m의 파트 4 와이 "내 실수로부터 배우기" 블로그 시리즈 , 측정 시스템과 우리가 이해하지 못할 경우 발생하는 위험에 대해 이야기하겠습니다.
우리 모두 측정 시스템이 무엇인지 알고 있습니다. 가스 펌프에 디지털 판독값이 있는 것일 수도 있습니다. 또는 간호사가 환자의 맥박수를 측정하거나 식료품점 직원이 바나나가 진열대에 진열할 수 있을 만큼 충분히 익었는지(너무 익지는 않았는지) 판단할 수도 있습니다. 각각의 "시스템"은 어떤 품질이나 양을 측정하는 데 사용되어 결과적으로 판단할 수 있습니다.
모든 측정 시스템의 공통점이 하나 있다면 그것은 오류입니다. 완벽한 측정 시스템은 없으며 측정 시스템의 기능을 이해하지 못하면 시스템 출력에 따라 실수할 위험이 있습니다.
수년 동안 측정 데이터를 수집하고 보고할 때 다양한 실수를 목격했습니다. 이러한 실수 중 일부는 다음과 같습니다.
- 측정에서 너무 많은 자릿수를 보고합니다.
- 측정에 대한 불확실성을 보고하지 않습니다.
- 필요한 측정을 할 수 없는 게이지를 사용합니다.
우리는 이들 각각을 순서대로 다룰 것입니다. 이 블로그 게시물이 측정 시스템 분석을 위한 "방법" 가이드가 되는 것을 원하지 않습니다. (마지막에 몇 가지 유용한 리소스를 가리키는 몇 가지 참고 자료를 포함할 것입니다.) 하지만 사람들이 측정 시스템을 사용하는 방식과 관련된 몇 가지 일반적인 결함을 지적하고 싶습니다. 특정 측정 시스템이 "충분하지" 않은 경우 어떻게 해야 하는지에 대한 몇 가지 조언과 함께 후속 조치를 취하겠습니다.
실수 #1: 측정에 너무 많은 자릿수 보고
Do you believe a gas pump is accurate to three decimal points?Do you believe a gas pump is accurate to three decimal points?Do you believe a gas pump is accurate to three decimal points?Do you believe a gas pump is accurate to three decimal points?가스 펌프가 소수점 세 자리까지 정확하다고 생각하십니까? 이 특정 항목은 숫자 판독값이 있는 측정 시스템(줄여서 "게이지"라고도 함)에 적용됩니다. 앞에서 언급한 가스 펌프를 예로 들어 보겠습니다. 일부 가스 펌프는 0.001갤런 단위로 표시됩니다. 그러면 기분이 좋아질 수 있습니다("정확히 14.372갤런의 휘발유를 얻고 있습니다!"). 그러나 그것이 그 수준에 정확하다고 믿습니까? 주입구에서 노즐을 당길 때마다 일반적으로 몇 방울의 가스가 땅에 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 노즐에서 얼마나 많은 가스가 실제로 펌핑되었습니까? 탱크에 실제로 얼마나 들어 갔습니까? 그렇게 정확한 것이 중요합니까?
반면에 여러분 중 일부는 가장 가까운 0.1갤런(그렇다면)까지 읽을 수 있는 "구식" 주유 펌프를 기억할 것입니다. 휘발유 가격이 높은 이 시대의 소비자로서, 과다 청구되지 않았는지 확인하기 위해 방금 펌핑한 휘발유의 양에 대해 좀 더 확신을 갖고 싶지 않으십니까?
나는 산업 경험에서 두 가지 종류의 실수를 모두 보았습니다. 당신이 회의에 앉아 있고 누군가가 데이터를 제시한다면, 당신은 다음 두 문장에 어떻게 반응하겠습니까?
- "97.3275412에서 제품 A 중 하나를 측정했고 98.2021929에서 제품 B 중 하나를 측정했습니다."
- "제품 A는 97, 제품 B는 98로 측정되었습니다."
청중에게 첫 번째 진술이 이루어지면 측정에서 매우 높은 정확도를 의미합니다. 제품 B가 제품 A보다 분명히 더 높다는 결론이 내려질 수 있습니다. 반대로, 정통한 청취자는 발표자가 자신이 무엇을 하고 있는지 알고 있는지 의문을 가질 수 있습니다. 그러한 정확도를 생성할 수 있는 게이지는 거의 없기 때문입니다.
