מבוא לגאג'ר R &R Analysis

בייצור מודרני, מערכות מדידה הן עמוד השדרה של בקרת איכות.אם הבלוטות, הכלים או התיקונים של הבדיקה מייצרים נתונים לא אמינים, אפילו שיטות בקרה אסטרטיסטיות המתוחכמות ביותר (SPC) ייכשלו.FLT:0Gaugeability ו ReproducibilityFLT:1 (Gauge R &R) הוא הכלי העיקרי המשמש כדי לאחד את מערכת מדידה בסיסית.

מחקר שבוצע כראוי Gauge R &R מסייע ליצרנים לזהות מקורות שגיאה, להפחית את הגרד, להימנע קבלה כוזבת, ולהבטיח כי מפרט המוצר יימסרו באופן עקבי. מאמר זה מספק מדריך מקיף, צעד אחר צעד ליישום יעיל Gauge R &R ניתוח במעבדים בקרת איכות שלך, כיסוי עיצוב מחקר, איסוף נתונים, ניתוח סטטיסטי, באמצעות שיטות מתקדמות בתעשייה מ-ACT (AG) וגופים אחרים בתעשייה).

הבנתם של משתנים מערכת מדידה

לפני צלילה לתוך עיצוב מחקר, חיוני להבין את שלושת מקורות הווריאציות כי ניתוח Gauge R &R נפרד:

חזרה

(FLT:0) RepeatabilityFLT:1 הוא הווריאציות שנצפו כאשר אותו מפעיל מודד את אותו חלק מספר פעמים באמצעות אותו גאז בתנאים זהים.זה משקף את הדיוק הטבוע של המדידה ואת העקביות של הליך מדידה.

חידוש

(FLT:0) ReproducibilityFLT:1 לוכד את הווריאציות הנגרמת על ידי מפעילים שונים מדידת אותו חלק עם אותו גאדג'ט.זה כולל הבדלים בטכניקת המפעיל, הרגלי קריאה ופרשנות של תוצאות מדידה.ערך התחדשות נמוך מצביע על כך שהמפעילים הם מאומנים היטב ועקב שיטות סטנדרטיות; וריאציה גבוהה של יעילות לעתים קרובות מצביעה על הצורך בהדרכה נוספת או עבודה ברורה יותר.

המונחים: Part-to-Part Variation

(FLT:0 חלק-to-part וריאציות (FLT:1) הוא ההבדל האמיתי במימד או מאפיין נמדד על פני דגימה של חלקים שנבחרו למחקר. רכיב זה אינו טעות; זהו הסימן שמערכת המדידה צריכה לזהות.עבור מערכת מדידה כדי להיות מסוגלת, את השונות החלקית חייבת להיות גדולה יחסית להתאמה הדדית והתחדשות.

מדוע גאג'ר R&R הוא קריטי בשליטה על איכות הייצור

מערכות מדידה שתורמים למגוון רחב יכולות להוביל לשתי תוצאות יקרות: לדחות חלקים טובים (סיכון של פרופורדור) או לקבל חלקים רעים (סיכון של כלכלנים) הן erodeרווחיות ומוניטין מותג. Gauge R& ניתוח R מספק הערכה כמותית של יכולת מדידה, בדרך כלל ביטא כ-%Gauge R &R (אחוז הווריאציות המיוחסים לדידה) או ל-FLTRE (מספר קטגוריות של 1D) של קטגוריות של 1D (D) של 1D)

מדריך AIAG Measurement Systems Analysis (MSA) ממליץ על ההנחיות הבאות עבור %Gauge R &R:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ 0;%GRR ⁇ 30% ⁇ FLT:1 - יכול להיות מקובל על בסיס חשיבות היישום, עלות הגאזה, וגורמים אחרים.
  • (ב) ,0%GRR > 30%FIRLT:1) - מערכת המדידה אינה מקובלת ויש לשפר אותה.

סף אלה מסייעים למהנדסים איכותיים לקבל החלטות המונעות על נתונים לגבי האם ניתן להשתמש במערכת מדידה לצורך בקרת תהליכים, לימודי יכולת או בדיקה סופית. למד עוד על הנחיות AIAG MSA מ-FLT:0AIAG: סקירה הרשמית של MSA (MSA) .

תכנון Gauge R & יעיל;R מחקר

תכנון נכון הוא השלב הקריטי ביותר של מחקר Gauge R&R. Rushed או גרוע מחקרים מעוצבים לייצר תוצאות מטעה ומאמץ מבוזבז.האלמנטים הבאים חייבים להיות מוגדרים לפני איסוף נתונים.

