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1、Measurement Systems Analysis,Define,Measure,Analyze,Improve,Control,Minitab 计量/计数值 MSA(Gage R&R) SPC Capability Study,Step 4- Project Ys的确认,Step 5- 现水准确认(把握),Step 6- 潜在原因变数 (xs)发掘,方法论 - DMAIC,目 录,MSA 概要 测量系统评价 计量型 MSA 计数型 MSA MSA 回顾,MSA 概要,MSA 定义 是Measurement System Analysis的简称，是确保数据的信赖性的分析方法，通过分析测量
2、系统发生的变动对工程变动的影响，来判断测量系统的适合与否，并分析测量系统的精密度 (Gage R&R)、正确度等. 不单指设备，是包含测量仪器、测量者、测量材料及测量环境等的综合概念。 测量的重要性 知道的不能用数据表现，那不算是真正知道。没有真正知道就不能对其进行管理。如果我们不能管理，其结果会被运气所左右. - The Vision of Six Sigma (Mikel J.Harry) 中,测量系统评价的重要性 1. 测量数据 是做出决定时的基本资料，有必要进行信赖性评价 2. 测量系统的评价: 是Six Sigma活动的最基本而重要的部分 3. 强调测量系统评价的原因是 (1) 所有
3、产品由高度精密的部件组成 (2) 产品的小型化导致产品的误差范围缩小,测量系统评价的种类 1. 连续型数据的MSA ( 或计量值MSA) 2. 离散型数据的MSA ( 或计数型MSA),MSA 概要,MSA 概要,测量值真的可信吗? 测量值不是绝对的. 这是PROCESS的测量结果, 也存在着PROCESS变动.因此, 测量被证实之前,要作为PJT的重要变数X来考虑.,要找出测量系统 导致的潜在影响.,测量值的组成要素,=,通过测量用数字体现的数据，并不是总能代表事实。 因此，有必要对数据的信赖性进行确认。,MSA 概要,真实值 (实际产品散布),测量误差 (测量散布 ),测量值 (观察的散布
4、),MSA分析要确保的情报是,测量误差有多大? 测量误差的原因是什么? 测量工具是否具备分辨率? 重复测量也能得到相同的结果 吗? 用别的测量工具也能得到相同结果吗 ? 测量工具随着时间的推移是否保持稳定状态 ? 测量工具是否具备了执行该研究(分析)的能力? 怎样提高测量系统?,理想的测量系统应该是每次都能测出真实值. 测量系统的质量是由统计性特征所决定. 统计性特征 -测量散布要比产品规格要小。 -测量散布比起PROCESS散布要小. -分辨率是要做到产品规格或PROCESS散布的10分之1。,测量系统的特征,测量误差的主要原因, “反复性(repeatability)” 和“再现性(rep
5、roducibility)”.,要想解决实际PROCESS的散布，应把握测量系统的散布， 并把它与PROCESS散布分离.,稳定性,直线性,长期,PROCESS散布,短期,PROCESS散布,样品的,散布,实际PROCESS散布,反复性,偏离,测量仪器散布,作业者散布 (再现性),测量散布,观察到的PROCESS散布,工程散布的来源是？,实际PROCESS散布 - 无测量误差,观察到的PROCESS - 含有测量误差,E,n,v,i,r,o,n,m,e,设备不稳定性,测量仪器,环境,方法,配件磨损,电力不稳定性,标准次序,测量散布 (错误的测量值),湿度,清洁度,震动,电压变化,气温变化,测量
6、散布的原因 ? (4M 1E),材料,测量者,灰尘/噪音,标准材料,量产材料,良品材料,不良材料,保管/管理,感觉,情绪,熟练度,测量位置,测量次数,测量条件,测量系统相关的用语,测量系统评价,正确度（ Accuracy ）相关术语 真实值（ True value ） 偏离（ Bias ） 线性（ Linearity ） 稳定性(Stability) 精密度（ Precision ）相关术语 反复性（ Repeatability ） 再现性（ Reproducibility ） 分辨率（ Discrimination ）,测量系统相关的用语,平均,散布,正确度,精密性,m,m,m,测量系统,产
7、品,总,+,=,s,s,s,2,2,2,测量系统,产品,总,+,=,测量误差 = 正确性(平均) + 精密性(散布),测量系统偏离-通过 “校准研究”决定,测量系统散布 - 通过 “R&R 研究”决定,是指测量系统能够测量到的小数点数. 测量刻度应为产品规格或工程散布的十分之一.,好的分辨率,差的分辨率,分辨率,- 正确度 : 测量值的平均和真实值的一致程度 - 线形性 : 全部测量范围内的测量系统一贯性 - 稳定性 : 随着时间推移的测量系统变动程度,平均的评价,真实值 理论上的真实值,偏离 (Bias) 测量值平均和真实值的差异,主值,平均,正确度,正确度,测量仪器的正确度是观察到的测量