두 번째 진술이 이루어지면 청중은 두 제품의 차이점에 대해 "부드러운" 느낌을 받을 수 있습니다. 청중은 측정 시스템의 반복성 및/또는 측정된 부품이 실제로 다른지 여부에 대한 질문을 시작하도록 유도될 수 있습니다.
What's the proper number of digits to report?What's the proper number of digits to report?What's the proper number of digits to report?What's the proper number of digits to report?보고할 적절한 자릿수는 무엇입니까? 그럼 몇 자릿수를 보고해야 할까요? 그 결정을 어떻게 내리겠습니까? 측정하는 사람이 단순히 "경험"에 따라 보고할 자릿수를 임의로 결정해야 합니까?
다행히도 이것을 알아낼 수 있는 간단한 방법이 있다는 것이 밝혀졌습니다. 실제로 EMP(Evaluating the Measurement Process)라는 방법은 게이지의 성능에 따라 보고할 적절한 자릿수를 제공합니다.이 게시물의 뒷부분에서 EMP에 대해 이야기하겠습니다.
실수 #2: 측정에 대한 불확실성을 보고하지 않음
위의 예에 이어 측정값에 대한 진술에는 또 다른 문제가 있습니다. 우리의 측정 시스템은 불완전합니다(어느 정도). 게이지를 사용하여 한 부품을 반복해서 측정한다고 가정해 보겠습니다. 게이지에 임의의 오류가 있기 때문에 측정값이 동일하지 않습니다. 이 단일 부품의 처음 3개 판독값에 대해 다음 값을 얻습니다.
98.2
97.3
98.5
그렇다면 이 부품의 측정값은 얼마일까요? 판독값 사이에 부품 자체가 변경되지 않는다고 가정하면 게이지가 판독값에 변동을 도입해야 합니다. 게다가 이 부품의 스펙 하한이 98이라면 어떨까. 이게 좋은 부품인가, 나쁜 부품인가? 이 부품의 측정값을 어떻게 보고해야 합니까?
게이지의 기능을 이해할 수 있다면 게이지에 대한 불확실성을 표현할 수 있을 것입니다. 예를 들어 단일 측정의 불확실성은 ±2.1 단위일 수 있으므로 보고된 측정은 98.2 ± 2.1 단위일 수 있습니다. 이것은 정보 소비자에게 이 측정이 얼마나 좋은지(또는 나쁜지!)에 대한 아이디어를 제공합니다.
이 게이지 불확실성을 어떻게 얻습니까? 불확도는 측정 장치의 오류와 게이지 조작자에 의한 오류로 인한 총 게이지 오류(게이지 반복성 및 재현성 또는 GR&R이라고도 함)와 원하는 신뢰 수준을 기반으로 합니다. 보고서. 95% 신뢰도 또는 99% 신뢰도를 선택하거나 측정 시스템의 중앙값 오류와 같은 것을 지정할 수 있습니다. (물론 데이터를 게시할 때 청중이 이 불확실성 기준을 알고 있는지 확인하십시오!)
다음 섹션에서 게이지 R&R에 대해 좀 더 이야기하겠습니다. 현재 이 이야기의 교훈은 다음과 같습니다. 수반되는 불확실성도 함께 보고하지 않고는 측정값을 보고하지 마십시오!
실수 #3: 측정을 수행할 수 없는 측정 시스템 사용
이 주제는 명백한 실수처럼 보일 수 있지만 허용할 수 없을 정도로 높은 가변성을 가진 측정 시스템이 여전히 사용되고 있는 것을 보았습니다. 이유는 게이지의 기능에 대한 단순한 무지에서 "우리가 항상 해왔던 것", "우리가 가진 유일한 게이지"까지 다양합니다.
이러한 무능한 게이지를 사용하면 많은 문제가 발생할 수 있습니다.예를 들어:
- 불량 게이지가 생산 라인에서 부품을 선별하는 데 사용되는 경우 좋은 부품을 폐기하거나 불량 부품을 수락할 위험이 있으며 두 가지 모두 회사에 비용이 듭니다.
- 불량 게이지를 사용하여 생산 프로세스가 "제어 중"인지 여부를 모니터링하는 경우 (1) 게이지가 시스템에 마스킹 노이즈를 추가하기 때문에 통제 불능 상황을 마스킹하거나 (2) 비용을 지출할 위험이 있습니다. 문제가 실제로는 측정 노이즈일 때 제어할 수 없는 상황을 해결하는 데 시간이 걸립니다.
