측정시스템 분석 절차

 측정시스템 분석 절차

1. 계측기 분해능 요구사항

계측기 분해능이 불충분한 경우에는 품질관리/공정관리에서 문제를 야기할 수 있다. 그러므로 측정 시스템 분석 절차에는 제일 먼저 계측기 분해능이 요구사항을 충족하고 있는지 검토하여야 한다.

ISO 22514-7(2012) : (합부판정용) 공차의 1/20 이하

                                        (공정관리용) 공정변동의 1/5 이하

GM, BOSCH, VDA 5 : 공차의 5%(1/20)이하

AIAG : 공차(혹은 공정 변동)의 1/10 이하

예 : 계측기 분해능(0.01) / 규격(49.8 ~ 50.2)

==>  (분해능 0.01) / (공차 0.4) = 0.025 : 모든 규격 만족

2) 계측기 자체의 반복성 및 편의를 기준으로 규격이 해당 부품을 측정할 능력 만족 분석(TYPE I)

규격의 중앙부분에 해당되는 기준값이 알려진 1개의 기준용 표준 혹은 시료에 대하여 n회반복 측정한다. 측정 데이터로 부터 평균과 표준편차를 구하여 계측기 능력지수(gage capability indices)를 계산하여 하기 기준을 만족할 경우 합격으로 판정한다.

3)Gage R&R(TYPE II)

계측기 자체의 산포인 반복성뿐만 아니라 측정작업자 사이의 산포인 재현성을 고려하여 측정시스템의 정밀도를 평가하는 방법이다. Gage R&R Study를 위한 측정 실험은 통상 10개의 시료(부품)를 공정에서 랜덤하게 추출하고, 해당 계측기를 사용하는 측정작업자 중에서 통상 3명 정도를 선정한 다음에, 각 측정작업자에게 시료(부품)를 랜덤하게 하나씩 제시하여 통상 2~3회 반복 측정하도록 한다.

4) 측정작업자의 영향이 없는 경우에 대한 Gage R&R(TYPE III)

자동 측정 장비를 사용하여 측정하는 경우에는 측정 작업자의 영향은 없다. 이러한 경우에는 측정 작업자 사이의 변동량인 재현성은 없고, 반복성만 존재한다. 생산공정에서 랜덤하게 p개의부품을 선정하여 반복 r회측정하여 측정데이터를 얻는다. GM에서는 최소 5개 이상의 부품을 선정하고, p*r이 50이상이어야 한다고 규정하고 있다. 측정실험을 수행한 다음에 실험계획법의 일원배치법 변량모형에 의하여 분석하여 측정의 변동을, 실제 공정의 변동량(부품 간 변동량), 반복성을 구분하여 각각을 추정한다. 재현성의 분산은 없으므로, 전체 산포와 반복성을 동일한다.

5) 선형성(TYPE IV)

선형성은 계측기의 측정범위 내에서 측정의 일관성을 평가하는 것이다. 즉, 계측기의 측정범위 전체에서 편의값이 일정하면 선형성이 좋다고 말한다.

• 공정변동량에 근거하여 계측기의 운영범위를 포함하는 부품 g개(5개 이상)를 선정한다.

• 이 g개 부품의 기준값을 결정하고, 이 값으로부터 선정된 부품이 계측기의 운영범위를 포함하는지를 확인한다.

• 한 명의 측정작업자로 하여금 각 부품을 평가대상의 계측기로 n회(10회 이상)씩 측정하여 데이터를 얻는다, 얻어진 측정데이터로부터 편의값(Y)과 기준값(X)사이의 회귀직선을 구한 다음에 통계적 가설검정을 통하여 회귀직성의 기울기와 절편이 동시에 0이라고결론이 나오면 선형성이 합격이라고 판정한다.

6) 안정성(TYPE V)

측정시스템의 안정성은 시간이 지남에 따른 동일 부품(시료)에 대한 측정결과의 변동 정도를 의미한다. 시간이 지남에 따라 측정된 결과가 서로 다른 경우, 그 측정시스템은 안정성이 결여됐다고 말한다. 따라서 측정시스템의 안정성이 결여되었는지를 확인하기 위하여 주기적으로 평가하여야 한다.

안정성을 분석하는 방법으로 계량형 관리도를 이용하는 방법이 일반적이다. 안정성을 평가하기 위하여 일정 기간마다 동일한 표준 시료를 통상 3회~5회 정도를 반복 측정한다. 위와 같이 반복측정을 실시한 경우에는 X(bar) 관리도 혹은 X관리도를 사용하며 평균 관리도(X(bar)관리도, X 관리도)를 이용하여 계측기의 정확도(편의)를 모니터링하고, 산포 관리도(R관리도, s 관리도)를 이용하여 계측기의 정밀도(반복성)을 모니터링 한다.