补充教材课件

17四月2024补充教材测量系统要素与构成被测试的材料被测量的特性收集和准备样品测量种类和尺度仪器或测试设备检验者或技术员使用的状况等测量系统构成量具(Equipment)测量人员(Operator)被测工件(Parts)程序、方法(Procedure,Methods)上述之交互作用关系2理想的测量系统理想的测量系统在每次使用时，应只产生“正确”的测量结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有零方差、零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。理想的测量系统存在吗？应该作怎样的选择？对测量系统的要求是什么？3足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的，相对于过程变差或规范控制限，测量的增量应该很小。通常所有的十进制或1/10法则，表明仪器的分辨率应把公差(过程变差)分为十份或更多。这个规则是选择量具期望的实际最低起点。测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。这可称为统计稳定性且最好由图形法评价。好的测量系统4好的测量系统对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小于依据特性的公差评价测量系统。对过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并与过程变差相比要小。根据6σ变差和／或来自MSA研究的总变差评价测量系统。思考与讨论：对测量要求是什么？5测量过程理解测量过程：测量及分析活动是一个过程。因而对该过程也可以应用任何与所有过程控制的管理、统计及逻辑技术。对于过程拥有者需要了解顾客需求，而对于顾客来说也是过程拥有者，也希望用最小的努力获得正确的决定。6掌握测量过程内容对于测量过程至少需要掌握以下内容：测量设备资源如何正确使用这些设备测量过程内容是什么如何分析和解释测量结果监视和控制这个测量过程7测量值构成测量值=真值+测量误差y=x+ε

戴明说没有真值的存在一致性8识别测量系统误差来源与所有过程相似，测量系统受随机和系统变差源影响。这些变差源由普通原因和特殊原因造成，为了控制测量系统变差1)识别潜在的变差的来源2)消除(如果可能时)或监控这些变差的来源尽管特殊原因将依据不同情况，但一些典型的变差来源是可以识别。有多种不同的方法可以对这些变差来源进行表述和分类。如因果图、故障树图等。9测量系统特性对测量系统进行分析的目的是为了更好地了解测量系统变差的来源。测量系统特性可用下列方式来描述位置：稳定性、偏倚、线性。宽度或范围：重复性、再现性。10分辨率的要求建议的要求是总过程6σ(标准偏差)的十分之一传统是公差范围的十分之一11偏倚(Bias)基准值观测平均值偏倚偏倚：是测量结果的观测平均值与基准值的差值。真值的取得可以通过采用更高等级的测量设备进行多次测量，取其平均值对偏倚的要求？12重复性(Repeatability)重复性指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零件的同一特性时获得的测量值变差(四同)对重复性的要求？13再现性(Reproducibility)由不同操作人员，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差(三同一异)再现性甲丙乙14稳定性(Stability)稳定性时间1时间2是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差15线性(Linearity)量程基准值观测平均值基准值线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值16观测平均值基准值无偏倚有偏倚线性(Linearity)如果是卖方，对线性的要求是什么？公平是什么？17MSA分析时机新生产之产品PV有不同时新仪器，EV有不同时新操作人员，AV有不同时易损耗仪器必须注意其分析频率。第一阶段第二阶段18MSA分析的对象TS16949标准之7.6.1

测量系统分析为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，必须进行适当统计研究。此要求必须适用于在控制计划提出的测量系统。所用的分析方法及接收准则，必须与顾客关于测量系统分析的参考手册相一致。如果得到顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。如何确定？19MSA方法的分类依测量数据特性计数型MSA计量型MSA结合公司测量系统举例说明？20计量型MSA计量型位置分析离散分析稳定性分析偏倚分析线性分析重复性分析再现性分析稳定性分析21计数型MSA计数型风险分析法信号分析法数据解析法22破坏性MSA破坏型偏倚分析变异分析稳定性分析法23测量系统分析准备1).先计划将要使用的方法。例如，通过利用工程决策，直观观察或量具研究决定，是否评价人在校准或使用仪器中产生影响。有些测量系统的再现性(不同人之间)影响可以忽略，例如按按钮，打印出一个数字确定公司的测量系统方法242).确定MSA的评价人的数量，样品数量及重复读数次数。在此选择中应考虑的因素如下：尺寸的关键性：关键尺寸需要更多的零件和/或试验，原因是量具研究评价所需的置信度。零件结构：大或重的零件可规定较少样品和较多试验。由于其目的是评价整个测量系统，评价人的选择应从日常操作该仪器的人中挑选。测量系统分析准备25样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围。有时每一天取一个样本，持续若干天。这样做是有必要的，因为分析中这些零件被认为生产过程中产品变差的全部范围。由于每一零件将被测量若干次，必须对每一零件编号以便识别。仪器的分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一，例如特性的变差为0.01，仪器应能读取0.001的变化。确保测量方法(即评价人和仪器)在按照规定的测量步骤测量特征尺寸。