minitab之MSA篇.ppt

MSA测量系统分析,MSA的目的,了解测量系统是否有足够的能力来侦测出产品或制程参数的变更。,MSA分析的对像,只要控制计划当中所提出的测量系统就必须进行分析。包含产品特性包含过程特性,MSA分析方法的分类,MSA,计量型,计数型,破坏型,计量型MSA,计量型,位置分析,离散分析,稳定性分析,偏倚分析,线性分析,重复性分析,再现性分析,稳定性分析,计数型MSA,计量型,风险分析法,信号分析法,数据解析法,破坏性MSA,计量型,偏倚分析,变异分析,稳定性分析法,偏移(Bias),真值,观测平均值,偏倚,偏倚：是测量结果的观测平均值与基准值的差值。真值的取得可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量，取其平均值而定之。,重复性(Repeatability),重复性,重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。,再现性(Reproducibility),再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。,再现性,稳定性(Stability),稳定性,时间1,时间2,稳定性(或飘移)，是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差。,线性(Linearity),量程,基准值,观测平均值,基准值,线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值,线性(Linearity),观测平均值,基准值,无偏倚,有偏倚,Casestudy(你喜欢什么类型仪器),基准值,观测平均值,基准值,观测平均值,基准值,观测平均值,稳定性分析的做法,自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自：控制计划中所提及的产品特性控制计划中所提及的过程特性,決定要分析的測量系統,選取一標准樣本，取值參考值,請現場測量人員連續測量25組數據每次測量25次,輸入數據到EXCEL，Xbar-R表格中,計算控制界限，並用圖判定是否穩定,後續持續點圖，判圖,保留記錄,稳定性分析的做法,选取一标准样品控制计划中所提及的产品特性控制计划中所提及的过程特性取出对产品特性或过程特性有代表性的样本。针对本样本使用更高精密度等级的仪器进行精密测量十次，加以平均，做为参考值。,決定要分析的測量系統,選取一標准樣本，取值參考值,請現場測量人員連續測量25組數據每次測量25次,輸入數據到EXCEL，Xbar-R表格中,計算控制界限，並用圖判定是否穩定,後續持續點圖，判圖,保留記錄,稳定性分析的做法,请现场测量人员连续测量25组数据，每次测量25次。记录下这些数据。一般而言初期的25组数据最好在短的时间内收集，利用这些数据来了解仪器的稳定状况,決定要分析的測量系統,選取一標准樣本，取值參考值,請現場測量人員連續測量25組數據每次測量25次,輸入數據到EXCEL，Xbar-R表格中,計算控制界限，並用圖判定是否穩定,後續持續點圖，判圖,保留記錄,稳定性分析的做法,将数据输入到minitab中。计算每一组的平均值计算每一组的R值。计算出平均值的平均值计算出R的平均值。,決定要分析的測量系統,選取一標准樣本，取值參考值,請現場測量人員連續測量25組數據每次測量25次,輸入數據到EXCEL，Xbar-R表格中,計算控制界限，並用圖判定是否穩定,後續持續點圖，判圖,保留記錄,稳定性分析的做法,计算控制界限平均值图：Xbarbar+-A2Rbar,XbarbarR值图：D4Rbar,Rbar,D3Rbar划出控制界限将点子绘上先检查R图，是否连续25点都在控制界限内，以判定重复性是否稳定。再看Xbar图，是否连绩25点都在控制界限内，以判定偏移是否稳定。可以利用Xbarbar-标准值，进行偏差检定，看是否有偏差。可以利用Rbar/d2来了解仪器的重复性。,決定要分析的測量系統,選取一標准樣本，取值參考值,請現場測量人員連續測量25組數據每次測量25次,輸入數據到EXCEL，Xbar-R表格中,計算控制界限，並用圖判定是否穩定,後續持續點圖，判圖,保留記錄,稳定性分析的做法,后续持续点图、判图如果前面的控制图是稳定的，那么就可以将此控制界限做为控制用控制界限。我们后续就固定时间，使用同样的样本、同样的测量仪器，同样的测量人员。此时由于样本、仪品、人都是固定的，所以如果绘出来的图形有异常，一般就代表仪器有问题，要进行相应的处理。异常的判定点：一点超出控制界限线：连续七点上升，连续七点下降，连绩七点在同一侧。面：非随机性分析，在+-1sigma的范围内应覆盖68%的概率。