MSA Materials

1

Moody International (Thailand) Co.,Ltd.539/2 Mahanakornyipsum 11 Fl, Payathai, Rajatewee, Bangkok 10400Tel 02 2481817, Fax 02 2485707, Email [email protected]://www.moodythai.com

Measurement System Analysis

Content :

1. Introduction

2. Concept of Measurement System

3. Measurement System Analysis

4. Analysis of R&R



ทําไมเราตองศึกษาระบบการวัด

“ความสําเร็จ ตอง อาศัยกระบวนการตัดสินใจที่มีประสิทธิภาพ กระบวนการตัดสินใจที่มีประสิทธิภาพ ตอง อาศยัขอมูลที่เชื่อถือได ขอมูล ท่ีเชื่อถือได ตอง มาจากระบบการวัดท่ีถูกตอง”

คําถาม :

ปจจุบันระบบการวัดของเราถูกตองเหมาะสมหรือยัง

2



ส่ิงท่ีตองคํานึงถึงในการสรางระบบการวัดมีหลายปจจัยเชน

ขอกําหนดของผลิตภัณฑ (Product Specification)

ขอมูลที่ไดจากการตรวจวัดนําไปใชเพื่ออะไร (ควบคุมผลิตภัณฑ, วิเคราะหกระบวนการผลิต)

ใครเปนผูดําเนินการตรวจวัด

สภาพแวดลอมที่จําเปนตองควบคุมในการตรวจวัด (ความชื้น, แสงสวางฯ)

แหลงของความผันแปรที่อาจเกิดขึ้นไดในระบบการวัด

ปจจัยท่ีตองคํานึงถึงในการสรางระบบการวัด


ส่ิงท่ีตองคํานึงถึงในการสรางระบบการวัดมีหลายปจจัยเชน

ความสามารถในการสอบเทยีบเครื่องมือ

ความสามารถในการดูแลบํารุงรักษา

ปจจัยดานความปลอดภัยในการใชงาน

ระยะเวลาในการตรวจวัดที่ตองใช (เพื่อดูผลกระทบตอการผลิต)

งบประมาณที่กําหนดโดยบรษิัท

ปจจัยท่ีตองคํานึงถึงในการสรางระบบการวัด (ตอ)


ชวงอายุของระบบการวัด (Measurement life cycle) เปนหลักการทีก่ลาวไววาระบบการวัดจะมีการเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาเมื่อมีความรูความเขาใจในกระบวนการการผลิตและกระบวนการตรวจวัดมากขึ้น เชน การใชระบบการวัดแบบขอมูลตอเนื่องในตอนเร่ิมตนและเปลี่ยนไปใชระบบการวัดแบบขอมูลไมตอเนื่องในระยะเวลาตอมา ซึ่งตองมีการวิเคราะหระบบการวัดอยางตอเนื่อง

ชวงอายุของระบบการวัด (Measurement life cycle)

3



ในการสรางระบบการวัดควรดําเนินการเปนข้ันตอนท่ีชัดเจนโดยอาจดําเนินการไดดังน้ี

• ทําการศกึษาขอมูลตางๆ ทีม่ีเกี่ยวกับผลิตภัณฑและขอกาํหนดของลูกคารวมถึงขอกําหนดอ่ืนๆ ที่เกีย่วของ

• จัดทําผังการไหลของขั้นตอนการตรวจวัดโดยเร่ิมที่ขั้นตอนการจัดสงชิ้นงาน, กระบวนการตรวจสอบ, การสงคืนชิ้นงาน

• วิเคราะหความเสีย่งที่อาจเกดิขึ้น (แหลงของความผันแปร)โดยการระดมสมองของผูที่เกี่ยวของ (ใชเทคนคิทางสถิติ เชน ผังกางปลา)

• จัดทําแผนงานเพื่อลดความเสี่ยงและนําไปดําเนินการ

ขั้นตอนในการสรางระบบการวัด


กอนดําเนินการวิเคราะหระบบการวัดผูทําการทดลองตองทําใหม่ันใจวาระบบการวัด มีเพียงความผันแปรท่ีเกิดจากสาเหตุธรรมชาติเปนหลักโดยเตรียมการดังน้ี

• ดําเนินการสอบเทียบเครื่องมือที่จะทําการวิเคราะห

• ฝกอบรมพนักงานใหมีความสามารถที่เหมาะสม

• ควบคุมสภาพแวดลอมในการตรวจสอบ (ถาจําเปน)

สิ่งท่ีตองเตรียมการกอนการวิเคราะหระบบการวัด


Process To be

Manage Decision Measurement Analysis

Value

4



แนวคิดในการประเมินความไมแนนอน

พนักงานวัดพนักงานวัด วิธีการวัดวิธีการวัด ส่ิงแวดลอมส่ิงแวดลอม

อุปกรณวัดอุปกรณวัด ชิ้นงานชิ้นงาน

ความไมแนนอนในการวัด

ความไมแนนอนในการวัด

ระบบการวัด

Measurement System Evaluation


สาเหตุ ผล


ความผันแปรในขอมูล

DATA

Process Measurement Sampling

Between Within Part Equipment Reproducibility

Accuracy Repeatability Stability Linearity

5



Accuracy and Precision

Not Accurate

Accurate

Not Precise Precise


Bias (ความเอนเอียง)