测量系统分析准备26不具代表性的取法测量系统分析准备-取样要求27代表性的取法测量系统分析准备-取样要求281.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，并用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录29自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自：控制计划中所提及的产品特性和过程特性测量用的测量系统1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录30选取一标准样品：要求样品具有代表性，尽可能是产品的关键特性针对样本使用更高精密度等级的仪器进行精密测量十次，加以平均，做为参考值。如果标准样本为可溯源的基准值，则直接作为参考值。1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录31请现场测量人员连续测量25组数据，要求：每次测量2~5次。并记录下这些数据。一般而言初期的25组数据最好在较短的时间内收集，这样就可以利用这些数据来了解仪器的稳定状况。收集这些数据的频次一般可设定如下：每小时1组；每天1组；每周1组。1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录32将测量的数据输入到所设定的Excel表格中。并依据此进行Xbar-R控制图的相关公式的计算，即：计算每一组的平均值计算每一组的R值计算出平均值的平均值计算出R的平均值进行Xbar-R控制界限计算1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录33依据上述计算的结果，作出Xbar-R控制图，并分析如下：检查R图，以判定重复性是否稳定看Xbar图，以判定偏移是否稳定。若控制图稳定，可以利用Xbarbar-标准值，看是否有偏差。再利用Rbar/d2来了解仪器的重复性。1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录34后续持续点图、判图如果控制图是稳定的，可以将此控制界限做为控制用控制界限。后续就依据原先固定的频次，用同样的样本、测量仪器、测量人员。此时若控制图有异常，一般就代表仪器有问题，要进行相应的处理。异常的判定：用点、线、面原则识别异常因素异常的处理若R图失控，表明不稳定的重复性，可能什么东西松动、阻塞、变化等。若X-bar图失控，表明测量系统不再正确测量，可能磨损，可能需重新校准。1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录35不可以发生重复性的标准差大于制程标准差，如果有发生此现象，代表测量系统的变异大于制程变异，此仪器是不可接受的保留记录各项的分析记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以证明此测量系统的测量能力是足够。1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录362.偏倚研究分析决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录37决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自：控制计划中所提及的产品特性和过程特性测量用的测量系统2.偏倚研究分析38决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录自生产现场抽取样本：一般是取在制程中间的产品。用更高精密的测量设备对样品进行测量，测量十次，加以平均，取得参考值。如果标准样本为可溯源的基准值，则直接作为参考值。2.偏倚研究分析39决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录现场人员测量：现场人员：指的是实际在现场从事测量工作的人员，由他们来进行测量，才能真正了解公司测量的偏差是多少。重复测量十五次，记录其值到所设定的Excel表格中2.偏倚研究分析40决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录将数据输入到Excel的档案中，或者是Minitab中进行相关的计算(结果分析作图法)相对于基准值将数据划出直方图。评审直方图，用专业知识确定是否存在特殊原因或出现异常。如果没有，继续分析。2.偏倚研究分析41决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录计算t值计算t值tα用来判定是否有明显偏差的基准，其值自由度有关，一般典型的α为0.05，通过查t分布表得出2.偏倚研究分析42决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录结果判定：如果t<tα就代表没有明显的偏移。此说明测量系统的偏倚是可以接受的。如果t>tα就代表有明显的偏移，此测量系统的偏倚不可接受，此时因分析偏倚带来的影响，如：利用偏差/公差，或偏差/过程变化范围值了解其受影响的比例，如果比例比较高时那么就可能仪器要停用或者修理。2.偏倚研究分析43决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录保留记录各项的偏倚分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，证明此测量系统的偏倚是可以接收的。2.偏倚研究分析443.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录45决定要分析的测量系统由控制计划当中挑选，需要进行分析的仪器。一般典型包含了产品特性测量仪器以及过程特性测量仪器。测量风险愈高的仪器要愈优先分析。线性一般是在制程变异范围比较宽，只做单点的偏差分析，可能担心不足时使用。3.