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MSA GRR研究時兩個普遍糾結的問題
 
講師:姜傳武 瀏覽次數:752
 MSAGRR研究 在我所講的MSA課程中,我發現有兩個問題,學員們每次都在糾結,它就是: 第一個問題:我們周期性地評價GRR時,是使用初次評價時的樣本,還是當前過程的樣本? 第二個問題:在PPAP時做的GRR是滿意的,但是在量產很長一段時間后,再用當前產品做分析樣本時,GRR指標又不好了

MSA GRR研究

在我所講的MSA課程中,我發現有兩個問題,學員們每次都在糾結,它就是:
第一個問題:我們周期性地評價GRR時,是使用初次評價時的樣本,還是當前過程的樣本?
第二個問題:在PPAP時做的GRR是滿意的,但是在量產很長一段時間后,再用當前產品做分析樣本時,GRR指標又不好了,但是制造過程比當初更加穩定了,零件的變差減小了,所以不能就說測量系統的GRR是不滿足要求的,測量系統不用改進!我們不能為了MSA而MSA,因為再提高測量精度,所用的成本太高了!

以上問題,我基本上保留原樣,但是在給出正式的解答前,忍不住先反問一下:
在沒有分析測量系統是否真的變壞了前,怎么能講零件的變差變小了呢?用于分析零件變差的測量數據可信嗎?
這個問題反映的其實是MSA的最基本的概念,甚至還涉及一些質量理念方面的東西,所以值得寫一下,與大家分享和探討。
在回答這個問題之前,必須首先要明確什么是GRR。GRR是測量系統中的精度誤差,是MSA工作的一部分,是用測量值的標準差來估計的,它表示測量系統本身的測量誤差大小。它在測量系統的所有影響因素沒有顯著變化的情況下是不變的,它的大小與用什么時候的樣本也是沒有關系的。

測量系統的精度是否滿足測量要求呢?這就要把GRR值與要求進行比較,看一下測量系統滿足測量要求的能力是否發生了變化。這才是進行測量系統評估的真正目的!
測量的目的不同,要求也就不同。通常情況下,我們把測量用于滿足下面兩類不同的目的:
第一類:用于產品檢驗,判斷產品的特性是否合格,將GRR與特性公差比。測量要求就是測量系統能夠區分合格與不合格;
第二類:進行統計分析,由于測量值由真實值和測量誤差構成,這時的測量要求就是測量值之間的變差能夠足以*反映制造過程的實際總變差(表現為該過程所生產的零件特性的一致性),就要把GRR與測量值之間的變差進行比較,所占比例越小,則說明測量值越能反映實際的過程總變差。這類應用常見的有:SPC控制圖、CPK、6SIGMA改善、STA(統計公差分析)等。

在MSA中,針對這兩類應用的目的,規定了如下三個GRR的評價指標:
當測量值被用于第一類目的,即產品的檢驗、驗收時,使用100(GRR/T),可見,大小只與測量系統本身的GRR和公差T有關,與用什么時候的樣本是沒有關系的,反映的是測量系統精度是否存在顯著的*變化。
當測量值被用于第二類目的,即統計分析時,使用100(GRR/TV)和分類數ndc來評價。其中,TV是一個總變差,它是通過測量值(也叫觀察值)來計算的,它總是或多或少地含有測量誤差,即由兩部分構成:真實的過程總變差(零件特性間的真實變差)和測量誤差(GRR)。因此,TV是動態的,它隨著零件特性之間的變差的變化而變化,當然,也會因GRR變化而變化。

一般情況下,在剛剛量產時,由于還可能存在著許多問題沒有完全解決,零件特性間的變差會比較大,而隨著量產時間的增加,問題逐漸解決,又做了一系列的持續改善,零件特性的一致性就會變得越來越好,這時σpart和TV就會變小!換句話講,就是100(GRR/TV)和ndc會與我們用哪些樣本來評價有關系,如果再使用當初的樣本評價GRR,所計算出的這個結果就不能正確判斷測量系統是否真正滿足當前的測量要求了。

如果硬要使用當初的樣本,則會有如下可能的誤導:
1. CPK很高,但可能是一派虛假的繁榮!或者SPC控制圖上出現連續水平排列的點。但過程能力是否真的提高了,還是測量系統是否真的變差了,單從100(GRR/TV)和ndc上是看不出的;
1.CPK保持穩定,但可能是一個虛假的穩定,測量系統和實際過程能力可能同時都變差了!
2. 評價一項改善是否成功時,我們需要進行改善前、后的CPK對比,若使用當初的樣本,則測量結果會顯示沒有成效或未達改善目標!因為測量系統的分辨率差,不能有效分辨出改善措施所帶來的變化!

