测量系统分析在MINITAB中的运用例

实例,测量系统分析MeasurementSystemAnalysis,一、计量型测量系统分析二、计数型测量系统分析三、计数型数据性能曲线（偏倚）四、在线量具GageR抽取数量是10个零,至少2个作业者(推荐3个),同一个零件至少测2次(推荐3次),2011-1-17,数据的输入可直接输入变动的尾数,2011-1-17,仅应用于非破坏性测量分析,2011-1-17,对应双击,可以得到作业者和零件间的交互作用,会至结果不一样,2011-1-17,2011-1-17,这是MINI-TAB默认的不用改,过程公差在这里选填,点确定得结果,2011-1-17,先确认每个图形是否正常,再看结果数据,2011-1-17,Xbar图至少有一半的点落在控制线外，帮助识别不正常的测量分辩率/稳定性,用“嵌套”研究法无得到此图,R图应受控，否则重复、分辩率和稳定性有问题,如果只有一个作业者无法得到此图,这个应该大,这个应该小,2011-1-17,2011-1-17,2011-1-17,2011-1-17,2011-1-17,重复性和再现性的影响,要这个方差，对底盘和安全件方差10%接收，特别情况经客户认可20%接收,分级数应大于等5，否则意味着你的测量系统不能探测部分零件间的差异。改善：增加分辩率,P值小于0.05表示量具能够区分零件间的差异(零件是显著的),P值小于0.05表示量具能够区分作业者(作业者影响是显著的),P值大于0.05表示零件和作业者之间交互不显著,零件内部（抽样样本）：形状、位置、表面光度、锥度、样本的一致性仪器内部：维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好标准内部：质量、等级方法内部：作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变差评价人内部：技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的小幅度波动缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好量具误用失真（量具或零件）、缺乏坚固性应用零件数量、位置、观测误差（易读性、视差）,造成重复性变差的可能原因：,造成再现性误差的潜在原因,零件之间（抽样样本）：使用相同的仪器、操作者和方法测量A、B、C零件类型时的平均差异。仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器测量的平均值差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和/或操作者的误差。标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平均影响。方法之间：由于改变测量点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造成的平均值差异。评价人（操作者）之间：评价人A、B、C之间由于培训、技巧、技能和经验所造成的平均值差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用手动测量仪器时使用这种研究方法。,GRR的分析法提供测量系统的信息：,重复性比再现性大仪器需要维护量具刚度不够夹紧和检测点需改进零件内变差（圆度，锥度等）过大再现性比重复性大评价人培训不足刻度不清晰,计数型测量系统分析,公差下限,公差上限,计数型测量系统属于测量系统中的一类，其测量值是一种有限的分级数。与结果是连续值的计量型测量系统不同。最常见的是go/nogo量具，只可能有两个结果。前面所描述的分析法不能用于评价这种系统。,计数型测量系统分析,福特特殊要求：计数型量具研究应该使用50个零件,3个人,进行3次测量。采样必须包含来自工程规范线两侧的零件。