李双义-MSA测量系统分析

1、Li shuang yi立木取信 言行一致讲师：李双义 测量系统分析测量系统分析Measurement Systems Analysis立木取信 言行一致o测量系统分析（MSA）概述oMSA 和 TS16949的关系oMSA 3rd 新的变化o测量系统的统计特性o灵敏度 & APQPo偏倚、线形、稳定性o进行量具的重复性和再现性分析(GR&R)o计数型测量系统研究oMSA 技术总结o附件内容提要第九版：1999年2月1立木取信 言行一致MSA 课程目的使参加培训的人员：n理解MSA在控制和改进过程中的重要性n第三版和第二版的主要区别n为测量不确定度建立量化的、可测量的和限制的指

2、标和/或作出专业、有水平的评估所需的信息n具备开展测量系统分析所需要的统计方法的实用知识第九版：1999年2月2立木取信 言行一致第一章 测量系统分析概述第九版：1999年2月3MSA定义测量系统定义测量系统灵敏度灵敏度计量、校准计量、校准和追溯和追溯偏倚、线性偏倚、线性和稳定性和稳定性GR&R测量系统测量系统比较和分析工具比较和分析工具决策决策基于数据基于数据数据质量（偏倚数据质量（偏倚和方差）和方差）第九版：1999年2月4立木取信 言行一致o测量：赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系。o测量系统：用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件

3、、人员、环境和假设的集合；是用来获得测量结果的整个过程。o评估这一系统的首要步骤是理解这一过程并确定其是否符合我们的要求什么是测量系统第九版：1999年2月5立木取信 言行一致测量系统的范例o如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统应包括：n被测量的零件n人员n测量仪器n仪器使用方法n进行测量的环境条件o作为测量活动的结果，我们产生一个数值，以此表示这个轴承孔的内径第九版：1999年2月6立木取信 言行一致什么是测量系统分析o测量系统分析(MSA)nMSA用于分析测量系统对测量值的影响n强调仪器和人的影响o我们对测量系统作分析，以确定测量系统的统计特性的量化值，并与认可的标准相比较第九版：

4、1999年2月7立木取信 言行一致MSA总目标o测量的不确定度 一个与测量结果有关的参数，其值分散的特性可以合理地归结于被测对象。 这些数据可表达为系列测量的统计分布、标准离差、概率、百分率、实测值减去实际值；在控制图或曲线图上的点等。第九版：1999年2月8立木取信 言行一致测量系统分析典型的准备包括:n分析的作业指导书n评价人和样件的数量n重复读数和测试次数n尺寸的关键性n零件构造n在日常工作使用测量仪器的作业员n能代表整个工作范围的标准件n测量仪器的分辨率必须至少能够读出特性的过程变差的1/10第九版：1999年2月9立木取信 言行一致持续改进的理念o与过程变差相关联，使测量系统分析对上

5、述基本问题的确定变得更有意义。o针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公差的百分比来表达测量误差是不够的，而应该使用过程变差。第九版：1999年2月10立木取信 言行一致测量系统分析的数据利用o用测量系统所收集的数据用于：n控制过程n评估影响过程结果的变量及其相互关系o利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影响的了解o把注意力放在测量系统上，以获得重复性和再现性第九版：1999年2月11立木取信 言行一致测量系统变差的影响o决策是基于测量数据，因此测量值的“质量”决定了后续动作的质量。o测量系统变差的影响可分为：控制原理目的产品控制零件是否在规范之内？过程控制过程是否稳定和可

6、接受？第九版：1999年2月12立木取信 言行一致测量系统变差的影响o对产品决策的影响（P16）下限下限上限上限目标目标第九版：1999年2月13立木取信 言行一致测量系统变差的影响o对过程决策的影响第九版：1999年2月14立木取信 言行一致基本问题评估测量系统，以确定：n是否具备足够的灵敏度? a.仪器是否具有足够的分辨力？ b. 系统具有有效的分辨率？n是否具备不随时间变化的统计稳定性？n统计特性是否在期望范围内具备一致性，并为过程分析或过程控制所接受？（满足测量的目的？）第九版：1999年2月15立木取信 言行一致测量系统变差源测量过程的构成因子（S、W、I、P、E）及其相互作用，产生

