1、MSA 量测系统分析量测系统分析MSA概述概述计量型数据计量型数据MSA计数型数据计数型数据MSAAgenda:量具量具(量测仪器量测仪器):-用来获得量测结果的装置用来获得量测结果的装置量测系统量测系统:-包括操作程序、作业环境、量具、样本、软件与人员等用以包括操作程序、作业环境、量具、样本、软件与人员等用以量测特性数据过程的组合量测特性数据过程的组合-监控制程的眼睛监控制程的眼睛Measurement System量具量具软件软件程序程序方法方法人员人员环境环境被量测被量测样本样本量测数据量测数据量具与量测系统分析量具与量测系统分析量测变异量测变异量测变异量测变异量具的量具的变异变异量具的
2、量具的变异变异操作员的操作员的变异变异操作员的操作员的变异变异Parts间间的变异的变异Parts间间的变异的变异Equipment variation(EV)Appraiser variation(AV)实际的实际的制程变异制程变异实际的实际的制程变异制程变异长期的长期的制程变异制程变异长期的长期的制程变异制程变异短期的短期的制程变异制程变异短期的短期的制程变异制程变异Measurement System观察到的观察到的制程变异制程变异观察到的观察到的制程变异制程变异Total2=P2+MS2MS2=AV2+EV2P2变异来源剖析变异来源剖析Whats Measurement System
3、Analysis想精确地看到制程的变化想精确地看到制程的变化,首先得有稳定及准确的量测系统首先得有稳定及准确的量测系统.利用量测系统分析利用量测系统分析,我们可以知道我们可以知道:任何时候进行一个产品的量测数据任何时候进行一个产品的量测数据,都会有变异的存在都会有变异的存在,其来源可概分为两部份其来源可概分为两部份a.产品本身之间的差异产品本身之间的差异(Part to Part Variation)利用利用SPC分析及监控分析及监控b.量测系统的不尽完美量测系统的不尽完美1.观察到的变异中观察到的变异中,有多少比例是来有多少比例是来自自量测系统量测系统2.量测系统的变异是来量测系统的变异是来
4、自自何何处处(量具量具?人员人员?)进进而降低而降低量测系统的变异量测系统的变异,提升提升量测量测结果结果的有的有效性效性Why We need MSA?确定所观察到的变异为来自”真实”的制程确定所观察到的变异为来自”真实”的制程变异变异,而非量测系统而非量测系统.一个不合格的量测系统不能帮我们有效的监一个不合格的量测系统不能帮我们有效的监控制程控制程 管制图中的特殊原因可能被量测系统的变管制图中的特殊原因可能被量测系统的变异所隐盖或凸显异所隐盖或凸显建立流程中投入建立流程中投入X与产出与产出Y的有效关连性的有效关连性If you cannot measure,you cannot impro
5、ve!If you cannot measure,you cannot improve!v 量具量具再现性再现性:指由指由不不同同操作人员使用操作人员使用相同相同的量具测量的量具测量相同相同产产品之品之相同相同特性时，其作业者间测量平均值之变异特性时，其作业者间测量平均值之变异.（三同一异）（三同一异）v 量具量具重复性重复性:指由指由同同一个一个操作人员用操作人员用同同一一种种量具经量具经多多次次测量测量同同一个一个样本的样本的同同一一测量特性值时的重复能力测量特性值时的重复能力,亦称测量值间亦称测量值间的变异的变异.（四同）（四同）v 稳定稳定性性:同同一一量具于量具于不不同同时间时间测量
6、测量同同一一样本之样本之相同相同特性所得特性所得之变异之变异.（三同一异）（三同一异）v 偏性偏性:指由指由同同一一操作人员使用操作人员使用相同相同量具量具,测量测量同同一一样本之样本之相同相同特性特性多多次次数所得平均值数所得平均值与与精密仪器测量同一样本之相同特性精密仪器测量同一样本之相同特性所得之所得之真值真值或参考值之间或参考值之间的的偏偏差差值值v 线性线性:指在量具预期工作指在量具预期工作量程量程内内，各测量数据与相应真值或参，各测量数据与相应真值或参考值之间的考值之间的偏偏差差值（偏倚）值（偏倚）之变化之变化情况情况名词定义名词定义准确准确度度(Accuracy/Bias):量测
7、之平均值样本真值量测之平均值样本真值(标准值标准值)的差异程度的差异程度-偏性偏性(Bias),稳定性稳定性(Stability),线性线性(Linearity)精确精确度度(Precision):以同一量测方法量测多次所得数据彼此接近程度以同一量测方法量测多次所得数据彼此接近程度-重复性重复性(Repeatability),再现性再现性(Reproducibility)Not Accuracy orPrecise Accurate but notprecisePrecise but notAccurateAccurate andpreciseAccuracy and Precision量测资