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录46抽取代表制程变异范围的样品，4~5个，此一般由现场当中取出，并最好能覆盖最大值和最小值针对取出的样品进行精密测量：对每个样品用更高等级的测量设备进行测量十次，将十次的值进行平均，将此平均值做为参考值。3.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录47请现场测量人员测量每一样本12次测量人员应当是能够代表实际测量的人员。同一样品请测量人员重复测量12次。记录下测量数据。3.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录48输入数据到EXCEL表格中输入已经得到的测量数据。利用EXCEL的资料分析工具中的回归工具进行相应的计算3.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录49计算截距t值，斜率t值利用EXCEL的资料分析工具中的回归工具进行相应的计算我们直接看各项的t检定结果，以及看p值。3.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录50是否合格，并确定是否补正值或调整检查截距的t值是否大于tα，如果是大于tα，则代表有明显的截距问题。或则可以直接看p值，如果p<0.05也就是代表有明显的截距问题。检查斜率t值是否大于tα，如果是大于tα，则代表有明显的斜率问题。或则可以直接看p值，如果p<0.05也就是代表有明显的斜率问题。如果截距是明显的，那么先看其截距百分比，以决定其是否要加补正值。如果斜率是明显的，那么先看其斜率百分比，以决定是否要对斜率进行处理。3.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录51保留记录各项的线性分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明此测量系统的线性是可以接受的3.线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的4~5样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录524.R&R研究分析1).极差法(RangeMethod)2).均值-极差法(AverageandRangeMethod)3).方差分析法(ANOVAMethod)(略)53测量系统的变异量具产生的变异操作者的变异零件间的变异重复性(EV)σe再现性(AV)σo零件变异(PV)σp4.R&R研究分析544.R&R研究分析应确保测量数据具有统计的独立性，在测量过程中必须注意下列事项：测量数据的取得，必须是随机的，测量者事先不得知道前一位测量者对同一工件的测量数据每一位测量者的测量程序必须是一致的测量数据的分析，需由对测量分析有经验的人来进行被测零件的读值，要以测量系统最小的刻度为主551.何谓计数型量具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，与结果是连续值的测量系统不同。最常见的是G/NG的量具，只可能有两种结果。其它计数型测量系统，例如可视标准，结果可形成5~7个不同的分级。这些要用计数型方法进行分析。因为任何测量系统都存在可量化的风险，由于最大的风险来自于分区的边界，最适常的分析是用量具性能曲线将测量系统变差量化565.风险分析法有于有些时候无法得到足够的计量基准值的零件。在这种情况下，做出错误或不一致判断的风险可以用以下方法评价：假设检验分析和信号探测理论由于这些方法不能量化测量系统变异性。只有当顾客同意的情况下才能使用。选择和应用这些技术应以良好的统计实践和对潜在的可影响产品和测量过程变差源的了解，以及一个不正确的判断对保持过程或最终顾客的影响为基础计数型测量系统变差源应该通过人的因素和人机工程学研究的结果最小化57小组使用的特定量具具有与公差相比的%GRR为25%。由于其尚未被小组证据，需要研究测量系统。小组决定随机地从过程中抽取50个零件样本，以获得覆盖过程范围的零件，使用三名评价人，每位评价人对每个零件评价三次：(1)指定为可接受判断，(0)为不可接受判断。下表中的基准判断和计量基准值不预先确定。表的”代码”列还用”-”,”+”,”X”显示是否在第III，II，I区域5.风险分析法-案例58风险分析法-案例59B总计01A0.0计算期望的计算4415.7634.35050.01.0计算期望的计算331.39768.7100100.0总计计算期望的计算4747.0103103.0150150.0A与B的交叉表B与C的交叉表C总计01B0.0计算期望的计算4216.0531.04747.01.0计算期望的计算935.09468.0103103.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0A与C的交叉表C总计01A0.0计算期望的计算4317.07335050.01.0计算期望的计算834.09266.0100100.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0计算人与人之间-kappa设计这些表的目的是确定评价人之间意见一致的程度。为了确定评价一致的水平，小组用科恩的kappa来测量两个评价人对同一目标评价值的一致程度。1表示完全一致。0表示一致程度不比偶然的要好。Kappa只用于两个变量具有相同的分级值和相同的分级数的情况63计算人与人之间-kappaKappa是一个评价人之间一致性的测量值，检验是否沿对角线格子中的计(接收比率一样的零件)与那些仅是偶然的期望不同。kappa=(p0-pe)/(1-pe)p0=对角线单元中观测值的总和/测量总次数pe=对角线单元中期望值的总和/测量总次数64计算人与人之间-kappaKappa是测量而不是检验。其大小用一个渐进的标准误差构成的t统计量决定。一个通用的法则是kappa大于0.75表示好的一致性；小于0.4表示一致性差，计算结果如下：kappaABCA0.860.78B0.860.79C0.780.79计算人与人之间-kappa分析指出所有这个分析表明所有的评价人之间表现出的一致性好。在此分析中有必要评价