7、了测量结果或数值的变差。测量值变差环境（E）方法（P）（程序）仪器（I）(机器)工件（W）人员（P）标准（S）第九版：1999年2月16立木取信 言行一致环境如何影响测量数据o温度变化引起热涨冷缩，使同一零件的同一特性产生不同的读数o光线不足妨碍正确读值o刺眼的光导致读值不正确o受时间影响的材料-如铝、塑料、玻璃o湿度o污染-如电磁、灰尘第九版：1999年2月17立木取信 言行一致测量仪器如何影响测量结果o测量仪器的精度必须小于规范值o测量仪器的种类，如千分尺，卡尺o测量仪器的准确度和精密度o偏倚和线性o重复性和再现性o稳定性第九版：1999年2月18立木取信 言行一致材料、方法、人员如何影响

8、测量结果o材料：o人员： 方法（程序）：第九版：1999年2月19立木取信 言行一致测量值并不总是精确的o测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作的判定o测量系统的误差可分为五类：偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性o在使用一个测量系统前必须知道其测量变差第九版：1999年2月20立木取信 言行一致MSA 应用o建立新量具的适用性和可接受性标准o把一个量具和另一个量具作比较o评估可疑的量具o量具维修前后的性能比较o计算测量系统变差o确定制造过程可接受性o绘制量具性能曲线（GPC）的必要信息第九版：1999年2月21立木取信 言行一致从哪里开始？o评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的

9、变差，以确保量测系统在符合使用它的要求状态下o把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和测量不确定性上o使用SPC的基本原理第九版：1999年2月22立木取信 言行一致第二章 MSA 和 TS16949的关系第九版：1999年2月23立木取信 言行一致TS16949:2002要求o测量系统分析7.6.1 -为分析各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须适用于在控制计划提及的测量系统。所用的分析方法及接受准则，必须与顾客关于测量系统分析的参考手册相一致。 第九版：1999年2月24立木取信 言行一致卓越品质管理的方法卓越品质管理的方法n最大限度地减少量

10、具种类n最大限度地减少量具数量n根据产品族添置量具n根据MSA手册的要求，按产品族进行统计分析n只采用符合MSA要求的量具n不允许个人量具n用6过程分布计算MSA结果，而不是规范或公差值 第九版：1999年2月25立木取信 言行一致三大三大汽车公司的要求汽车公司的要求 三大汽车公司对供应商实施MSA 3rd的要求：Big3 about MSA 3rd第九版：1999年2月26立木取信 言行一致第三章第三章MSA 3MSA 3rdrd的主要变化的主要变化第九版：1999年2月27立木取信 言行一致MSA 3rd的主要变化的主要变化o系统地理解测量过程o测量开发和资源选择（第一章3、4节）o改变和

11、扩展了偏倚和线性o新的计数型测量系统分析方法o复杂的测量系统分析实践oMSA与测量不确定度的比较o关于GRR标准差： 5.15 6第九版：1999年2月28立木取信 言行一致 第四章第四章测量系统的统计特性测量系统的统计特性第九版：1999年2月29立木取信 言行一致理想的测量系统o每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与标准值一致o有如下统计特性：n“零”变差n“零”偏倚n对被测量产品错误分类为“零”概率第九版：1999年2月30立木取信 言行一致量测系统数据o确定所需数据，如何在APQP中使用测量系统o值得花费时间和成本以确定测量系统的统计特性是否满足要求o测量系统的质量由其测量值的统计特

12、性所决定：n偏倚：95%置信度下，0落在置信区间内（注意:不再是10%）n线性：“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内nGR&R10%;介于10-30%和nndc5第九版：1999年2月31立木取信 言行一致数学表达过程控制中所收集的数据包含二种不同的，相对独立的变差来源：n制造过程变差 (MPV)n测量系统变差 (MSV)n总变差 (TV) = MPV + MSV第九版：1999年2月32立木取信 言行一致测量系统的变差必须小于制造过程变差MSV MPVMSV MPV 注：测量系统的变差必须尽可能小注：测量系统的变差必须尽可能小o 变差+ +MSVMSVMPVMPV 总变差总变差

13、(TV)(TV) 规范公差规范公差第九版：1999年2月33立木取信 言行一致共同特性测量系统：n必须处于统计控制状态n与制造过程变差和规范容限相比，测量系统变差必须很小n测量精度不大于过程变差或规范容限中的较小者的十分之一n最大变差必须比过程变差或规范容限中较小者小第九版：1999年2月34立木取信 言行一致测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说，测量系统的变差不受特殊原因支配1.1. 一般说来，当没有数值(点)落在特殊原因区域内时，测量系统便处于统计控制状态2.2. 如果没有如SPC手册中描述的数据 趋势或漂移时，我们也可认为是统 计控制状态统计控制 普通原因区域普通原因区域特殊原因区域特

