品管實務書面

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殖阎
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1 國成功學統計學系品管實務期末報告量測系統分析 - Kid-O 餅乾之重量 Gauge Repeatability and Reproducibility Analysis- Weights of Kid-O 組別成員 : 陳楚瑜李承恩翁萃瑩指導教授 : 潘浙楠教授中華民國百零六年

2 第一章目錄緒論研究動機與目的餅乾量量測之要因分析圖...1 第二章分析方法介紹 ANOVA Classical Gauge Repeatablitiy and Reproducibility Study 計量量管制圖...5 第三章實驗規劃產品介紹實驗器材介紹實驗流程...7 第四章資料分析基本統計量量 Xbar - R Chart Gauge R&R Analysis(ANOVA Method) P/T ratio & SNR 第五章結論...12 參參考文獻...12 附錄...12

3 第一章緒論 1.1 研究動機與目的近年年來來, 品質管制在食品業越來來越顯重要, 除了了層出不窮的食品安全問題, 使得食安逐漸受到大家的重視, 產品的品質若若是穩定, 也能鞏固一間公司的信譽和商標, 對此除了了消費者有所警覺, 製造商方面大多也積極增強相關管制和提供多樣證明, 來來提升自己的可信度我們選擇的日清奶油三明治, 是許多人從小吃到大且愛不釋手的餅乾, 它對我們來來說是一種童年年回憶, 而台灣的代理理商也表明了了其內部品管的嚴格, 對此, 我們希望檢測這項大家所熟知且有感情的產品, 其製程能力力和變異異是否真的合乎預期 1.2 餅乾量量測之要因分析圖圖 1.1 要因分析圖 1

4 第二章資料分析方法介紹 2.1 ANOVA 此方法是在相同量量測條件之控制下, 所設計的二因子實驗設計, 其中一個因子為量量測人員, 另一個為產品, 皆採隨機效果變異異數分析模型如下 : i = 1,2,,n,j = 1,2,,p,k = 1,2,.,k μ: 量量測平均值,Ai: 產品之效應,Bj: 量量測人員之效應,(AB)ij: 產品及量量測人員交互作用效應,εijk: 重複量量測之效應將量量測數據採變異異數分析法可得 ANOVA 表, 如下表示 : 變異異來來源平方和自由度均方和 Parts SSA n-1 MSA Operators SSB p-1 MSB Parts*Operatos SSAB (n-1)*(p-1) MSAB Error SSE np(k-1) MSE Total SST npk-1 表 2.1 二因子之變異異數分析表 ( 含交互作用項 ) 由表 2.1 可求得各變異異來來源之估計變異異項, 如下所示 : 2

5 2.2 Classical Gauge Repeatablitiy and Reproducibility Study 一量量測系統分析藉由量量測人員使用量量具及依照量量測方法所獲得數據資料之精確性, 將影響進一步資料分析的準確性, 因此, 需先進行行量量測系統分析 (Measurement System Analysis, MSA), MSA 即是要評估影響量量測品質的可能因素, 例例如量量測方法量量測人員量量測工具等, 使量量測系統在可接受範圍內具體而言,MSA 主要在評估量量具的準確度與精密度是否符合需求 1. 精密度 (Precision): 儀器對同一件產品重複量量測時, 其重複量量測結果之差異異程度, 差異異值愈小, 則此量量測儀器愈精密 2. 準確度 (Accuracy): 量量測儀器對同一件產品作一連串串的重複量量測時, 其量量測平均值與該產品真值之間的誤差程度, 誤差值愈小, 則此儀器愈準確此兩兩種指標可以下圖之靶紙為例例說明如下 : (a) 準而不精 (b) 精而不準 (c) 不準又不精 (d) 既準且精圖 2.1 準確度標靶示意圖 3

6 準確度與精密度之概念念對量量測而言, 量量測數據應具備準確度與精密度兩兩種性質, 即圖 (d) 之情形一旦出現圖 (c) 現象, 則量量測儀器與量量測者均有問題, 宜迅速檢討改進, 否則錯誤之數據會導致錯誤之決策 ; 若若出現圖 (a) 之現象, 則多半表示量量測者技術有待加強 ; 若若出現圖 (b) 之現象, 則顯示量量測儀器已產生偏差, 雖量量測者技術純熟, 但量量測結果不正確, 需進行行量量測儀器之校正量量測系統的準確性可分為偏移穩定性與線性分析三種, 量量測系統的精密性可分為再現性與再生性分析兩兩種, 若若同時進行行兩兩種分析, 稱為量量具再現性與再生性 (Gage Repeatability and Reproducibility,GR&R) 分析因此 MSA 可用量量測的偏移線性穩定性再現性及再生性等 5 種特性來來檢視二量量測系統的準確性 1. 偏移 (Bias) 量量測值與理理論值或真值之間的差距, 此差距若若夠小, 常可忽略略但若若此一差距大到會影響判定, 則該量量測系統就應予以校正或補正校正係指將量量測系統加以調整, 使量量測值與理理論值或真值一致, 若若量量測系統無法校正或校正成本過高, 此時就應建立補正值 2. 線性 (Linearity) 在一連續量量測區間內, 從小到大進行行多次量量測後, 若若將量量測結果繪製於以量量測值為橫軸理理論值或真值為縱軸的座標圖上, 理理想的結果是這些點會形成一條與橫軸成 45 度角的直線 3. 穩定性 (Stability) 量量測系統在某持續時間內測量量同一基準或零件的單一特性時, 所產生不同的平均量量測數據之差異異, 通常是因量量具的磨損量量具未維護及定期校正等因素所造成的, 差異異愈小, 則穩定性愈佳 4

