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1、 测量系统分析MSA (Measurement System Analysis)（计量型数据测量系统分析）工欲善其事必先利其 器返回目录MSA 概要 测定为了显示某物体的特性，给物体赋与数值。 - Eisenhart, C.(1963) 测定System被赋与的数值叫测定值(Measurement Value)，为得到测定值的设备叫计测器或 Gage，并步骤、计测器及其它设备、Software 、 测定者等为得到测定值而使用的全部叫测定System . 测定System分析l MSA(Measurement System Analysis)l 为了确保DATA的信赖性，评价或检定测定Syste
2、m. l 为了确认改善对象Process当前能力的DATA收集前， 先确认DATA是否可信。 测定System误差或变动的类型 l 位置(Location)或平均- 偏离(Bias) （偏倚）- 线性(Linearity)- 稳定性(Stability)l 宽度或散布- 再现性(Repeatability)- 重复性(Reproducibility)测定System误差意味着观测测定平均和基准值或标准值间的偏差。其中标准值可 通过更高级别的测量设备进行若干次测量取其平均值来确定。 偏离又叫正确性。基准值 Reference value观测平均 Observed Average偏离 偏离(Bai
3、s)真值测定值的 平均值测定System误差测量系统的线性是指在其量程范围内，偏倚是基准值的线性函数。真值 1观测值1倾斜小倾斜大真值 2测定的下限范围测定的上限范围真值观测值 倾斜 无倾斜观测值2 线性测定System误差起点 1起点 2稳定性把同样的特性在不同的起点用同样的Gage测定的结果平均值差异。通常是指某个系统的计量特性随时间保持恒定的能力。 稳定性测定System误差同样人使用同样部品、同样特性、同样机器反复测定得到的测定值之间 散布。在尽可能相同的测量条件下，对同一测量对象进行多次重复测量所得结 果的一致性。 基准值平均平均好的反复性不好的反复性基准值 重复性测定System误
4、差测定同一特性时，互相不同的人使用同样机器得到的测定值之间的平均差。好的再现性不好的再现性 再现性评价者 A 评价者B 评价者 C评价者 C评价者 A评价者 B基准值ABC基准值ABC测定System误差无倾斜但不精密 精密但倾斜 既不精密又倾斜既不倾斜又很精密测定System误差 测定误差的评价 正确性（准确性）精密度（精确性）散布平均散布倾斜校正分析(Calibration Study)R&R Study测定System评价 观测值(测定值)的变动要素+=真值 (实际工程的变动)误差 (测定变动)测定值 (被观测的变动)Gage R&R Study 在测定过程中得到的测定值里一般包含着实际
5、工程的变动和根据测定System的变动。被观测的变动( 2total ) = 工程的变动 ( 2p ) + 测定变动 ( 2MS ) 测定变动再区分为重复性和再现性。测定变动 ( 2MS ) = 重复性( 2Repeatability ) + 再现性( 2Reproducibility )重复性和再现性两种变动的合。即，测定System的变动叫 Gage R&R.对测定System变动的分析也可以认为是精密度的分析，称为Gage R&R study. 观测值(测定值)的变动要素被观测的变动(2total )实际工程的变动 ( 2p )测定System变动(2MS )再现性( 2Reproduc
6、ibility )反复性( 2Repeatability )Gage R&R Study 一般事项 一般对2 3名作业者(平时检查的作业者)实施。 一般用10个部品为对象测定。 一般2 3回反复测定。 步骤1. 选定代表工程长期变动的10个标本。2. 测定器的校正3. 让第一个作业者对所有标本任意顺序各做一次测定。(Blind Measurement)4. 让第二个作业者按同样地方法实施。(所有作业者相同)5. 以同样的方法按必要的次数反复测定。6. 得到的DATA输入Minitab并进行分析。Gage R&R Study 操作员数量 如果流程使用若干个操作员，随机选择24名。 如果流程只使用
7、一名操作员，或不使用操作员，进行无操作员影响研 究（忽略再现性影响）。 样本数选择足够多的样本，以使：样本数操作员数15如果不现实或不可能，选择重复实验次数，以使：如果 样本数操作员数15，测试次数3如果 样本数操作员数8，测试次数3到4如果 样本数操作员数5，测试次数4到5如果 样本数操作员数4，测试次数6到8Gage R&R Study 样本数问题1. %Contribution = 100% 方差比%Study Variation = 100% 研究变异%Tolerance = 100%（精确性公差比 P/T）Precision to Tolerance Ratio4. Number o
