Quản Trị 24h

GAUGE REPEATABILITY REPRODUCIBILITY – ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG – Gauge R&R

1. Khái quát phương pháp Gage R & R

Gauge Repeatability & Reproducibility (GR&R) – Đánh Giá Độ Tin Cậy của Hệ Thống Đo Lường, Một công cụ thống kê đo lường mức dao động hay sai sót trong hệ thống đo lường gây ra bởi thiết bị đo lường hay người thực hiện công tác đo lường.

  • Gage: Dụng cụ, thiết bị sử dụng để thực hiện phép đo. Ví dụ: thước kẹp, cân điện tử,  ..
  • Repeatability- Độ Lập lại: Đánh giá Sai số do dụng cụ đo, đánh giá khả năng lặp lại của một người, dùng cùng một dụng cụ đo, đo cùng một mẫu lặp đi lặp lại nhiều lần trong cùng một điều kiện. Ví du: cùng một mẫu sản phẩm, một nhân viên QC tiến hành đo mẫu đó n lần bằng thước kẹp hiển thị số (điện tử) thì chúng ta có n kết quả, các kết quả đo này có thể giống nhau và khác nhau, từ kết quả thống kê theo phương pháp Repeatability chúng ta có thể khẳng định được thước kẹp này có sử dụng được hay không với khản sai số cho phép của khoản đo.
  • Reproducability – Độ Tái lập:  Sai số do người đo, đánh giá khả năng lặp lại kết quả đo giữa nhiều người khác nhau trên một thiết bị và một vật phẩm cần đo. Ví dụ: trong phòng QC bạn có 3 người sử dụng chung một thiết bị đo, làm thế nào để bạn chứng minh rằng 3 người này có kết quả đo đủ tin cậy như nhau, công cụ này sẽ giúp bạn biết được điều đó.

Các nhà sản xuất đang liên tục phấn đấu để cải tiến chất lượng sản phẩm, quy trình sản xuất và giảm một phần sự biến đổi trong quy trình của họ. Trong thực tế luôn có sự biến đổi (biến thiên) tồn tại trong mọi quy trình sản xuất. Hầu hết chúng ta sử dụng các công cụ thống kê SPC để kiểm soát chất lượng sản phẩm, tuy nhiên sự thành công của hệ thống SPC nào phụ thuộc vào sự chính xác của dữ liệu thu được từ quá trình đo. Thật không may, tất cả các dữ liệu đo lường chứa một tỷ lệ phần trăm các độ rung (độ biến đổi, biến thiên) nhất định. Độ rung là sự khác biệt giữa các giá trị thực và các giá trị quan sát được. Các biến đổi đại diện cho số lượng lỗi đo lường. Ngoài những lỗi do đo lường, còn lại là các biến đổi thực tế của sản phẩm hoặc quá trình. Để đảm bảo rằng dữ liệu đo lường của chúng ta là chính xác, chúng ta phải xác định xem lượng biến thiên có được chấp nhận hay không. Một công cụ hiệu quả để đánh giá sự thay đổi của phép đo là Độ lặp lại và Độ lặp lại của Gage (Gage R & R). Như vậy Tổng số các biến đổi chung của quá trình gồm 3 thành phần:

• Các biến đổi sản phẩm/quá trình thực sự (máy thiết bị hao mòn, ….).

• Các biến đổi do thiết bị đo (độ lặp lại – Repeatability: thiết bị đo không ổn định, …).

• Biến đổi do các người vận hành khác nhau (độ tái lập – Reproducability – năng lực của những người khách nhau).

Để đánh giá một phương pháp đo lường của bạn có hiệu quả hay không người ta dùng phương pháp này. Thông thường bạn dùng thước kẹp, các máy đo kích thước, các máy đo cho ra các chi số khác, … để đảm bảo rằng thiết bị và con người vận hành cho ra một kết quả đo có độ tin cậy nhất định thì trước khi thực hiện bạn phải đánh giá trước xem liệu phương pháp đó có cho kết quả ổn định và chính xác không?

Định kỳ chúng ta cũng nên kiểm tra lại thử xem trong quá trình có những biến đổi có ảnh hưởng đến kết quả đo hay không? điều này chứng minh rằng các phương pháp đo và quá trình đo cho dữ liệu tin cậy.