7 三量量測系統的精密性再現性 (Repeatability) 同一量量測人員使用同一量量具, 量量測零件上所指定特性數次, 所得量量測值之變異異量量測系統的變異異來來源很多, 但最主要的是來來自於隨機誤差與人員造成的誤差兩兩種量量測系統的再現性代表量量測結果來來自於隨機誤差的變異異, 一般表示為為估計此一變異異, 普遍的作法是將量量測過程中的所有條件 ( 例例如人員或產品等 ) 予以固定不變, 只由某一位作業人員, 針對某一項產品的某一種特性進行行多次重複量量測, 最後以量量測結果的估計一般常會先以管制圖檢視製程是否仍存在其他變異異來來源, 如果其他變異異存在, 管制圖會出現異異常, 當剔除掉量量測異異常點, 製程呈現無其他變異異來來源時, 就可以或作為精密度與允差比 (Precision-to-Tolerance Ratio,P/T) 是衡量量量量測系統能力力的常用標準, 其計算方式如下公式所示當只考慮量量測系統的再現性時, 若若 P/T<0.1, 表示該量量測系統的能力力是可以被接受的若若 0.1 P/T 0.3, 對於一般量量測, 現有系統可能適合使用, 但對於關鍵的量量測, 現有量量測系統可能不適合若若 P/T>0.3, 則該量量測系統不應被接受使用 2.3 計量量管制圖平均數與全距管制圖 (Xbar - R Chart) 是最常被應用在品質管制上的管制圖之一其中包含分析品質特性集中趨勢變化的平均數管制圖, 以及分析品質特性中趨勢變化的全距管制圖, 其基本假設為品質特性來來自於常態分佈又 Xbar - R Chart 的合適製程為可以用以管制分組的計量量數據, 也就是每次實驗時可以取得數個數據的過程 5

8 第三章實驗規劃 3.1 產品介紹 Kid-O 68 包一箱 ( 取 34 包測量量 ) 購買地點 : 台南市 Costco 好市多餅乾產品規格 :18.68±0.93 公克圖 3.1 Kid-O 餅乾 3.2 量量測器具 1. 工統實驗室的精密天秤可自動偵測零點水平位置及溫度, 並自動顯示校正程序且原裝玻璃防風罩, 並具無軌式設計, 操作簡便便, 不留留灰塵圖 3.2 精密天秤 2. 工統實驗室的花崗岩平台高度測量量的基準面 : 將待測物與量量錶座同置於平臺上, 進行行高度比較測量量, 最後可再將其高度與標準塊規相比較 6

劃線的基準面 : 可接工作圖的尺寸, 進行行劃線工作平行行度測量量的基準面 : 固定量量錶座,

工業統計與品質實驗室實驗步驟 : 1. 暖機精密天平 30 分鐘 2. 使用minitab 建立隨機的 GRR 工作表 3.

9 劃線的基準面 : 可接工作圖的尺寸, 進行行劃線工作平行行度測量量的基準面 : 固定量量錶座, 然後使量量錶指針接觸在待測物表面上方, 移動待測物, 可檢查工件面與平板面的平行行度角度測量量的基準面 : 利利用平板作基準面, 配合正弦桿及角度規, 可進行行角度量量測 3.3 實驗流程時間 : 時間 :2016 年年 12 月23 號星期五中午 12 點至下午 2 點地點 : 國立成功大學統計學系工業統計與品質實驗室實驗步驟 : 1. 暖機精密天平 30 分鐘 2. 使用minitab 建立隨機的 GRR 工作表 3. 確認精密天平是否水平 ( 花崗岩平台 ) 4. 使用砝碼校正 5. 依照工作表內的順序來來量量測 ( 重複兩兩次 ) 6. 進行行資料分析圖 3.3 小組成員 : 翁萃瑩圖 3.4 小組成員 : 陳楚瑜圖 3.5 小組成員 : 李承恩 7

第四章資料分析 4.1 基本統計量量產品規格 :18.68±0.93 公克, 超出產品規格下限的百分比為約 26.47% 此表為量量測後所求得餅乾重量量之基本統計量量 Kid-O 餅乾 Total Count Mean Variance StdDev 重量量 (g) 204 17.94 0.