8、料值类型量测资料值类型 偏性偏性 稳定性稳定性 线性线性 Gage R&R(重复性与再现性重复性与再现性)Xbar-RANOVA（analysis of variance）计数值计数值attribute眼睛的颜色眼睛的颜色:蓝蓝色色,绿色绿色,棕色棕色,等等.社会经济状况社会经济状况:高高,中中,低低;种类种类:好好/坏坏,机台机台1/机台机台2计量值计量值/连续型连续型时间时间:2.000,2.1,2.119 秒秒压力压力:45,45.8,49.234 psi循环时间循环时间:8,14,32 天天资料种类资料种类计数型计数型(attribute)计量型计量型(continuous)Nomin
9、alOrdinalKAPPAICC常见的分析指标常见的分析指标计量型计量型稳定性稳定性针对量测系统，做针对量测系统，做SPC，持续监控，持续监控线性线性针对不同尺寸的研究针对不同尺寸的研究偏性偏性研究观测值和可接受基准值之间一致的接近研究观测值和可接受基准值之间一致的接近程度程度GRR针对量测系统的重复性与再现性进行分析针对量测系统的重复性与再现性进行分析计数型计数型Kappa针对资料分类可等同对待的量测系统的重复针对资料分类可等同对待的量测系统的重复性与再现性进行分析性与再现性进行分析ICC针对资料分类有等级顺序性的量测系统的重针对资料分类有等级顺序性的量测系统的重复性与再现性进行分析复性与
10、再现性进行分析注：对注：对不不同同的测量系统可的测量系统可能需要能需要不不同同的分析的分析指标指标Agenda:MSA概述概述 计量型数据计量型数据MSA-偏性偏性-线性线性-稳定性稳定性-GRR 计数型数据计数型数据MSA解析度评估解析度评估解析度解析度=量具最小刻度量具最小刻度/最窄量測規格公差最窄量測規格公差解解析析度度如如果果小小于于10，则则结果结果PASS!目目的的：量测系统量测系统侦侦测样本变化的测样本变化的能力能力Spec.5.350.05 mm解析能力夠嗎?半間格无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机，然后重新打开该文件。如
11、果仍然显示红色“x”，则可能需要删除该图像，然后重新将其插入。312456780mm910 1101cm5.5mm or?全間隔56AB半間格半間格无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机，然后重新打开该文件。如果仍然显示红色“x”，则可能需要删除该图像，然后重新将其插入。312456780mm910 1101cm无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机，然后重新打开该文件。如果仍然显示红色“x”，则可能需要删除该图像，然后重新将其插入。312456780mm910 1101cm5.3 or 5
12、.4 mm?全間隔56全間隔56AB测量测量仪器仪器的的最小刻最小刻度应高于度应高于过过程变异程变异(6T)和和公公差差带带(USL-LSL)两两者者中精中精度度较较高者高者的的十十分之一分之一！解解析析度度评估评估Agenda:MSA概述概述 计量型数据计量型数据MSA-偏偏性性-线性线性-稳定性稳定性-GRR 计数型数据计数型数据MSA偏性偏性偏性偏性:-量測值的平均值與標準值(真值)之間的差值-越小越越小越好好 Bias=量測平均值 標準值(真值)%Bias=|Bias|Process VariationX 100(%Bias due to Process variation)%Bias
13、=|Bias|ToleranceX 100(%Bias due to Tolerance)Process Variation=6 Tolerance=USL-LSLStandard ValueAverageObserved ValueBIAS偏性操作偏性操作准备项目准备项目条条件件数量数量操作操作方式方式样本样本取已知真值的样本或标准件取已知真值的样本或标准件1pcs真值取得之方式真值取得之方式:a 使用标准片使用标准片b 使用更高级数的量测仪器量测实际产使用更高级数的量测仪器量测实际产品取得真值品取得真值c 重复量测产品重复量测产品10次次,取其平均值作为真取其平均值作为真值值d.样本真样本
14、真值值或或标准值需落在生产范围标准值需落在生产范围1由由一一位位作业者作业者,使使用用相同相同的量测仪的量测仪器器,以常规方式对以常规方式对同同一一样本或标准样本或标准件量测件量测10次次注注:已执行已执行Linearity则该范围内则该范围内的的Bias已经已经被被涵涵盖盖不不需再做。需再做。操作人员操作人员量测仪器实际操作者量测仪器实际操作者1量测仪器量测仪器实际使用的仪器实际使用的仪器1Agenda:MSA概述概述 计量型数据计量型数据MSA-偏性偏性-线线性性-稳定性稳定性-GRR 计数型数据计数型数据MSALinearityLinearity:-在量具在量具全全作作業範圍內選取業範圍