14、殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域第九版：1999年2月35立木取信 言行一致o测量系统变差必须小于规范公差或过程容限o测量系统的标记精度必须小于规范公差n规范: 2.530 +/- 0.02n测量系统精度: 0.004 规范第九版：1999年2月36立木取信 言行一致仪器范例具有行业特点的检验、测量和测试仪器的种类n粘度测量仪n拉伸测试机n轮廓仪- 高倍显微镜nX光测厚仪你们有哪些种类的IMT设备？_第九版：1999年2月37立木取信 言行一致 第九版：1999年2月38立木取信 言行一致第五章第五章灵敏度第九版：1999年2月39立木取信 言行一致灵敏度o灵敏度：最小的输入产生可探测出的输

15、出信号，是在测量特性变化时测量系统的响应。 -由量具设计（分辨率）、固有质量（OEM）、使用中的维修及仪器和标准的操作条件确定。 -总是以一个测量单位报告。第九版：1999年2月40立木取信 言行一致灵敏度o了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息o当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系统分析o当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用作过程控制第九版：1999年2月41立木取信 言行一致灵敏度o影响灵敏度的因素： - 使仪器减振的能力 - 操作者的技能 - 测量装置的重复性 - 电子或气动量具提供无漂移运行的能力 - 仪器正在使用的环境，如大气、灰尘、湿度第九版：1999年2月42立木取信

16、 言行一致理解分辨率测量一个硬币的厚度 - 哪个测量系统对这三个硬币提供更好的变差信息?分辨力分辨力: “系统检测并如实显示的参考值的变化量。也可称为可读性或分辨率.”第九版：1999年2月43立木取信 言行一致分辨率和控制图范例n用二个系统测量同一组样本n建立如下页所示的均值和极差图(X&R 图)n观察分辨率分别为0.001和0.01的二个测量系统之间的差别第九版：1999年2月44立木取信 言行一致过程控制图第九版：1999年2月45立木取信 言行一致分辨率不足o当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨率不足：n只有一、二或三个极差值可读n四分之一以上极差为零o选择分辨力按比例小

17、于规范或过程变差，以获得足够的分辨率第九版：1999年2月46立木取信 言行一致分辨率的决定原则o推荐分辨力最大为过程分布6的十分之一，而不是公差（规范）的十分之一o在APQP和测试期间进行量具分辨力的研究研究制造过程或相似过程的极差图，根据前页和范例 从不断改进的角度看，公差值的十分之一可能不够。 第九版：1999年2月47立木取信 言行一致 第六章第六章基准件和测量不确定度第九版：1999年2月48立木取信 言行一致基准值o为了比较的一个一致认可的值 有时也称为： 可接受的值 常规值 指定值 最佳估算值 标准测量 测量的标准第九版：1999年2月49立木取信 言行一致基准件o具有非常精确制

18、定的一个或更多特性的一种材料或物质，用于仪器的校准、测量方法的评估或给材料赋值。第九版：1999年2月50立木取信 言行一致国家/国际测量标准o一个材料测量，测量仪器，基准件或系统准备去定义、实现、保存或复制一个零件、一个或更多的数量值，为了将它们去和其他测量仪器比较o这些标准被一些国家专业机构或国际一致认可的国际性服务机构所承认，作为确定其他所有与数量有关的标准件的值的依据o一些例子： -1Kg质量标准 -氦-氖激光长度标准 -标准量块 -铯原子频率标准 -100标准电阻 -Josephson Array 电压标准 - 第九版：1999年2月51立木取信 言行一致国家/国际测量标准使用一个可

19、追溯的标准以提供： 比较的共同点 测量系统有效性 测量系统准确性评价 解决零件间的冲突 最直接的验证指导第九版：1999年2月52立木取信 言行一致可追溯标准的局限o在破坏性测试中很难使用o有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准o有些测试没有行业或国家标准o在设计和开发、合同评审和APQP期间讨论这些局限性.第九版：1999年2月53立木取信 言行一致选择o为了校准可能需要使用非常精密的基准件, 其他在实验室内验证的零件和/或相互认同的标准件. 这些都是通过最高级别的测量设备评定的最好的产品.o比较分析产生精确的数据，将决定为校准而需要的调整数量.o内部实验室比较: 组织, 性能和2个或更

