测量系统评价课件

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1、 杨劲松杨劲松杨劲松杨劲松 2003 2003、3 3、1212测量系统评价目目 录录 测量系统的评价（测量系统的评价（MSA）测量系统的概念测量系统的概念离散型数据评价离散型数据评价连续型数据评价连续型数据评价破坏性实验评价破坏性实验评价测量系统评价项目叙述Process Map流程图C & E Matrix 因果矩阵初步的 FMEAMSA 测量系统分析流程能力研究Multi-Vari Studies 多变量分析测量MEASURE 分析ANALYZE改善IMPROVE控制 CONTROLDOE 试验设计(或其他改善方法)控制计划交接训练最终流程 能力研究项目责权移交最终项目报告项目追踪项目追

2、踪测量系统评价MSA（测量系统）的概念（测量系统）的概念测量系统评价测量系统的评估测量系统的评估测量系统必须证明具有充分的敏感度：必须具有充分的辨别力；必须敏感的、有效的探测产品或流程的变化测量系统必须稳定：测量系统的变化应尽量排除特殊原因的干扰测量系统的误差在预期范围内要一致，并且对于所测量的目标（产品或流程）而言是充分的测量系统评价测量系统的构成要素测量系统的构成要素 测量工具：- 硬件- 软件 使用这些工具的所有步骤 ：- 选择测量员- 设定并执行各步骤- 离线计算及资料登录- 校准频率及技术测量系统的误差测量系统的误差: : 偏差、重复性、再现性、稳定性、和线性偏差、重复性、再现性、稳

3、定性、和线性测量系统评价直 尺 卡 尺 千 分 尺 .28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.2791鉴别力鉴别力 分辨率是：检测特性的微小的变化的能力分辨率是：检测特性的微小的变化的能力 . . 当仪器不能辨别工件偏差或确定单个零件特性数值偏差时，分辨率当仪器不能辨别工件偏差或确定单个零件特性数值偏差时，分辨率不可以接受不可以接受. . 不能够检测工艺偏差和特殊原因造成的偏差不能够检测工艺偏差和特殊原因造成的偏差. . Discrimination测量系统评价鉴别力鉴别力系统所能量测出的小数位数。测量渐进单位应为产品规格或流程变异计量单位的10分

4、之1鉴别力不足12345鉴别力良好12345测量系统评价测量的鉴别力测量的鉴别力0.1350.1400.145510152025UCL=0.1444Mean=0.1397LCL=0.135000.000.010.02UCL=0.01717R=0.00812LCL=0-Xbar/R 表辨别力=.001测量系统评价Distinct Data CategoriesLSLUSLLSLUSLLSLUSL100% NoiseAttribute DataLow Grade Variable Data测量系统评价MWCC6sigma控制和分析活动中流程分布的不同类型数目的影响控制和分析活动中流程分布的不同类型

5、数目的影响种类的数目可以用于控制，只有当：控制分析1）当流程变化与规格比较时，其值小2）在预期流程变化范围内，损失功效是扁平的3）变化的主源引起平1）对于评估流程参数和指数是不能接受的2）只表示流程是否正在产生一致或不一致部分1）基于流程分布，可以使用半变量控制技术2）可以产生非敏感变量控制图1）可以使用变量控制图1）一般来讲，由于它只提供粗略的估计，所以对估计流程参数和指数来说，是不能接受的1）可推荐均变化1数据类2-4数据类5或更多数据类测量系统评价 测量系统固有的变异性 在绝对不变的情形下，对相同变量重复测量所产生的变异 - 相同操作者 - 相同设定 - 相同零件 - 相同环境条件 -

6、短期 由重复值的 Pooled standard deviation 估计所得 Repeatability总是比系统的总变异要小重复性变异重复性变异测量系统评价 在不同状况下进行测量所得之变异 从不同测量状况所得测量值平均数的标准差估计所得 - 不同操作者 - 不同设定 - 不同测试零件 - 不同环境条件状态 - 长期再现性变异再现性变异检验员检验员 A A检验员检验员B B检验员检验员C C 检验员检验员 A A检验员检验员 B B检验员检验员 C C测量系统评价由不同人员操作相同或不同的仪器，测量同一特性所得的测量平均值的差异Master Value良好 Repeatability不良Re

7、peatability操作员1操作员2操作员3操作员1操作员2操作员3再现性变异再现性变异测量系统评价测量的线性测量的线性线性是指：在测量范围内发生的正确度的差异测量值真实值测量值LSLUSL精确度偏差大精确度偏差小仪器仪器 2 2仪器仪器 1 1精精 确确 性性 直 线 性 没 有 成 为 问 题 仪 表 2精精 确确 性性 直 线 性 成 为 问 题 仪 表 1测测 量量 单单 元元 .1 .01 .001 .0001测测 量量 单单 元元 .1 .01 .001 .0001测量系统评价流程测量思路流程测量思路1.1.1.1.实际流程能力实际流程能力实际流程能力实际流程能力设计流程能力设计

8、流程能力设计流程能力设计流程能力流程总变异量流程总变异量流程总变异量流程总变异量实际产品变异量实际产品变异量实际产品变异量实际产品变异量测量系统变异量测量系统变异量测量系统变异量测量系统变异量再现性再现性再现性再现性重复性重复性重复性重复性2.“2.“2.“2.“流程总变异量流程总变异量流程总变异量流程总变异量”的基本模的基本模的基本模的基本模式：式：式：式：2 2 = = 2 2 + + 2 2 = = 2 2 + + 2 2 + + 2 2测量测量测量测量总变量总变量总变量总变量产品产品产品产品再现再现再现再现重复重复重复重复产品产品产品产品测量系统评价流程变异的总和流程变异的总和产品变异

