MSA量测系统连续型

MSA量测系统分析

MeasurementSystemsAnalysis

(连续型)连续型量测系统研究连续型量测系统模拟练习3为什么要考虑量测系统的变异124课程大纲GageR&R实例分析2-1变异来源与构成2-2变异影响因素理解2何谓量测系统？何谓“量测”？以确定实体或系统的量值大小为目标的一整套作业。即给具体事物（实体或系统）赋值的过程。操作者----人量具和必要的设备和软件----机实体或系统----料操作方法----法测量环境----环测量过程测量结果输入输出过程何谓“量测系统”？由人、量具、测量方法、测量对象构成的过程的整体.测量系统3为什么要考虑量测系统的变异？量测的目的：查证产品/过程是否与规格一致帮助进行持续的改进行动如果称量来自生产线上的不同部件，所出现的差异是由测量系统变异导致的还是由部件本身的实际差异导致的？只是量测单一的产品或过程时，量测系统是唯一变异来源。例：您有一个刚好为5.00克的已知标准。经过多次称重后获得了以下读数：5.01克、4.99克、4.97克、5.03克和5.01克这些测量值之间的差异是由测量系统变异造成的。4量测系统分析的重要性执行量测系统管理的重要性当变异的主要来源是量测系统时，直接去改进制程可能会浪费许多不必要的资源；在进行制程改进工作以前，必须先确认量测系统。何谓“量测系统分析”？是指用统计学的方法了解量测系统中的各个波动源,以及他们对测量结果的影响,最后给出量测系统是否合乎使用要求的明确判断。5量测系统的分类连续型数据属性型数据计量型量测系统计数型量测系统控制图或ANOVA(方差分析法）信号检测、假设检验、Kappa分析

6连续性量测系统研究_大纲变异来源分析量测系统变异影响因素偏性、线性、稳定性、识别力、重复性、再现性MinitabGageR&R的运用7测量值的组成测量值=真值+测量误差8连续性量测系统误差的构成观测到的变异量测系统的变异操作者的变异样本的变异量具的变异偏倚重复性再现性过程的变异短期过程变异长期过程变异稳定性线性分辨力9变异的影响量测系统变异对数据分布状况的影响表现在：分布中心的位移分辨力(Discrimination)偏倚(Bias)线性(Linearity)稳定性(Stability)宽度或散布度重复性(Repeatability)——(EquipmentVariation,