,決定要分析的測量系統,選取一標准樣本，取值參考值,請現場測量人員連續測量25組數據每次測量25次,輸入數據到EXCEL，Xbar-R表格中,計算控制界限，並用圖判定是否穩定,後續持續點圖，判圖,保留記錄,稳定性分析的做法,保留记录各项的线性分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。,決定要分析的測量系統,選取一標准樣本，取值參考值,請現場測量人員連續測量25組數據每次測量25次,輸入數據到EXCEL，Xbar-R表格中,計算控制界限，並用圖判定是否穩定,後續持續點圖，判圖,保留記錄,范例,结果判定,可以利用Xbar-MASTER来评估其偏差程度。可以利用Rbar/d2来评估其EV，例用EV/TV可以了解其相应的EV%。,示例,Master的值为48产品的公差为48+-2所以偏差为影响百分比为(48.48-48)/4，当然也可以进行相应的统计t检定看是否有显著差异利用Rbar/d2来估计其标准差，也可以评估其相应的EV%。,Minitab的做法,收集数据,将数据输入minitab中,制作控制图,判图,数据解析,判定仪器的适用性,偏倚分析的做法,偏倚分析的做法,決定要分析的測量系統,抽取樣本，取值參考值,請現場測量人員測量15次,輸入數據到minitab中,計算t值，並判定,是否合格，是否要加補正值,保留記錄,自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自：控制计划中所提及的产品特性控制计划中所提及的过程特性,偏倚分析的做法,決定要分析的測量系統,抽取樣本，取值參考值,請現場測量人員測量15次,輸入數據到minitab中,計算t值，並判定,是否合格，是否要加補正值,保留記錄,自生产现场抽取样本：一般是取在制程中间的产品。拿取此产品到更高精密的测量设备，测量十次，加以平均，取得参考值。,偏倚分析的做法,決定要分析的測量系統,抽取樣本，取值參考值,請現場測量人員測量15次,輸入數據到minitab表格中,計算t值，並判定,是否合格，是否要加補正值,保留記錄,现场人员测量：现场人员：指的是实际在现场工作的人员，由于他们来进行测量，才能真正了解公司测量的偏差是多少。重复测量十五次，取记录其值。,偏倚分析的做法,決定要分析的測量系統,抽取樣本，取值參考值,請現場測量人員測量15次,輸入數據到minitab表格中,計算t值，並判定,是否合格，是否要加補正值,保留記錄,将数据输入到minitab中：excel：我们利用来计划平均值，标准差，以及平均值的标准差。平均值使用的语法：average标准差的语法为：stdev,偏倚分析的做法,決定要分析的測量系統,抽取樣本，取值參考值,請現場測量人員測量15次,輸入數據到EXCEL表格中,計算t值，並判定,是否合格，是否要加補正值,保留記錄,计算t值，并加以判定t值的计算法：利用(平均值-标准值)平均值的标准差。t=是指用来判定是否有明显偏差的基准，其和自由度有关，一般典型的=0.05如果tt就代表有明显的偏移。如果tBasicStatistics1Samplet,设定检定对像及检定值,输入基准值,绘图选检定直方图,可以选择不同的图型来形象表示,置信区间选0.95,选择置信区间,选择假设和被择假设,结果输出,One-SampleT:偏差Testofmu=0vsmunot=0VariableNMeanStDevSEMean偏差150.00670.21200.0547Variable95.0%CITP偏差(-0.1107,0.1241)0.120.905tHistogramof偏差,图形输出,线性的研究指南1,取至少5个样本，样本测量值要覆盖测量仪器一定的量程范围。确定每个样本的基准值测量样本大于等于10次，取均值作为“基准值”,线性的研究指南2,随机化选择样本让评价人测量由现场实际操作该仪器的人员测量样本对每个样本测量10次以上,线性的研究指南3,计算每次测量的样本的偏倚计算每种样本测量的偏倚均值,线性的研究指南4,对计算出的偏倚均值和基准值建立线性关系：，是基准值，是偏倚平均值利用最小二乘法计算出斜率a和截距b，以及在置信水平为下的置信带由于计算很复杂（见MSA第三版79页），推荐使用软件进行拟合，EXCEL或MINITAB,线性的研究指南5,画出“bias0”的直线若“bias0”的直线完全在拟合线置信带以内，则线性可接受；否则，线性不可接受,线性的研究指南6,线性分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。,例题,一名工厂主管希望对过程采用新测量系统。作为PPAP的一部份，需要评价测量系统的线性。基于已证明的过程变差，在测量系统操作量程内选择了五个零件。每个零件经过全尺寸检测测量以确定其基准值。然后由领班分别测量每个零件12次。研究中零件是被随机选择的。,例题,例题解答,MINITAB软件操作,从StatQualityToolsGageStudyGageLinearityandBiasStudy进入,结果输出,结论,从图形可以明显看出：测量系统存在线性问题。“偏倚0”的线与置信带交叉，但不包含在内。