8.2. 측정시스템 8.2.1 측정시스템의기본개념 통계적품질관리는모든것을품질데이터에근거하고있으므로정확한데이터의수집이중요 측정시스템이제품이나공정을정확히측정하여올바른데이터를산출할수있는것인지반드시평가 8.2.2 측정오차의성질 정확성, 정밀도, 안정성, 재현성
2 2 측정오차 (1) 정확성 (accuracy) 측정의정확성은어떤계측기로동일의제품을측정할때에얻어지는측정치의평균과이특성의참값과의차를말한다. (2) 정밀도 (precision 또는 repeatability) 정밀도는측정기계로인한산포이다. (3) 안정성 (stability) 계측장비가마모나기온이나습도와같은환경조건의변화에의하여시간이지남에따라서동일제품의계측결과에영향을미치는경우를말한다. (4) 재현성 (reproducibility) 재현성은측정자간의차이를말한다.
측정치의변동의문제점과원인의관계 문제점 정확성 ( 평균과참값차 ) 정밀도 ( 측정기기산포 ) 안정성 ( 작업시간 ) 재현성 ( 작업자간 ) 원인 계측기마모적합하지않은눈금적합하지않은계측기사용방법계측기보전의미비적합하지않은측정기계측기고정방법이나위치문제환경조건, 불규칙적인사용시기계측기의작동준비 (Warm-Up) 상태측정자교육미비계측기눈금의불확실성에의한해독오차
8.2.3 정밀도와재현성실험 (R&R Test; Repeatability and Reproducibility) 1. R&R Test : 측정변동의주요원인인정밀도와재현성을구분계산하여측정변동의주요원인을분석. 2. 측정시스템에영향을주는 5 가지 - 인력, 방법, 자재, 기계, 환경 준비사항 1 인력 : 일반적인측정자 2 명혹은 3 명을선택한다. 2 방법 : 모든측정자는정확하게측정시료를측정하는방법을알아야한다. 3 자재 : 대부분의경우에 10 개의측정시료를선택하여, 각측정시료에번호를준다. 4 기계 : 계측기는규격보다한눈금더작은것까지읽을수있어야한다. 5 환경 : 측정품목에따라작업환경이측정오차에큰영향을미치는경우가있으므로적합한작업환경하에서측정하여야한다.
R&R Test 는측정자의수 ( g), 측정시료의수 (n ), 반복측정의횟수 (r ) 등을상황에따라변화를줄수있으나, 예 ) 일반적으로 g=3, n=10, r=2 대한평가절차 1 측정자를 A, B, C 라하고, 측정시료에번호 1, 2,, 10을주고, 측정자는이번호를알수없도록한다. 2 측정자 A 로하여금 10개의시료를랜덤하게측정하여그값을기입한다. 3 측정자 B, C 에대해서도순서 2를반복한다. 4 1차반복이끝난후, 2차반복에대해서도순서 2, 3과동일한방법으로다시실시하여측정치를기입한다. 필요하다면 3차반복을실시한다. 반복의수가증가함에따라더정확한결과를얻을수있다. 정밀도, 재현성, 그리고정밀도와재현성을다음에소개된순서 5번에서 11번에걸쳐구한다. 5 샘플의합과범위를구한후, 각측정자에대한평균값과평균범위를계산한다. 6 측정시스템이관리상태에있는가를확인한다. R-관리도를사용하여측정시스템이관리상태에있는지를분석한다. 만일어떤범위가관리상한선보다클경우측정시스템에문제가있는지를조사하고그값을제외한후순서 5와순서 6을다시한다.