EV)再现性(Reproducibility)——(AppraiserVariation,AV)10分辨辨力力(Discrimination））是测测量量系系统统识识别别并并反反映映被被测测量量特特性性值值最小小变变化化的能能力力.分辨辨力力不不够够高高，，就就无无法法正正确确识识别别过过程程的的波波动动。。方法法一一：：测测量量结结果果的的最最小小间间距距即即为为仪仪器器的的分分辨辨力力差的识别力好的识别力11分辨辨力力(Discrimination））分辨辨力力一一般般要要小于于规格格容容差差(USL-LSL)或者者过过程程总总变变异异(6sigma)的1/10。数据据组组数数ndc≥≥5则分分辨辨力力足足够够。。如果果分分辨辨力力不不足足则则仪仪器器不不能能适适当当地地鉴鉴别别过过程程变变异异。。σP-测量量对对象象波波动动的的标标准准差差σms-测量量系系统统波波动动的的标标准准差差方法法二二：：用用数数据据组组数数(ndc)衡量量分分辨辨力力12分辨辨力力(Discrimination））0.060.050.040.030.020.010.00UCL=0.06017LCL=0R=0.0233801020樣本极差515（1）最小测量单位为0.001cm时的极差控制图UCL=0.05792LCL=0樣本极差0.060.050.040.030.020.010.00R=0.022501020515（2）最小测量单位为0.02cm时的极差控制图—分辨力不足分辨辨力力不不足足时时：：13偏倚倚Bias_衡量量量量具具准准确确度度偏倚是量测系系统测量平均值与与标准值的差异.标标准值是由由公认的更为为精密的用于于校准的标准准仪器量测所所得.14偏倚分析測量次數參考值=16.00量測值偏倚115.8-0.2215.7-0.3315.9-0.1415.9-0.1516.00.0616.10.1716.00.0816.10.1916.40.41016.30.31116.00.01216.10.11316.20.21415.6-0.41516.00.0在量测系统范范围内选取一一个样本，对该样本本量测10~15次，取取得相关量测测数据。同时利用更高高级量测仪器器取得该样本本之参考值。。通过假设检检验来判断偏偏倚是否显著著。15利用1-Samplet，以BIAS与“0”作假假设检验H0原假设：偏倚倚=0偏倚分析Minitab:统计>基本统计量>单样本t16单样本T:C7mu=0与≠0的检验验平均值变量N平均值值标准差差标准误误95%置置信区间TPC7150.00670.21200.0547(-0.1107,0.1241)0.120.905由于bias=0落在信赖区间间内，且P>0.05,故接受原假设设。因此，认为此此量具Bias=0。偏倚分析17潜在的偏倚问问题测量平均值与与实际值存在在固定的偏倚倚.对偏偏倚的影响包包括:操作员的偏移移–不同的操作作员对同一个个量测对象会会产生不同的的量测值,仪器偏差–不同的仪器器对同一个量量测对象会产产生不同的量量测值,以以及其他–如时间推推移(环境境改变),不不同的固定定装置,不不同的客户和和供应商（地地点）.18线性（Linearity）线性是测量仪仪器在全部量程内各个点与真实实值的偏倚之间的差异.好的量测系统统应该在量程程的任何一处处偏倚都很小小一般来说，量量程低的地方方偏倚小，量量程高的地方方偏倚大线性就是要求求这些偏倚与真值呈呈线性关系一般用散点图图或线性回归归模型来衡量量回归方程式Y=a+bX回归方程式的的斜率小偏倚接近0，即Y=0包含在回归直直线的信赖区区间内怎样才是好的的线性？19线性分析选取4~5个个代表制程的的样本（需由由更高仪器测测试得参考值值），由相同人员量测10~15次次并记录数据据，通过MINITAB运算判断该量量测系统线性是否合合适。Minitab:统计>质量工具>量具研究>量具线性与偏偏倚研究次數24681011.84.15.98.110.222.13.967.99.931.73.86.17.810.141.9568.310.351.83.76.28.210624.16.18.110.272.145.97.810.182.13.86.17.99.991.93.95.989.1101.84.268.210.21124.15.98.310.3122.13.86.17.91020y=0y=0包含于回归线的信赖区间内各量程偏倚的的P值均>0.05，故没有显著著的偏倚线性分析21线性与偏倚研研究的各种图图形说明22稳定性(Stability)稳定性指量测测系统的偏倚量随时间间保持恒定的能力。如果不同时间间偏倚量的波波动较小，并并在控制内，，则认为量测测系统是稳定定的。——在量测系统稳稳定的前提下下，我们希望望偏倚量稳定定在较小的水水平上。时间基准值23UCL=1.010LCL=00.47791.00.50.0樣本全距6.36.26.16.05.95.85.7UCL=6.267LCL=5.7466.02101020樣本平均稳定性(Stability)于量测系统范范围内选取一一样本作为标标准件，定期期（每周、每每月等）由相相同人员进行行量测，每次次量测3~5次并记录数数据做Xbar-R或Xbar-S管制图，通过过判图以了解解该量测系统统是否稳定。。24重复性（Repeatability）__仪器的精密度度由同一个操作员员使用相同的仪器对同一个样品的同一个特性，多次测量所所得到的测量量值之间的变变异。是量测仪器固有波动所引引起的变异。。——EquipmentVariation，EV25再现性(Reproducibility)__操作员的精密密度由不同的操作员员使用相同的仪器对同一个样品的同一个特性，多次测量所所得到的测量量平均值之间间的变异.是量测员之间波动所引引起的变异。。——AppraiserVariation,AV26请对号入座时间基准值27GageR&R（GRR）标准GageR&R是结合重复性性（EV）和再现性（AV）变异的估计值值，公式———%变异或%公差为10%以上上时，首先区区分评价重复复性和再现性性后，查明各各个受影响的的原因，并采采取措施。=+EVAV区分%贡献率%变异或%公差分辨率良好<1%<10%>10费用/考虑重要性1-10%10-30%5-9不可使用>10%>30%<4判断标准：28量测系统分析前的准备备工作汽车工业行动动小组有两种种关于GageR&R的MSA的承认标准：：短期形式———5个部件由2个不同的操作作人员测量2次长期形式———10个部件由3个不同的操作作人员测量3次注：AutomotiveIndustryActionGroup汽车工业行动动小组规划实验步骤骤，再现性有时可以忽略略不计，比如如量测值不用用读数只需按按一下按钮。。选择检查员，，测量样本，，和重复测的的次数。考虑采用至少少5个样本，，2个人，每每人测量同一一样本至少两两次（用同一一量测设备））。选择经常使用用该仪器的检检查员。所选的样本其其特性值必须须能覆盖全部部的过程操作作的变异范围围：如果规格格容差大于过过程变异且正正当有效则选选用规格容差差。