- R&D 환경에서 열악한 게이지를 사용하는 경우 게이지가 작지만 가치 있는 차이를 측정할 수 없기 때문에 잠재적인 개선 사이의 차이를 감지하지 못할 위험이 있습니다.
게이지를 효과적으로 사용하려면 게이지가 무엇을 측정할 수 있는지 이해하는 것이 중요합니다! 다음 섹션에서는 게이지 성능을 평가하는 몇 가지 간단하고 일반적인 방법에 대해 설명합니다.
솔루션의 시작: 측정 시스템 이해
위에서 설명한 실수를 본 적이 있다면 용기를 내십시오. 어떤 식으로든 모든 문제를 해결할 수 있는 도구가 있습니다. 이러한 도구 중 두 가지(Gauge R&R 및 EMP)는 아래에 간략하게 설명되어 있습니다.
게이지 R&R
게이지 R&R은 게이지 반복성 및 재현성(Gauge Repeatability and Reproducibility)의 약자로, 여기서 "반복성"은 측정 장비 자체로 인한 오류를 나타내고 "재현성"은 측정 장비를 사용하는 작업자로 인한 오류를 나타냅니다.
게이지 R&R은 수십 년 전에 생산 공정을 측정할 필요성을 해결하기 위해 탄생했습니다. 사양 제한 또는 게이지를 연구하는 데 사용되는 부품의 확산과 비교하여 게이지의 성능을 평가합니다. 본질적으로 부품의 실제 값을 측정하는 오염을 최소화하기 위해 게이지 R&R 가변성이 사양 범위 또는 부품 범위에 비해 낮아야 합니다.
게이지 R&R은 10개의 부품을 반복적으로 측정하는 세 명의 작업자가 자주 참여하는 비교적 간단한 프로세스입니다. 이로부터 사양 또는 부품에 대한 게이지 가변성의 양에 대한 추정치가 나옵니다. 그런 다음 총 변동성에 대한 게이지 변동의 비율을 사용하여 게이지의 성능을 판단할 수 있습니다. 게이지 R&R에 대한 많은 참조가 있습니다. 이 게시물의 끝에 있는 참고 문헌에 몇 가지가 나열됩니다.
EMP
몇 년 전 Donald Wheeler는 전통적인 게이지 R&R을 새롭게 살펴보았습니다. EMP(Evaluating the Measurement Process)라고 부르는 Wheeler는 측정 시스템이 프로세스가 "통제 불능"인지 여부를 감지할 가능성이 있는지 여부를 살펴보았습니다. (참고 JMP 소프트웨어에서 EMP와 게이지 R&R을 모두 사용할 수 있지만 EMP를 표준 사례로 사용할 것을 권장합니다.)
프로세스가 제어 상태에 있는지 여부는 제품 사양이나 부품 범위에 따라 달라지는 것이 아니라 프로세스가 잘 수행될 때(즉, 제어 상태에 있을 때) 단순히 정상적인 변동에 따라 달라집니다. Wheeler의 평가 프로세스는 주어진 게이지에 대한 통제 불능 상태를 포착할 가능성을 결정합니다. 그 과정에서 Wheeler는 게이지 측정과 함께 보고할 불확실성을 설정할 때 도움이 되는 "평균 게이지 오류"와 같은 것을 개발합니다. 또한 그는 게이지 측정값을 보고할 때 사용할 적절한 유효 자릿수를 결정합니다. EMP(여러 작업자, 여러 부품, 반복 측정)를 수행하는 프로세스는 기존의 GR&R과 동일하지만 이후 계산이 다릅니다. JMP는 이 모든 것을 자동으로 처리합니다.
게이지 R&R과 마찬가지로 이 블로그 게시물의 끝에서 EMP에 대한 참조를 찾을 수 있습니다.
내 게이지가 충분하지 않습니다. 이제 어떻게 해야 합니까?
지금쯤 수집하셨을 거라 확신하지만 모든 게이지가 우리가 수집하려는 측정에 적합한 것은 아닙니다. 이제 우리는 무엇을 해야 합니까?
우리가 고려할 수 있는 몇 가지 옵션이 있습니다. 각각 장단점이 있습니다. 일부는 현재 게이지를 사용하는 반면 다른 일부는 새로운 측정 시스템을 찾아야 합니다.