2. THỰC HIỆN

  • Chọn N mẫu đo (Đối với việc đánh giá kiểm soát quá trình đo thì N ≥ 10 mẫu, đối với ước lượng sai số máy đo đã ổn định thì lấy N ≥ 30), không nên lấy n mẫu liên tiếp từ dây chuyển sản xuất, mà lấy 10 mẫu cách quản một thời gian nhất định để đảm bảo tính chọn mẫu và đánh giá độ rung từng thời điểm mà không phải một thời điểm.
  • Đánh dấu các mẫu ngẫu nhiên từ 1 đến N sao cho việc đánh dấu không làm biến đổi kết quả đo.
  • Chọn máy đo muốn thực hiện khảo sát (máy đo này phải hoạt động tốt), hiệu chuẩn máy về giá trị đúng;
  • Chọn 3 người để thực hiện thao tác đo;
  • Tiến hành đo, mỗi người thực hiện lập lại 3 lần trên cùng 1 mẫu đo và cùng 1 thiết bị đo

Với d2 được tính theo bản dưới đây, với m là số lần lặp lại, g số nhóm con (g = số người đo x số mẫu đo).

2.2.  Tính reproducibility:

Để tính toán độ tái lập, còn được gọi là độ biến thiên của trình thẩm định (AV), sử dụng công thức sau:

AV = √ (( Xdiff * 2 ) 2 – (EV) 2 / (n * r))

Với:

  • AV = độ tái lập
  • diff = phạm vi trung bình của người vận hành
  • EV = độ lặp lại
  • 2 = Tra bảng
  • n = số mẫu đo
  • r = số lượng thử nghiệm trên mỗi mẫu (số lần lập lại).

Tìm k 2 :

Để tìm giá trị k2 để sử dụng trong việc tìm d2 . Để làm điều này, bạn sẽ cần m và g một lần nữa. Nhưng chúng ta sẽ sử dụng một con số khác nhau cho m .

m là kích thước nhóm con. Khi tìm k2 , đây là số lượng người đo (operator).

g là số nhóm con = số lượng mẫu x số người đo.

2.3. Tính toán R & R của Gage

Không có gì đáng ngạc nhiên, Gage R & R được tính bằng cách kết hợp các số liệu độ lặp lại và độ lặp lại, sử dụng công thức này:

Gage R & R = √ (EV2 + AV2 )

Với:

  • AV = độ tái lập
  • EV = độ lặp lại

2.4. Kết luận

  • Gage R&R dưới 10% =  ACCEPTABLEChấp nhận – Không yêu cầu hành động
  • Từ 10% đến 30% =  MARGINAL – Có thể chấp nhận: Nếu Ppk nhỏ hơn 1,67, thì hãy cải tiến quá trình đo cho đến khi % dung sai nhỏ hơn 10%, nếu Ppk lớn, không cần thực hiện hành động nào.
  • Lớn hơn 30% =  UNACCEPTABLE – Không chấp nhận: Phải cải tiến quy trình đo lường để % dung sai nhỏ hơn 10% hoặc dưới 30% với Ppk lớn hơn 1,67

3. Ví dụ thực tế:

3.1.  Variable Gage Repeatability & Reproducibility –  Độ biến đổi (độ rung)

Chọn 3 người thực hiện đo 3 mẫu sản phẩm, lập lại 4 lần.

Khi bạn đã hoàn thành bản ghi đo lường của mình, kết quả của bạn sẽ giống như thế này:

3.1.1. Độ lệch và Trung bình cộng

3.1.2. Tính độ lệch cho mỗi người đo

Độ lệch trung bình của mỗi người đo đang cho chúng ta thấy sự khác biệt khá lớn giữa các người đo. Chúng ta có thể dừng lại ở đây và quyết định gửi các người đo A và B để đào tạo lại vì có sự sai lệch lớn (người A: 0.04, người B: 0.02 so với người C: 0.01).