样本应当当选用包含规规格以外（上上限和下限））以及规格以以内的产品。。样本的顺序必必须分散这样样检查员便不不能对产品的的编号有所印印象（即盲测测）。核实该仪器的的识别力等于或小于被量测产品或或过程的变异异/规格容量量的1/10。了解AIAGGageR&R标准量测系统分析析前的准备29量测系统分析析前的准备选择足够的样样本，样本数量(S)*操作员数量(O)>15如果操作员对对该样品没有有测试经验，，应如下选择择重复测试次次数：如S*O<4，，Trails测试次数=6如S*O<5，，Trials测试次数=5如S*O<8，，Trials测试次数=4如S*O<15，Trials测试次数=3如果过程有多多个操作员，，则随机选择择2-4名如果过程只有有一个操作员员，或没有人人工操作，则则量测研究不不包含操作员员的影响（忽忽略再现性的的影响）。样本数量操作员数量30量测系统分析析的运行步骤骤由于在大多数数情况下我们们不确定有多多少干扰因素素（噪音）影影响量测系统统，所以我们们建议进行以以下步骤：让第一个操作作员对所有的的样本随机量量测一遍。让第二个操作作员对所有的的样本随机量量测一遍。继续让所有其其他操作员对对所有的样本本随机量测一遍（这这是Trial1)。按所需的实验验重复次数重重复步骤上述述1-3的步步骤。填写收集信息息的表格。分析结果。决定下一步的的行动，或其其他。随机31使用量具：三三次元研究特性：PWB长度（TCP寸法10点位位置）特性规格：239.9~240.1mm现场人员：2人（A、B）样本选取：10PCS15XP01PWB测量次数：3次/PCS*人例题：：研究究对象象--IQC的PWB尺寸量量測系系統GR&R分析实实例32量测者/零件量测次数123456789101.A1240.0356240.0383240.0485240.0495240.0361240.0625240.0450240.0335240.0467240.03792.A2240.0360240.0389240.0482240.0503240.0354240.0628240.0452240.0335240.0465240.03803.A3240.0363240.0384240.0483240.0503240.0357240.0622240.0445240.0335240.0465240.03846.B1240.0354240.0390240.0476240.0510240.0367240.0625240.0458240.0345240.0468240.03697.B2240.0359240.0394240.0472240.0507240.0365240.0631240.0452240.0339240.0473240.03738.B3240.0359240.0397240.0472240.0510240.0366240.0630240.0460240.0345240.0467240.0370数据收收集如如下：：GR&R分析实实例33GR&R分析实实例方差分分析法法考虑虑显著著的操作员员/部部件交交互作作用，，而X和R法却不不标准差差倍数数设为6，是以常常态分分布曲曲线下99.73%的的机率率为基基础Minitab统计>质质量量工具具>量量具研研究>量具R&R研究(交交叉)输入产产品的的规格格界限限34设备的的固有有波动动--重复性性仪器变变异是是否够够小观察交交互作作用比较人人员变变异比较样样本变变异%R&R图形化化GRR分析---六合图图分析析35%R&R图形化化通过图图形定定性描描述各各种变变异占占总变变异的的%量测系统的总变异中的重复性+再现性量具的组内变异或每个操作员的组内变异操作员之间或操作员对产品的变异=+EVAV还记得公式吗？36极差控制图，单个个点表表示同一操作员员对同一产品测量3次，所所获得得量测值值的极差---即重复性性。点子在在控制制界限限内，，说明明仪器器的固固有波波动在在控制制内。。任何超超出管管制界界限的的点都都需要要调查查。量测系系统分分析37量测系系统分分析两组数数据趋趋势可可以判判定：：每个操操作员员测试试同一一个产产品时时是否否有显显著的的差异异。大多数数的点点位于于管制制界限限以外外，因因为管制界界限是是由量量具的的变异异所定，，而这这些点点代表表产品品之间间和量量测系系统的的总变变异所所以此此图意意味着着量具的的变异异远小小于产产品测测试值值的总总变异异。如果选选用的的样本本不能能覆盖盖过程程的总总变异异,量量具具的变变异将将会大大于产产品的的变异异，则则该量量测系系统能能力不不足.如果不不同操操作员员在图图中的的推移移形式式不一一致，，则一一定存存在显显著的的操作作员对对产品品的交交互作作用。。38量测系统统分析：：仪器误误差39样品、操操作员相相关图形形这个图显示了全部操作员测试10个产品的测量值。按样本区分测量值且标示了这些测量值的平均值。样品的变异与上图类似，只是按操作员区分测量值，并标示平均值。此图用以协助鉴别操作员的问题（倾向性）操作员的变异此图显示每个操作员对所有产品多次量测的平均值。用于发现操作员与产品的交互作用。操作员与样品交互作用40GRR分析---数据据输出表表来源方方差差分量贡贡献率率合计量具具R&R0.00000030.44重复性0.00000010.11再现性0.00000030.33Operator0.00000000.01Operator*Sample0.00000030.32部件间0.000078799.56合计变异异0.0000790100.00过程公差差=0.2研究变异异%研究究变%公差来源标标准差差(SD)(6*SD)异(%SV)(SV/Toler)合计量具具R&R0.00059040.00354236.641.77重复性0.00029440.00176643.310.88再现性0.00051180.00307055.761.54Operator0.00007240.00043460.810.22Operator*Sample0.00050660.00303965.701.52部件间0.00886890.053213599.7826.61合计变异异0.00888850.0533312100.0026.67可区分的的类别数数=21＜10%量测系统统可接受受贡献率应该＜1%分辨率指数应该≥541数据分析析研究变异异%研究究变%公差来源标标准差差(SD)(6*SD)异(%SV)(SV/Toler)合计量具具R&R0.00059040.00354236.641.77重复性0.00029440.00176643.310.88再现性0.00051180.00307055.761.54Operator0.00007240.00043460.810.22Operator*Sample0.00050660.00303965.701.52部件间0.00886890.053213599.7826.61合计变异异0.00888850.0533312100.0026.67可区分的的类别数数=21验证计算：“合计量具R&R”标准差数值？验证公式：=+EVAV%研究变异