20、多的实验室按照预定的条件对设备的相同或相似的部件的评估.第九版：1999年2月54立木取信 言行一致测量不确定度o用于描述测量值的质量的术语o测量不确定度是给组成测量系统的变量赋值的所有可能性的总和.（P58）o总的可能性应衡量并且要与在进行的测量的重要性和关键性相一致.第九版：1999年2月55立木取信 言行一致测量不确定度和校准o测量系统的不确定度第一次是通过校准过程而产生o校准允许对测量仪器、测量系统、或标在尺上的刻度值等的指示的误差的评价第九版：1999年2月56立木取信 言行一致测量不确定度和校准o基准件本身, 校准和环境以及个人的活动的表现都对测量不确定度有影响.o这就是要经鉴定合

21、格的和/或有资格的实验室以及你应接受对你的测量、检验和实验设备要做或已做校准的数据的益处的原因.第九版：1999年2月57立木取信 言行一致测量不确定度o根据测量系统分析而作出的决定包括:n使用现有的系统, 同时考虑它的测量不确定度.n改进系统以控制产生变差的因子.n考虑其他具有更高级别的分辨率和能力的测量系统 (这通常会花更多的资金但你的 MSA 数据将帮助你确定并证实适当的资源.)第九版：1999年2月58立木取信 言行一致第七章第七章偏倚、线性和稳定性第九版：1999年2月59立木取信 言行一致准确度和精密度量化：n准确度准确度以偏倚评估 ISO和ASTM使用的准确度包括偏倚和重复性n精

22、密度精密度以重复性和再现性评估第九版：1999年2月60立木取信 言行一致准确度和精密度范例量具 A量具 B量具 CA 具有最佳准确度B 具有最佳精密度C 的准确度好于B量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值第九版：1999年2月61立木取信 言行一致偏倚测量的观测观测均值与基准基准值之差。基准值，也称为可接受的基准值或标准值，用作测量值的认可基准。基准值可以通过更高级别的测量设备进行测量而获得的测量均值来确定。第九版：1999年2月62立木取信 言行一致偏倚范例 至 为 A的偏倚 至 为 B的偏倚 至 为 C的偏倚 量具 A量具 B量具 C量具 A的均值量具B的均值量具C的均值第九版：1

23、999年2月63立木取信 言行一致量具偏倚的工作指南1.1. 用标准值或高等级量具，如全尺寸检验设备，获得可接受基 准值2.2. 用测量室或全尺寸检验设备3.3. 由同一评价人对同一零件作至少10次测量4. 相对基准值作直方图，以判断是否存在特殊原因5.5. 计算：n读数的均值n偏倚= 观测值均值-基准值n公式P74第九版：1999年2月64立木取信 言行一致为何做量具偏倚分析o从比例上讲，不会象GR&R那么大，但有助于量化准确度o用于同一量具的稳定性和线性进一步分析o可接受基准值应与其它统计特性评估相同o和以后其他评价人作GR&R分析时，作读数比较 第九版：1999年2月65

24、立木取信 言行一致量具偏倚大的原因o仪器需要校准o仪器、设备或夹紧装置的磨损o磨损或损坏的基准，基准值有误o校准不当或调整基准的使用不当o仪器质量差设计或一致性不好o线性误差o使用错误的量具o不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术o测量错误的特性o变形o环境o在常量上出错o其他第九版：1999年2月66立木取信 言行一致偏倚范例观测次数观测次数 外径观测值外径观测值 BiasBias 1 5.8 -0.2 2 5.7 -0.3 3 5.9 -0.1 4 5.9 -0.1 5 6.0 0.0 6 6.1 0.1 7 6.0 0.0 8 6.1 0.1 9 6.4 0.4 10 6.3 0.3 11

25、 6.0 0.0 12 6.1 0.1 13 6.2 0.2 14 5.6 -0.4 15 6.0 0.0均值 (X-bar) = 6.0067偏倚 = 观测均值 - 基准值 =6.0067- 6.0 = 0.0067标准偏差= (6.4-5.6)/3.553 =0.22514均值的标准偏差= =0.22514/(sqrt15)=0.05813t=0.0067/0.05813=0.115395%置信区间：-1.118500.1319结论：偏倚是可以接受的，同时假定实际使用不会导致附加变差源同一作业员对一个轴的外径作了15次测量，数据如下：,基准值为6.0，是一个基准值，即假定产品与原样一致。估

