Transcript MSA - Ústav technologie obrábění, projektování a metrologie

ČVUT - Fakulta strojní
Ústav technologie obrábění, projektování a metrologie
Ing. Libor Beránek, Ph.D.
Strojírenská metrologie
MSA
Analýza systému měření
Measuring System Analysis
Six Sigma
Definice
-Plánování
produkce
-Plánování kapacity
-Procesní mapy
Ověřování
-Procesní audit
-Plánování kontroly
-MSA
-Takt
-Časové
studie
-Vizuální kontrola
-FMEA
-ANNOVA
-Kanban
Zlepšování
-Fish Bone
diagram
-Proces a cyklus
-Testování hypotéz
Analýza
Měření
6 Sigma - DMAIC
• Define – udává kontext a cíle projektu
• Measure – měření základních parametrů analyzovaného
procesu
• Součát MSA
• Analyze – pochopení základní kauzality z předchozích kroků
• Improve – nalézt zlepšení
• Control – zavést plánovanou kontrolu procesu (systému)
pro vylepšený proces
Co je Six Sigma?
Stupnice Sigma
Spodní
limit
Cíl
CTX specifikace
Horní
limit
Sigma
Procento vadných Vadných v milionu
1
69
691462
2
31
308538
3
6,7
66807
4
0,62
6210
5
0,023
233
6
0,00034
3,4
7
0,0000019
0,019
Measurement System Analysis
Hodnota obdržená z
nekonečného
množství vzorků
Výsledek
měření
Skutečná
hodnota
Systematická
chyba
náhodná
Pozorovaná variace
procesu
Skutečná
variace procesu
Variace měření
Variace zařízení
Odchylka
Linearita
Opakovatelnost
Reprodukovatelnost
Stabilita
Zdroje variability systému měření
Umístění
(průměrná naměřená hodnota vs. skutečná hodnota)
• Stabilita se vztahuje na schopnost měřícího systému
produkovat stejné hodnoty probíhajícího měření při měření
totožného vzorku. (drift nuly)
• Odchylka (Bias) - která se vztahuje k přesnosti,
odpovídá vzdálenosti mezi průměrnou hodnotou měření a
skutečnou hodnotou (True Value) totožného vzorku nebo
součástky.
• Linearita (Linearity) je mírou konzistence odchylky
(Bias) přes rozsah měřícího zařízení. Testujeme ji tak, že
vyneseme naměřené hodnoty do grafu a proložíme jimi
přímku.
Variace - Rozsah
• Opakovatelnost (Repeatability)
• Reprodukovatelnost (Reproductibility)
Správné a
přesné
Nesprávné a
přesné
Správné ale
nepřesné
Nesprávné a
nepřesné
Požadavky na MS
• Stabilita v průběhu měření
• Malá variabilita zařízení v porovnání
s variabilitou procesu (vzorku)
• Malá variabilita zařízen v porovnání
s tolerancemi procesu (vzorku)
Základy MSA
• Určete počet měřících zařízení, vzorků a
počet opakování měření.
• Zkalibrujte přístroj
• Zaškolený presonál
• Zdokumentování metody
Základy MSA
• Vyberte reprezentativní vzorky
• Označte přesně polohu měření na každé
součásti
• Adekvátní rozlišení MS
• Nahodilé očíslování vzorků
Gage R&R
• Repeatability (opakovatelnost) – variace měřícího
zařízení
• Reproducibility (reprodukovatelnost)– variace
osob užívajích tato zařízení
• Celkový Gage R&R, který kombinuje efekty (1) a (2)
Praktický příklad
• Výchozí zadání
Těsnost dveřního rámu
Název měřidla
mikrometr
Typ měřidla
0,0-20 mm
Vzorek
10ks, 3 měření
Kontrolor A
Josef
Kontrolor B
Karel
Kontrolor C
Milena
Specifikace
4,0 +/- 0,75mm
3
Průměrná
hod.
Rozsah
B
1
2
3
Průměrná
hod.