เปนคาความแตกตางระหวางคาเฉลี่ยของการวัดจากการสังเกต (Observed Value)

และคาอางอิง (Reference Value)


Stability (ความสามารถดานเสถียรภาพ)

เปนความผันแปรทั้งหมดของการวัดที่ไดจากระบบการวัดบนช้ินงานเดียวกัน เพ่ือทําการวัดคุณลักษณะของชิ้นงานจากชวงเวลาหนึ่งกับอีกชวงเวลาหนึ่ง

6



Linearity (ความสามารถในการวัดเม่ือเปลี่ยนยานวัด)

เปนการศึกษาถึงความสามารถของเครื่องมือวัดเมื่อทําการเปลี่ยนยานวัด


Repeatability (ความสามารถในการวัดซ้ํา)

เปนความผันแปรของการวัดที่เกิดขึน้กับเครื่องมือวัดเครื่องหนึ่ง เมื่อทําการวัดหลายครั้ง โดยผูประเมินคนเดียวกัน ขณะทีท่าํการวัดคุณลักษณะของชิ้นงานชิ้นเดียวกัน


Reproducibility (ความสามารถในการประเมินซ้ํา)

เปนความผันแปรในคาเฉลี่ยของการวัด ทีก่ระทาํโดยผูประเมินที่แตกตางกัน โดยใชเครื่องมือวัดเครื่องเดียวกัน เมื่อทําการวัดคุณลักษณะของชิ้นงานชิ้นเดียวกัน

7


Master Value ลักษณะความผันแปรแบบ Repeatability

Good Repeatability Poor Repeatability

ความผันแปรที่เกิดจาก เงื่อนไขเดียวกัน

(วัดซ้ําดวยคนเดิม,เครื่องมือวัดเดิม)

ความผันแปรที่เกิดจาก ตางเงื่อนไข

(วัดซ้ําดวยคนเดิม,เครื่องมือวัดเดิม)


ประเภทของความผันแปรในระบบการวัด

1. ตาํแหนงของคาวัด (Location)เปนคุณสมบัติดานความถกูตอง (Accuracy) ของคาวัด

- Bias

- Stability

- Linearity

2. การกระจายของคาวัด (Precision) ของคาวัด เปนคุณสมบัติดานความแมนยํา (Precision) ของคาวัด

- Repeatability

- Reproducibility


8



ประเด็นพื้นฐานในการประเมินระบบการวัด

1. ระบบการวัดสามารถแยกความแตกตางของขอมูลหรือไม (Measurement System Discrimination)

2. ระบบการวัดมีสภาวะเสถียรคือ อยูภายใตสภาวะควบคมุตลอดเวลาหรือไม (Stability)

3. ระบบการวัดมีคาความแตกตางของคาวัดอยูภายใตสาเหตุโดยธรรมชาติและสามารถใหการยอมรับตอการวิเคราะหหรือควบคุมกระบวนการหรือไม (Measurement System Capability)

Measurement System AnalysisLack of Discrimination

- เกิดข้ึนเม่ือระบบการวัดไมสามารถแยกแยะความแตกตางของขอมูลได โดยพิจารณา

1. คาที่เปนไปไดของคาพิสัยของขอมูล จะมีคาที่เปนไปไดเพียง 1 หรือ 2 หรือ 3 คาเทานั้น

2. คาพิสัยที่มีความเปนไปไดเพียง 4 คาอยูภายในพิกัดควบคุม และมีคาพิสัย = 0มากกวา 1 ใน 4 ของจํานวนพิสัยทั้งหมด

014141414141427

014141414141426

014141414141425

214141414151324

014141414141423

114.2141414151422

014141414141421

014141414141420

014141414141419

014141414141418

014141414141417

113.6141414131316

014141414141415

014141414141414

014141414141413

114.4151414151412

114.2141414151411

113.6131413141410

114.214141514149

01414141414148

114.214141415147

01414141414146

01414141414145

01414141414144

214.415151513143

114.215141414142

113.814131414141

พิสัยคาเฉลี่ยคาวัดกลุมท่ี

9


814114013813814514527

714213814414414514026

8140.414113714114513825

13141.414214114314713424

8140.613713914214514023

7141.413914014314613922

6141.414313814014414221

6138.813713914014213620

8140.413514014314214219

8141.814314514214213718

614014114314213713717

1313914114514413213316

9141.614413514314214415

8140.614013714414513714

3141.214214113914214213

9142.614614214214613712

12139.613513714214713711

1013713214013413714210

71421401401471421419

81401381371451371438

10141.21381421371471427

8139.21371361431441366

101401361351451421425

6139.81401381371411434

15143.21491481471331393

81431461451431431382

9137.81351341371431401

พิสัยคาเฉลี่ยคาวัดกลุมท่ี


การประเมินผลระบบการวัด

ข้ันท่ี 1 เพ่ือการทวนสอบวาคาวัดท่ีพิจารณาตรงกับท่ีตองการหรือไม เพราะถาหากไมตรงกันแลวก็จะไมมีประโยชนตอการพิจารณา