26、计偏倚：第九版：1999年2月67立木取信 言行一致线 性在在量具预期的工作范围内偏倚值的差值量具预期的工作范围内偏倚值的差值第九版：1999年2月68立木取信 言行一致量具的线性o量具的线性可以通过对量具预期的工作范围内的偏倚分析而确定o至少要作二次分析，在量具量程范围的下限和上限各一次o量具量程范围的中部也应考虑第九版：1999年2月69立木取信 言行一致量具线性分析量具线性工作指南1.1. 选择可在测量系统不同工作范围作测量的5-8个零件2.2. 用全尺寸检验设备确定每个零件的基准值3.3.由一个评价人和同一量具测量所有零件4.4.每个零件重复m10次测量5.结果分析作图法（参见偏倚分析

27、）第九版：1999年2月70立木取信 言行一致量具线性分析量具线性工作指南(续)6.6.计算零件的偏倚和偏倚均值。7.7.将计算出的偏倚由小到大排序8.8.以偏倚均值(Y-轴)对基准值(X轴)建立散点图第九版：1999年2月71立木取信 言行一致量具线性分析量具线性工作指南(续)9.9. 线性由这些点的最佳拟合直线的斜率确定。一般说来，斜率越小表示线性越好10.10. 计算量具的线性指数第九版：1999年2月72立木取信 言行一致线性图析第九版：1999年2月73立木取信 言行一致分析线性-如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬件或者同时调整两者，再校准以达到0偏倚。 -如果在测量范围

28、内偏倚不能被调整到0，只要测量系统保持稳定，仍可以用于产品/过程控制，但不能进行分析。第九版：1999年2月74立木取信 言行一致线性误差的原因o仪器需要校准，需要减少校准时间间隔o仪器、设备或夹紧装置磨损o缺乏维护o磨损或损坏的基准，基准出现误差o量具的工作范围的上限和下限未经正确的校准o仪器质量差设计或一致性不好o仪器设计或方法缺乏稳健性o应用错误的量具o不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术o测量错误的特性o变形o环境o在常量上出错o其他第九版：1999年2月75立木取信 言行一致稳定性稳定性(或漂移)是指一个测量系统在某一持续时间(指几天而不是几小时)获得的对同一基准或零件的一个单一特性

29、的测量值总变差。 或者：偏倚随时间的变化第九版：1999年2月76立木取信 言行一致稳定性范例量具A的第一次均值量具A的第二次均值至 为A的稳定性第九版：1999年2月77立木取信 言行一致稳定性o稳定性是测量系统对给定零件或标准零件在不同时间的偏倚的总变差o当同时有多个测量系统介入时，偏倚最小的那个系统被认为是“稳定”的系统第九版：1999年2月78立木取信 言行一致量具的稳定性o一般没有R&R问题大o有助于确定校准周期o当多个系统精确测量同一标准件并随时间变化有显著的变差时，有助于确定最稳定的测量系统o应对测试跟踪并图表化(或至少在量具记录中记录实际读数和其它相关数据)第九版：19

30、99年2月79立木取信 言行一致对量具稳定性的影响o长时间的不用或间歇使用o二次稳定性试验的测量数很大或很小o环境或系统变化，例如：湿度，气压n与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效应、磨损度、缺乏维护、作业员或实验人员缺乏培训等第九版：1999年2月80立木取信 言行一致量具稳定性不好的原因o仪器需要校准，需要减少校准时间间隔o仪器、设备或夹紧装置磨损o正常老化或退化o缺乏维护o磨损或损坏的基准，基准出现误差o量具校准不当或调整基准的使用不当o仪器质量差设计或一致性不好o仪器设计或方法缺乏稳健性o不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术o变形o环境变化温度、湿度、振动、清洁度o在常量上出错o其他

