M六Sigma测量系统分析

第四节：测量系统分析1第1页主要内容1. 确认并了解测量误差组成原因。借助Minitab，利用方差分析法(ANOVA)进行连续数据GageR&R分析。3.借助Minitab进行离散数据GageR&R分析。4. 确定测量系统准确性和准确性。2第2页在6σ项目中，测量系统分析主要目标是确定项目中所使用数据是否可靠。测量系统分析目标评定新测量仪器。将两种不一样测量方法进行比较。对可能存在问题测量方法进行评定。确定并处理测量系统误差问题。测量系统分析还能够：3第3页6σ方法建立在这么一个思想上：基于数据决议。用于决议过程数据必须是可靠。基于不可靠数据决议与无数据支持决议没有什么差异。您测量系统是否好得足以让您放心搜集数据？GageR&R分析给您答案。GageR&R分析使您能够：确定测量误差是否很小，相对产品规范或过程误差来说是否能够接收确定您是否对数据“质量”充满信心分析测量仪器是否含有适当分辨率假如测量误差不可接收，将注意力重点放在需要改进方面测量是任何6σ项目基础4第4页三个检验员测量并统计了10个部件油漆厚度。每个检验员测量每个部件两次。下面是用图形表示原始数据。不一样检验员得出结果是否一致？某个操作员是否总是比另一个操作员结果低或者高？操作员能重复对每个部件测量结果吗？另外还有什么？从这个图中，您对该测量系统有什么了解？测量系统波动(偏差)能够用GageR&R分析来量化。油漆厚度测量GageR&R分析厚度部件5第5页相关测量数据常见问题什么是测量？ - 将一个未知量与一个已知或已经接收参考值进行比较为何我们需要测量数据？

-

我们使用测量数据来判断产品是否合格，制订相关过程管理决议。 我接收这件产品吗？ 过程是很好，还是需要进行调整？我们对测量数据有什么期望？ - 准确性……数据必须告诉我们真相！ - 重复性……重复测量必须产生一样结果！ - 再现性……结果不应该受检验员影响什么是测量仪器？ - 用来进行测量任何仪器什么是检验员(或者判定人)？ - 使用测量仪器进行测量个人或装置6第6页收集数据能力!

2=

2

+

2总观察偏差实际偏差测量系统偏差测量是一个能影响所观察值中心值和偏差过程

测量系统包含:人（及其培训）、过程（测量程序）、设备（量具或测量工具）及全部这些原因相互作用。

测量总偏差:

相关测量数据常见问题测量系统：不但指量具。7第7页1.GageR&R分析是用来分析测量系统方法，目标是确定测量某种东西时出现波动(误差)大小和类型。将“测量系统”看作是会给测量数据带来额外误差子过程，其目标就是使用误差尽可能小测量过程。3.任何观察数据误差，都是部件实际误差和测量系统误差总和。相关测量数据常见问题8第8页测量系统分析计划1.确定数据类型2.确定误差起源3. 样本选择4. 数据搜集5. 数据分析9第9页连续数据测量系统分析10第10页分辨率?“准确性”(R&R)(离散性---偏差)校准?稳定性?线性?偏移?“准确性”(居中性---均值)OKOKOKOK连续数据测量系统分析OK11第11页123123部件A部件B因为上面刻度分辨率比两个部件之间差异要大，两个部件将出现相同测量结果。第二个刻度分辨率比两个部件之间差异要小，部件将产生不一样测量结果。A=2.25B=2.00测量仪器分辨率测量仪器分辨率:

可定义为测量仪器能够测得最小改变范围能力。看看下面部件A和部件B，它们长度非常相同。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件测量值之间差异能力。测量仪器分辨率必须小于或等于规范或过程误差10%。A=2.0B=2.0部件A部件B12第12页测量系统精度(分辨率)须比被测量体要求精度高一个数量级，即假如要求测量精度是0.001，测量仪器精度要求须是0.0001。亦即测量系统应该最少能测出上下规格限间距1/10。比如LSL是5mm，USL是10mm，极差是5mm，测量设备应最少0.5mm刻度。测量系统分辨率(精度):

测量系统分辨率最高标准13第13页测量准确性是测量所得平均值与真实值差异。真实值参考标准平均值真实值偏移观察平均值－系统误差或偏移准确性14第14页AccuracyvsPrecision准确性和准确性关系15第15页AccuracyvsPrecision1)accuratebutnotprecise 2)precisebutnotaccurate3)neitheraccuratenorprecise 4)bothaccurateandprecise准确性和准确性关系16第16页测得温度实际温度线性非线性非线性2010304010203040－是指在测量设备范围内，测量值与真实值之间关系是否成线性关系。线性17第17页测量系统分布(sands2)

长久应该保持稳定。

没有漂移，突然偏移循环等。利用控制图进行评定。采取长久测量设备计划以维持稳定性...稳定性18第18页全部测量系统需要校准:1.校按时可参考量具制造者提议。2.定时对操作员培训考评。3.相关软件。对比一个已知真实值检验测量系统或相对于一个已知标准调整量具以至读数正确。校准19第19页精确性精确性－描述了测量系统偏差：可重复性－偏差由量具本身造成；可再现性－偏差由测量者技巧造成。两个组成部分测量系统重复性再现性(重复性和再现性)20第20页在相同条件下，重复检验同一物体，产生相同结果量具能力。或者...在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得偏差。同一测量者一样测量设备一样工件一样环境条件精确性－重复性21第21页在不一样条件下测量同一物体得到相同结果能力。不一样条件下测量结果偏差。不一样测量者或者不一样测量设备（测量者和测量设备只能有一样不一样）一样工件一样环境条件再现性也有两个组成部分精确性－再现性22第22页测量者与工件关系对某一工件，不一样测量者可能有相同测量值（工件2）对另一工件（工件3）不一样测量者测量值有显著差异。part1part2part3OverallLength