ข้ันท่ี 2 เพ่ือพิจารณาถึงคุณสมบัติเชิงสถิติของระบบการวัดวาสามารถ ใหการยอมรับไดหรือไม

การวิเคราะหคุณสมบัติดานไบอัสBias คือ คาความแตกตางระหวางคาเฉลี่ยของคาท่ีไดจากการวัดจาก คาอางอิง หรือคามาสเตอร (คา Bias = /คาเฉลี่ยจากการวัด – คาอางองิ/)

คาอางอิง คือ คาเฉลี่ยที่จาดดารวัดซ้าํดวยเครือ่งมอืวัดที่มี ความแมนยําสงูภายใตสภาวะควบคุม และตองสอบกลบัได

10


การวิเคราะหคุณสมบัติดานไบอัสเกณฑการประเมินผลของคุณสมบัติดานไบอัส % ไบอัสของความคลาดเคลื่อนอนุโลม = คาไบอัส x 100%

USL - LSL

% ไบอัสของกระบวนการ = คาไบอัส x 100%

ความผันแปรของกระบวนการ

Bias มีความสัมพันธกับความ

เที่ยงตรง ถาคาเฉลี่ยของ

คาที่วัดไดเปนคาเดียวกันหรือใกลเคียงกันกับคาจริง

ก็กลาวไดวามีคา bias = 0 ดังนั้น gauge

ที่ไดนั้น เที่ยงตรง

กฎเกณฑของคุณสมบัติดานไบอัส

%ไบอัส < 5% อยูในเกณฑท่ียอมรับไดโดยไมตองแกไข 5% < %ไบอัส < 10% อาจจะยอมรับได (ใหพิจารณาปจจัยอ่ืนๆ เชนคาใชจาย) % ไบอัส

10 % ไมสามารถยอมรับได ตองคนหาสาเหตุแลวทําการแกไข

การวิเคราะหคุณสมบัติดานไบอัส

การวิเคราะหคุณสมบัติดานไบอัส

การดาํเนนิการม ี 2 วิธี

1. วธิีการใชตัวอยางเชิงเดีย่ว

2. วธิีการใชแผนภูมคิวบคมุ X - R

11


การวิเคราะหไบอัสโดยวิธีการใชตัวอยางเชิงเด่ียว

การศกึษา

1. กาํหนดตัวอยางทีจ่ะศกึษาโดย n > 10 และรูคามาตรฐาน 2. พนักงานทาํการวัดคา 3. ทํากราฟฮีสโตแกรมพรอมทําการวิเคราะห


4. คํานวณคาเฉลี่ย

X = Σ Xi

n

5. คํานวณ Repeatability Standard Deviation

σrepeatability = max(Xi)-min(Xi)

d*2

โดย d*2 จาก Appendix C

ซึ่ง Number of subgroup(g) = 1 และ Subgroup size(m) = n

n

i = 1

แผนภูมิ X แผนภูมิ R UCL = X + A2R UCL = D4R

CL = X CL = R

LCL = X - A2R LCL = D3R


n4

2σ

σ =

6. คํานวณ t test จากไบอัส

ไบอัส = คาเฉลี่ยจากการวัด - คาจริง

t = Bias

σb

12



7. คํานวณการยอมรับคาไบอัสที่ระดับความเชือ่มัน่

)]([)]([2

1,*2

2

21,*

2

2αα

σσ−−

+≤≤=v

b

v

b td

dBiaszerotd

dBias

โดยที่ d2, d*2 และ v จาก Appendix C

และ g = 1, m = n

tv,1- หาไดจากตาราง T2α

ตัวอยาง การวิเคราะหไบอัสโดยวิธีการใชตัวอยางเชิงเดี่ยว

0.16.180.06.070.16.160.06.05-0.15.94-0.15.93-0.35.72-0.25.81

คา Biasคาท่ีได (Xi)ตัวอยางชั้นท่ีคาจริง = 6

ตัวอยาง การวิเคราะหไบอัสโดยวิธีการใชตัวอยางเชิงเดี่ยว (ตอ)

0.06.015-0.45.6140.26.2130.16.1120.06.0110.36.3100.46.49

คา Biasคาท่ีได (Xi)ตัวอยางชั้นท่ีคาจริง = 6

13


การวิเคราะหไบอัสโดยวิธีการใช Control Chart

• ใช x & R chart หรือ x & S โดยตัวทําการวิเคราะหกอนการทําการศึกษา BIAS

1. ทําการศึกษาโดย N ≥ 10 โดยคํานวณคาเฉลี่ยของแตละ group ใชคาเฉลี่ยแทนคาจริง

2. พนักงานทําการวัดคา พลอตกราฟ

การวิเคราะหไบอัสโดยวิธีการใช Control Chart (ตอ)

