量测系统分析PPT课件.ppt

M04 量測系統分析 MeasurementSystemsAnalysis 3 20 2020 0 章節目的與用途 认识测量系统介紹量具能力概念解析度 Resolution 準確度 偏離度 Bias 線性度 Linearity 穩定性 Stability 與相關性 Correlation 精密度 再現性 Repeatability 與再生性 Reproducibility 量測指標 P T P TV與貢獻度百分比 Contribution 演示並練習用量具來研究 離散型 資料的方法演示並練習用量具來研究 連續型 資料的方法 M04 Pg1 3 20 2020 观念建立 基于数据的决策 决策对吗 数据是测量的结果 数据真实吗 测量过程是由测量系统来完成的 测量系统可信赖吗 MSA可以告诉我们测量系统是否可信赖 MSA 用统计学的方法来了解测量系统中的各个波动源 以及它们对测量结果的影响 最好给出本测量系统是否合乎使用要求的明确判断 M04 Pg2 3 20 2020 测量系统是由什麽構成的 人操作者机量具和必要的设备和软件料实体或系统法操作方法环测量环境 M04 Pg3 3 20 2020 優良量具是由什麽構成的 解析度解析指數 NumberofDistinctCategories 準確度 位置 偏離度 Bias 線性度 Linearity 穩定性 Stability 精密度 變異性 再現性 Repeatability 再生性 Reproducibility M04 Pg4 3 20 2020 解析度 Resolution 辨别度 Discrimination 解析度是測量系統本身能夠分辨出的不同讀數的數量 解析度不夠的量具只能用來顯示達到或未達到標準 經驗方法 量具的解析度應是规格 USL LSL 或製程总波动 6倍的过程 標準差 的十分之一 M04 Pg5 本節隨後會介紹 明顯的特性分類 3 20 2020 可能的變異來源 準確度 M04 Pg6 觀察到的流程變異來源是什麽 準確度 再生性 再現性 3 20 2020 準確度 Accuracy 偏離度 Bias 偏離度是測量平均數與零件的實際真實平均數之間的差別 偏離度也常稱爲 準確度 因爲準確度在文字上有幾個不同含意 偏離度是較佳的術語 M04 Pg7 你怎麽知道偏離度的存在 你如何對付偏離 3 20 2020 準確度 線性度 Linearity 線性度 量具在預期測量範圍內量測偏離值之間的差別 M04 Pg8 對於線性度問題你能做什麽 3 20 2020 準確度 穩定性 Stability 穩定性是指對同一零件在長時間不斷測量所測量到的變異 常用控制圖來跟蹤其穩定性 並定期校驗來修正 M04 Pg9 重新校準 對於穩定性問題你能做什麽 3 20 2020 穩定性 控制圖實例 M04 Pg10 運用控制圖來追溯量具 3 20 2020 精密度 再現性 Repeatability 再現性 一個操作員使用一個量具對一個零件的某一特性進行多次測量所獲得的測量值之間的變異 再現性通常是由設備所引起的變異 M04 Pg11 再現性是因設備所產生的變異 3 20 2020 精密度 再生性 Reproducibility 再生性 是不同的操作員以相同量具對同一個零件的某一特性進行多次測量所得測量平均數之間的變異 再生性是員工與員工之間的變異 或者是系統與系統之間的變異 M04 Pg12 Oper A Oper B Oper C 再生性是典型的員工與員工之間的變異 员工A 员工B 员工C 3 20 2020 量具有哪些類型 定量型量具伏特計游標卡尺量筒反射計壓力錶溫度計定性型量具量隙規 FEELER 卡規 GO NO GO 外觀檢查 合格 不合格 M04 Pg13 所有類型的量具都可用R R來評估 3 20 2020 定性型GageR R 術語 檢驗員分數 AppraiserScore 在定性型R R檢驗過程中 檢驗員前後一致的比例定性型資料 定性 合格 不合格 資料 可用來作記錄和分析 定性型測量系統 把每一個零件與標準進行比較 從而決定零件是否符合標準的測量系統 消費者變異 員工傾向把合格産品判爲不良品 有效篩選分數 EffectiveScreenScore 在定性型R R檢驗過程中 所有員工本身前後一致並且相互之間也一致的比例 M04 Pg14 日常工作中應多多練習使用以上術語 3 20 2020 定性型GageR R 術語 標本值 MasterValue 由一個高準確度量具所測得的平均數 生産者變異 員工傾向把不合格 有缺陷的 産品判爲合格品 篩選 Screen 用檢驗方法對産品進行100 的評估 篩選有效性 ScreenEffectiveness 定性型測量系統區別合格與不合格的能力 M04 Pg15 日常工作中應多多練習使用以上術語 3 20 2020 定性型GageR R使用時機 M04 Pg16 判定所有班別 所有站別的檢驗員 是否使用同樣的標準判別產品的好壞 評估使用的檢驗標準和顧客的要求是否有差異 評估檢驗員本身的一致性是否足夠 評估檢驗員的標準與已知標準間的差距 