סוגי מחקר: חצה נגד נסמט

שני העיצובים הנפוצים ביותר של Gauge R &R הם חצויים ונקנים.

  • (FLT:0) עיצובי מפואר: 1FLT:1 כל מפעיל מודד כל חלק מספר פעמים.זה מתאים כאשר חלקים יכולים למדוד ללא הרס ומפעילים יכולים למדוד את אותם החלקים הפיזיים.
  • (FLT:0) עיצוב: FLT:1 כל מפעיל מודד חלקים שונים, או חלקים נהרסים במהלך מדידה (למשל, בדיקות פילים, בדיקות קשיחות) עיצובים ננקטים לא יכולים להעריך אינטראקציה בין-על-ידי חלק.זה פחות נפוץ בגינון תלת-ממדי, אך הכרחי בבדיקות הרסניות.

רוב הייצור Gauge R &R מחקרים משתמשים בעיצוב חצוי עם 2-3 מפעילי, 10 חלקים, 2-3 ניסויים עבור שילוב של המפעילה-חלקה.תמיד לבצע אקראית את סדר המדידות כדי למזער הטיה מלמידה או סחף ציוד.

בחירת חלקים ואופרות

חלקים חייבים לייצג את המגוון המלא של וריאציות ייצור צפויות.כולל חלקים שמקיפים את קבוצת הסובלנות מבטיחים את המחקר ללכוד כיצד מערכת המדידה מבצעת את הגבולות הספציפיים.הימנעות מבחירת חלקים "טובים" בלבד; כוללים כמה ליד גבולות הסימון התחתון והעליון במידת האפשר.

יש לנציגים של אלה אשר יבצעו באופן שגרתי את המדידה.שימוש במפעילים מאוימים ומנוסים, לא מומחים שהובאו רק למחקר, אלא אם כן המחקר נועד להעריך את יכולת המזוודה הטובה ביותר.מספר המפעילים הוא בדרך כלל שלושה, אך ניתן להפחית לשניים כאשר המשאבים מוגבלים.

מספר משפטי

יותר ניסויים מגבירים את הכוח הסטטיסטי, אך גם מגבירים את זמן המחקר ואת העלות.ה-AIAG ממליץ על מינימום של שני ניסויים; שלושה ניסויים נפוצים ולעתים קרובות מספיקים כדי להעריך את יכולת ההחזרה.עבור בדיקות הרסניות שבהן משתמשים בעיצובים מקוננות, מספר ההעתקים לשילוב של המפעילים עשוי להיות גדול יותר כדי להשיג דיוק הולם.

Step-by-Step Guide to Conduct a Gauge R &R Study

לאחר שתוכנית הלימודים נקבעת, בצעו את ששת השלבים הללו כדי לבצע את המחקר באופן עקבי.

שלב 1: הכינו את סביבת המדידה

ודא שהגיל הוא calibrated ובמצב עבודה טוב. Stabilize גורמים סביבתיים כגון טמפרטורה, לחות ורטטט שיכולים להציג וריאציות מיותרות. Standardize את הליך המדידה (למשל, ניקוי, תיקון, זמן מגורים) ותיעוד אותו בהוראה עבודה זמין לכל המפעילים.

שלב 2: אקראי ועיוור את פקודת המדידה

כדי לחסל את ההטיה, אל תאפשר למפעילים לדעת איזה חלק הם מדידים או תוצאה של ניסויים קודמים.לבצע את רצף המדידות עבור כל מפעיל, ולהבטיח מספיק זמן עובר בין ניסויים חוזרים באותו חלק כך המפעילים לא זוכרים מדידות קודמות. השתמש בחלקים קודקודיים או לוח זמנים אקראי שנוצר על ידי תוכנה סטטיסטית.

שלב 3: איסוף הנתונים

יש כל מפעיל למדוד כל חלק מספר המבחנים מראש.רשום את כל המדידות באופן מיידי, רצוי במערכת איסוף נתונים המונעת שגיאות תמלילות.וודא כי מפעילי מעקב אחר אותו הליך בכל פעם. Monitor עבור אנומליות כגון קריאה או שגיאות ברורות ושימוע אותם לחקירה.

שלב 4: לבצע את הניתוח

(ב) שימוש בתוכנה סטטיסטית (למשל, Minitab, JMP, R, או ייעודי מודולים MSA בפלטפורמות QMS) כדי למקם את המרכיבים של השחלות.השיטה המועדפת היא FLT:0analysis of variance (ANOVA)FLT:1, אשר יכול להעריך אינטראקציה חלקית-על-ידי-ידי חלק, ולספק רכיבי חיתול מדויקים יותר.