10 第四章資料分析 4.1 基本統計量量產品規格 :18.68±0.93 公克, 超出產品規格下限的百分比為約 26.47% 此表為量量測後所求得餅乾重量量之基本統計量量 Kid-O 餅乾 Total Count Mean Variance StdDev 重量量 (g) 表 4.1 重量量之基本統計量量此為將所有量量測資料 (204 筆 ) 所計算出的結果, 其中, 平均數為標準差為以下直方圖為以其中一位量量測員的某一次重複為示範的直方圖, 可以看到大致上其資料分布接近常態圖 4.1 量量測者量量測值直方圖 8

11 4.2 Xbar - R Chart 平均數與全距管制圖是計量量管制圖中, 經常被廣泛應用之分析方法除了了可以監控製程平均值變化之狀狀況, 也可以以全距管制圖監控變異異的變化情形圖 4.2 Xbar - R Chart 此圖為三位量量測員的 X-R 管制圖此 X-R 管制圖分為三段 : 第一段 - 翁萃瑩第二段 - 李承恩第三段 - 陳楚瑜, 由此圖可以觀察到, 沒有特別凸出 R 管制圖的點, 所有測量量點皆在管制圖內而因為沒有凸出管制圖的點, 因此我們直接進入到量量測變異異分析部分另一方面, 由於本實驗之測量量儀器 - 精密天平較為精準, 平均數管制圖中, 所有觀察點都在管制界限外, 由此可知, 大部分的變異異皆來來自產品本身 9

12 4.3 Gauge R&R Analysis(ANOVA Method) Two-Way ANOVA Table With Interaction Source DF SS MS F P Parts Operators Parts * Operators Repeatability Total Two-Way ANOVA Table Without Interaction 由此 ANAOVA 表可以看出, 人員因子, 或是其和產品的交互作用, 其顯著性分別為及表示皆不顯著, 這個結果和管制圖顯現的結果一致 Gauge R&R 表 4.2 ANOVA Table With Interaction Source DF SS MS F P Parts Operators Repeatability Total 表 4.3 ANOVA Table Without Interaction Source VarComp %Contribution (of VarComp) Total Gage R&R Repeatability Reproducibility Operators Part-To-Part Total Variation 表 4.4 Gauge R&R Table 由此表顯示, 本量量測實驗的所有變異異皆來來自產品本身, 人員和量量測儀器的變異異非常小 10

13 Source StdDev (SD) Study Var (6xSD) Study Var (%SV) Total Gage R&R Repeatability Reproducibility Operators Part-To-Part Total Variation Number of Distinct Categories = 1286 而根據 AIAG 定義, 鑑別度指標需要大於 5, 量量測系統才能用來來分析製程, 本實驗的 NDC 為 1286, 遠大於 5, 表示量量測系統狀狀況良好 4.4 P/T ratio 本產品有標示其規格其產品規格為 18.68±0.93 公克因此我們可以計算其 P/T ratio 來來評量量量量測系統的能力力, 其公式為 :, 而由前述的介紹, 我們知道一個量量測系統, 其若若 P/ T<0.1, 表示該量量測系統的能力力是可以被接受的若若 0.1 P/T 0.3, 對於一般量量測, 現有系統可能適合使用, 但對於關鍵的量量測, 現有量量測系統可能不適合若若 P/T>0.3, 則該量量測系統不應被接受使用在我們這個量量測實驗中, 我們量量測的標準差為 0, 所以我們的 P/T 值也為 0, 本量量測系統的能力力是可以接受的 11

14 第五章結論分別根據管制圖 ANOVA 分析和 GRR 分析, 我們可以得到以下結果 : 管制圖顯示並沒有離群值存在,ANOVA 分析呈現僅有產品本身的變異異顯著, 而從 GRR 分析也可得知, 在量量測總變異異中, 再現性和重複性的變異異都佔了了極小的比例例 ( 幾乎為 0), 換言之, 量量測總變異異幾乎就等於產品本身的變異異, 且從 NDC 及 P/T ratio 結果, 顯示此量量測系統精密度及準確度皆適宜, 因此我們可以相信這次的測量量結果另一方面, 在產品解釋上, 因為產品外包裝標示了了其規格, 因此經過計算我們發現 : 這次隨機挑選進行行測量量的 34 個 Kid-O 餅乾中, 雖然平均重量量在規格範圍內, 但卻有約莫 26.47% 的餅乾落落在規格下限外, 也許是因為我們剛好挑到比較輕的一批貨, 又或是該產品重量量本就不符合外包裝上所標示之規格, 但無論如何, 對此我們合理理懷疑該代理理商的品管並不如聲稱的好參參考文獻潘浙楠 (2009), 品質管理理 : 理理論與實務 ( 第二版 ), 華泰書局附錄此表格為三位量量測員對餅乾重量量進行行兩兩次測量量 12

15 Anita1 Anita2 Thor1 Thor2 Aaron1 Aaron2 Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O Kid-O

國家圖書館典藏電子全文

國家圖書館典藏電子全文 Gauge Repeatability and Reproducibility with interaction ISO 9000 Statistical Process Control, SPC QS 9000 Gauge Repeatibility and Reproducibility, GR&R QS 9000 Classical GR&R Long Form Classical GR&R