동일한 게이지를 사용하는 옵션에는 부품 반복 측정, 더 많은 부품 측정, 작업자 교육 개선 및 고정 장치 개선이 포함됩니다. 각각에 대해 살펴보겠습니다.
부품을 반복적으로 측정
동일한 부품을 여러 번 측정할 수 있습니다. 여러 측정값의 평균을 구하면 개별 부품 측정값의 실제 값을 더 잘 추정할 수 있습니다.
본질적으로 우리가 하고 있는 것은 측정 프로세스가 표준 측정 프로세스의 일부로 주어진 부품에 대한 여러 측정을 포함하도록 "측정 시스템"을 재정의하는 것입니다. "다중 측정"은 매번 처음부터 시작하는 것을 의미하므로 예를 들어 장착 오류 등을 설명하기 위해 고정 장치에서 부품을 제거하고 교체해야 합니다. 그렇지 않으면 측정을 한 방향으로 치우칠 수 있습니다. 또는 다른 것.
물론 여러 번 측정하면 측정하는 데 더 많은 시간이 소요될 수 있으며 이는 그 자체로 비용입니다. 그리고 이로 인해 생산 속도가 제한되는 경우 어쨌든 중복 게이지를 구축해야 할 수 있습니다. 테스트 자체가 테스트 중인 부품에 파괴적인 경우에도 작동하지 않습니다.
더 많은 부품 측정
위에서 설명한 "추가 측정"과 유사하게 부품 수(즉, 샘플 크기)를 늘리면 모집단의 평균 추정치를 향상시킬 수도 있습니다. 이 경우 기본적으로 부품 분산 자체와 게이지 R&R 분산으로 구성되는 모든 부품의 총 분산을 고려하므로 총 분산이 부풀려집니다. 그런 다음 측정 시스템의 절차에는 매번 N개의 부품을 측정하는 작업이 포함되어 게이지 분산이 높더라도 모집단 평균을 더 잘 추정할 수 있습니다.
물론 더 많은 부품을 측정하는 데 더 많은 시간이 걸리고 (파괴 테스트의 경우) 샘플 부품 측면에서 더 많은 비용이 든다는 단점이 있습니다. 그래도 평균은 t-테스트 및 ANOVA를 통해 두 개 이상의 샘플을 비교할 때 또는 프로세스 제어 차트를 실행할 때 사용할 수 있습니다.
운영자 교육 개선
게이지 평가 결과에 따라 분산의 많은 부분이 하나 이상의 연산자에서 비롯된다는 것을 알 수 있습니다. 다른 사람을 난처하게 만들지 않도록 주의해야 하지만 종종 더 나은 측정을 위해 작업자를 재교육하는 방법을 찾을 수 있습니다. 때때로(예를 들어 누군가의 눈이 주어진 작업을 정확하게 수행하기에 충분하지 않은 경우) 측정을 더 잘 수행할 수 있는 사람으로 이 연산자를 변경해야 할 수 있습니다.
고정물 개선
때로는 측정을 수행하기 전에 부품을 고정 장치에 장착해야 하며 부품의 방향(예:)이 측정에 영향을 미칩니다. 이 경우 고정 장치 설계를 연구하고 가변성을 제거해야 합니다.
주의 사항: 부품의 직경을 측정하고 측정을 위해 부품을 고정 장치에 배치한다고 가정합니다. 고정 장치가 항상 동일한 방식으로(각도 측면에서) 부품의 방향을 지정하면 훨씬 향상된 측정 변동성을 얻을 수 있습니다. 그러나 모든 부품이 "달걀 모양"이고 항상 가장 넓은 직경이 측정되도록 부품의 방향을 지정하면 감지하려는 실제 속성을 놓치는 동안 측정 반복성이 크게 향상될 수 있습니다!
그래서 그것들은 동일한 게이지를 사용하기 위한 옵션이었습니다. 게이지를 변경하는 옵션도 있습니다: 새 게이지 구입, 새 게이지 구축 및 측정할 다른 수량 찾기. 이러한 각 옵션을 살펴보겠습니다.
