【品質工程】IATF16949 量測系統分析Measurement System Analysis MSA GR&R 與Cp的關聯

量測系統的表現GR&R

量測系統分析Measurement System Analysis的一大重點在於量化量測系統的好壞,最為人所知的就是GR&R指標(Gauge Repeatability & Reproducibility/量測重複性與再生性)。

Repeatability量測重複性指的是單一量測設備多次量測的變異

Reproducibility量測再生性指的是量測人員ABC之間的變異。

這邊Jeff建議大家記住英文Repeatability & Reproducibility就好,不要記憶中文,原因是中文常常出現許多相近的翻譯名詞,例如再現性、再生性、重複性、重現性…etc,諸多非常接近的名詞互相混用的結果就是溝通不良,這點大家在實務上須多加留意溝通的詞彙。

GR&R對於製程變異的影響

GR&R的表現越好,表示該量測系統的變異越小,越能觀察到「原始」的製程變異;反之,若GR&R的表現越差,則表示該量測系統的變異越大,就越會觀察到「偏離」的製程變異。這也就是說,很有可能我們的製程條件完全沒有改變,卻因為不良的量測系統導致我們觀察到較差的製程變異,而引發我們判斷錯誤的結果。

製程變異我們可以使用Cp作為指標,Cp可以簡單理解成「規格界限是6σ的幾倍」關係;而GR&R則是計算量測設備的變異(EV)^2 + 量測人員的變異(AV)^2佔量測變異的百分比%。

當GR&R越小,就表示觀察到的Cp(obs)越貼近真實的Cp(act);反之,若GR&R越大,就表示觀察到的Cp(obs)越遠離真實的Cp(act),我們就越可能據此做出錯誤的決策。

Cp(obs)與Cp(act)的關係可畫成下圖。

根據圖示,當GR&R = 10%的時候,其Cp(obs)與Cp(act)呈現Y = X的線性關係,顯示兩者的差異不大。

當GR&R = 70%的時候,其Cp(obs)與Cp(act)呈現非線性關係,當Cp(obs)增加些微數值時,實際上的Cp(act)已經遠遠超出合格範圍了。

分析的準則

提供一個簡易的分析流程給各位參考:

  • 若觀察到製程變異偏大,例如Control Chart異常型態、不常態、Cp、Cpk差,則優先考慮執行MSA GR&R分析。
  • 若沒觀察到什麼製程變異,則不一定要執行MSA,你可以使用現有的量測儀器繼續監測這個製程。

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