对全部工件，不一样测量者都会产生差异；测量者差异依据测量工件不一样而不一样23页1.2~3个测量者。2.10个待测工件。3.每一个测量者应测量全部工件2-3次。4.使用代表整个过程偏差工件。5.随机取样是非常主要。数据收集原则连续数据测量系统分析24第24页重复性和再现性与容差百分比1PrecisiontoToleranceRatio---P/T重复性和再现性与总过程偏差百分比2PrecisiontoTotalVariationRatio---P/TV3%Contribution量具相对于规范测量能力；量具相对于过程偏差测量能力测量系统能力--－3个主要指数测量系统方差与总过程方差百分比%StudyVar%Tolerance%ContributionMinitab显示:－>连续数据测量系统分析－－容差百分比－－调查百分比－－贡献百分比25第25页关于容差百分比解释

sgage=测量误差 公差=USL-LSL USL=规范上限 LSL=规范下限2.对于单边规格限： 在分子中使用2.575

sgage(即5.15/2=2.575)

公差=USL–平均值

或平均值

-LSL

总是使用历史平均值5.15标准误差包含了正态分布99%。5.15s+2.575-2.57599%在此1.对于双边规格限：26第26页连续数据测量系统分析打开数据文件:测量系统分析.MTV27第27页采用ANOVA法见下页输入：部件序数列操作员数据列测量数据列连续数据测量系统分析28第28页连续数据测量系统分析29第29页GageR&R%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)

TotalGageR&R0.00443710.67Repeatability0.0012923.10Reproducibility0.0031467.56Operator0.0009122.19Operator*PartID0.0022345.37Part-To-Part0.03716489.33TotalVariation0.041602100.00连续数据测量系统分析结果显示：贡献百分比：<1％可接收；<10％可考虑；>10％不可接收。30第30页StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R0.0666150.3430632.6634.31Repeatability0.0359400.1850917.6218.51Reproducibility0.0560880.2888527.5028.89Operator0.0302000.1555314.8115.55Operator*PartID0.0472630.2434023.1724.34Part-To-Part0.1927810.9928294.5299.28TotalVariation0.2039651.05042100.00105.04连续数据测量系统分析结果显示2：调查百分比：<15%能够接收；<30%可考虑；>30%不可接收。31第31页StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R0.0666150.3430632.6634.31Repeatability0.0359400.1850917.6218.51Reproducibility0.0560880.2888527.5028.89Operator0.0302000.1555314.8115.55Operator*PartID0.0472630.2434023.1724.34Part-To-Part0.1927810.9928294.5299.28TotalVariation0.2039651.05042100.00105.04NumberofDistinctCategories=4连续数据测量系统分析结果显示3：容差百分比：<10％理想值；<20％可接收；<30％可考虑；>30％不可接收。差异类数目：

5可接收32第32页计算和解释：差异类数目指是测量系统能够识别出过程数据中非重合组数目。差异类数目=x1.41

spart-to-partsgage注意：差异类数目适合用于连续数据ANOVA法GR&R。差异类数目决议/值<2对制订过程控制决议没有价值2–3只用于二元决议(“Go/NoGo”)

5足够分辨率。对于制订过程控制决议来说，能够接收。连续数据测量系统分析33第33页连续数据测量系统分析图形结果显示总图：34第34页关于厚度测量我们知道了什么？测量系统对于判断产品合格是否来是能够接收吗？对于过程控制来说，测量系统可接收吗？测量系统含有足够分辨率吗？操作员对于测量系统误差影响显著吗？部件对于测量系统误差影响很大吗？设备(厚度测量仪)对于测量系统误差来说，是很主要影响原因吗？您应该将测量系统改进重点放在哪里？ANOVA法GageR&R举例35第35页离散数据测量系统分析36第36页将工件与规范极限比较，在经过与不经过判断基础上决定是否接收工件。2.离散数据测量系统研究通常由2-5个测量者测试20-50个工件来进行。3.每一个测量者应以随机次序测量全部工件2-3次。2-3次评定之间相隔一个星期。4.样本选择标准：一些能够接收，一些不合格，一些处于边缘。5.准确率=95%，同时判错率小于5%，能够接收；

准确率=100%，就是好系统!!数据收集原则离散数据测量系统分析37第37页Minitab:Stat>QualityTools>AttributeGageR&RStudy离散数据测量系统分析38第38页离散数据测量系统分析打开数据文件:测量系统分析.MTV39第39页AttributeGageR&RStudyAttributeGageR&RStudyforMeasurementWithinAppraiser重复性偏差(评定检验者本身误差）AssessmentAgreementAppraiser#Inspected#MatchedPercent(%)95.0%CI11010100.0(92.8,100.0)210880.0(44.4,97.5)310990.0(55.5,99.7)#Matched:Appraiseragreeswithhim/herselfacrosstrials.结果显示1：离散数据测量系统分析40第40页EachAppraiservsStandardAssessmentAgreement每个检验员检验结果与真值比较Appraiser#Inspected#MatchedPercent(%)95.0%CI110990.0(55.5,99.7)210880.0(44.4,97.5)310990.0(55.5,99.7)#Matched:Appraiser'sassessmentacrosstrialsagreeswithstandard.结果显示2：离散数据测量系统分析41第41页AssessmentDisagreement#合格/#不合格/Appraiser不合格Percent(%)合格Percent(%)#MixedPercent(%)1110.000.000.0200.000.0220.0300.000.01