31、第九版：1999年2月81立木取信 言行一致量具稳定性分析量具稳定性工作指南1.1.使用在偏倚和线性分析中作为样件的基准/标准件o在保护环境下恰当地保存它们(产品的生命期内)o给它们标上名称和号码以便于追溯和进一步研究，包括低、中、高极差值的样本2.2.定期（天、周）对标准件作3至5次测量(根据测量系统的具体情况而定)第九版：1999年2月82立木取信 言行一致量具稳定性分析量具稳定性工作指南(续)3.3.把数据在均值和极差图或均值和标准差图标出 注：要求对每个标准件按过程或规范容限做一个图4.4.根据通常的SPC要求作评估（稳定？）5.5.将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用性第九版：1

32、999年2月83立木取信 言行一致对稳定性图的分析如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制状态n均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不正确，检查检查：o偏倚改变了- 确定原因并改正o如果原因是磨损 - 重复校准、维修 -不必计算测量系统稳定性数值 - 通过减少系统变差来改善稳 定性第九版：1999年2月84立木取信 言行一致 第八章第八章 量具量具R&R分析分析第九版：1999年2月85立木取信 言行一致GR&Ro目的目的n理解用AIAG计算方法所作的GR&Ro注意注意:n重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或分布n偏倚、稳定性和线性用于对测量系统变差

33、作定位第九版：1999年2月86立木取信 言行一致重复性同一同一评鉴人员用同一测量同一测量仪器仪器测量多次测量同一零件的同一特性所获得的测量变差第九版：1999年2月87立木取信 言行一致重复性范例量具 A量具 B量具 C量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值第九版：1999年2月88立木取信 言行一致再现性不同不同评价人员用同一测量仪同一测量仪器器测量同一零件同一零件的同一特性所获得的测量平均值的变差第九版：1999年2月89立木取信 言行一致再现性范例 至 为A和 B的再现性 至 为A和 C的再现性 至 为B和 C的再现性量具 A量具 B量具 C量具A的均值量具B的均值量具C的均值第九

34、版：1999年2月90立木取信 言行一致量具R&R分析量具R&R工作指南1.1. 在测量系统使用者中选出2-3个评价人2.2. 抽取10个零件，以此代表实际或期望的过程变差3.3. 把零件从1至10编号，但号码不为被评价人所见4.4. 如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准第九版：1999年2月91立木取信 言行一致量具R&R分析量具R&R工作指南(续)5.5. 由评价员A随机地对10个零件作测量，由一个观察员记录测量结果6.6. 由其他评价员重复第5步，隐藏其他评鉴员所获得的读数7.7. 重复第5和第6步，用不同的随机组合测量8.8. 对每个评鉴员的读数计算

35、均值和极差第九版：1999年2月92立木取信 言行一致量具R&R分析量具R&R工作指南(续)9.9. 用所附GR&R报告表，记录零件均值和极差均值10.10.计算表示设备变差的重复性11.11.计算表示评鉴人员变差的再现性12.12.计算GR&R并转换成百分比13.13.计算零件变差并转换为百分比14.14.计算总变差第九版：1999年2月93立木取信 言行一致GR&R分析o第二版和第三版都介绍了三种方法： -极差法 -均值极差法 -ANOVE法（方差分析法）oMSA 3rd 有比较明显地推荐ANOVE法的意图。o采用何种方法取决与测量系统的目的和顾客要

36、求！第九版：1999年2月94立木取信 言行一致GR&R 方差分析法方差分析法 分析号 #: 1 分析日期:_ 量具 #: _ 量具描述: _量具类别: 3 Comment: Special Study 分析描述: 3个评价人; 10 个零件; 3 试验 变差来源变差来源 评估变差评估变差 总变差总变差% 贡献贡献 %重复性 (EV) 7.828 9.14 0.8再现性 (AV) 8.5757 10.01 1.0量具R&R (R&R) 11.611 13.56 1.8零件间变差 (PV) 84.843 99.08 98.2总变差 (TV) 85.634注: % 重复性的

37、总变差 = (EV/TV) x 100 % 重复的贡献份额 = (EV/TV)2 x 100% R&R贡献份额是 1.8 %, 仪器贡献份额0.8 %ANOVA 范例第九版：1999年2月95立木取信 言行一致R&Ro重复性重复性 -同一同一评鉴人员用同一测量同一测量仪器仪器测量多次测量同一零件的同一特性所获得的测量变差。 做极差图o再现性 -不同不同评价人员用同一同一测量仪器测量仪器测量同一零件同一零件的同一特性所获得的测量平均值的变差 做均值图第九版：1999年2月96立木取信 言行一致极差图范例o2个评价人,3次实验，5个零件UCL = 0.055R = 0.024LCL