15、內選取各各適當刻適當刻度度的的零零件件加加以量以量測測分析分析，可可決決定定線線性性-指指量具量具各各作作業範圍業範圍之之偏性偏性Larger BiasSmaller BiasLSLUSLTrue ValueMeasurementMeasurementTrue Value Linearity=|Slope|x Process Variation(6p)%Linearity=LinearityProcess VariationX 100=|Slope|x 100 Regression Model:y=a+bxy:Biasx:Standardb:SlopeHistogram(PQE.STA 16v
16、*345c)y=298*10*normal(x,-2.115436,4.422915)PQLC_FNo of obs01836547290108126144162180198216234252270=-20(-20,-10(-10,0(0,10(10,20(20,30ReferenceValueSmallBiasObservedAverage Value(Lower part of range)Histogram(PQE.STA 16v*345c)y=298*10*normal(x,-2.115436,4.422915)PQLC_FNo of obs0183654729010812614416
17、2180198216234252270质量工具质量工具量具研究量具研究量具研究量具研究(交叉交叉)Minitab选项选项分析方法分析方法选择选择:TV 计计算算方方式式的的选择选择交互交互作用的显作用的显著水著水准准由由预设预设的的0.25改改为为0.05製製程程公公差差=ToleranceGRR判读范例判读范例-11.统一用统一用ANOVA method.当交互作用的当交互作用的P value大于大于0.05时时,Minitab将将自动进行无交互作用的自动进行无交互作用的ANOVA分析分析.P value 0.05表示人員間無顯著差異量具量具 R&R 研究研究-方差分析法方差分析法包含交互作
18、用的双因子方差分析表包含交互作用的双因子方差分析表来源自由度SS MS F PPart_No 9 39697.7 4410.85 1353.20 0.000appraiser 2 0.9 0.47 0.14 0.867Part_No*appraiser 18 58.7 3.26 2.60 0.003重复性60 75.3 1.26合计89 39832.6删除交互作用项选定的 Alpha=0.05量具量具 R&R 方差分量来源方差分量贡献率合计量具 R&R 1.924 0.39重复性1.256 0.26再现性0.668 0.14appraiser 0.000 0.00appraiser*Part_
19、No 0.668 0.14部件间489.733 99.61合计变异491.656 100.00过程公差=230研究变异%研究变异%公差来源标准差(SD)(6*SD)(%SV)(SV/Toler)合计量具 R&R 1.3869 8.322 6.25 3.62重复性1.1205 6.723 5.05 2.92再现性0.8173 4.904 3.69 2.13appraiser 0.0000 0.000 0.00 0.00appraiser*Part_No 0.8173 4.904 3.69 2.13部件间22.1299 132.779 99.80 57.73合计变异22.1733 133.040
20、100.00 57.84可区分的类别数=221.%R&R指针指针的判定的判定:重要特性重要特性:10%,可接受可接受一般特性一般特性:=5,可接受GRR判读范例判读范例-1%EV%AV製程標準差很小,若改善已不符合經濟效益時的取代方法.此時量測結果是以符合規格需求為目的,当当Ppk1.67,可用可用%P/T（%Tolerance）指标）指标GRR判读范例判读范例-1GRR 图形分析（图形分析（1）What are you looking for:Part to Part越大越好,因为理想的量测变异只有来自零件的变异如果Repeat.和Reprod的变异相对地高，则表示量测系统能力不足Want
21、these bars to be much taller than othersGRR 图形分析（图形分析（2）What are you looking for:R chart需在管制界限内如果某个评价者超出管制界限，则表示他使用的方法与其他人不一致如果所有评价者均有一些超出管制界限的点，则表示此量测系统对评价者的技巧较敏感，需要进行改进IF chart is“in control”,the gage and operator are“repeatable”GRR 图形分析（图形分析（3）What are you looking for:Xbar chart需超出管制界限，大约一半或一半以上的