評估訓練是否需要 SOP是否缺乏或要修正 3 20 2020 使用定性型GageR R的目的 製程評估評估你的檢查標準或工作質量標準與客戶要求的一致性 確定所有班次 機器等的檢查人員是否使用相同標準來決定合格與不合格 量化檢查人員準確重複其檢驗結果的能力 確定檢查人員與 已知標準 的一致性以及是傾向於消費者變異或是生産者變異 製程改善發現是否需要培訓 缺少程序或缺乏標準 M04 Pg17 不幸的是定性型量具通常是不夠好的 3 20 2020 定性型GageR R 方法 準備從製程中挑選30個零件 50 合格 50 不合格 可能的話 挑選近乎於合格和不合格的樣本 挑選檢查人員 受過完全培訓的和有資格的 實施要求每一個檢查人員隨機地檢查零件 決定合格與不合格並重覆此檢查 分析將資料登錄到AttributeR R xls的資料表中來確定測量系統的有效性 評估將結果載入文件 如果必要 採取適當的措施調整測量製程 重做R R試驗 核實調整後的有效性 M04 Pg18 AttributeR R xls 3 20 2020 定性型GageR R 實例 AppraiserScore 1 檢驗員分數是該員工前後一致的比例Scorevs Attribute 2 標準化分數是員工前後一致並與已知標準一致的比例 ScreenEffectiveScore 3 篩選有效分數是所有員工本身前後一致並且相互之間也一致的比例ScreenEffectiveScorevs Attribute 4 標準化篩選有效分數是所有員工本身前後一致並且相互之間也一致 同時與已知標準也一致的比例 M04 Pg19 作爲練習 驗證其中一些計算結果 AttributeR R xls 3 20 2020 定性型GageR R 結論 檢驗員分數 AppraiserScore 如果大多數員工都是100 則培訓作用極為有限如果所有員工分數都很低 則可能需要改變測量系統 篩選 有效分數 Screen EffectiveScore 如果員工本身前後一致但是相互間不一致 則重新培訓可幫助減少錯誤檢驗有效性的目標永遠是100 但實務上以80 為下限 改善起點 標準化分數 Scorevs Attribute 如果員工時常與標準不一致 則需要改變測量系統 或局部標準 例子 M04 Pg20 有效性分數多高才是好的 3 20 2020 定性型GageR R 實例 M04 Pg21 作爲練習 驗證其中一些計算結果 Essay mtw Stat QualityTools AttributeAgreementAnalysis 3 20 2020 定性型GageR R 實例 M04 Pg22 Essay mtw 3 20 2020 定性型GageR R 實例 EachAppraiservsStandardAssessmentAgreementAppraiser Inspected MatchedPercent95 CIDuncan15853 33 26 59 78 73 Hayes151386 67 59 54 98 34 Holmes1515100 00 81 90 100 00 Montgomery1515100 00 81 90 100 00 Simpson151493 33 68 05 99 83 Matched Appraiser sassessmentacrosstrialsagreeswiththeknownstandard M04 Pg23 Essay mtw 3 20 2020 定性型GageR R 實例 BetweenAppraisersAssessmentAgreement Inspected MatchedPercent95 CI15640 00 16 34 67 71 Matched Allappraisers assessmentsagreewitheachother AllAppraisersvsStandardAssessmentAgreement Inspected MatchedPercent95 CI15640 00 16 34 67 71 Matched Allappraisers assessmentsagreewiththeknownstandard M04 Pg24 Essay mtw 3 20 2020 定性型GageR R 練習 分成3組 每位組員代表不同班次的産品外觀檢查員 主要工作是確定正在加工的M M巧克力是否 合格 管理層告訴過你顧客需要顔色豔麗的優質產品 老師會給你樣品 有30件産品用來作定性型GageR R的分析 將樣品排列成一排便於跟蹤樣品號碼 一般做法應該要打亂秩序 要求每一位檢查員獨立地將自己兩次檢驗的結果寫在紙上 並保證每次試驗是獨立完成的 用AttributeR R xls計算表確定篩選分數 Screen 和檢驗員分數 AppraiserScore 說明結果並建議改進措施 規定30分鐘內做完此練習 M04 Pg25 將各組的結果填寫在下列總結表中 3 20 2020 檢驗是解決問題的辦法嗎 對於90 的檢查效率 需要用5個檢查員依次檢驗才能將漏檢率減至10ppm M04 