3. วิเคราะหกราฟวาผิดปกติหรือไม

4. คํานวณคา x จาก แผนภูมิควบคุม

5. คํานวณคา Bias

bias = x - คาจริง

14



6. คํานวณ Repeatability Standard deviation using the Average Rang

โดย d*2 จาก Appendix C ซึ่งข้ึนกับ

subgroup (m) และ number of subgroup in chart (g)

7. คํานวณ t test จากไบอัส

σb : The uncertainty for bias


8. คํานวณการยอมรับคาไบอัสท่ีระดับความเชื่อมั่น

ตัวอยางการวิเคราะหไบอัสโดยวิธีการใช Control Chart Analysis for Stability

15



ถามีคาความเอนเอยีงมาก สาเหตุท่ีเปนไปไดคือ

1. ความบกพรองของตัวอางอิง (คาความคลาดเคลื่อนในคา Master

2. อุปกรณวัดเกิดความสกึหรอ

3. ใชอุปกรณวัดในการวัดทั้งมิติ และคุณสมบัติที่ไมเหมาะสม

4. อุปกรณการวัดไมไดรับการสอบเทียบ (Calibration) ที่เหมาะสม

5. ผูประเมินใชอุปกรณการวดัไมถูกตองเหมาะสม


แนวทางในการวิเคราะหความมีเสถียรภาพ (Stability)

1. ทําการหาคาอางอิง (Standard) ที่สามารถสอบกลับได ถาไมมีใหเลือกชิ้นงานที่มคีาอยูระหวางกลางของคาการผลิต

2. ในชวงเวลาหนึ่ง (วัน หรือ สัปดาห) ทําการวัดตัวอยางอางอิง 3-5 คร้ัง ซึ่งขนาดตัวอยางและความถี่ควรจะอยูบนพื้นฐานความรูในระบบการวัดนั้นๆ

3. พลอตขอมูลลงบนแผนภูมคิวบคุม Xbar – R หรือ Xbar – S

4. สรางพิกดัควบคมุ และประเมินเงื่อนไขการออกนอกการควบคุม

5. คํานวณหาคาความเสถียรภาพของเครื่องมือ

16


การวิเคราะหคุณสมบัติดานเสถียรภาพ Stability

Stability หมายถึง คุณสมบัติดานอายุการใชงานของอุปกรณการวัด โดยพิจารณาจากความผันแปรโดยรวมในระบบการวัดที่ไดจากการวัดชิ้นงานมาสเตอรชิ้นหนึ่งตลอดชวงเวลา

การวิเคราะหคุณสมบัติดานเสถียรภาพของระบบการวัด

%ความมีเสถียรภาพ < 5% อยูในเกณฑที่ยอมรับไดโดยไมตองแกไข

5% < %ความมีเสถียรภาพ < 10% อาจจะยอมรับได(ใหพิจารณาปจจัยอ่ืนๆ เชน คาใชจาย)

%ความมีเสถียรภาพ ≥ 10% ไมสามารถยอมรับได ตองคนหาสาเหตุแลวทําการแกไข

รูปสแกน

ตัวอยางการวิเคราะหคาเสถียรภาพ

สวนเบ่ียงเบนมาตรฐาน = 0.24

%ความมีเสถียรภาพเทียบกับกระบวนการ = [0.1890-0.1795] x 100

6 x (0.24)

= 0.91%

17


การวิเคราะหคุณสมบัติเชิงเสนตรง Linearity

คาคุณสมบัติเชิงเสนตรง (Linearity) คือการที่คาไบอัสของระบบการวัด จะมีคาไมเปล่ียนแปลงไปตลอดยานการวัด (Working Range)

สาเหตุท่ีระบบขาดคุณสมบัติเชิงเสนตรง

ความคลาดเคลื่อนในคา Master ทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ

ความสึกหรอในเครื่องมือวัด

สอบเทียบเครื่องมือไมถูกตองทั้งยานการวัด

ปจจัยภายนอกอันเนื่องมาจากการออกแบบเครื่องมือวัด


เง่ือนไขในการออกนอกการควบคุม

1. ถา R Chart ออกนอกการควบคุม (Out of control) บงชี้ไดวา ไมมีเสถียรภาพในการวัดซ้ํา ซึ่งอาจเกิดจาก มีชิน้สวนบางอยางหลวม หรือมีการเปล่ียนแปลงของ Voltage เปนตน

2. ถา Xbar Chart ออกนอกการควบคุม (Out of Control) บงชี้ไดวา ระบบ การวัดไมมีเสถียรภาพในความแมนตรง (Bias) อาจจะสามารถแกปญหานี้ไดโดยมกีารสอบเทยีบใหม เปนตน


แนวทางในการวิเคราะหคุณสมบัติเชิงเสนตรง (Linearity)

1. เลือกชิน้งานที่เปน Master จํานวน 5 ชิ้น ซึ่งชิน้งานดังกลาวตองมีคาอยูในชวงปฏิบัติงานของเครื่องมือวัด

