים) ממליץ לוודא כי החלק והמד הם בתוך 1 & מד טמפרטורות הם בתוך 1 ו-C של אחד של השני לפני תחילת.
  • (ב) ,0) ,העקביות: FLT:1 להפעיל את המחקר בסדר אקראי כדי להימנע מקיום סחף סביבתי עם סדר חלק.אם סחף נצפתה, האקראיות מבטיח כי הסחף מופץ על פני חלקים ולא להטיית חלק אחד.
  • (FLT:0Calibration and Warm-up: ההרחבה:ראה פרק 1: 1) סובבו על מדמים אלקטרוניים 15-30 דקות לפני המחקר כדי לאפשר אלקטרוניקה פנימית לייצוב. Calibrate את המד באמצעות תקני מאסטר שגם הם נספו בסביבה.
  • (FLT:0) פרוטוקול ניקיון: 1FLT:1 ו-Wipe מטה פני השטח ונקודות מגע מד לפני כל מדידה באמצעות מגבונים ללא lint ואלכוהול איזופי אם תואמת. Moisture, שמן, או פסולת מטיפול יכול להסוות את הממדים האמיתיים ולהציג וריאציות.

אימון ומודעות

גם עם בקרה סביבתית מושלמת, מפעילי יכולים להציג באופן בלתי נמנע את ההטיה.מפעילי הרכבות לזהות אפקטים סביבתיים: לדוגמה, כדי להימנע מנשימה על החלק או מד (חום ולחות), לא לגעת על משטחים מתכת ללא צורך (העברה חמה), ולבדוק את הצטברות על חלקים קרים. במדידות חזותיות, ללמד אותם להתאים את עמדת הגוף שלהם כדי לשמור על זווית צפייה עקבית מרחוק או מתצוגה.

ביצוע קצר לפני אימון הכולל בדיקת יומן סביבתי, אימות הטמפרטורה והלחות נמצאים בטווח המקובל, ובדיקה של תחנת המדידה לכל מקורות רטט או טיוטה. מפעילי כוח לעצור מחקר אם התנאים משתנים (למשל, דלת נפתחת ליד ספסל המדידה). כאשר מפעילי מבינים את הרציונלי מאחורי בדיקות, מעורבות ושיפור.

מעקב סביבתי בזמן אמת ושילוב

Instrumentation היא השכבה הסופית של הגנה. Deploy עלות חיישנים חסכוניים לטמפרטורה דינמית, לחות ורטטט. הרבה גאוגונס & מערכות מדידה מציעות חיישנים סביבתיים משולבים; אם לא, לעמוד USB או יומני IoT זמינים עבור פחות מ -100. .ה יומני צריך להיות מטופח ותואמים את קובץ הנתונים עבור כל משפט.

כאשר ניתוח Gauge R &R תוצאות, תואמים כל חריגות ב%GRR עם יומני סביבה.אם משפט מסוים מראה וריאציות חוזרות גבוהות והלוג מראה 2&Deg; C ספייק באותו זמן, יש לך מערכת יחסים ברורה סיבה ותוצאה.עם הזמן, יומני אלה מסייעים לזהות מגמות עונתיות או אפקטי לוח זמנים ייצור (למשל, גבוה יותר במהלך אחר הצהריים, כאשר הם עוברים תזמון כבד או בקרה).

(FLT:0)Industry Standard:FLT:1 The AIAG Measurement Systems Analysis ידני (4th Edition) מייעץ במפורש כי התנאים הסביבתיים צריכים להיות מתועדות כחלק מהנתונים של מחקר. הרבה מבקרים צד שלישי מצפים כעת לראות רשומות סביבתיות עבור כל Gauge R &R הוגש כחלק מ-PPAP (תהליך אישור חלק).

שילוב של חוסר ודאות סביבתית לניתוח מערכת מדידה

עבור ארגונים שאינם יכולים לשלוט באופן מלא בסביבת המדידה שלהם (למשל, מדידות שדה, על-מכונה probing, או מדידה גדולה), ייתכן שיהיה צורך לשלב אי ודאות סביבתית כמרכיב מפורש בניתוח מערכת המדידה.זה מתקדם יותר אך מספק הערכה ריאלית של יכולת מערכת.

שיטה אחת היא לעצב Gauge R &R מחקר כי מציג בכוונה טמפרטורה או רטט כגורם נוסף. לדוגמה, להפעיל את המחקר בשלוש פעמים שונות של יום (בוקר, יום אחר הצהריים), וכולל וולדקו; זמן / אובססיה ” כגורם אקראי ב ANOVA.הריאציות במידת האפשר עד / אובססיות את ההשפעה הסביבתית.

גישה נוספת היא להשתמש בלהקות שמירה.אם נתונים היסטוריים מראים כי השפעות סביבתיות מוסיפים אי הוודאות מדידה של ±0.01 מ"מ, אז את גבול הקבלה עבור Gauge R & מחקר R יכול להיות מואץ בהתאם. לדוגמה, אם תהליך סובלנות הוא ±0.1 מ"מ, ASGRR של 20% עשוי בדרך כלל להיות מקובל, אבל עם אי ודאות סביבתית אתה יכול לכוון% של 10% של 20 ליציאה לחדר העבודה עבור מערכות מדידה 1.

מסקנה: בניית מערכת מדידה של רובוסט

גורמים סביבתיים אינם השתקפות של Gauge R &R מחקרים & mdash; הם הנהג העיקרי של וריאציות מדידה כי, אם להתעלם, הופך את המחקר חסר משמעות. טמפרטורה, לחות, תאורה, וטטוט כל אחד מהם סוג של רעש, נפח חזרות מחדש והערכה הדדיות ומוביל החלטות שגויות על יכולת מדידה.

הדרך לניתוח מערכת מדידה אמין מתחיל עם שליטה על הסביבה: חדרים מבוקרים אקלים, בידוד רטט, תאורה סטנדרטית, ומיזוג תרמי נאותה של חלקים ומדנים. סטנדרטיזציה פרוקדורית מבטיחה כי פעולות המפעילות אינן מציגות באופן לא מודע וריאציות נוספות.אימון המפעיל בונה תרבות של מודעות, בעוד ניטור בזמן אמת מספק את הנתונים הדרושים כדי לאמת תנאים ופתרון בעיות.

עבור אלה שעובדים בסביבות שבהן שליטה מלאה היא בלתי אפשרית, עיצוב מתקדם של ניסויים ואסטרטגיות של פס שמירה מציעים דרך פרגמטית ללכוד ולחשב באי ודאות סביבתית.המטרה אינה בהכרח לחסל את כל ההשפעה הסביבתית ועמוקה; זה עשוי להיות לא מעשי או עלות-תועלת וחיובי-מואש; אלא כדי להבין את גודלו ולמנוע ממנו מהדבקה של הגאג'וג'ואמפ ותוצאות;

(הופנה מהדף מדידה חוזרת וניתן לשחזר את יסודות השליטה האיכותית המודרנית.על ידי טיפול בגורמים סביבתיים כמשתנה קריטי ולא קצבה, אנשי מקצוע איכותיים יכולים להבטיח כי הגוגים שלהם R& מחקרים באמת משקפים את היכולת של מערכת המדידה, המוביל לאימון טוב יותר, פחות דחייה כוזבת, ובסופו של דבר יותר מורכב עבור קריאה, מתייחסים ל-FLT: 4A) שיפור ידני (R) ו-RVercreperi) ב-R) ב-R.