Pg26 漏檢PPM 检查员人數 效率 3 20 2020 檢驗與Sigma水平 對於90 的檢查效率 需要用6個檢查員才能達到6Sigma的品質水平 M04 Pg27 我們需要在聘請檢驗員上花多少錢呢 效率 檢查員人數 長期 水平 3 20 2020 定量型GageR R模型 M04 Pg28 觀察值 實際真實值 測量偏移 觀察的變異 產品的變異 測量的變異 測量系統偏離度 Bias 通過 校準計劃 來評估 準確度 測量系統變異性 Variability 透過 連續變數R R研究 來評估 精密度 實際真實值 測量值 測量偏移 D 總和 製程 測量系统 3 20 2020 可能的變異來源 M04 Pg29 觀察到的製程變異來源是什麽 準確度 再生性 再現性 3 20 2020 可能的變異來源 M04 Pg30 觀察到的製程變異來源是什麽 3 20 2020 量測系統的指標 GageRPrecision 精密度包括再現性和再生性 M04 Pg31 為什麼是6 觀察值 實際真實值 精密度 量具變異 3 20 2020 量測系統的指標 P T 精密度與公差比率P T代表量具變異佔據公差的部分此部份通常用百分數來表示最好的情形P T 10 可接受的P T 30 M04 Pg32 P T是最常用的量具性能指標 公差 規格上線 規格下限 P Precision T Tolerance 3 20 2020 測量系统的指標方法 P TV 精密度總變異比率代表量具變異佔據總變異的部分此部分通常用百分數來表示最好的情形 10 量具可接受條件 30 M04 Pg33 P TV最適合用於告訴專案是否取得改進 注釋 不一定相等 P Precision TV TotalVariance 3 20 2020 測量系統的指標 分辨指數 NDC 分辨指數 是測量系統從製程資料中可辨認的不同讀數的數量 是一個解析度指標 是再現性和再生性的函數 最好情形 5尚可接受 4不可接受 3 M04 Pg34 分辨指數就是解析度 測量的X在何處 X是在這兩個讀數之間的某個地方 但是我不知道具體是在哪兒 DC 1 DC 2 DC 3 DC 4 X Xmeasured X NumberofDistinctCategories 高斯函數 取最小的整數 P T和P TV的用處 P T 公差 最常用於量測系統的精密度評估 將量具的精密度與公差要求進行對比 如果量具用來進行生産樣品的分類 P T還可以 但是對於其它應用則不適合 驗證測量系統是否有能力判別產品的規格界限 或 P TV R R 適合6Sigma比較量具性能與製程變異 使用時應小心 量具研究變異並不一定代表真實的製程變異 當量具樣本中的變異代表實際的製程變異時 P TV會等於P SV 驗證測量系統是否有能力作為製程管制的工具 M04 Pg35 3 20 2020 量具量測方法總結 M04 Pg36 你所使用的量具性能怎樣 或 或 定量型GageR R 使用方法步驟 校準量具或確認最近校準仍然有效 收集10個代表製程變異全部範圍的樣本 若生產一平均厚度9 00 及標準差0 010 的材料 則樣本厚度範圍應為8 97 9 03 99 range M04 Pg37 從每日使用這種測量方法的員工中選出檢驗員 運用Calc MakePatternedData指令準備量具研究資料表 讓該員工測量所有無標識 隨機次序的樣本 分別讓另外其它員工測量所有無標識 隨機次序的樣本 重覆第5步及第6步循環3次 也儘量打亂員工次序 3 20 2020 定量型GageR R 使用方法步驟 用MINITAB作以下兩個分析 Stat QualityTools GageStudy GageR RStudy Crossed Stat QualityTools GageStudy GageRunChart對測量系統能力研究結果進行分析 確定適當的後續措施 Actions M04 Pg38 3 20 2020 定量型GageR R MINITAB實例 一個黑帶想對冶金製程使用的溫度錶進行量具研究 嚴格按前面一頁的方法進行試驗 並將資料輸進R RExample xls中 運用MINITAB分析資料並評估量具能力 Stat QualityTools GageStudy GageR RStudy Crossed M04 Pg39 輸入各欄位的資訊 並且按下選項鈕 見下頁 ANOVA方法是預設選項 R RExample 1 xls MINITABGageR R研究 選項 如果你想要MINITAB幫你計算P T和P TV的話 請輸入該製程的公差和歷史數據的標準差 MINITAB自動計算P SV M04 Pg40 GageR R結果 ANOVA表 Two WayANOVATableWithInteractionSourceDFSSMSFPPart943514 44834 93171 9650 000Operator2219 4109 703 9020 039Operator Part18506 128 124 3190 000Repeatability60390 66 51Total8944630 4P值 