שלב 5: בין התוצאות

בדקו את מדדי המפתח הבאים מהפלט:

  • (ב) שיעור השקיפות הכולל (ב) הוא שיעור ה[[המאה ה-20]], ה[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]
  • (FLT:0)%Study Variation - FLT:1; רכיבי הסטייה הסטנדרטיים הביעו כאחוז של וריאציה מחקרית כוללת (בדרך כלל על בסיס 5.15 sigma או 6 sigma).
  • (FLT:0) מספר קטגוריות של Distinct (ndc)cioFLT:1) - מספר מרווחי ביטחון שאינם מעצימים שמערכת המדידה יכולה להבחין בהם. ndc של 5 או יותר מקובל בדרך כלל, בעוד שנדק פחות מ 2 מציין כי המערכת אינה יכולה להפריד חלקים.

השווה את אחוז ה-AIAG לסף ה-AIAG שהוזכר קודם לכן, אם %GRR עולה על 30%, לחקור את המרכיב התורם הגדול ביותר (יכולת או התחדשות) לזהות סיבות שורש.

שלב 6: לנקוט בפעולה

אם מערכת המדידה אינה מקובלת, ליישם פעולות תקנת כגון:

  • תחזוקה או תגמול.
  • אימון מחדש עם דגש על טכניקה נכונה.
  • שיפור עיצוב תיקון או אוריינטציה חלקית.
  • עיצוב מחדש של תהליך המדידה (למשל, אוטומטי מול ביצוע ידני).

לאחר ביצוע שינויים, חזור על המחקר Gauge R &R כדי לאמת שיפור.המשך ניטור ביצועי מערכת מדידת לאורך זמן עם חזרות תקופתיות.

ניתוח Gauge R &R תוצאות: שיטות ומכריס

שתי שיטות סטטיסטיות שולטות בגאג'י R &R ניתוח: ANOVA ושיטת Xbar/R מבוססת טווח, הבנת ההבדלים שלהן עוזרת לבחור את הגישה הנכונה עבור הנתונים שלך.

שיטת ANOVA

ANOVA מפצה את הסכום הכולל של ריבועים לרכיבים עבור המפעיל, חלק, אינטראקציה בין-על-ידי-חלקית, וטעות של שאריות ( ⁇ ability) זה יותר קפדני מבחינה מתמטית ויכולה לזהות אם אפקט אינטראקציה קיים – לדוגמה, כאשר כמה מפעילי מודדים חלקים באופן שיטתי גם מספק מרווחי ביטחון, אשר חשובים להערכת הדיוק של הערכות השחלות.

Xbar/R Method

שיטת Xbar / R משתמשת בתיאוריה של תרשים שליטה כדי להעריך את החזרה מן הטווח הממוצע של מדידות חוזרות ונשנות והתאמה מטווח ממוצעי המפעילים.קל לבצע באופן ידני אבל לא יכול להפריד בין הפעלה-על-ידי אינטראקציה, פוטנציאל מבלבל התחדשות עם אפקטים אינטראקציה.השיט Xbar/R הוא מקובל על בדיקות ראשוניות אבל לא מומלץ החלטות קריטיות הדורשות ביטחון גבוה.

שילוב Key Metrics בפירוט

Beyond%GRR ו-ndc, ניתוח תמיכה של כמה מדדים אחרים:

  • (FLT:0)הפצה של מערכת המדידה (P/T) Ratio (P/T)Figt 1) – התפשטות מערכת המדידה (בדרך כלל 6 ⁇ של GRR) המתפצלה על ידי רוחב הסובלנות.A P/T של 0.1 או פחות (10%) רצויה.
  • (FLT:0) ,Signal-to-noise RatioFLT:1) - היחס של וריאציות חלקית לחלק לשגיאה מדידה.

לקבלת הדרכה נוספת על פרשנות Gauge R &R מחקרים, האגודה האמריקנית לאיכות (ASQ) מספק משאבים מצוינים FLT:1.

מלכודות נפוצות וכיצד להימנע מהם

אפילו מהנדסים איכותיים מנוסים יכולים ליפול למלכודת כי לא יסולא את גאג'י ר' &אמפ; תוצאות.