主管需要对线性问题查找原因如果偏倚在测量范围内不能调整为0，只要测量系统稳定性OK，进行软件调零后仍可用于产品和过程的控制，但不能用于对产品和过程进行分析。,R&R分析的做法,R&R分析,決定要分析的測量系統,選取十個可以代表製程的樣本以及挑選現場實際測量人員23人,請現場人員對十個產品連續重複測量23次，記得盲測的要求,輸入數據到EXCEL的R&R表格中,計算出R&R的結果,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,决定要分析的测量系统由控制计划当中挑选，需要进行分析的仪器。一般典型包含了产品特性测量仪器以及过程特性测量仪器。测量风险愈高的仪器要愈优先分析。,R&R分析,決定要分析的測量系統,選取十個可以代表製程的樣本以及挑選現場實際測量人員23人,請現場人員對十個產品連續重複測量23次，記得盲測的要求,輸入數據到EXCEL的R&R表格中,計算出R&R的結果,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,选择十个可以代表制程变化的产品，一般此项产品的变化，最好能够覆盖产品的变化范围比较好。选择可以代表实际现测量人员的操作测量人员。每一个测量人员针对每一个产品重复测量23次。测量风险愈高的仪器要愈优先分析。,R&R分析,请现场人员对十个产品重复测量23次。在测量时，要使用盲测的原则，侦测出人员平常测量时的无意识错误，才能真正估计出在正式测量时的误差。,決定要分析的測量系統,選取十個可以代表製程的樣本以及挑選現場實際測量人員23人,請現場人員對十個產品連續重複測量23次，記得盲測的要求,輸入數據到EXCEL的R&R表格中,計算出R&R的結果,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,R&R分析,決定要分析的測量系統,選取十個可以代表製程的樣本以及挑選現場實際測量人員23人,請現場人員對十個產品連續重複測量23次，記得盲測的要求,輸入數據到EXCEL的R&R表格中,計算出R&R的結果,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,将各项的测量数据输入到excel的档案当中。输入数据时要注意有效读数，只取到最小读数，如果要估读，只能估读一半。,R&R分析,決定要分析的測量系統,選取十個可以代表製程的樣本以及挑選現場實際測量人員23人,請現場人員對十個產品連續重複測量23次，記得盲測的要求,輸入數據到EXCEL的R&R表格中,計算出R&R的結果,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,计算出R&R的结果一般利用此项的excel表格可以得可以下的结果：AV:人员的变异EV:仪器的变异PV：产品的变异TV：总变异R&R%：重复性和再现性所占的比例。,R&R分析,決定要分析的測量系統,選取十個可以代表製程的樣本以及挑選現場實際測量人員23人,請現場人員對十個產品連續重複測量23次，記得盲測的要求,輸入數據到EXCEL的R&R表格中,計算出R&R的結果,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,判定：R&R%30%，不可以接受。,R&R分析,決定要分析的測量系統,選取十個可以代表製程的樣本以及挑選現場實際測量人員23人,請現場人員對十個產品連續重複測量23次，記得盲測的要求,輸入數據到EXCEL的R&R表格中,計算出R&R的結果,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,保留记录各项的R&R的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。,R&R练习,Select:StatQualityToolsGageStudyGageR&RStudy(Crossed),输入各项参数,得到结果,GageR&R%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGageR&R0.00443710.67Repeatability0.0012923.10Reproducibility0.0031467.56Operator0.0009122.19Operator*Part0.0022345.37Part-To-Part0.03716489.33TotalVariation0.041602100.00StdDevStudyVar%StudyVarSource(SD)(5.15*SD)(%SV)TotalGageR&R0.0666150.3430632.66Repeatability0.0359400.1850917.62Reproducibility0.0560880.2888527.50Operator0.0302000