MSA培训教材.ppt

1、,Six Sigma:颜慧平,量测系统分析（Measure System Analysis）,目的：理解量测系统分析 了解分析量具的重复性和再现性及执行校准程序的重要性 目标： 完成这一章，你将能够 确定测量系统的准确性和精确性。 执行并解释量具的重复性与再现性。 识别一个好的量具校准计划的要素。,重复性(EV)：量具本身带来的偏差； 再现性(AV)：测量者的技巧引起的偏差； 样品之间的偏差(PV)：测量过程中样品的实际偏差； 贡献百分比：一种或一组偏差与观察到的总偏差的百分比； 容差百分比：测量精度与样品容差的百分比（P/T 比率）； 分辨指数(NDC)：测量系统能够精确测量的过程偏差组成元

2、素的数 量。 EV - 设备偏差 AV - 测量者偏差,术语:,练习：如何测量一只足球?,要先界定测哪里 再者就是不同产品、仪器和不同的人 (二个球，不同的尺(直尺、卡尺、皮尺),为什么有测量差异?,足球练习的 观察偏差,如何改进我们的测量?,量测变异来源,测量系统：不仅指量具。 测量系统包括 人（及其培训） 过程（测量程序） 设备（量具或测量工具） 系统的控制点 及所有这些因素的相互作用测量 量测系统分析MSA(Measurement System Analysis) 指用统计学的方法来了解量测系统中的各个波动源，以及他们对测量结果 的影响，最后给出本测量系统是否合乎使用要求的明确判断 为了

3、确保数据的准确性，评价或检验量测系统； 为了确认改善对象当前制程能力的数据收集前，先确认数据是否可信。,测量对象正确吗?测量出正确的位置，重要的，客户关注的 测量系统的分辨率足够反应出偏差吗?要达到十分之一 测量误差有多大？要经过校正和MSA分析才知道，而且要和公差或产品的变异比较后才知道 测量误差来源有那些？人、设备、环境等 测量系统能保持长期稳定吗？稳定性 操作者之间的测量系统一致吗？再现性 我们能如何改进测量系统？待分析那种问题大的时候才知道。,必须回答下列问题,评估测量过程,准确性(Accuracy)是指量测数据的平均值与真值(True Value)之间差异 的程度。 真值指的是一个标

4、准件经过专业认可实验室量测得到的数值。,准确性,精确性(Precision)是透过重复量测真实产品产生的自然变异； 量测系统的总变异用MS (量测数据之标准差)表示； 此标准差(standard deviation)越小则表示越精准。,精确性,准确性(Accuracy)和精确性(Precision)的差异： 准确性是评估量测得到的数据离真值有多接近； 精准性是评估量测数据彼此间有多接近。,准确与精确示意图,是评估在相同条件下重复测量同一参数产生的变异 相同的量测员/相同的量测设定/相同的量测环境/在一极短时间内重复量测。 重复性常作为考察量具固有波动大小的度量，主要反映量具本身的波动 用重复量

5、测所得数据计算的标准差rpt来定义,基准值,平均,平均,好的反复性,不好的反复性,基准值, 重复性（Repeatability）,重复性,测定同一特性时，不同操作者使用相同的量具，对相同的零件进行多 次测量所产生的波动。 主要度量不同操作者在测量过程中所产生的波动。,好的再现性,不好的再现性, 再现性（Reproducibility）,评价者 A,评价者B,评价者 C,评价者 C,评价者 A,评价者 B,再现性,准确性为线性,线性(Linearity)：是指量测系统在一个比较大的量测范围内仍然具有一致性。 准确性为线性(Linearity in Accuracy)：一个量测系统准确性为线性是指