2. กําหนดตําแหนงที่จะทําการวัดบนชิ้นงานใหอยูในตําแหนงเดียวกันทุกชิ้น

3. เลือกผูทําการวัด 1 คน โดยผูทําการวัดจะตองเปนผูที่ใชเคร่ืองมือวัดดังกลาวเปนปกติ

4. ทําการวัดชิน้งานทั้ง 5 ชิ้นอยางสุม โดยทาํการวัดชิ้นละ 12 คร้ัง

18



แนวทางในการวิเคราะหคุณสมบัติเชิงเสนตรง (Linearity) (ตอ)

5. คํานวณคาเฉลีย่และคาเอนเอียงในแตละชิ้นงาน

6. พลอตคาเอนเอียงเฉล่ียลงในกราฟ โดยใหแกนนอนแทนคา Master และแกนตั้งแทนคาเอนเอียงเฉลี่ย

7. ทําการคํานวณสมการเสนถดถอย (Regression Line)

การวิเคราะหคุณสมบัติเชิงเสนตรงของระบบการวัด

%เชิงเสนตรง < 5% อยูในเกณฑท่ียอมรับไดโดยไมตองแกไข

5% < %เชิงเสนตรง < 10% อาจจะยอมรับได(ใหพิจารณาปจจัยอ่ืนๆ เชน คาใชจาย)

%ความมีเสถียรภาพ ≥ 10% ไมสามารถยอมรับได ตองคนหาสาเหตุแลวทําการแกไข

ดัชนีเชิงเสนตรง (Linearity)= ความชัน x ความผันแปรของกระบวนการ

หรือ ความชัน x (USL-LSL)

%Linearity = (ดัชนีเสนตรง / ความผันแปรของกระบวนการ) x 100

หรือ (ดัชนีเชิงเสนตรง / (USL-LSL) x 100

กฎเกณฑของคุณสมบัติเชิงเสนตรง

ตัวอยางการวิเคราะหเชิงเสนตรง

19


ตัวอยางวิธีการหาคา Linearity

วิศวกรผูหนึ่งสนใจในการวิเคราะห Linearity ของระบบการวัด ซึ่งชวงของการปฏิบัติการ (Operating range) ของเครือ่งมอื คอื จาก 2.0 ทท. – 10.0 ทท

เลือกชิน้งานอยางนอย 5 ชิ้น มาทาํการวัดอยางนอยชิ้นละ 10 ครั้ง สาํหรับตัวอยางนี้งานมา 5 ชิ้น และวัดชิ้นละ 12 ครั้ง



20



พลอตกราฟระหวาง Bias และ Reference value


วิเคราะหจากกราฟความสมัพันธเสนตรงระหวาง Bias กับ Reference value เปนอยางไร

ถาความสัมพนัธเสนตรงดี ดังนัน้ % linearity สามารถคาํนวณได

ถาความสัมพนัธเสนตรงไมมี เราตองหาความแปรปรวนอืน่ๆ

ตารางแสดงการคาํนวณ

21



ขั้นตอนที่ 4

ถาความสัมพันธเชิงเสนดี R2 ควรจะมากกวา > 0.70



การแปรผลที่ได

จากผลที่ไดคา bias และ reference value มีความสัมพันธเชิงเสนกันหรือไม และสามารถ ยอมรับไดหรือไม

Linearity หาไดจากความชันของเสนท่ีมีความสัมพันธเชิงเสนตรงท่ีดีไมใชคา R2 ความชันยิ่งนอย เครื่องมือยิ่งมีความเปน Linearity มากความชันยิ่งมีความเปน Linearity นอย

22



เคร่ืองมือวัดไมมีคุณสมบัติเชิงเสนตรงอาจเกิดจาก

1. เคร่ืองมือวัดไมไดทําการสอบเทียบอยางเหมาะสมทีค่าสงูและคาต่ําในชวงการปฏิบัติงาน

2. เคร่ืองมือวัดมีขอบกพรองที่คาสูงสุดและคาต่ําสุด

3. เคร่ืองมือวัดเกิดความสกึหรอ

4. คุณลักษณะการออกแบบภายในของเครื่องมือวัดนั้นๆ



การประเมินความแมนยํา (Precision)

การประเมินคาความแมนยํา พิจารณาได 2 กรณี คือ

1. Repeatability คือ ความแตกตางของขอมูลที่ทําการวัดไดภายในเงื่อนไขเดียงกัน โดยมสีาเหตุความผันแปรจากคุณสมบัติของอุปกรณวัด และวิธีการวัด

2. Reproducibility คือ ความแตกตางของขอมูลที่ทําการวัดไดในคนละเงื่อนไขกัน โดยมสีาเหตุความผันแปรจากความแตกตางของเงื่อนไข การวัด เชน กะงาน พนกังาน เปนตน

23



แนวทางในการวิเคราะห Repeatability and Reproducibility (R&R)

การวิเคราะหสามารถแบงออกไดเปน 3 วิธี

1. Range Method : วิธีการอาศัยคาพิสัย เหมาะสําหรับการทดลองในชวงสั้นๆ และไมมี การวัดซ้ําซึ่งจะไมสามารถแยกออกจาก Repeatability ออกจาก Reproducibility ได