8.2.5 안정성의평가
2 6 계측기관리방안순서 1 먼저계측기의정확성과안정성에아무런문제가없는지를검토한다. 측정방법, 시료의샘플링방법, 실험방법의면밀한검토와계측기의물리적상태의체크등을실시하여야한다. 2 정밀도 (%), 재현성 (%) 그리고얻어진데이터를분석하여보면측정오차의주요원인이무엇이며어느분야의개선이필요한가를알수있다. 예로서, 만일재현성 (%) 가 R&R(%) 의대부분을차지한다면측정자와측정기술의교육에염두를두어야할것이다. 반면에정밀도 (%) 가재현성 (%) 에비하여상대적으로크면, 측정기를조사하여개선점을찾아내야할것이다. 보전이문제라면계속적으로보전해야할것이며, 계측기의고정방법이나위치가문제인가도점검하여야한다. 만일계측기의정도가떨어지면계측기공급자나제조자와상의하여새로정도높은측정기를구입하거나, 측정
한다. R&R(%) 의평가 R&R (%) 조치 10% 미만인경우계측기관리가잘되어있는편임. 10~30% 인경우 계측기의수리비용, 측정오차의심각성등을고 려하여조치여부를결정함. 계측기관리가미흡하여, 반드시계측기오차의 30% 이상인경우 원인을규명하여이를해소시켜주어야한다. 개 선방법이없으면계측기판매회사의도움을얻어 야함.
8.2. 측정시스템 ( 복습 ) 8.2.1 측정시스템의기본개념 통계적품질관리는모든것을품질데이터에근거하고있으므로정확한데이터의수집이중요 측정시스템이제품이나공정을정확히측정하여올바른데이터를산출할수있는것인지반드시평가 8.2.2 측정오차의성질 정확성, 정밀도, 안정성, 재현성
정밀도와재현성실험 (R&R Test; Repeatability and Reproducibility) R&R(%) 의평가 ( 복습 ) R&R (%) 조치 10% 미만인경우계측기관리가잘되어있는편임. 10~30% 인경우 계측기의수리비용, 측정오차의심각성등을고려 하여조치여부를결정함. 계측기관리가미흡하여, 반드시계측기오차의원 30% 이상인경우 인을규명하여이를해소시켜주어야한다. 개선방 법이없으면계측기판매회사의도움을얻어야함.
[ 예제 8 7] 어떤핸드폰업체의품질관리부서에서는자사제품의특성을측정하는측정시스템에대한신뢰성을확보하기위하여 Gage R&R 분석을하려고다음과같은데이터를얻었다. 3 명의측정자가 2 회씩반복하여 10 개의샘플을측정하였다. Gage R&R 분석을하시오. 단제품의규격은 21±1 이다.
풀이 ) 1. C1(part), C2( 측정자 ), C3( 측정치 ) 에데이터입력 2. 통계분석 < 품질도구 < 게이지연구 < 게이지 R&R 연구 ( 교차설계 ) 선택
3. 게이지 R&R 연구 ( 교차설계 ) 대화상자에서부품번호에 C1(part), 운영자에 C2( 측정자 ), C3( 측정치 ) 를선택, 분석법에분산분석체크 4. 게이지 R&R 연구 ( 교차설계 ) - 옵션대화상자에서연구변동에 6 을입력후확인
총게이지 R&R 은 ( 총변동 11.51%) 이고분산성분의기여는 85.60% ( 반복성 :68.64+ 재현성 16.96) 이며부품 - 대 - 부품에분산기여는 14.40% 이다. 이는변동의대부분이측정시스템으로인한것이며부품간에차이로인해서는발생하지않는다는것을알수있다. 구별되는범주의수가 4 이상이면측정시스템을인정한다. 위의결과는 1 이므로측정시스템인안정적이지못하다고할수있다. 반복이있는이원분산분석표에서 part* 측정자의 p 값이 0.161 로상호작용이약하게존재한다.
총변동 R & R은 0.1151 (11.5%) 이다. 총게이지 R&R에분산성분의기여는 85.60% 이며부품-대-부품에분산기여는 14.41% 보다헐씬크다. 한편, 변동의대부분이반복성 ( 정밀도 :61.78%) 에기인그러므로측정기를조사하여개선점을찾음. 측정자 *part의 p 값이 0.161로상호작용이약하게존재
HW 연습문제 (p 333) 1, 2, 3, 5