测量检查系统能力分析指南

测量系统能力分析指南制造型企业的成长和成功离不开自身各个领域的专业化。本文重点介绍如何确保我们获得的数据准确、可靠，为公司各个领域、各个层次上的决策提供基础。天楹之光是从事LED设计、制造、销售一家公司，致力于成为专业的光运用方案供应商。在日常工作过程中，将会经常遇到过程、样品、产品的测量判断，在这个过程中，我们涉及两个层面的问题：1．如何通过对产品/样品的测量数据来评估产品生产过程的有效性、一致性、稳定性？是测量一两个样品的数据还是测量一个充分的样本量后再来评估过程？工程师需要有一个基本的理念。因为这个涉及到我们设计、制造以及供应链管理的各个环节。这也是企业的一个基本的理念。我们打个比方，如果我们仅仅通过测量一两个产品的特性数据符合标准，而没有对整个过程这个特性数据的分布深入分析的话，我们将面临着漏判的巨大风险。这个不在此文章深入探讨，仅提出引起大家注意。在关键的特性测量上我们不能仅仅对少数几个样品甚至是一个样品测量合格就承认厂商大量生产或我们自己厂内量产。2．测量系统可靠性的评价。如何确保测量数据的可靠性，为判断和决策提供可靠的数据基础。确保测量系统的变异处在一个可控的状态。融合成经典，经典铸就品质。通过以上两个方面讨论，希望能对同仁日常工作有所帮助。在大家的共同努力下，公司能够在专业化的道路上越走越远，用我们专业的产品和服务赢得市场，取得客户的信任和支持。卓越绩效标准指南中提到公司管理层需要定期对公司绩效进行评价和审核。通过一定的方法体系获得公司绩效数据，基于获得的数据信息审核公司过往经营活动，为后来组织的方向和行动提供计划和指南。那么如何确保绩效数据的可靠性了？这就涉及到测量系统的可靠性。我们先来介绍几个概念：过程、过程能力、测量系统、测量系统能力、基于事实（数据）的决策方法。过程方法已经深入到现代公司管理的各个领域和层次。过程作为一组将输入转化成输出的活动，由三个要素组成：输入、输出和过程活动。过程的变异分别由异常波动、随机波动引起的，随机波动是不可避免的，异常波动需要管理者监视和控制的。过程能力是衡量过程波动和变异的指标，过程能力在制造型的企业有两个常见的表现形式：过程能力（过程有效性和一致性）指数（CP/CPK）和良率（不良率），对应两种数据类型：计量型和计数型数据。根据两种不同类型数据，测量系统也可分为计量型测量系统和计数型测量系统。计量型测量系统在实际工作中的例子有：灯具的光通量数据测量、功率的测量、长度测量等；计数型测量系统在实际工作中的例子有：色差判定、外观判定等定性类数据，是不是和是之间，0和1之间的选择。测量系统由测量人员、测量方法、测量环境、测量对象、测量设备等要素构成，测量系统的变化或波动必将造成对过程的测量数据的波动，影响对过程的实际能力的反映和人们对现实的判断。如下所示，我们可以从这个例子中看到选择不同分辨力的测量仪器将会影响到最后的测量数据。测量系统对测量数据的影响-举例说明测量仪器分辨率（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%）A=2.25B=2.00部件A||部件AA=2.25B=2.00A=2.0部件B|B=2.0丽萨因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。

因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。所以测量系统的可信度将影响数据的可信度，而数据是现代公司管理的基本要素，不能得到可靠的数据，那么正确的决策就很难保证。以下图示它们之间的关系过程测量系统过程能力数据决策各要素逻辑关系图测量系统测量数据和过程实际表现总的变异=制程本身的变异+测量系统的变异当测量系统的变异超过过程变异可以接受的程度，将会在日常的判断中导致以下两种类型的错误。第I型错误：误判，将合格的判断成不合格的第II型错误：漏判，将不合格的判断成合格的以下先通过介绍一些基本概念术语，然后再通过列举实例来让大家了解和掌握计量型和计数型测量系统评价实务。测量系统评价内容：可重复性—偏差由量具本身造成；（测量系统内部变差）指同一人使用同一测量工具对同一对象（产品）的同一特性进行多次测量中产生的变差可再现性—偏差由测量者的技巧造成；（测量系统之间或条件之间的变差）指不同的人在对同种特性进行测量时产生的变差测量系统评价=重复性+再现性测量系统评价术语介绍：EV=EquipmentVariation（Repeatability）/设备变异（重复性）AV=AppraiserVariation（Reproducibility）/操作者变异（再现性）R&R=Repeatability&Reproducibility/重复性&再现性PV=PartVariation/产品引起的变异（过程变异）TV=TotalVariationofR&RandPV/总变异（制程本身变异+测量系统变异）%EV=%EV/Tolerance/重复性占总变异的%%AV=%AV/Tolerance/再现性占总变异的%%R&R=%R&R/Tolerance/重复性再现性占总变异的％测量系统评价标准%R&RResults<5%很好