2. Average and Range Method : วิธีอาศัยคาเฉลี่ยและพิสัย เหมาะสําหรับการทดลองซ้ําซึ่งในแตละตัวอยาง ซึ่งสามารถแยก Repeatability ออกจาก Reproducibility ไดแตไมสามารถแยกความผันแปรจากสาเหตุรวมระหวางชิ้นงานและพนักงานวัดออกจากคา Repeatability ได

3. ANOVA Method : สามารถแยกตามความผันแปร จากสาเหตุรวมระหวางชิ้นงานและพนักงานออกจากคา Repeatability ได

การวิเคราะหคุณสมบัติเชิงเสนตรงของระบบการวัด

% P/T (P/TV) ≤ 10% อยูในเกณฑท่ียอมรับไดโดยไมตองแกไข

10% < P/T (P/TV) < 30% อาจจะยอมรับได(ใหพิจารณาปจจัยอ่ืนๆ เชน คาใชจาย)

P/T (P/TV) ≥ 30% ไมสามารถยอมรับได ตองคนหาสาเหตุแลวทําการแกไข

1) การประเมินคาความผันแปรดาน Repeatabilityและ Reproducibility เทียบกับความผันแปรที่ยอมรับได (Precision-to-Tolerance Ratio : P/T

P/T = GR&R/(USL-LSL) x 100%

กฎเกณฑการยอมรับคา GR&R

2) การประเมินคาความผันแปรดาน Repeatability และ Reproducibility เทียบกับความผันแปรของกระบวนการ (Precision-to-Total Variation :P/TV)

P/V = GR&R / (ความผันแปรของกระบวนการ) x 100%


Range Method (Short Run Study)

ขอดี

- งาย เร็ว

ขอเสีย

- ใหแคภาพรวมของระบบการวัดเทานั้น ไมสามารถแยกวาแหลงกําเนิดมาจากที่ใด Repeatability หรือ Reproducibility

24



แนวทางในการประเมินโดยวิธี Range Method

1. ใชผูประเมิน 2 คน และงาน 5 ช้ิน ในการศึกษา

2. ผูประเมินแตละคนวัดช้ินงานชิ้นละ 1 ครั้ง

3. ทําการหาคาพิสัยของแตละช้ินงาน

4. หาคาพิสัยเฉลี่ย

5. คํานวณคา ความผันแปรของระบบการวัด Process Standard Variation = d2*

d2 จากตาราง

6. หาคา GR&R

Measurement System AnalysisWorkshop :

หมายเหตุ


Guideline for Workshop

25



MSA Studies – Variables Data


เกณฑการประเมินความสามารถของเครื่องมือวัด

ขอเสนอแนะสําหรับการยอมรับความสามารถในการประเมินซ้ําของเกจวัด

คาต่ํากวา 10% ดีเลิศ (Excellence)

10% - 20% ดี (Good)

มากกวา 20% - 30% ยอมรับได (Acceptable)

มากกวา 30% ไมสามารถยอมรับได (Unacceptable)


Average and Range Method

ขอดี

- ใหสารสนเทศครบ ทั้ง Repeatability และ Reproducibility

ขอเสีย

- ไมไดแสดงถึงเทอม Interaction Effect

26



แนวทางในการประเมินโดยวิธี Average and Range Method

1. ตองม่ันใจวาเคร่ืองมือวัดที่จะทําการประเมินไดผานการสอบเทียบแลว

2. ทําการเลือกชิ้นงานจํานวน 10 ชิ้น ซ่ึงชิ้นงานเหลานี้จะตองอยูในชวงของการปฏิบัติงาน

3. เลือกพนักงานคนที่ 1 มาสุม แลวใหทําการวัดชิ้นงานอยางสุมชิ้นละ 1 คร้ัง (กรอกขอมูลลงบนแบบฟอรม)

4. ดําเนินการซํ้าในขอ 3. กับพนักงานคนที่ 2 และ 3 (กรอกขอมูลลงบนแบบฟอรม)

5. คํานวณคาเฉลี่ย และคาพิสัยของแตละขอมูลของแตละคน

6. หาคาเฉลี่ยพนักงานแตละคน ที่วัดชิ้นงาน และคาเฉลี่ยพิสัย xA xB xC และ RA RB RC


แนวทางในการประเมินโดยวิธี Average and Range Method (ตอ)

7. หาคาแตกตางสูงสุดของพนักงานแตละคนที่วัดได

Xdiff = Max (xA xB xC ) – Min (xA xB xC )

8. หาคาเฉลี่ย R โดย R = RA RB RC /3

9. คํานวณ EV, AV, R&R, PV และ TV, %EV, %AV, %R&R, %PV และ ndc


การวิเคราะหผล

การวิเคราะหผลประกอบดวย 2 แนวทาง

1. Numerical Analysis

2. Graphical Analysis

27



สูตรการคํานวณโดยวิธ ีAverage and Range (Numerical Method)