6、量测的偏差(bias)在不同的量测刻度都是一致。当量测系统准确性不为线性时，量测的偏差会随着所量测值的大小而不同，此种量测系统问题较不易透过机台的校正來解決。,精确性为线性,精确性为线性(Linearity in Precision) 一个量测系统精确性为线性是指其精确性在不同的量测刻度都是一致，当不一致时则此时量测变异会随着被量测品的真值变化而变化。,量测系统的稳定性及量测能力,稳定性(Stability) 一个稳定的量测系统是指量测的误差在经过一定的时间仍然维持一致并且是可预测的， 这和平均值及标准差相关: Mean (Accuracy) Standard Deviation (Preci

7、sion) 稳定性是用管制图来评估 一个稳定的量测系统其量测误差为 没有趋势/没有异常的大变动/没有异常点 能力(Capability) 量测系统的能力指的是量测变异相对于规格范围的量， 如同一个制造流程的能力指的是制造流程去符合规格的能力。,P/T Ratio的定义,P/T Ratio 量测能力的指标可以量化为P/T (Precision-to-Tolerance)Ratio。 有上下限规格(同时有USL及LSL)的P/T: 只有单边规格(只有USL或LSL)的P/T: 当只有下限规格时TOL =制程平均值下限规格值(Process Mean - LSL) 当只有上限规格时TOL =上限规格

8、值制程平均值(USL - Process Mean) P/T Ratio表示量测误差相对于规格区间的百分比 P/T Ratio越小越好 P/T 30%：量测系统为capable P/T 30%：量测系统不为capable,为何要求P/T 30%?,量测误差会间接影响最后的分析及决策，而当量测系统之P/T 30%时一般被视为不可接受，P/T以30%来作界线是一般业界常用的方法。 以下的表格是以假设在没有任何量测误差的情况下以所观察到的量测数据计算其Cpk为1，对应良率为99.73%的基础下，当P/T值持续增加后所对应之Cpk及良率的状况：,备注：以上表格内容是假设其平均值是落在规格中心。,计量值

9、Gage R&R,观测值(测定值)的波动要素,在测量过程中得到的测量值里一般包含着实际过程的变动和根据量测系统的变动。 被观测的波动( 2total )= 过程的波动 ( 2p ) + 量测系统的波动 ( 2MS ) 测量波动再区分为反复性和再现性。 量测系统的波动 ( 2MS ) = 重复性( 2Repeatability ) + 再现性( 2Reproducibility ) 重复性和再现性两种波动的和，即量测系统的变动叫Gage R&R。,计量型 Gage R&R,样品的选定,样品一般为10个，能代表过程的散布。,假如样品只选定接近过程平均值时，量测系统能力评价指标将会比实际差。,假如样

10、品的选定在比过程散布宽范围内时，测定能力评价指标将会比实际好。,样品反映制品的实际散布(过程变动)时才有意义。,计量型 Gage R&R,任选10个样品并事先编好号码但不让量测员知道； 任选23个量测员； 每个样品被每个量测员重复量测至少2次以上； 每个量测员于量测样品时随机选取样品且不知其编号下进行量测并纪录数据； 通则：样品数量测员数15 ，量测员数至少为2，重复次数至少为2。,评估计量值Gage R&R的数据收集,%Contribution = 100% %Study Variation = 100% %Tolerance = 100% Number of distinct catego

11、ries = Round 1.41 (数据组数) 量测系统分辨力指量测系统识别并反映被测量最微小变化的能力。 量测系统首先要有足够的分辨力。 区别范畴为3时 例,样品散布(p),测量系统散布(MS),Gage R&R 评价指标, 评价指标,* Tolerance = USL-LSL,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,评估计量值Gage R&R的指标 P/T指量测系统变异占规格公差的比例 当P/T 30%时此量测系统不可接受 P/T的比例一般也用%Tolerance表示 P/TV指量测系统变异占总变异的比例 P/TV之判定方式同P/T P/TV的比例一般也用%R&R或%Study Va