22、点应落在管制界限外大部份的点超出管制界限，表示产品间的变异程度远超出量测系统的变异程度Want chart to be“out of control”,that means the gage variance is much smaller than the difference in the item being measured.GRR 图形分析（图形分析（4）Want the range of readings for each part to be consistent with the range for other partsWhat are you looking for:个个别
23、别产品的产品的每每次次量测变异一量测变异一致致性性分分离读离读值值的的呈呈现现GRR 图形分析（图形分析（5）If line connecting the means is flat or almost flat,there are no significant different between operatorsWhat are you looking for:平均值愈相等愈好，表示评价者都得到相同的量测，因为每位评价者量测的平均值都相同可观看出哪位评价者异于其他人，是否有特殊原因出现GRR 图形分析（图形分析（6）What are you looking for:将将各各位评价位评价者者
24、的的Xbar chart重重叠起叠起来来，各，各评价评价者者间的间的Xbar chart若呈若呈现平现平行行状状态态，则表示则表示其一其一致致性性佳佳若若Xbar chart呈呈现现交错交错现现象象，则表示评价则表示评价者与者与选取选取的产品间有的产品间有交互交互作用作用，亦，亦即表即表示评价示评价者者的量测的量测结果结果会会受受到不到不同同产品产品影响影响Look at how closed the line parallel each other.If they diverge,then some operators are consistently measuring some part
25、s differentlyGRR之评估结果分析之评估结果分析若若发发生生不不符合符合时时，应，应追查追查真真因因，找找到到root cause，并并对对已已量测产量测产品品做追溯做追溯处处置置Gage R&R 判读指针判读指针判判读读指标指标:1.NDC指指数数2.%R&R（如如果果是是单边规单边规格格只只需需SV%、双边规、双边规格格需需看看SV%和和%Tolerance、SPC管管控的控的项项目目需需SV%、%tolerance、%process）当发现不过时需要参考当发现不过时需要参考PPK值：值：如果如果PPK大大于于1.67，则需要参考，则需要参考%Tolerance的指标的指标如果
26、如果PPK小于小于1.67，则不能接受，则不能接受不可接受30%30%尚可接受10%-30%10%-30%接受510%510%-30%30%0.0024560.0919190.00245600.09188680.1479100.40.1479100.04297案例案例%R&R%Study ofVariationNumber of Distinct Category(ndc)%ToleranceP/T Ratio100TotalMS2MSP6MSTolerance%Process6*6*PrMSocessGRR reportAgenda:MSA概述概述 计量型数据计量型数据MSA 计数型数据计数
27、型数据MSA-Kappa-ICC评估评估(Estimate):多位检验员，重复量测产品的有效性及一致性分析指针：分析指针：ICCKappa有有效性效性(Effectiveness)一一致致性性(Consistency)正正确确性性(Accuracy)：-检验员检验员与标与标准准值值的比较的比较(each appraiser v.s standard)-检验员间检验员间与标与标准准值值的比较的比较(all appraiser v.s standard)重复性重复性(Repeatability)：-检验员的差异检验员的差异(within appraisers)再现性再现性(Reproducibil
28、ity)：-检验员间的差异检验员间的差异(between appraisers)计数型计数型MSA的分析目的的分析目的与參考值比较作出正确判定次数有效性=总评价次数Agenda:MSA概述概述 计量型数据计量型数据MSA 计数型数据计数型数据MSA-Kappa-ICCKappa 分析分析适用分类型资料适用分类型资料,例如例如眼睛的颜色眼睛的颜色:蓝色蓝色,绿色绿色,棕色棕色,等等.种类种类:好好/坏坏,机台机台1/机台机台2所有分所有分类类等等同对待同对待注意事项注意事项:每个量测物间相互独立每个量测物间相互独立.评价员的检验相互独立评价员的检验相互独立.判读值判读值(分类分类)间互斥间互斥.