Number of Distinct Levels

เปนการวิเคราะหความเหมาะสมของระบบการวัดวามคีวามเหมาะสมตอกระบวนการผลิตหรือไม

Number of Distinct Level = 1.41 x (PV / R&R)

28


Measurement System AnalysisNumber of Distinct Levels (ตอ)

- Number of Distinct Level นอยกวา 2 ระบบการวัดดังกลาวไมสามารถแยกแยะ ความแตกตางได

- Number of Distinct Level มากกวา 2 ระบบการวัดดังกลาวเพียงพอสําหรับแยกแยะช้ินงานไดเพียงคาสูงหรือต่ําเทาน้ัน จึงเหมาะสมสําหรับกระบวนการทดสอบที่เปน Attribute data

- Number of Distinct Level เทากับ หรือมากกวา 5 ระบบการวัดดังกลาวเหมาะสมในการใชวิเคราะหกระบวนการ


การวิเคราะห Graphical ประกอบดวย

1. Xbar Chart

2. R Chart

3. Run Chart

4. Scatter Plot เปนตน


29




การวิเคราะหระบบการวัดในกรณีการทดสอบแบบทําลาย

ในการศึกษา GR&R สําหรบัการทดสอบแบบทําลาย จําเปนตองใชชิ้นงานตัวอยาง ที่แตกตางกัน ซึ่งทําใหเกิดความผันแปรเพิม่ขึ้น คือความผันแปรระหวางชิ้นงาน ตัวอยาง

เพื่อใหการประเมินเปนไปอยางเหมาะสม ความผันแปรของชิ้นงานตัวอยางตองมีคานอยที่สดุ


สรุปสตูรการคํานวณ กรณีการทดสอบแบบทําลาย

สแกน

30



ANOVA Method

ขอดี

- ใหสารสนเทศที่ครบถวนสมบูรณที่สดุ โดยเฉพาะสามารถบอกถึง Interaction Effect

- ถูกตองและแมนยํากวาวิธีอ่ืนๆ

ขอเสีย

- คํานวณและตีความยาก

Measurement System AnalysisInteraction Effect

กรณีที ่1 ไมมี Interaction Effect

Measurement System AnalysisInteraction Effect

กรณีที ่2 ม ีInteraction Effect

31



ANOVA Method

หลักการสําคัญของการหาความผันแปรในระบบการวัดโดยวิธีการวิเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) คือ การหาความผันแปรทั้งหมดในระบบการวัดแลวแยกออกเปนความผันแปร จากสาเหตุตางๆ ไดแก

1. สาเหตุจากชิ้นงานทดสอบ

2. สาเหตุจากผูทดสอบ

3. อิทธิพลรวม (Interaction Effect) ระหวางชิ้นงานและผูทดสอบ

4. สาเหตุจากการซ้ําเนื่องจากเกจวัด

ANOVA for Repeat and Reproducibility


แนวทางการประเมินโดยวิธี ANOVA

32



Measurement System Analysisการประเมินระบบการวัดสําหรับขอมูลเชิงคุณภาพ

จุดประสงค

1. ใชในการประเมิน Consistency และความสม่ําเสมอ (Uniformity) ของระบบการวัดดวยตาหรืออาศัยความรูสึกของพนักงานวัด

2. เพื่อนําไปใชเพิ่มความสม่ําเสมอระหวางพนกังาน ตลอดจนขจัด Inconsistency ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนของการตรวจสอบหรือประเมินผล


การประเมินระบบการวัดสําหรับขอมูลเชิงคุณภาพ (ตอ)

การศกึษากระทําโดยการเลือกชิน้งานมา 20 ชิ้น ซึ่งควรจะประกอบดวย งานดี งานเสีย และงานที่ก้ํากึ่ง (Marginal) โดยเลือกผูประเมินอยางนอย 2 คน ทําการตรวจงานทั้งหมดอยางสุม จํานวนชิ้นงานอยางนอย ชิ้นงานละ 2 คร้ัง

33


Measurement System Analysisแนวทางการประเมินระบบการวัดขอมูลเชิงคณุภาพ

Measurement System AnalysisWorkshop


34



Measurement System AnalysisKAPPA Analysis

เปนการวิเคราะหเปรียบเทียบความสามารถในการวัดขอมูลทางดานคุณภาพเมื่อเปรียบเทยีบ

-ระหวางผูวัด (APPERAISER CROSS APPERAISER)

-ระหวางผูวัดเปรียบเทียบกับชิน้งานมาตรฐาน (APPERAISER CROSS REFFERENCE)

Kappa = (Po-Pe)/(1-Pe)

Acceptant Criteria : %Kappa > 75%

A*B Tabulation

Po = ผลบวกตามแนวทแยงของ

“ผลการตัดสินใจที่ถูกตอง (คือ ผิด บอก ผิด และ ถูก บอก ถูก)” หารดวย

จํานวน part* จํานวนครั้งการวัดซ้ําของแตละ part

Pe = ผลบวกตามแนวทแยงของ

“ผลท่ีคาดวาการตัดสินใจจะถูกตอง (คือ คาดวาผิด บอก ผิด และ คาดวาถูก บอก ถูก)”