8、平均值 和 真实值 间的差异,线形性,0,测量单位,全部测量范围内的偏离差异 在全部测量范围内，测量值和基准值的差异保持稳定，说明其线形性好.,是指同样的部品在不同的时间用同样的测量仪器测量的结果的差异. 根据时间的推移测量结果互不相同时，说明该测量系统缺乏稳定性.,稳定性,时间 1,时间 1,时间 2,真实值,真实值,稳定性 良好,稳定性 不良,时间 3,时间 3,时间2,对散布的评价,- 精密度 : 是测量系统反复性和再现性的变动之合-总变动 反复性 : 重复测量也是相同的结果吗 ? 再现性 : 用其他测量系统也是相同的结果吗 ?,- 测量系统的总散布 - 通过反复测量获得的测量值的自然散
9、布 反复性 再现性,MS= 测量系统, rpt = 反复性, rpd = 再现性,精密度,- 是指同一个测量者用同一个仪器反复测量同一个部品时的测量值的散布,反复性,真实值,- 是指用同一个仪器对同一个部品，由不同的作业者进行测量时的 测量值散布.,再现性,真实值,好的再现性,差的再现性,现有硬度为5.0（真实值）的材料. 方法1得到的测量值是 : 3.8, 4.4, 4.2, 4.0 方法2得到的测量值是 : 6.5, 4.0, 3.2, 6.3 哪一个方法更正确 ? 方法 2 因为平均值与“真实”硬度相同. 哪一个方法更精密 ? 方法 1 因为散布很小 应首先采用哪个方法? 其理由是?,方
10、法 1 : 比起散布，解决平均的变化更为容易。,例 题,正确度是.,偏离不能大于产品规格公差或散布的10%.,精密度是.,真实值,真实值,反复性好,反复性差,真实值,再现性好,再现性差,检查者A,检查者B,检查者C,检查者A,检查者B,- 仪器 自身变动,- 测量者之间变动,检查者C,真实值,计量型MSA 评价精密度指标: % R&R,总散布中测量误差占据的比重。 包含了反复性和再现性. - % R & R 30% : 不适合,通常用%表示,% R & R,观察到的PROCESS散布,测量散布,%R&R = 20%,%R&R = 75%,%R&R = 100%,P/T 比,公差中测量误差占多少
11、%. 包含了反复性和再现性. 最好 : 10%, 允许: 30%,通常用%表示,计量型MSA 评价精密度指标: P/T比,P/T 比,产品公差,测量系统散布,P/T = 20%,P/T = 100%,P/T = 200%,测量误差对工程能力指数的影响,测量误差越大, 越影响我们掌握真正的工程能力.,一般对2-3名作业者进行 一般用10个样品作为测量对象 每个作业者对每个样品进行2-3次的反复测量,MSA的设置,注意事项,样品要能够代表流程(process) 流程内平时的作业者作为评价对象 不要让作业者知道自己在测量样品,样品数,在多名作业中，随意挑选2-4名 如果PROCESS中只有一名或没有
12、作业者时，可以排除作业者的影响，即排除再现性,作业者数,要有足够的样品 (样品数) X (作业者数) 15 如果现实无法做到上述要求，可以对测量次数进行如下调整 if S x O 15,测量次数 = 3 if S x O 8, 测量次数 = 3 to 4 if S x O 5, 测量次数 = 4 to 5 if S x O 4, 测量次数 = 6 to 6 S是样品数, O是作业者数,MSA的设置,A. 调整测量仪器的刻度，确认刻度是否合适. B. 1号作业者按照随意的顺序对所有样品进行一次测量. C. 2号作业者按照随意的顺序对所有样品进行一次测量. D. 依次类推，让所有作业者都测量一次.
13、 (这是一次测量) 根据测量次数，重复BD过程. 利用MINITAB 决定MSA的统计量. 反复性 再现性 反复性和再现性的各自的标准偏差 %R&R P/T 比 对结果进行分析，必要时决定后续的措施.,MSA 分析的步骤,% Contribution = 100% (测量变动贡献率) % Study variation = 100% (% R&R) 6 % Tolerance = 100% (P/T 比) 可区分的类别数 = Round( 1.41),测量能力的评价指标,Total,s,2,s,2,MS,s,Total,s,MS,Tolerance,s,MS,判定基准,测量能力评价指标,利用M
14、initab进行数据分析 打开“汽车工业行动组织量具研究”.mtw 工作表 利用Minitab的 量具研究R&R 功能,Minitab 例题,下一步,Minitab 例题,选择方差分析,在量具信息里输入具体的测量信息 需要反复使用时,显得重要.,选项对话框中输入PROCESS公差. 公差 = 8 可以输入题目（标题）.,Minitab 例题,Minitab 会话的 解释,测量系统的变动贡献率是 7.76%, 样品间差异的变动为92.24%。 反复性散布为3.39%，比再现性散布4.37%小，说明比起反复的变动，作业者之间差异更大。 测量系统的 %R&R为27.86%， P/T 比 22.86% 可接受。 测量系统变动的贡献率 7.76% 是成立以下关系式. 0.0776 = (0.2786)2 另一个评价测量系统的尺度 可区别的类别数为 4，可接受 从前面的内容知道还应该对操作者进行训练,Minitab 会话 解释,图表解释,解释“总散布中量具 R&R所占的比重是否足够小” . 量具 R&R 柱子越小越好, 部件 柱子越大越好.,散布的组成要素,变异分量图,R- Chart 出现脱离管理界限的情况,说明再现性有问题. 操作员 B 的部件测量值很不稳定,其他的没有脱离的情况，
