Hodnotenie spôsobilosti meracieho systému Expanded Gage R&R štúdia

Hodnotenie spôsobilosti meracieho systému

Expanded Gage R&R štúdia

Najpoužívanejšou metódou pre hodnotenie spôsobilosti meracieho systému je Gage R&R Study. Vo väčšine prípadov táto štúdia hodnotí vplyv dvoch faktorov na variabilitu meracieho systému – vplyv operátora a vplyv súčiastky.

Pre komplexne pochopenie variability meracieho systému je však často krát nevyhnutné analyzovať aj vplyv(y)  ďalšieho faktora. Ak teda do štúdie zahrnieme ďalší faktor, alebo faktory štúdiu nazývame potom ako rozšírenú – expanded study.

Základné rozdiely medzi Gage R&R a Expanded Gage R&R:

• Rozšírená štúdia umožňuje zahrnúť okrem vplyvu operátor – súčiastka do analýzy ďalšie dodatočné faktory ako meradlo, meraciu stanicu, laboratórium, lokáciu meradla a pod.
• Uvedené analyzované vplyvy môžu byť skúmané aj vo vzájomnej interakcii (napr. či a ako ovplyvňuje variabilitu meracieho systému meradlo vo väzbe na jeho umiestnenie).
• Pracovný zošit štúdie môže obsahovať prázdnu bunku námeru (nezaznamenali sme hodnotu počas merania, alebo je nečitateľná pri prepise a pod.).
• Keďže skúmame pri Expanded Gage R&R viac vplyvov, prirodzene rastie požiadavka na viac námerov (bežný prístup teda je znížiť počet meraných súčiastok napr. z 10 na 5).

Praktická štúdia Expanded Gage R&R

V procese výroby skla chceme vyhodnotiť systém merania posudzujúci refrakciu skla. Budeme realizovať Expanded Gage R&R štúdiu. Štúdia bude realizovaná 3 hodnotiteľmi, na 22 sklenených výrobkoch a na 2 meracích staniciach. Špecifikom merania resp. meracieho systému je, že meracia stanica je fixným faktorom

Expanded Gage R&R v Minitab

Podľa vygenerovaného plánu boli realizované jednotlivé merania, výsledky sú zaznamenané v pracovnom zošite.

Obr.1 Výsledky meraní a spustenie procedúry v Minitab

Dosiahnuté výsledky štúdie – Analytická časť

Prvá two-way ANOVA tabuľka (obr.2) popisuje vzťahy súčiastka, operátor, stanica a ich interakcie. Ak je p value interakcii ≥ 0,05, software vynechá tieto z celkového modelu, pre ich nevýznamnosť.

Vidíme, že interakcie Part*Operator p-value je 0,189 a Operator*Station p-value je 0,59.

Obr.2 Two-way ANOVA table

Uvedené interakcie teda software zanedbá a vygeneruje druhú two-way ANOVA tabuľku (obr. 3).

Obr.3 Upravená two-way ANOVA table

Výsledok štúdie meracieho systému pre refrakciu skla ukazuje, že merací systém má väčšiu variabilitu (Total Gage R&R %Contribution) ako je variabilita medzi výrobkami (Part-to-Part %Contribution).

Obr.4 Analytický výsledok štúdie Gage Evaluation

Celkový výsledok Total Gage R&R sa rovná približne 70% variability štúdie. Opakovateľnosť (Repeatability) predstavuje asi 69% variability štúdie , čo znamená, že merací systém nemeria rovnaké výrobky presne a konzistentne.

Rozlišovacia schopnosť meracieho systému je rovnako veľmi nízka, hodnota NDC =1. V zmysle pravidiel AIAG by mala byť aspoň 5.

Dosiahnuté výsledky štúdie – Grafická časť

Výsledky grafického hodnotenia štúdie (obr.5) :

• V grafe Components of Variation merací systém vysvetľuje zhruba rovnakú veľkosť variability ako variabilita medzi súčiastkami Part-to-part variation. Väčšina variability pochádza z nepresnosti meracieho systému (Repeatability).
• R Chart by Operator – viacero dát je mimo regulačných medzí, čo znamená, že existuje variabilita medzi 3 operátormi – nemerajú konzistentne rovnako.
• Xbar Chart by Operator – len zopár bodov u každého operátora je mimo regulačných medzí. V tomto diagrame pre posudzovanie spôsobilosti meracieho systému by malo byť aspoň 50% bodov mimo regulačných medzí.
• Measurement by Part – viditeľná veľkosť variability každého odmeraného výrobku. Aj priemerné hodnoty (modrá spojnica) kolíšu podstatne, čo je ale spôsobené prirodzene rozsahom meraných výrobkov a ich pravej (reálnej) hodnoty.
• Measurement by Operator – je vidieť istú variabilitu, ale operátori merajú vcelku zhodne.
• Operator*Part Interaction graph – farebné priamky kopírujú pomerne tesne jedna druhú, avšak miernymi rozdielmi konštatujeme istú prítomnosť nesúladu, nevyváženosti meraní vplyvom interakcie operátora a výrobku. Napr. operátor 3 dosiahol odlišný námer u výrobku 19 ako ostatní dvaja.

Obr.5 Ukážka grafických výsledkov

Výsledkami štúdie hodnotenia spôsobilosti meracieho systému Expanded Gage R&R musíme konštatovať, že merací systém nedokáže poskytnúť objektívne hodnoty skúmanej refrakcie skla a je preto nevyhnutné ho zlepšiť. Účelové smerovanie zlepšovania je možné práve na základe analytických a grafických výsledkov štúdie, ktoré predstavujú vodítko, na čo konkrétne sa pri zlepšovaní zamerať.

Ing. Peter Kormanec
konzultant
kormanec@4industry.consulting

Časť informácií obsiahnutých v článku je zobrazená so súhlasom spoločnosti Minitab Inc. Všetky takéto materiály zostávajú výlučným vlastníctvom a autorskými právami spoločnosti Minitab Inc. Všetky práva vyhradené.“

Portions of information contained in this publication/book are printed with permission of Minitab Inc. All such material remains the exclusive property and copyright of Minitab Inc. All rights reserved.“

Spoločnosť 4industry consulting je zmluvne oprávnená spoločnosťou Minitab Ltd okrem iného, tiež formou knižných publikácií, článkov či iných dokumentov demonštrovať praktické ukážky využitia softwéru Minitab® Statistical Software a Companion by Minitab®.

Článok je pripravený na základe zdrojových údajov dostupných na support.minitab.com.