12、r 或%SV表示,Number of Distinct Categories(辨别力指标),意指量测系统从数据中可以辨别的不同读数的数量. 当Number of Distinct Categories 8时最佳 当Number of Distinct Categories介于58时可接受 当Number of Distinct Categories 5时此量测系统不可接受,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,分析量测系统之重复性及再现性 StatQuality ToolGage StudyGage R&R Study,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,计量值Gage R&R

13、评估重复性及再现性,MINITAB中Gage R&R的分析会跑出以下另个分析图表:,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,从Gage R&R和Part-to-Part所占比例大致可看出主要变异来自样品本身 进一步观察Gage R&R的显示的三个指针可以发现这三个指标都介于margin，因此需核对实际分析报表的结果来作最后判定。,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,從X-Bar chart by operator可以发现的数据都落在管制界线之外，显示大部分的变异均来自于Part-to-Part的变异。 从R chart by operator可以发现数据都在UCL内，显示三个ope

14、rator量测具有一致性。,此图显示X轴为不同的样品，Y轴显示该样品被不同operator重复量测的结果，折线为各样品被量测的平均值连线。 由此分析图表可以发现部分样品在不同的operator重复量测下数据差异大，由此显示变异来自于产品本身(如塑料毛头)。,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,此图显示X轴为不同的operator，Y轴显示不同样品被该operator量 测的数值。 由此分析图表显示operator间差异不大具有一致性。,计量值Gage R&R 评估重复性及再现性,此图显示X轴为不同的样品， Y轴显示不同样品被不同operato

15、r量测的数值，同一个折线为同一operator量测的结果。 由此分析图表显示三个量测员对于第10个样品量测呈现不一致。,此范例Gage R&R评估结论: 1.此量测设备经Gage R&R分析，相关指针显示都在规格margin或超出 规格； 2.经由图表的分析发现三个量测员对于第10个样品量测时出现异常； 3.此量测设备评估NG，可以从分析中已经发现问题的第10个样品量测作确认；确认该产品本身是否存在异常(如塑料毛头等)而导致三个量测员量出的数据差异大；將root cause澄清并解决后再重新作一次Gage R&R评估。,计量值Gage R&R,评价基准 %Study Var或 %Toleran

16、ce为10%以上时，首先区分评价重复性和再现性后，查明各个受影响的原因 ，并采取措施。 根据用途的优先参照评价指标 -在制品管理的测面， 在制品符合判定更重要时 优先确认%Tolerance -工程管理用或工程显示用时 优先确认 %Study Var,Gage R&R评价指标,完成卡尺之Gage R&R评估 Sample: 10 pcs1元硬币 Process Tolerance: 0.20 mm 量测员: 2名,练习：,计数型 Gage R&R,计数型数据：可用作纪录或分析的定性数据（合格/不合格） 计数型测量系统：将每一产品与标准对比，如果符合标准的要求 则接受。可由检验元或合格/不合格G

17、age来实施 检查。,为了了解与倒班或机器等有无关系，检查者按相同基准判定良品和不良品的基准是否明确； 为了确认检查者的一贯性； 为了确认检查者是否做与真实一致的判定； * 作业者把实际不良品判定为良品的频度 * 作业者把实际良品判定为不良品的频度 为了了解下列情况 * 需要训练的部分 * 标准步骤具备不充分的部分,计数型测量系统分析目的：,从过程中选取至少30件产品，在我们选出做分析的产品中应包括下列产品： 不良品(40%) 无缺陷产品(40%) 边缘产品(20%) 挑选检验员和量测仪器，检验员应具有经验和资格 让每位检验员独立以随机的次序检验这些产品并确定合格与否，重复 通常1530个样本，2-4个检验员，2-3次检验 根据研究的目的，可用1个或多个量测仪器 一般来说，选择足够的样本使样本数量/量测仪器数量15， 评估计 数值Gage R&R的指标 一致性均必须大于90%,计数值Gage R&R数据收集,量测人员，样本编号，量测结果，真值,计数值Gage R&R MINITAB分析过程,此例题为5个量测员，15个样品,各量测1次 StatQuality Tool