3.1.3 Tìm k 1

Tra cứu bảng 2 để tìm giá trị d 2 để sử dụng trong việc tìm k 1 . Để làm điều này, bạn sẽ cần hai biến:

m là kích thước nhóm con. Khi tìm k 1 , đây là số lần mà mỗi phép đo được lặp lại. Vậy m = 4.

g là số nhóm con. Đây là số lượng kết hợp của số mẫu và người đo. Trong dữ liệu thử nghiệm chúng ta đang sử dụng, có 3 vận hành(A,B,C) và 3 mẫu (x,y,z). Vậy g = 3 x 3 = 9.

Tra bản d2 với m = 4 và g = 9 thì d = 2.07953 = 2.08

  • d 2 = 2.07953
  • k 1 = 1 / d 2
  • k 1 = 1 / 2.07953  
  • k 1 = 0.48088

 3.1.4. Tính toán độ lặp lại

Để tính toán độ lặp lại, còn được gọi là phương sai thiết bị (EV), sử dụng công thức sau:

  • EV =   * (k1 )
  • EV =   * (k1 )
  • EV = 0,0233 * 0,48088  
  • EV = 0,0112

3.1.5. Tìm k 2

Tra cứu bảng d2 để tìm giá trị d 2 để sử dụng trong việc tìm k2 . Để làm điều này, bạn sẽ cần m và g một lần nữa. Nhưng chúng ta sẽ sử dụng một con số khác nhau cho m .

m là kích thước nhóm con. Khi tìm k 2 , đây là số lượng người đo. Vậy m (A,B,C) = 3.

g là số nhóm con. Đây là số lượng kết hợp của Số mẫu và người đo. Có 3 vận hành(A,B,C) và 3 mẫu (x,y,z). Vậy g = 3 x 3 = 9.

  • d 2 = 1.71828
  • k 2 = 1 / d 2
  • k 2 = 1 / 1.71828  
  • k 2 = 0.58198

3.1.6. Tính toán độ tái lập

Để tính toán độ tái lập, còn được gọi là độ biến thiên của trình thẩm định (AV), sử dụng công thức sau:

AV = √ (( X diff * k 2 ) 2 - (EV) 2 / (n * r))

Trong đó:

  • AV = độ tái lập
  • diff = phạm vi trung bình của người đo
  • EV = độ lặp lại
  • 2 = 0,58198
  • n = số lượng mẫu (x,y,z)
  • r = số lần lập lại = 4 lần
AV = √ ((X diff * k 2 ) 2 - (EV) 2 / (n * r)) 
AV = √ ((0,0034 * 0,58198) 2 - (0,0112) 2 / (3 * 4)) 
AV = ( (0,001979) 2 - 0,0001255 / 12) 
AV = (0,000003915 - 0,00001046) 
AV = 0.00 - 0,000006537  

Trong trường hợp AV âm thì hãy lấy AV = 0.

3.1.7. Tính toán Gage R & R

Không có gì đáng ngạc nhiên, Gage R & R được tính bằng cách kết hợp các số liệu độ lặp lại và độ lặp lại, sử dụng công thức này:

Gage R & R = √ (EV 2 + AV 2 )

Ở đâu:

  • AV = độ tái lập
  • EV = độ lặp lại

Vì vậy, sử dụng dữ liệu của chúng ta từ phía trên:

Gage R & R = √ (EV 2 + AV 2 ) 
Gage R & R = √ (0,0112 2 + 0 2 )   
Gage R & R = √ (0,00012544 + 0)   
Gage R & R = 0,0112 hay = 1,12%

 –> Vậy Gage R&R = 1.12% < 10%  ⇒  ACCEPTABLEChấp nhận – Không yêu cầu hành động. Hệ thống đo tốt.

———————————

Nguyễn Hoàng Em

Tài liệu tham khảo:

https://quality-one.com/grr/
https://fr.wikipedia.org/wiki/Gage_R%26R
https://sixsigmastudyguide.com/repeatability-and-reproducibility-rr/
https://hainguyendt.wordpress.com/2018/11/19/bien-dong-trong-he-thong-do-luong-phan-4-gage-rr/
https://www.isixsigma.com/tools-templates/measurement-systems-analysis-msa-gage-rr/making-sense-attribute-gage-rr-calculations/