<5%<10%10%-30%>30%好可以接受，视被测量特性的重要程度和测量成本等因素而定。测量系统需要改进:值-最小值范围（RX22233652598零件操作员1操作员2it^Tolerance=20R范围之和平均范围平均范围=R=(2+1+1+2+1)/5=7/5=1.4一―^-二:值-最小值范围（RX22233652598零件操作员1操作员2it^Tolerance=20R范围之和平均范围平均范围=R=(2+1+1+2+1)/5=7/5=1.4一―^-二ZT量具误差=5」5*R/d=5」5/1一吹=4一3於=4.33*1.4=6」%GageR&R=量具误差GageError/允差Tolerance=6.1/20*100%=30.5%短期模式练习零件个数个操作员个操作员个操作员11.411.912.2421.281.812.1531.231.772.1241.752.115Q-19”)1.742.161.181.732.0971.V1.732.0981/71.722.089/.161.722.0810>'1.161.722.08d常数表PartOperatorAOperatorBRange118001810217901780318201820418001810517801780Specrange=200SumofRangesAverageRange

•盲测原则1：对10个样品编号，每个人测完第一轮后，由其他人对这10个样品进行随机的重新编号后再测，避免主观偏向。•盲测原则2：三个人之间都互相不知道其他人的测量结果。计算输入每个人对各个样品的测量数据OPER.4TOFPA.RTRESULTSTRIAL#12345678910AVGA11.62Q1.61B1.6181.6121.6T91.6171.6T91.6201.6T91.5821.61421.6211.61191.6191.6131.61191.6181.6181.61191.6181.5821.61531.6201.61181.61911.6131.61181.61716191.6201.6181.583%1.615Average1.6201.6181.6191.6131.6191.6171.6191.6201.6181.5S21.615Range0.0D10.0010.0010.0D10.0010.0010.0010.0010.0010.001£0.001B11.6211.6201.61B1.6T91.61B1.6191.6211.6191.6191.575Bi1.61521.6201.6211.61916191.6171.6191.6221.61181.6191.5761.61531.6231.6201.6191.6201.6171.6131.6211.6191.6181.5771.615Average1.6211.6201.6191.6191.6171.6191.6211.6191.6191.5761.615Range0.0D30.0010.0010.0D10.0010.0010.0010.0010.0010.0020.001C11.6201.6191.6181.6181.6191.6201.6211.6211.6201.585.1.61621.6211.61181.61716191.61181.6211.6201.6211.6221.586'1.61631.6211.61191.6181.6191.61181.6211.6201.6201.6211.5B71.616Average1.6211.6191.6181.6191.6181.6211.6201.6211.6211.536Xc1.616Range0.DD1D.0D1D.0D10.001D.0D1D.0D10.001D.0D1D.0D20.DD2Rc0.001计算均值和极差R=Ra+R&+Rc/Ndofoperators=0.001+D.D01+0.001I3R=0.001[Max-[Min=1.6161.615Xoff=0.002UCL^=R*=0.001■St2.58Guc*0.003LCL^=R*足=0.DD1■t0.000LCL^=0.000重复性再现性计算Repeatibility-EquipmentVariation(EV)EV=R*KiEV=Trials33.Q5Reproducibilit/-AppraiserVariation(AVJ(nparts,rtrials}av=o.ooeOper32.7QRepeatibililySiRepr严uuibilityW&R>關啊[EV2+A诃R8iR^0.0C6PartVariation(PV)FV=Rp^rt*陶PV=PartsW1.62TotalVariation(TV)TV=ijtR&R2+PV2)TV=重复性再现性占总的变异的%BaseonPARTTOPARTVariation%EV=100[EV/TV|%EV=E.Ec%AV=100[AV/TV]%AV=7.S3%R&R=100[R&R/TV1%R8R=9.2?%PV=100[PVHV]%PV=9S.57从计算结果来看，此测量系统重复性再现性变异占总的变异的9.24%,可以用在日常控制活动。其中再现性的变异略高于重复性变异。提示在日常控制中需要注意对人员的培训和监控。计数型测量系统分析对于以“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。计数型测量系统评价指标1．有效性/一致性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.2．漏判的几率Probabilityofmiss(P-miss)-将“不合格”判为合格的机会P(miss)=实际漏判的次数/漏判的总机会数.3．误判的几率Probabilityoffalsealarm(P-FA)-将“合格”判为不合格的机会.P(falsealarm)=$际误判次数/误判的总机会数.4．KAPPA-判定一致性程度(人员之间/人员与标准之间)计数型测量系统评价标准指标可接受边缘拒收E>0.90.8-0.9<0.8P(FA)<0.050.05-0.1>0.1P(miss)<0.020.02-0.05>0.05B0.8-1.20.5-0.8or1.2-1.5<0.5or>1.5计数型测量系统评价实例一由主管选取14个样品(其中8个合格，6个不合格)三个操作员对每个样品测三次记录中A=接受(accept)，R=拒收(reject)操作员ABC样品编号真实A/R1231231231AAAAAAAAAA2RRRRRRRRRR3AAAAAAAAAA4RRRRRRRRRR5RRRRRARRRR6ARRRAAAAAA7ARARAAAARA8AAAAAAAAAA9RRRRAAAAAA10AAAAAAAAAA11AAAAAAAAAA12RRRRRRRRRR13AAAAAAAAAA14RRRRRRRRRR