.1555314.81Operator*Part0.0472630.2434023.17Part-To-Part0.1927810.9928294.52TotalVariation0.2039651.05042100.00NumberofDistinctCategories=4GageR&RforResponse,图形结果,Phase3计数型MSA,假设检验法1,选取2050个样本，样本数可根据实际情况而定此样本要包括合格、不合格的产品，临界附近的产品研究人员对每一样本取得基准值，并正确判断是否合格23名现场的测量人员,假设检验法2,每个人重复测量23次，根据规格作出是否合格的判定,假设检验法3,将测量人员的判定结果记录在表格中记“1”为合格；记“0”为不合格,假设检验法4,利用交叉表方法来确定评价人之间和评价人与基准值之间的一致性计算每个评价人作出判定的有效性,假设检验法5,一致性kappa值大于0.75，一致性好Kappa值小于0.4，则一致性差有效性个人的重复性正确百分比90%。个人和标准值相比较的正确百分比90%。全部测量人员一致的百分比90%。全部测量人员和标准一致的百分比90%。万一小于此百分比，则代表此测量系统尚不可以被接受，应做调整。,假设检验法6,风险分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。,案例,某生产过程受控，但性能指数Pp=Ppk=0.5，该过程会产生较多不合格产品。因此，需要一个可接受的计数型测量系统将不合格产品从生产流中挑选出来。与计量型量具不同的是，该量具不能指出产品的好坏，只能指出产品可接受或拒绝。,LSL,USL,0.50,0.60,0.40,案例,这个测量系统与公差相比的%GRR25%，公差为0.01。但尚未小组证明，需要进行测量系统研究。样本的选择：随机地从过程中抽取50个零件样本，要覆盖过程变差。（注：样本要包括合格、不合格的产品，临界附近的产品）,案例,选择三名评价人，每个人对每个产品评价了三次，记录在计数型研究数据表中,一致性分析列联表（评价人之间）,A与B的列联表,列联表（评价人之间）,B与C的列联表,列联表（评价人之间）,A与C的列联表,一致性分析Kappa,Kappa是一个评价人之间一致性的测量值Kappa的计算：设p0列联表正对角线单元中观测值的总和pe列联表正对角线单元中期望值的总和Kappa（p0pe）/（1pe）Kappa的判定（通常的建议法则）Kappa大于0.75表示好的一致性Kappa小于0.4则表示一致性差，需要改进,Kappa评价人之间,计算评价人之间的Kappa值,列联表（评价人与基准值）,A与基准判断列联表,列联表（评价人与基准值）,B与基准判断列联表,列联表（评价人与基准值）,C与基准判断列联表,Kappa评价人与基准值,评价人与基准值之间的一致性,有效性,有效性的计算有效性正确判断的数量/判断机会的总数案例的计算结果如下,有效性,测量系统的有效性计算结果,MINITAB软件的操作,利用MINITAB软件，我们同样可以进行测量系统的有效性和一致性的分析，从StatQualitytoolsAttributeAgreementAnalysis入口。,MINITAB软件操作,软件分析的结果如下,AttributeAgreementAnalysisfor评价结果WithinAppraisersAssessmentAgreementAppraiser#Inspected#MatchedPercent95%CIA504284.00(70.89,92.83)B504590.00(78.19,96.67)C504080.00(66.28,89.97)#Matched:Appraiseragreeswithhim/herselfacrosstrials.FleissKappaStatisticsAppraiserResponseKappaSEKappaZP(vs0)A00.7600000.08164979.30810.000010.7600000.08164979.30810.0000B00.8450730.081649710.35000.000010.8450730.081649710.35000.0000C00.7029110.08164978.60890.000010.7029110.08164978.60890.0000,MINITAB软件操作,EachAppraiservsStandardAssessmentAgreementAppraiser#Inspected#MatchedPercent95%CIA504284.00(70.89,92.83)B504590.00(78.19,96.67)C504080.00(66.28,89.97)#Matched:Appraisersassessmentacrosstrialsagreeswiththeknownstandard.AssessmentDisagreementAppraiser#1/0Percent#0/1Percent#MixedPercentA00.0000.00816.00B00.0000.00510.00C00.0000.001020.00#1/0:Assessmentsacrosstrials=1/standard=0.