为了判定所选零件是否符合要求，运用一已知的，样准的且MSA合格的测量系统，如三坐标，高度尺等测量,1、选取至少50个零件(从过程中抽取,一此情况下,我们需要创造超出公差带的零件以满足如下要求)25%的零件应在下公差带附近25%的零件应在上公差带附近30%的零件应反映正态过程变差分布10%的零件应超出上公差同时也超出那25%在公差带附近的零件10%的零件应超出下公差同时也超出那25%在公差带附近的零件如下图:,计数型测量系统分析方法,10%超出下公差,10%超出上公差,30%反映正态过程变差分布,2、确定评价者3、每个评价者评测这些零件并判断是通过不是拒绝。必须独立并且按照随机顺序完成。每个评价者必须重复该步骤至少3次。4、将数据输入MINITAB用以得到计数型测量系统分析有效的报告。5、存档计算结果。必要时，实施适当的措施改善测量过程。6、构建计数型性能曲线并存档。,计数型测量系统分析方法,假设检验分析交叉表法,交叉表法用来分析测量人测量一致性下面是一个交叉表试验，由A，B，C三个人分别重复测量50个样品三次，结果如下：,风险分析法假设检验分析信号探测法解析法,计数型测量系统分析的方法,计数型研究数据表,“1”指定为可接受判断，“0”为不可接受判断。表中的基准判断和计量基准值不预告确定。表的“代码”列还用“-”、“+”、“X”显示了零件是否在第III，II，I区域,假设检验分析交叉表法,P0和pe的计算P(A0)=50/150，P(B0)=47/150P(A1)=100/150，P(B1)=103/150P(A0B0)=(5047)(150150)=0.104P(A0B1)=(50103)(150150)=0.229P(A1B0)=(10047)(150150)=0.209P(A1B1)=(100103)(150150)=0.458,期望值的计算A0B0的期望值=0.104150=15.7A0B1的期望值=0.229150=34.3A1B0的期望值=0.209150=31.3A1B1的期望值=0.458150=68.7Kappa统计量的计算p0=(4497)/150=0.94，pe=0.1040.458=0.562AB的Kappa=(p0pe)/(1pe)=(0.940.562)/(10.562)=0.86,示列：,Kappa统计量的计算结果如下：,评价人之间,评价人与参考值,Kappa值的参考评价准则（0.75，1：一致性极好（0.4，0.75：一致性好（0，0.4：一致性差注意：合格与不合格都应占一定比例，最好在灰色区间内选择样品，否则会使结果扭曲，即p0很高而Kappa很低。,MINITAB中的运用：,MINITAB中的运用：,选用数据填“多列”,点“确定”,评价者相对标准的一致度（每个评价者在多大程度上与真值一致,评价者内部的一致度（每个评价者在多大程度上与他/她自己一致,每个评价者在多大程度上与她/他自已一致性（重复性）,作业者的的有效性80%才合格,评价者相对标准的一致度的FleissKappa统计是对测量系统的确认项,评价者之间的一致度，这个有点类似于再现性70%才合格,计算FleissKappa每个评价者要多次测量,这个有点类似于准确度检查，也是对测量系统确认点70%才合格,所有作业者相对标准的Kappa统计,1、至少选取8个零件，这此零件被多次测量，最好每个测20次1个超出下公差零件1个刚刚超出下公差零件1个在下公差内的零件1个距下公差稍远的零件1个距下公差再稍远的零件1个距下公差较远些的零件2个靠近规范中间的零件如下图:,计数型数据性能曲线（偏倚）,一种风险评估方法,10%超出下公差,10%超出上公差,30%反映正态过程变差分布,2、所有被选零，必须知道基准值3、这些零件被多次评价（m次4、需要记录接受零件的总数(a),最大（最小）零件的a值为0，这意味着零界边的零件永远不会被量具接收。位于分布中心的零件的a值为20，这意味着该零件一直会被量具接收。至少有一个零件a=0，至少有一个零件a=20，至少有6个零件1a19。目的是评价边界情况时的有效性。