是變化源在統計上對總變異影響是否不顯著的機率 在這個例子中 零件 員工和員工 零件交互作用均爲顯著的變異變化源 另外 你能用MINITAB的計算機 Calc Calculator 計算總的平方總和嗎 這個值代表什麽意思 M04 Pg41 在AnalyzePhase會介紹更多的ANOVA 有交互作用之二因子變異數分析表 零件 員工 再現性 總和 自由度 平方和 平均平方和 來源 3 20 2020 GageR R結果 變異的組成部分 ContributionSourceVarComp ofVarComp TotalGageR R16 4102 98Repeatability6 5031 18Reproducibility9 9071 80Operator2 7210 49Operator Part7 1861 31Part To Part534 04997 02TotalVariation550 459100 00 M04 Pg42 由測量系統造成的變異 劃分爲再生性和再現性 由零件造成的變異 總變異 你最希望 影響來自哪一個變化源 3 20 2020 GageR R結果 變異的組成部分 StdDevStudyVar StudyVar Tolerance ProcessSource SD 6 SD SV SV Toler SV Proc TotalGageR R4 050924 30517 2724 3120 25Repeatability2 550115 30110 8715 3012 75Reproducibility3 147518 88513 4218 8915 74Operator1 64949 8967 039 908 25Operator Part2 680716 08411 4316 0813 40Part To Part23 1095138 65798 50138 66115 55TotalVariation23 4619140 771100 00140 77117 31NumberofDistinctCategories 8 M04 Pg43 每一個變異成分的標準差 變異數的平方根 表示變異的99 73 哪一條曲線屬於哪一個變化源 分辨指數 8 3 20 2020 GageR R結果 變異的組成部分 StdDevStudyVar StudyVar Tolerance ProcessSource SD 6 SD SV SV Toler SV Proc TotalGageR R4 050924 30517 2724 3120 25Repeatability2 550115 30110 8715 3012 75Reproducibility3 147518 88513 4218 8915 74Operator1 64949 8967 039 908 25Operator Part2 680716 08411 4316 0813 40Part To Part23 1095138 65798 50138 66115 55TotalVariation23 4619140 771100 00140 77117 31NumberofDistinctCategories 8 M04 Pg44 哪一條曲線屬於哪一個變異源 3 20 2020 GageR R 圖表輸出 MINITAB標準輸出是一幅六張圖表 如下 M04 Pg45 檢查圖表之間的關係 圖表 平均數和全距變異組成圖員工 零件交互作用圖員工圖零件圖 變異的組成 ComponentsOfVariance 變異組成柱狀圖 總變異 研究變異 製程變異 公差我們希望GageR R長條越小越好 使得Part to part長條能越大 M04 Pg46 理想的測量系統看起來應是什麽樣子 圖表輸出 均值和全距控制圖 GraphicalOutput X bar RChart 本圖表的詮釋不同於標準的 X bar 平均數控制圖X bar控制圖如何表達再現性 再生性呢 全距控制圖如何表達再現性 M04 Pg47 X bar控制圖上下限如何計算 理想的X bar控制圖是什麽樣子 我們希望看到XbarChart中超出管制界限的變異代表樣本間之變異 零件圖 ByPart 展示每一個零件的平均測量值 展示在每一個零件測量平均數附近的離散程度 我們希望每個樣本的分佈範圍盡可能的小 但樣本間的變異盡可能的大 平均數偏移 M04 Pg48 理想的測量系統看起來應是什麽樣子 3 20 2020 員工圖 ByOperator 比較每一位員工的測量平均數 突出員工之間的差別 我們希望所有作業員的分佈相同 並且各作業員的平均值連線盡可能為一直線 M04 Pg49 理想的測量系統看起來應是什麽樣子 3 20 2020 員工零件交互作用圖 Operator PartInteraction 表明員工與零件之間的關係怎樣隨員工變化而變化 若不同作業員間有交錯線段則存在有顯著之交互作用 我們希望所有作業員 所有樣本之間為平行線段 若存在有作業員 零件交互作用 則必須瞭解並解決它們 M04 Pg50 理想的測量系統看起來應是什麽樣子 3 20 2020 量