หารดวยจํานวน part* จํานวนครั้งการวัดซ้ําของแตละ part

35


A*B Tabulation

A*B Tabulation

A*Reff Tabulation

36


A*Reff Tabulation

A*Reff Tabulation

A*Reff Tabulation

37


Measurement System Analysisการประเมินประสิทธผิลระดับการวัดสําหรับขอมูลเชิงคุณภาพ

Effective (E) ศักยภาพโดยรวมของผูประเมินในการตรวจจับและแยกแยะชิ้นงานที่มีขอบกพรองและไมมีขอบกพรองออกจากกนั

Probability of a miss[P(Miss)] โอกาสที่ผูประเมินจะยอมรับงานที่มีขอบกพรอง

Probability of a false alarm [P(FA)] โอกาสที่ผูประเมินจะปฏิเสธงานที่ไมมีขอบกพรอง

Measurement System Analysisตัววัดสําหรับการประเมนิระบบการวัดสําหรับขอมูลเชิงคุณภาพ

Bias (B) แนวโนมของผูประเมินในการแยกแยะงานที่มีขอบกพรองและ งานที่ไมมีขอบกพรอง

B = 1 ผูประเมินไมเอนเอียง

B > 1 ผูประเมินมีแนวโนมในการปฏิเสธชิ้นงาน

B < 1 ผูประเมินมีแนวโนมในการยอมรับชิ้นงาน

Measurement System Analysisการคํานวณเพื่อประเมินระบบการวัดสําหรับขอมูลเชิงคุณภาพ

Effective (E) = Number of Parts Correctly identified

Total opportunities to be correct

Probability of a miss[P(Miss)] = Number of misses

Number of opportunities for a miss

Probability of a false alarm [P(FA)] = Number of false alarms

Number of opportunities for a false alarm

38


Measurement System Analysisการคํานวณเพื่อประเมินระบบการวัดสําหรับขอมูลเชิงคุณภาพ (ตอ)

Bias (B) = B (FA)/B (Miss)

โดยที่ B (FA) และ B (Miss) สามารถหาไดจากตาราง Bias Factor for Inspection Capability Studies involving Attribute data

Measurement System Analysisเกณฑการประเมินระบบการวัดสําหรับขอมูลเชิงคุณภาพ

Less than 0.50 or More than 1.5

0.05-0.80 or 1.2-1.5

0.80 – 1.20B

More than 0.050.02 – 0.05 0.02 or lessP(Miss)

More than 0.100.5 – 0.100.05 or lessP(FA)

Less than 0.80.8 – 0.90.9 or moreE

UnacceptableMarginalAcceptableParameter

39



การตัดสินใจกรณีระบบการวัดไมมีความสามารถ

1. ใหหาแหลงความผันแปรที่ทําใหเกดิการไมยอมรับความสามารถของระบบการวัด และใหพยายามปฏิบัติการแกไขเพื่อใหเกิดความมัน่ใจวาสามารถใชเคร่ืองมือวัดและพนักงานดทีี่สุดแลว

2. ถาสาเหตุหลักของความผันแปร คือ Repeatability ใหดําเนินการ ปรับปรุงความแมนยํา ดวยการวัดซ้ําเพื่อเฉลี่ยออกสาเหตุความผันแปรและใหทําการบันทึกผลดวยคาเฉล่ีย

Measurement System Analysisการตัดสินใจกรณีระบบการวัดไมมีความสามารถ (ตอ)

3. ถาสาเหตุหลักของความผันแปร คือ Reproducibility ใหดําเนินการฝกอบรมพนักงานวัดและสรางมาตรฐานของกระบวนการวิธีวัด

4. ใหพิจารณาถึงสาเหตุความผนัแปรอื่นๆ เชน การสอบเทียบที่ไมถูกตอง หรือความผันแปรภายในสิ่งตัวอยาง โดยทําการออกแบบการทดลอง (Design of Experiment) เพื่อศึกษาและหาแนวทางแกไข

Measurement System Analysisผลกระทบคา GR&R ตอดัชนี Cp

1. ความผันแปรทีท่ําใหคา Cp มคีาต่ํากวาที่กําหนด นอกเหนอืจากความผันแปรในกระบวนการแลว ยังมีสาเหตุสําคัญมาจากความผันแปรของระบบการวัดดวย

2. คา GR&R จะมีผลกระทบมากขึ้นตอคา Cp ที่คํานวณไดเมื่อคาCp มีคาเพิ่มมากขึน้

3. ความสัมพันธของ GR&R กบั Cpk ยังคงอยูในลักษณะเดยีวกันกับกรณีความสัมพันธของ Cp

4. จากตารางพบวา %GR&R ยอมใหมคีาสูงสุดคือ 30% แตถาใหเหมาะสม ควรอยูระหวาง 10-20%

40


MSA Materials

Documents

Transcript of MSA Materials