作用是判定量具接收“超差”和拒收“公差内”的概率5、根据结果，可评价重复性和偏倚MINITAB运用,计数型数据性能曲线（偏倚）,a值,多次测得的值,结果,在下线185位置，13%的概率接收零件（也就是87%的机会拒绝零件）,在190运高于下差位置，71%的概率接收零件（也就是29%的机会拒绝零件）,在194这个很接近名义值195的位置，99%的概率接收零件（也就是1%的机会拒绝零件）,在线量具如何执行GageR&R(自动线),1、必须涵盖所有班次、不同日期和生产线设定2、保留这些零件直到收集完30个3、以随机顺序在线检测这30个样件至少2次,必须做线性研究：如果仅有一副在线检测设备（量具），则必须将它与一个已知的经过校准的测量系统进行比较。如果有多副在线检测设备（量具），则不仅需将他们与一个已知的经过校准的测量系统进行比较，还应该比较这些在线量具的差异，,两次读数是否有偏差就从45度上能体现,两次读数是否有偏差就从45度上能体现,数据两次堆叠成一列，新建到C5列中,“零件号”双击两次,“零件号”堆叠成一列，新建到C6列中,转成一列数据,结果,如何针对GageR&R运用保护带(缩减公差以补偿测量系统影响),保护带是一种在量具误差过大而不可接受的情况下，用于减少计量型量具合格界限的方法；保护带对单边公差和双边公差都可运用；保护带用于减少因过度的量具误差从而交付不合格零件给顾客的可能性；保护带分用于量具误差是由显著的重复性（同一位置、同一作业者、同一测量对象、重复测量的差异）问题引起的情况，没有显著的再现性（不同位置、不同作业者，重复测量的差异）问题，或者作业者、零件、量具之间的显著交互作用就是量具本身的问题,1、量具必须能够区分零件之间的变差（P值小于0.05）,2、再现性的P值必须不显著（P值大于0.05），表示量具不能区分作业者的测量,3、零件和作业者这间没有显著交互作用（P值大于0.05）,确定再现性显著：0.74/27.03=2.7%,最好为0,此例适用运用保护带?,原下公差是704原上公差是916,用3*0.52274=1.57,现假设量具误差是均等分布的,上下公差两边都必须被补偿；上公差减去3位GageR&R标准差，就得到修正后的上公差。下公差加上3位GageR&R标准差，就得到修正后的上公差,现上公差:916-3*0.52274=914.43现下公差:704+3*0.52274=705.57,识别出来的零落在初始规范和修正后的规范之,找用通过分析的量具重测(如三坐标),或报废,量具校准和使用(ManufactureSiteAssessment),量具校准和使用(现场评审),II.5.1供应商确保控制计划中规定的所有量具可有效使用。量具校准和量具维护计划需确保有备份量具或备份测量过程以有效支持控制计划要求的检查:a供应商能验证每个控制计划的量具有效性。b现场量具可用并具有适当的能力(比如,适当的量具、测量方法以及数据点)以满足控制计划中的测量要求.对于一些特殊情况,如果现场的测量能力不能满足,供应商应有一个规定的方法来使用第三方的量具进行这些项目的测量,包括时间的选择和适用性等.c供应商有证据显示已具有一个公布的进度表，并依此表行事并追踪有关测量与测试设备(包括测试软件)的校准与检验维护d有可视化的测量程序书张贴在作业点上。,量具校准和使用(现场评审),II.5.2对所有的SC和CCs尽可能运用计量型量具。HIC量具则按各控制计划所列使用。所有的量具（公司和员工个人的）均按控制计划明确表列。a公司和员工个人的量具都得到评估和追踪。b有促进符合要求的程序书在运作中c如果没有使用计量型量具，供应商需提出足以令人完全信服的理由d计数型量具也必须做量具的重复性和再现性分析(GageR&R),量具校准和使用(现场评审),II.5.3GageR&R与AIAG测量系统分析手冊的指导要求相一致。一旦GagR&R不符合这些指导要求，需有特定的计划来保证符合这些指导要求。此外，供应商需具备适当的测量能力以满足所有生产阶段的测量要求。a无论产品类型或测量系统是什么，凡事用于检查福特产品的所有量具，都需要进行重复性及再现性分析。b每一个测量系统(包含计数型量具)的重复性及再现性分析(GageR&R)的操作方法和频度都有明文规定c对无法达到AIAGMSA的指导要求的，必须有改善计划,量具校准和使用(现场评审),II.5.4供应商有明文的量具废弃/损坏规定，且所有员工必须遵守。这确保了仅有功能具备又符合规范的量具才会被使用。a操作者了解并熟知这一程序。b量具的丢弃/损坏记录都满足。,量具