29、Kappa抽样建议准则抽样建议准则分类数量分类数量22例如例如Go/No Go良品良品/Defect A/Defect B.不不同缺陷种类同缺陷种类)抽样准则抽样准则尽量保持两类型样本为各半的尽量保持两类型样本为各半的比例比例.(50%/50%)灰色地带样本灰色地带样本50%明显好的与不好的约明显好的与不好的约50%建议样本数为建议样本数为30-50间间.如有如有no go 产品产品,应将原因再层应将原因再层别别.各类型样本均分各类型样本均分100%各分类间需要互斥各分类间需要互斥,将有相关的将有相关的类别并为“其它”项类别并为“其它”项Kappa操作操作样本样本：建议样本数为：建议样本数为3
30、050，各类型样本比例均等，各类型样本比例均等；重复量测次数重复量测次数:3次次操作人操作人条条件件:可以执行评估可以执行评估/实际操作者实际操作者操作员数操作员数:选择选择 3 个人个人,步骤步骤:1.随意的将样本给一个人随意的将样本给一个人(不要说明样本之属性不要说明样本之属性),让此人评估让此人评估每一个样本每一个样本2.一旦第一个人检验所有的样本后一旦第一个人检验所有的样本后,其它的人再重复同样的动其它的人再重复同样的动作作3.一旦所有人检验过每一样本后一旦所有人检验过每一样本后,上述动作再作第二次上述动作再作第二次4.注意注意:所有可能的组合所有可能的组合,包括评判员包括评判员,样本
31、及次数样本及次数,皆须包含皆须包含在内在内每一个操作员必须检验所有的样本每一个操作员必须检验所有的样本每一个操作员必须检验这些样本每一个操作员必须检验这些样本,有相同的次数有相同的次数Kappa 判读指针判读指针1.评价者自己的一致性及有效性评价者自己的一致性及有效性(Within Appraisers)2.评价者间的一致性及有效性评价者间的一致性及有效性(Between Appraisers)3.评价者自己与参考标准的一致性及有效性评价者自己与参考标准的一致性及有效性(Each Appraiser vs Standard)所所有的有的评价评价者与参考标者与参考标准的一准的一致致性性及有及有效
32、性（效性（All Appraisers vs Standard）只只是作为是作为参考参考的的指标指标。判读指标及标准判读指标及标准如果分类等于如果分类等于2，则全部，则全部Kappa值都需要看；值都需要看；如果分类大于如果分类大于2，则，则Kappa判读时需要看判读时需要看overall Kappa值，要求同上！值，要求同上！MSA 原则原则分析指标的选择分析指标的选择站点及站点及特性特性使使用仪器用仪器是否是否需需要要做做MSAMSA分析分析方方法法各站各站无尘室温湿度计无尘室温湿度计FPC/PCB 拉力测试拉力测试拉力计拉力计IC bonding显微镜显微镜SB 外观外观卡尺卡尺F/V目视目视OQC目视目视计量计量值值不可不可重复，重复，不不需做需做破破坏坏性量测性量测，不不需需做做是是GRR+线线性性/偏偏性性+稳稳定性定性GRR+线线性性/偏偏性性+稳稳定性定性是是是是Kappa是是KappaTHE END