8、f distinct categories = Round 1.41 (范畴区别) 独立分类数区别范畴意味着测定System能区别的制品散布。即， 区别工程散布区间 的数。 区别范畴为3时 例部品散布(p)测定散布(MS)Gage R&R 评价指标 评价指标2MS 2TotalMS Total6 MS ToleranceTolerance = USL-LSL 评价基准l %Study Var 或 %Tolerance为10%以上时，首先区分评价反复性 和再现性后，查明各个受影响的原因 ，并采取措施。 l 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%Tol
9、erance - 工程管理用或工程显示用时优先确认 %Study Var 区分%Contribution% Study Variation 或 %Tolerance辨别范周 （独立分类数）良好 10费用/考虑重要性110%1030%49不可使用 10% 30% Quality Tools Gage R&R Study(Crossed)lMinitab提供 ANOVA法和 Xbar and R两个分析方法。l部品和测定者之间有交互作用时， ANOVA法可以把交互作 用分离显示，所以是更正确的分析方法。计量型 Gage R&R Minitab 分析结果 Graph 解释“选定的标本是否如实反映工程
10、的散布?”如果这个值均匀，意味标本没能如实反映 工程的散布。“作业者之间是否有差异？”作业者之间最好没有差异。“每名作业者对标本是否做不同的测定？ ”每名作业者对标本的测定值一致为好。计量型 Gage R&R ANOVA 解释良好的测定System为时，在ANOVA table中应要部品影响大(P值0.05)，作业者及作业者与部品的交互作用不影响(P值 0.05).在这里作业者*部品有影响，不能说测定System是良好。 Source DF SS MS F P 部品 9 0.241027 0.0267807 132.432 0.00000 作业者 2 0.000649 0.0003244 1.
11、604 0.22846 作业者*部品 18 0.003640 0.0002022 3.370 0.00021 Repeatability 60 0.003600 0.0000600 Total 89 0.248916 计量型 Gage R&R%Contribution Source VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 1.11E-04 3.64 Repeatability 6.00E-05 1.96 Reproducibility 5.15E-05 1.68 作业者 4.07E-06 0.13 作业者*部品 4.74E-05 1.55 Part-To-Par
12、t 2.95E-03 96.36 Total Variation 3.06E-03 100.00 StdDev Study Var %Study Var Source (SD) (5.15*SD) (%SV) Total Gage R&R 1.06E-02 0.054376 19.07 Repeatability 7.75E-03 0.039892 13.99 Reproducibility 7.18E-03 0.036952 12.96 作业者 2.02E-03 0.010395 3.65 作业者*部品 6.89E-03 0.035459 12.44 Part-To-Part 5.43E-0
13、2 0.279867 98.16 Total Variation 5.54E-02 0.285100 100.00 Number of Distinct Categories = 7 评价指标的计算%Contribution = = X 100 = 3.64(%) 2MS 2Total0.000111 0.00306%Study Var = = X 100 = 19.07(%) 0.054376 0.2851005.15 X MS5.15 X Total计量型 Gage R&Rl 辨别范周为7，小于基准值10，但大于基准值4.l %Study Var为 19.07%，大于基准值10%，但小于基准值30%。l %Contribution为 3.64%，因部品之间差的变动为96.36%. 还有，再现性散布为 1.68%，比反复性散布1.96%小，因此可以说因反复引起的变动比作业者之间的差异更大。 评价指标解释%Contribution Source VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 1.11E-04 3.64 Repeatability 6.00E-05 1.96 Reproducibility 5.15E-05 1.68 作业者