  • (הפסקה:0) בהסתמך על אותו חלק מכל הניסויים ללא הסדר אקראי.
  • (FLT:0) חלקים נבחרים דומים מדי.I.E.ve.1; אם וריאציות חלק-חלקיות קטנות מדי,%GRR יופיע מנופח גם אם מערכת המדידה מקובלת.תמיד בחר חלקים שמקיפים את תהליך המשתנים הצפויים.
  • (FLT:0) אבחון האינטראקציה של המפעיל-על-ידי חלק.אנדרופול (Halph) 1 אינטראקציה יכולה להסוות בעיות שיפור בכדאיות.תמיד לכלול אותה במודל ANOVA בעת שימוש בעיצוב חצוי.
  • (ב) [15] ,התעלם מיציבות הגדילה לפני המחקר.
  • חישובים:0 (הכוללים פחות מדי חלקים או ניסויים.BuildFLT:1) חישובי כוח יכולים לעזור לקבוע את גודל הדגימה המינימלי.כלל כללי: לפחות 10 חלקים, 2–3 מפעילי, ו-2-3 ניסויים.

Best Practices for Reliable Gauge R &R Analysis

לקראת שיטות אלה הטובות ביותר יבטיחו את Gauge R & מחקרים מניבים תוצאות יעילות, אמינות:

  • (FLT:0) ,Calibrate ולוודא ג'זות באופן קבוע ל- 1 בינואר, על פי המלצות היצרן ואת לוח הזמנים של מערכת האיכות שלך. a gage כי הוא מחוץ ל calibration, להיכשל Gauge R &R מחקר.
  • (ב) ,0) מפעילי ראטקין (FLT:1) על נהלי מדידה סטנדרטיים.מנעו רעננות תקופתיות ואימון צלב כדי למזער את הסחף.
  • (ב) ,0) ניטור של משתנים סביבתיים משתנה בין 1 ל-1, כגון טמפרטורה, לחות, תאורה. לתעד כל סטייה שיכולה להשפיע על מדידה.
  • (FLT:0) ביצוע כל היבט של המחקר ההרחבה: ה gage המשמש, מפעילי, חלקים, סדר מדידה, תנאי סביבה, וכל חריגות.התיעוד הזה תומך בביקורתיות ותוצאות שורש אם התוצאות אינן מספקות.
  • (FLT:0)Perform תקופתי re-studiesFIRLT:1) במרווחים המתאימים ליציבות של הגאז ולביקורתיות. לוח זמנים משותף הוא מדי שנה או בכל פעם ששינוי גדול מתרחש (מפעיל חדש, גאז חדש, טווח חלק חדש).

Integrating Gauge R &R עם בקרת תהליכים סטטיסטית

Gauge R &R הוא לא פעילות עמידה - זה תנאי מוקדם עבור יעיל SPC. לפני השימוש ⁇ בקרה, יכולת תהליך אינדיקציות (Cpk, Ppk), או בדיקות השערה, עליך להבטיח את מערכת המדידה היא מסוגלת.מערכת מדידה עם אחוזי GRR ינפחו את הגבולות, שינויים במסכות, או ליצור אזעקה.

Integrate Gauge R &R תוצאות לתוך זרימת העבודה של SPC שלך על ידי:

  • באמצעות %GRR כדי להתאים את מרווחי האמון במחקרי יכולת.
  • קביעת דרישות יכולת Gage במסמכים של הסמכה הספק.
  • כולל אימות מערכת מדידה בתוכניות בקרה ו-PFMEAs.

חבילות תוכנה מתקדמות רבות (למשל, Minitab, Statgraphics, InfinityQS) מציעות מודולים המקשרים את Gauge R &R ישירות כדי לעבד ניתוחי יכולת.עבור מדריך מעשי ליישום SPC עם MSA, ראה FLT:0) Gauge R &R משאבים FLT:1.

מסקנה

ניתוח יעיל של Gauge R &R הוא אבן הפינה של בקרת איכות הייצור. על ידי הפרדה שיטתית של אחריות על חזרות, התחדשות, וריאציות חלקית-חלקית, אנשי מקצוע איכותיים יכולים להעריך אובייקטיבית אם מערכת מדידה מתאימה למטרה. מאמר זה סיפק מסגרת מקיפה - החל תכנון חצוי או קן ועד לפרש%GRR ו ndcmetrics - כי עם AIs ו- AI ו-T שיטות טובות ביותר.

יישום קבוע, מתוכנן היטב Gauge R & מחקרים להפחית את אי הוודאות המדידה, מצמצם את הסיכון של משלוח מוצרים שאינם מתואמים, ותומכת בשיפור מתמשך. בשילוב עם SPC חזק, זה מבטיח כי החלטות לגבי התאמות תהליכים, הערכות יכולת, וקבלת מוצר מבוססים על נתונים שאתה יכול לסמוך עליהם.commit כדי לקבל Gauge Ramp & Ramp; Rסטנדרט של איכות, מערכת ייצור שלך, פחות יעילות, וקצב המכירות שלך, פחות חזק יותר של המוצר שלך, פחות.