=

=X100%=6.64(%)表示各项变异标准差占总变异标准差的百分比6*σR&R6*σTotal0.00354230533312注意：%研究变异异=量测系统统变异/（量测系系统变异异+制程程变异））制程变异异通过样样本选取取来体现现。若%StudyVar>10%，，需要分析析是否因因为样本本选取未未覆盖规规格造成成%Tolerance=

=

X100%=1.77(%)表示各项变异占规格公差的百分比6*σR&RUSL-LSL0.20.0035423特性规格格：239.9~240.1mm42课堂练习习打开数据据表“量量具2.MTW””，进行GRR分析。仪器重复性越多点超超过管制制界线，，说明仪仪器的变变异越小小观察交互互作用：：不同操操作员对对每个部部件所读读取的数数据之间间相吻合合程度。。比较人员员之间变变异比较样本本变异GRR数据图形化43GageR&R数据分析析来源自自由由度SSMSFP部件23899019495.22.906500.166操作员2529264.30.039400.962部件*

操作作员4268306707.40.901850.484重复性181338737437.4合计26200222来源方方差分量量贡贡献率率合计量具具R&R7304.6784.36重复性7304.6784.36再现性0.000.00操作员0.000.00部件间1354.5015.64合计变异8659.17100.00来源标标准准差(SD)研究变异(6

*SD)%研究变异(%SV)合计量具R&R85.4673512.80491.85重复性85.4673512.80491.85再现性0.00000.0000.00操作员0.00000.0000.00部件间36.8036220.8219.55合计变异93.0547558.328100.00可区分的类别别数

=1这些数据告诉诉我们什么？？判定标准？计算公式？记得这个指标标吗？计算公公式？OKorNG?44知识获取重点点量测的一些术术语：重复性，再现现性，偏