38、 = 01234512345评价人 A评价人 B第九版：1999年2月97立木取信 言行一致极差图结论o对于两个评价人,所有的点都在控制限制内,因此，评价人没有区别o如果其中一个评价人的测量值超出控制限制，那么结论是他的方法与另外一个不同o如果两个评价人都有一些点超出控制限制，那么结论是测量系统对评价人的技术敏感，需要改进以获得有用的数据第九版：1999年2月98立木取信 言行一致均值图范例2名评价人; 4次试验; 5 个零件parts3.101234512345评价人 A评价人 B3.11LCL= 3.15.43.15X=3.1715UCL= 3.1893.20第九版：1999年2月99立木

39、取信 言行一致极差图结论o在这次分析中，10个点中的4个超出控制限制o因为这少于总点数的一半，结论是测量系统不足以检查出零件间变差第九版：1999年2月100立木取信 言行一致 练习6 GR&R图析第九版：1999年2月101立木取信 言行一致GR&R可接受指南可接受的标准根据系统的R&R(R&R%)的评价值:_如果R&R%10%,系统可接受;_如果10% R&R%30%,系统需要做改进第九版：1999年2月102立木取信 言行一致R&R的应用当重复性比再现性大时: -量具需要维修 -量具应重新设计来提高刚度 -改进量具的加紧和定位点 -

40、存在过大的零件内变差第九版：1999年2月103立木取信 言行一致R&R的应用当再现性比重复性大时: -评价人需要更好的使用量具的培训 -需要更好的操作定义 -量具上的刻度不清楚 -需要夹具来提高使用量具的一致性第九版：1999年2月104立木取信 言行一致第九章第九章计数型测量系统研究第九版：1999年2月105立木取信 言行一致计数型测量系统一个计数型量具: -将每个零件与一个给定的限制相比较,如果满足 这个限制则接受这个零件 -用于接受/拒收一组标准件 -不能指出一个零件有多好或多坏,只能指出这个 零件是接受或拒受(通过/不通过)第九版：1999年2月106立木取信 言行一致 对

41、于以“是”和“不是”为计数基础的定性数据，其 GR&R考察的概念是与定量数据一样的。但方法上完全不同. 定性数据测量系统的能力取决于操作员判断的有效性，即将“合格”判断成合格，将“不合格”判断成不合格的程度.计数型测量系统能力计数型测量系统能力分析方法示例分析方法示例第九版：1999年2月107立木取信 言行一致以下为判断所用的指标以下为判断所用的指标 有效性有效性 Effectiveness(E) - 即判断“合格”与“不合格”的准确性 E= 实际判断正确的次数/可能判断正确的机会次数. 漏判的几率漏判的几率 Probability of miss(P-miss) - 将“不合格”判

42、为合格的机会 P(miss)=实际漏判的次数 / 漏判的总机会数.误判的几率误判的几率 Probability of false alarm(P-FA) - 将“合格”判为不合格的机会. P(false alarm)=实际误判次数 / 误判的总机会数.偏倚偏倚 Bias(B) - 指漏判或误判的偏向. B=P(false alarm) / P(miss) B=1, 无偏倚 B1, 偏向误判 B0.90.8-0.90.8P(FA)0.1P(miss)0.05B0.8-1.20.5-0.81.5测量系统好坏的判据测量系统好坏的判据 E, P(FA), P(miss) and BE, P(FA),

43、P(miss) and B第九版：1999年2月112立木取信 言行一致Kappa-如果不知道标准样品如果不知道标准样品Kappa 用来分析操作者之间的一致性, 但不说明真实的对错Kappa=(Pobserved-Pchance)/(1-Pchance)Pobserved为操作员实际判断一致的比例=(Pass Pass+Fail Fail)/总的检验次数Pchance 为在随机状态下操作员判断一致的机会=(Pass Pass+Fail Pass)*(Pass Pass+Pass Fail/总检验次数之平方+(Pass Fail+Fail Fail)*(Fail Pass+Fail Fail)/总的检验次数之平方对于两个操作员第九版：1999年2月113立木取信 言行一致例如两个检验员目测12件来料样品样品123456789101112QC1PPPPPFPPPFPFQC2PPPFPFPPPFPFP代表合格, F代表不合格PassFailPass80Fail13Pobserved=(8+3)/12=11/12Pchance=(8+0)*(8+1