—计算结果:操作员r对合格品判断正确的次数对不合格品判断正确的次数总的判断正确次数误判次数漏判次数总数#1#2#3#4#5#6A1918375042B2414380442C2315381342操作员E#3/#6P(FA)#4/(#1+#4)P(miss)#5/(#2+#5)BiasP(FA)/P(miss)A37/42=0.885/24=0.210/18=0N/AB38/42=0.900/24=04/18=0.220C38/42=0.901/24=0.043/18=0.170.34计数型测量系统评价实例二(使用Minitab软件)Minitab软件是当前主流数据统计分析软件，具有强大的数据分析功能。被大多数跨国公司所采用，运用到公司内部管控中。以下图示为使用软件操作步骤，大家可以依据来了解。输入数据，选择分析工具(属性一致性分析)ICO.QO(90.5[:9667<B2.7t尖试验中的评估可te/生存X)硏死◎贡屋工具©统计⑸囹形⑥銮口(W)耕助凹uPareto圏迪…ICO.QO(90.5[:9667<B2.7t尖试验中的评估可te/生存X)硏死◎贡屋工具©统计⑸囹形⑥銮口(W)耕助凹uPareto圏迪…労凶果©…EDA(£J百分比3.5T0.000.00回归画方差务析㈤DOE側控制图©琴他询期4.氓Jchfi?cn茕皋①.”琵力甘折㈤►CapabilitySi«pack(S]►乞nw窗迺I囚疫庫性希宓收①”.接誣抽宦豔收00一致性工具数据设置。C2C3C4A-lA-2A-301111111i111C5B-1I◎寒芟畀图(MU.1Lf对緒凹...2．检验员与标准一致性从结果来看，检验员2和3自身一致性为100%；与标准比较，检验员2每次判断与标准契合程度是100%，其次是检验员3，再次为检验员12．检验员与标准一致性从结果来看，检验员2和3自身一致性为100%；与标准比较，检验员2每次判断与标准契合程度是100%，其次是检验员3，再次为检验员1，数据为93.33%。A-1sA-2,2B-1,B-2,B-3tC-1}C-2,C-3的属性F性分析检验员自身评估一致性#检徉相检验员验数符数百分比95%置信区间302996.67(8278.99.92)303010000(9050.10000)3030100.00(9050.10000)牡相符数:检验员在多个试验之间*他/她自身标椎一致。每个检验员与标准评估一致性#检#相检验员验数符数百分比95%置信区间93.33(77.93.9918)10000(9050.10000)96.67(8278.99.92)130282303033029实例三里KappaKappa标准误ZP(与a。)0731090.731091.000001.000000.649120.64912DJ054096.93572>105409&935720.1054099.486830.1054099.486830.105409&158120.1054096.158120.00000.00000.00000.00000.00000.0000OPVSStd性标准>90%与上个例子区别在于，本例中数据为检验员实际判定的定性结果描述，如：气泡。上个例子输入数据为0和1，0位不良品，1位良品。其他操作比照上例。

EjW.如g・■«FE1新in*V]***hjrts注您M0电(D：：n-iCS-ICi-tCT會f01：-XC国些竺2jp贰Wllr>4I・■n4r$or“E*MFLi&dri14齐务齐狂乔齐#乔*齐事鼻乔搭齐弟齐乔齐茫养#乔崙*齐丟士»號爺*«»鞭«乳歸量孫趟咼報凤^找牀戦氏践通喪钛殛如』icuxFfr白趁气泡气息4<EjW.如g・■«FE1新in*V]***hjrts注您M0电(D：：n-iCS-ICi-tCT會f01：-XC国些竺2jp贰Wllr>4I・■n4r$or“E*MFLi&dri14齐务齐狂乔齐#乔*齐事鼻乔搭齐弟齐乔齐茫养#乔崙*齐丟士»號爺*«»鞭«乳歸量孫趟咼報凤^找牀戦氏践通喪钛殛如』icuxFfr白趁气泡气息4<-+S孙JU#11时*r±n羽応\fttfH■1盼E•■hC1ClEwwiai■二5t^icj