새 게이지 구입
이것은 명백해 보일 수 있지만 기존 게이지가 충분하지 않은 경우 더 나은 게이지를 구입할 수 있습니까? 여기에는 이전 게이지의 작동 방식을 탐색하는 것이 포함될 수 있습니다. 더 정확한 센서를 구입할 수 있습니까? 신호 컨디셔닝 전자 장치에서 차이가 발생합니까? 전체 측정 시스템을 교체해야 합니까, 아니면 개별 부품을 교체하면 편차가 줄어듭니까?
종종 새 게이지를 구입하는 것이 가장 쉬운 솔루션이지만 새 시스템을 구입하는 데 상당한 비용이 들 수 있고(특히 여러 게이지를 교체해야 하는 경우) 새 측정 시스템을 주문하고 검증하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.
새 게이지 구축
You may be able to build a better gauge, if you have the resources.You may be able to build a better gauge, if you have the resources.You may be able to build a better gauge, if you have the resources.You may be able to build a better gauge, if you have the resources.리소스가 있는 경우 더 나은 게이지를 만들 수 있습니다. 때로는 원하는 게이지 정확도가 기성품에 없는 경우도 있습니다. 측정 시스템 개발(또는 특정 프로세스 또는 제품을 위한 특수 고정 장치 개발)에 대한 내부 전문 지식이 있는 경우 이러한 리소스를 사용하여 더 나은 게이지를 구축할 수 있습니다. 또는 이러한 종류의 작업을 수행할 수 있는 특별한 맞춤 제작 상점을 찾을 수 있습니다. 단순히 새 게이지를 구입하는 것과 마찬가지로 시간과 비용이 모두 들게 됩니다.
자신만의 게이지를 구축할 때 한 가지 주의 사항: 앞으로 해당 게이지를 지원할 것으로 예상될 수 있습니다. 이것은 긍정적(예: 고용 안정) 또는 부정적(귀하에게 보상이 없을 수 있는 추가 책임)으로 볼 수 있습니다. 어느 쪽이든 새 게이지 구축을 고려하고 있다면 작업에 수반될 수 있는 추가 지원 및/또는 전환 문제를 고려하십시오.
측정할 다른 수량 찾기
무엇을 측정하고 있는지 정말로 생각해 보셨습니까?대신 측정할 수 있는 다른 양이 있습니까?예를 들어 부품 간의 마찰을 측정하는 선형 드래그 장치는 변덕스러울 수 있습니다.선형 항력 대신 재료로 디스크를 만들고 평평한 표면을 서로 반대 방향으로 돌리기 위해 토크를 측정하는 것은 어떻습니까?아니면 레이저 스캐너를 사용하여 표면 거칠기를 측정하는 것은 어떻습니까?계란을 요리하는 방법은 여러 가지가 있습니다!다시 말하지만 비용과 시간이 문제입니다.
자원
측정 시스템 분석에 대해 자세히 알아보려면 다음과 같은 몇 가지 유용한 링크와 참고 자료를 참조하십시오.
물론 저에게 도움을 요청하는 것은 언제나 환영합니다.
다가오는
진행하면서 다음 주제를 모두 다룰 계획입니다. 당신이 우리와 함께 할 수 있기를 바랍니다!
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그레이트 블로그 제리. 내 마음에 가깝고 소중한 주제. 특히 기존 프로세스를 특성화할 때 실용적이고 가치를 추가할 수 있는 언급되지 않은 몇 가지 다른 기술을 추가하려면 다음을 수행하십시오.
1. 문서화된 품질 관리 시스템(ISO9001 또는 유사한 변형)이 있으며 QMS에 측정 시스템의 완전하고 완전한 처리가 포함되어 있습니까? 너무 자주 조직에서 이를 감사할 때 내가 찾은 가장 많은 것은 보정에 대한 지침이었고 그게 다였습니다. 근처에도 안. QMS에는 운영 정의, 교정 요구 사항, 시정 조치 지침, 교육, 감사, 모든 단계에 대한 문서화된 작업 지침 및 제어 요소가 포함되어야 합니다.
2. 그러면 '가서 보라'. 문서화된 QMS를 갖는 것은 한 가지입니다. 작업 현장에서 수행되는 작업은 매우 다를 수 있습니다. 그러니 직접 '가서 보세요'. 절차상 관찰한 내용을 문서화된 작업 지침과 비교하십시오. 교정 및 제어 기록을 확인하도록 요청하십시오. 감사 결과를 확인하도록 요청하십시오. 제어 기록을 보도록 요청하십시오...최소한 측정 시스템에 대한 제어 차트가 있어야 합니다.