#0/1:Assessmentsacrosstrials=0/standard=1.#Mixed:Assessmentsacrosstrialsarenotidentical.FleissKappaStatisticsAppraiserResponseKappaSEKappaZP(vs0)A00.8802360.081649710.78060.000010.8802360.081649710.78060.0000B00.9226120.081649711.29960.000010.9226120.081649711.29960.0000C00.7747030.08164979.48810.000010.7747030.08164979.48810.0000,MINITAB软件操作,BetweenAppraisersAssessmentAgreement#Inspected#MatchedPercent95%CI503978.00(64.04,88.47)#Matched:Allappraisersassessmentsagreewitheachother.FleissKappaStatisticsResponseKappaSEKappaZP(vs0)00.7936060.023570233.66980.000010.7936060.023570233.66980.0000AllAppraisersvsStandardAssessmentAgreement#Inspected#MatchedPercent95%CI503978.00(64.04,88.47)#Matched:Allappraisersassessmentsagreewiththeknownstandard.FleissKappaStatisticsResponseKappaSEKappaZP(vs0)00.8591840.047140518.22600.000010.8591840.047140518.22600.0000,有效性的评价,以下表格提供了对测量系统评价的指南,有效性的评价,根据案例数据得到三个评价人的信息,评价人A处于可接受的边缘，可能需要改进评价人B可接受评价人C不可接受，需要改进，建议重新进行培训，甚至弃用,数据解析法,研究计数型测量系统的重复性和偏倚数据解析法中零件的选择至关重要选择8个零件，其基准值已知每个零件用量具测量m20次，并记录下接受的数量（a）8个零件必须满足，最小值的零件a0，最大值的零件a20，另外6个，1a19最大和最小值的两个零件应该代表过程的范围,数据解析法1,选取8左右样本，样本必须满足要求样本的选择很重要，如果确实很难取到，可以按照要求去刻意制作挑选现场实际测量的一个人,数据解析法2,每个样本重复测量m20次，判定接受的次数记为a用下列等式计算每个零件接受概率,数据解析法3,将基准值绘制在正态概率纸上横坐标为参考值纵坐标为绘制可以借助MINITAB软件,数据解析法4,根据绘制的正态概率纸上的图形计算偏倚和重复性,数据解析法5,偏倚的判定重复性的判定R&R%30%，不可以接受,数据解析法6,数据解析法的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。,案例,计数型量具用于测量公差为0.010的一个尺寸，现研究这个测量系统的偏倚和重复性,MINITAB软件操作,根据上述数据绘制在正态概率纸上,利用MINITAB，从StatBasicStatisticsNormalitytest进入，输入数据。在percentline中的atyvalues输入50,偏倚和重复性计算,由MINITAB输出结果得偏倚和重复性计算,MINITAB软件操作,利用MINITAB，从StatQualitytoolsGageStudyAttributeGageStudy进入，输入数据。,Phase4破坏性MSA,破坏性MSA的分析,此项分析有其先天性的限制，所以我们必须有以下的前提。我们有一些的标准样品，这些样品不会随时间而变化。另外这些标准样品其本身的平均值和变异我们已事先知道。所以在此前提下我们才能进行破坏型MSA的分析,破坏性MSA的分析方法,破坏性MSA的分析方法,决定要分析的测量系统由控制计划当中挑选，需要进行分析的仪器。一般典型包含了产品特性测量仪器以及过程特性测量仪器。测量风险愈高的仪器要愈优先分析。一般针对的对像为破坏性测量的测量系统。,決定要分析的測量系統,選取已知條件的製程樣本以及挑選現場實際測量人員1人,請測量人員對樣品進行測量,計算其平均值和標准差,進行偏差計算，以及變異數分離,進行判定，和採取相應措施,保留記錄,破坏性MSA的分