在以上基礎上,我們可以對一開始的兩個問題總結出以下GRR研究的策略:
.如果測量系統只用于檢驗產品,則可以使用任何時候的產品作為樣本,只考察100(GRR/T)這個指標;
.如果測量系統同時還用于統計分析,則要講究樣本了。

我們可以用以下步驟來做:
1)從當前過程中抽取樣本,這個樣本應涵蓋當前過程的所有5M1E過程因素的正常更替,如:換班次、換料批、修磨刀具等,怎樣才能做到呢?這就需要時間來抽樣!例如,把所用的不同樣本分配到不同的班次、原材料批次中。
此時,需要注意的是:如果你沒有足夠的時間得到滿足上述要求的樣本,是可以從一個班次中抽樣的,但是,從樣本中計算出來的TV就不能很好地反映真實的過程的總變差(零件特性間的真實變差)!建議使用過程總變差的目標值來代替TV,可以從PPK計算公式中推導出來(此處略去公式和推導)。但是要注意:如果實際過程的性能還未達標,則我們評價的%GRR就相當于對測量系統滿足期望目標的能力;如果過程性能實際上已經超過了PPK的目標要求,則此處%GRR的結果可能要高估了當前測量系統滿足當前測量要求的真實能力,即100(GRR/TV)和ndc虛高!

2)計算100(GRR/TV),并將結果與100(GRR/T)的結果進行對比。
a)若100(GRR/TV)不滿足要求(如大于10%),同時100(GRR/T)滿足要求,該測量系統的精度沒有發生顯著下降,這是由于制造過程能力提高的結果,使得總變差TV變小的原因,但是事實是:測量系統已經不能滿足對當前制造過程的統計分析的要求了!
到底需不需要改善呢?很多人在這個地方糾結!因為測量系統本身沒有下降,要改善的話,可能要投入很多成本,例如更換高等級的測量儀器或自動化測量設備,會投入巨資的!這個時候就要看我們的質量管理的要求了,理論上講,如果沒有過程持續改善的測量需求,就沒有必要改善測量系統,但此時要注意兩點:
第一,當客戶需要CPK報告時,你是否能夠說服客戶?
第二,為什么不對過程和產品進行持續改善?!客戶有了更高的質量水平的要求、競爭對手有了更高的質量水平的表現,你還在停滯不前嗎?很多時候,需要我們有戰略觀,戰略就是要求我們不只是看到眼前所花的成本,而是要看到更長遠、更大的范圍內的風險和要求,從而保證戰略總成本*!
b)若100(GRR/TV)是滿足要求的,但是100(GRR/T)是不滿足要求的,則說明測量系統并不是真正的好,與第一次GRR分析(當時是滿足要求的)的時候相比,已經發生了顯著的下降了,但其測量精度仍然能夠滿足當前制造過程的統計分析的要求。這時應當對測量系統進行改善了,最起碼要滿足檢驗的要求!若不改善,100(GRR/TV)也很可能會在下一次GRR研究前就不合要求了。
c)若二者同時滿足要求,則測量系統沒有問題。
d)若二者同時不滿足要求,則毫無疑問,測量系統的精度已經*地變差了,必須要改善了。

總之,周期性進行的GRR分析,應當使用代表當前制造過程實際總變差的樣本,并同時進行兩種%GRR指標的對比分析,從而判斷出兩層涵義:
第一,測量系統的精度是否*地發生了顯著變化;
第二,測量系統的精度是否滿足當前過程的測量要求。
若沒有足夠的時間抽取代表當前過程的樣本,則可以使用PPK目標值所對應的過程總變差來代替當前過程的TV,但這樣做也不是*的。

MSA GRR研究



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