Rozsah
C
1
2
3
4
4,2
3,7
3,4
4,4
3,9
3,8
4,1
3,6
4,033
0,100
4,133
0,100
3,733
0,100
3,467
0,100
4,467
0,100
3,933
0,100
3,767
0,100
4,100
0,000
3,633
0,100
4,1
4,1
3,9
3,9
4
4,1
3,6
3,8
3,9
3,4
3,4
3,5
4,4
4,3
4,5
4
3,8
3,8
3,8
3,9
3,7
4,2
4,3
4,2
3,5
3,6
3,7
4,033
0,200
4,000
0,200
3,767
0,300
3,433
0,100
4,400
0,200
3,867
0,200
3,800
0,200
4,233
0,100
3,600
0,200
4
3,9
4,1
4,1
3,9
4
3,7
3,7
3,8
3,4
3,5
3,5
4,4
4,4
4,5
3,8
3,9
3,9
3,6
3,7
3,8
4
3,9
4,1
3,6
3,5
3,5
4,1
3,920
4,133Xa
0,100Ra
3,940
0,090
4,2
4,2
4,3
3,910
3,940
3,960
4,233Xb
0,100Rb
3,937
0,180
4,1
4,2
4,3
3,870
3,860
3,950
Průměrná
hod.
Rozsah
Vzorek
Průměrná
hod.
4,000
0,200
4,000
0,200
3,733
0,100
3,467
0,100
4,433
0,100
3,867
0,100
3,700
0,200
4,000
0,200
3,533
0,100
4,200Xc
0,200Rc
X
3,893
0,150
3,923
4,0222
4,0444
3,7444
3,4556
4,4333
3,8889
3,7556
4,1111
3,5889
4,1889Rp
0,978
Variace roszahu
Ra
Rb
Rc
SUM
Rdoublebar
0,090
0,180
0,150
0,420
0,1400
# Vzorku
2
3
D4
3,267
2,575
Rdoublebar x
(D4)
=
0,1400
2,575=
Pozn: LCL je nula pro < 8 vzorků
UCLR
0,361
# Vzorku
2
3
A2
1,880
1,023
Xbar + ( Rbar x A2)
=
3,9233 0,1400
1,023=
Xbar - ( Rbar x A2)
=
3,9233 0,1400
1,023=
UCLX
4,067
LCLX
3,780
Tolerence =
# Vzorku n
=
10
# kontrol.
-r
=
3
Max. X
Min. X
X Diff
3,940
3,893
0,047
0,5
opakovatelnost - variace zařízení (EV)
K1 (3 měření)=
EV =R1 * K1
EV =
% EV
% EV
=
=
100 (EV/TV)
25,98%
3,05
0,427
Procento tolerance: 100(EV/Tol) =
85,4%
reprodukovatelnost - variace kontrolora (AV)
AV =
𝑋𝑑𝑖𝑓𝑓 ∙ 𝐾2
2
AV = 0,098987
−
𝐸𝑉 2
𝑁𝑅
K2 (3 hodnotitelé)=
% AV
=
% AV
=
100(AV/TV)
6,02%
2,70
Procento tolerance: 100(EV/Tol) =
opakovatelnost a reprodukovatelnost (R&R)
% R&R
% R&R
100(R&R/TV)
26,67%
𝐸𝑉 2 + 𝐴𝑉 2 R
R&R =
R&R = 0,438323
Procento tolerance: 100(EV/Tol) =
variace vzorku (PV)
PV = Rp x K3
PV =
=
=
19,8%
1,584
celková variace
TV = 𝑅&𝑅 2 + 𝑃𝑉 2
TV = 1,643528
% PV
% PV
vzorků
10
=
=
87,7%
100(PV/TV)
96,38%
K3
1,62
Procento tolerance: 100(EV/Tol) =
316,8%
Výsledný rozptyl měření
Rozsah naměř. hodnot
0.400
0.350
Rozsah
0.300
0.250
0.200
0.150
0.100
0.050
0.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Číslo vzorku
A
B
C
UCL
Mean
Výsledek měření
Průměrné hodnoty
5.000
4.500
4.000
Průměr
3.500
3.000
2.500
2.000
1.500
1.000
0.500
0.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Číslo vzorku
A
B
C
UCL
Mean
LCL
Závěrečné zhodnocení
• R&R < 10%
systém měření vyhovuje
• 10% ≤ R&R ≤ 30% systém měření muže být
vyhovující, ale bude záležet na konkrétní
aplikaci
• R&R > 30%, systém měření se NESMÍ
používat!!!