База примеров

Оценка эффективности измерительных систем при производстве электронных плат

Пример выполнен в 5ой версии системы STATISTICA. Информация о текущей версии


Оценка точности измерений того или иного показателя производственного процесса исключительно важна. Она включает две основные составляющие.

Повторяемость – характеристика вариации измерений какой-либо характеристики, производимых одним оператором и одним измерительным средством.

Воспроизводимость – характеристика вариации измерений, наблюдаемой, когда несколько различных операторов используют один инструмент для измерения одного и того же параметра.

По-английски анализ повторяемости и воспроизводимости измерений называется Gage R&R-analysis.

Предположим, вы являетесь инженером по контролю качества на участке производства, выпускающем электронные платы. В вашу компетенцию входит оценка измерительных средств, и вы начинаете свое исследование с системы измерения толщины плат. Вы наугад отобрали трех операторов, измеривших 10 партий продукции (пример с изменениями взят из AIAG (1990) Measurement Systems Analysis Reference Manual (Troy, Michigan: AIAG).

Так как время ограничено, каждому оператору предоставлено две попытки измерения. Исходные данные, полученные в ходе исследования, приведены в табл. 1.

Обозначим измеряемый параметр measure, введем данные в файл gage.sta.

Оператор

Партия

Проба

Изме-
рение

Оператор

Партия

Проба

Изме-
рение

Оператор

Партия

Проба

Изме-
рение

Ralph

1

1

0.65

Jim

1

1

0.55

Neil

1

1

0.5

Ralph

2

1

1

Jim

2

1

1.05

Neil

2

1

1.05

Ralph

3

1

0.85

Jim

3

1

0.8

Neil

3

1

0.8

Ralph

4

1

0.85

Jim

4

1

0.8

Neil

4

1

0.8

Ralph

5

1

0.55

Jim

5

1

0.4

Neil

5

1

0.45

Ralph

6

1

1

Jim

6

1

1

Neil

6

1

1

Ralph

7

1

0.95

Jim

7

1

0.95

Neil

7

1

0.95

Ralph

8

1

0.85

Jim

8

1

0.75

Neil

8

1

0.8

Ralph

9

1

1

Jim

9

1

1

Neil

9

1

1.05

Ralph

10

1

0.6

Jim

10

1

0.55

Neil

10

1

0.85

Ralph

1

2

0.6

Jim

1

2

0.55

Neil

1

2

0.55

Ralph

2

2

1

Jim

2

2

0.95

Neil

2

2

1

Ralph

3

2

0.8

Jim

3

2

0.75

Neil

3

2

0.8

Ralph

4

2

0.95

Jim

4

2

0.75

Neil

4

2

0.8

Ralph

5

2

0.45

Jim

5

2

0.4

Neil

5

2

0.5

Ralph

6

2

1

Jim

6

2

1.05

Neil

6

2

1.05

Ralph

7

2

0.95

Jim

7

2

0.9

Neil

7

2

0.95

Ralph

8

2

0.8

Jim

8

2

0.7

Neil

8

2

0.8

Ralph

9

2

1

Jim

9

2

0.95

Neil

9

2

1.05

Ralph

10

2

0.7

Jim

10

2

0.5

Neil

10

2

0.8

Таблица 1. Данные

Запустим модуль Анализ производственных процессов.

Стартовая панель модуля Анализ производственных процессов

Рис.1. Стартовая панель модуля Анализ производственных процессов

На стартовой панели выберем Повторяемость и воспроизводимость измерений и нажмем кнопку OK.

В появившемся диалоговом окне запишем числа 3, 10 и 2 в поля Число операторов, Число деталей и Число опытов, соответственно. Выберем сначала Построить план в поле Тип анализа и нажмем OK. В диалоговом окне План изучения повторяемости и воспроизводимости нажмем кнопку Вывести итог плана. Появится сводка, в которой отражены установочные данные проводимого анализа: номера операторов, количество партий, число измерительных проб.

Сводка установочных данных для проведения R&R-анализа

Рис.2. Сводка установочных данных для проведения R&R-анализа

Проведение анализа

Имеются два метода для проведения анализа повторяемости и воспроизводимости: метод среднего и размахов и метод дисперсионного анализа. Последний в отличие от первого позволяет оценивать взаимодействия между операторами и партиями.

Мы будем использовать метод среднего и размахов.

Вернемся к диалоговому окну Анализ повторяемости и воспроизводимости. В поле Тип анализа выберем Анализ эксперимента, а в поле Тип файла данных – Файл с группирующими переменными.

Далее нажмем кнопку Переменные и выделим для полей Операторы, Детали, Опыты и Измерения имена наших переменных.

Задание переменных для анализа

Рис.3. Задание переменных для анализа

Нажмем кнопку OK. Появится диалоговое окно Результаты анализа повторяемости и воспроизводимости.

Результаты анализа

Рис.4. Результаты анализа

В области Метод размахов нажмем кнопку % допуска. В поле Общие допуски для деталей укажем 0.4. Эта величина выражает разность между верхним и нижним уровнями допуска для толщины плат.

В поле Число сигма-интервалов оставим значение 5.15, принятое по умолчанию. Нажмем кнопку OK. Появится окно Анализ процента допуска, содержащее отчет по исследуемой измерительной системе.

Отчет по измерительной системе

Рис.5. Отчет по измерительной системе

Из этой таблицы следует, что проценты для допуска и стандартного отклонения превышают 30. Тем самым измерительный процесс является явно неудовлетворительным и нуждается в существенных улучшениях.

Это хорошо будет видно на графиках, показывающих значительную разницу в качестве измерений у разных операторов.

Нажмем на кнопку Составной график по операторам и деталям.

Сравнительные измерения операторов по каждой партии изделий

Рис.6. Сравнительные измерения операторов по каждой партии изделий

Этот график говорит о том, что на допуск и стандартное отклонение результатов главным образом влияет воспроизводимость измерений.

Нажмем на кнопку R-карта по операторам.

Карта размахов измерений операторов

Рис.7. Карта размахов измерений операторов

На графике размахи измерений, т.е. разность между максимальным и минимальным значением в каждой партии, сгруппированы относительно операторов.

И наконец, График повторяемости и воспроизводимости демонстрирует сравнительное мастерство и качество работы каждого оператора, производящего измерения.

Карта отклонений от среднего результатов измерений каждого оператора

Рис.8. Карта отклонений от среднего результатов измерений каждого оператора

В целом по результатам проведенного исследования можно заключить, что основной причиной вариации измерений служат операторы. Инженеру, ответственному за измерения, следует либо повысить квалификацию операторов, либо набрать новый персонал.


В начало


Узнайте больше на курсах Академии Анализа Данных StatSoft

Список курсов    Календарь    Расписание груповых занятий






info@statsoft.ru       (495) 787-77-33       (499) 674-06-15       STATISTICA Data Miner 13.2 Trial

Авторские права на дизайн и материалы сайта принадлежат компании StatSoft Russia.
Все права защищены.

© StatSoft Russia, 2017

StatSoft Russia – компания, зарегистрированная и действующая в соответствии с законами России, которые могут отличаться от законов других стран, имеющих офисы StatSoft. Каждый офис StatSoft является самостоятельным юридическим лицом, имеет право предлагать услуги и разрабатывать приложения, которые могут быть, а могут и не быть представлены в офисах StatSoft других стран.

Лицензионное соглашение      Карта сайта