9、（真正的变异）测量变异总变异（ 观察所得变异）测量系统评价变异的基本模式变异的基本模式总体变异 产品变异 测量系统变异2=2+2测量变异 重复性 再现性2=2+2测量系统评价Variables (连续型连续型 ) MSA 分析分析测量系统评价两种常见资料形态两种常见资料形态ATTRIBUTE - 不连续的，计数资料如： 1 ， 2 ， 3 ， 4 等好 / 坏机器 1 ， 2 ， 3 VARIABLES - 连续性的，计量资料如： 重量 =10.2 磅厚度 =11.211口寸测量系统评价测量系统变异（测量系统变异（测量系统变异（测量系统变异（） 说明所取样品的测量说明所取样品的测量说明所取样品

10、的测量说明所取样品的测量值波动区间。值波动区间。值波动区间。值波动区间。 说明取样范围大小是否说明取样范围大小是否说明取样范围大小是否说明取样范围大小是否合适，如果大部分点落合适，如果大部分点落合适，如果大部分点落合适，如果大部分点落在控制线之外，则能近在控制线之外，则能近在控制线之外，则能近在控制线之外，则能近似体现测量系统量程。似体现测量系统量程。似体现测量系统量程。似体现测量系统量程。 相邻两个样品的测量值相邻两个样品的测量值相邻两个样品的测量值相邻两个样品的测量值之差的波动表。之差的波动表。之差的波动表。之差的波动表。 要求：符合品质管理图要求：符合品质管理图要求：符合品质管理图要求：

11、符合品质管理图表的判断标准表的判断标准表的判断标准表的判断标准 测量系统测量系统测量系统测量系统%R%RR R值值值值 和和和和P PT T比率，直观反映该比率，直观反映该比率，直观反映该比率，直观反映该测量系统的变异量在总测量系统的变异量在总测量系统的变异量在总测量系统的变异量在总变异量中所占比率。变异量中所占比率。变异量中所占比率。变异量中所占比率。 检测选用的测量系统检测选用的测量系统检测选用的测量系统检测选用的测量系统 所必需的样品是否合所必需的样品是否合所必需的样品是否合所必需的样品是否合 适。适。适。适。( ( 包括取样数、包括取样数、包括取样数、包括取样数、 样品规格变异量等样品

12、规格变异量等样品规格变异量等样品规格变异量等 ) )GegerGegerR R（ANOVAANOVA）for Responsefor Response 考察操作者和样品之间考察操作者和样品之间考察操作者和样品之间考察操作者和样品之间的交互影响作用的交互影响作用的交互影响作用的交互影响作用（希望：每条线平行，而（希望：每条线平行，而（希望：每条线平行，而（希望：每条线平行，而 且不交叉才好；且不交叉才好；且不交叉才好；且不交叉才好； 最好各条线全最好各条线全最好各条线全最好各条线全 部重合。）部重合。）部重合。）部重合。） 考察操作者的差异考察操作者的差异考察操作者的差异考察操作者的差异（希望：

13、每个操作者的数（希望：每个操作者的数（希望：每个操作者的数（希望：每个操作者的数 据点集中才好；据点集中才好；据点集中才好；据点集中才好； 不同操作者的不同操作者的不同操作者的不同操作者的 平均点连线是平均点连线是平均点连线是平均点连线是 直线才好。）直线才好。）直线才好。）直线才好。） 说明样品变异性如何说明样品变异性如何说明样品变异性如何说明样品变异性如何（考察：所有样品的纵向（考察：所有样品的纵向（考察：所有样品的纵向（考察：所有样品的纵向波动范围）波动范围）波动范围）波动范围） 说明同一样品不同测试说明同一样品不同测试说明同一样品不同测试说明同一样品不同测试 下的差异度。下的差异度。下

14、的差异度。下的差异度。（考察：同一样品的数据（考察：同一样品的数据（考察：同一样品的数据（考察：同一样品的数据点的重合性点的重合性点的重合性点的重合性）测量系统测量系统测量系统测量系统 重复重复重复重复再现再现再现再现样品样品样品样品测量系统评价Minitab 输出输出Gage R&RSource %Contribution %StdDev %ToleranceTotal Gage R&R 10.97 32.66 68.61Repeatability 3.10 17.62 37.02Reproducibility 7.56 27.50 57.77Operator 2.19 14.81 31.1

15、1Oper*Part 5.37 23.17 48.68Part-To-Part 89.33 94.52 198.56Total Variation 100.00 100.00 210.08Number of Distinct Categories = 4% R&R %P/T红圈为重要比率值测量系统评价Minitab 输出输出Gage R&R% R&R %P/TSource %Contribution %StdDev %ToleranceTotal Gage R&R 10.97 32.66 68.61Repeatability 3.10 17.62 37.02Reproducibility 7.

16、56 27.50 57.77Operator 2.19 14.81 31.11Oper*Part 5.37 23.17 48.68Part-To-Part 89.33 94.52 198.56Total Variation 100.00 100.00 210.08Number of Distinct Categories = 4我们该做何种决策?- 最佳：10%，可接受：30%- 以 %R&R 30% 为目标 %P/T % R&R测量系统评价Gage R&RX/R Chart3 .0SL=0.8796-3.0SL=0.7354X=0.8075=3 .0SL=0.1252R=0.03833-3.

17、0SL=0.00E+00Gage R&R (ANOVA) for MeasurementGage name: Date of study: Reported by: Tolerance: Misc:Sample RangeSample Range 我们希望看到在X Chart 中的资料点超出控制指 之外的变化 这表示零件间的变异 如果没有则此样本可能未 包含生产过程的正常范围 Range chart 有助于确认不充分的览别力 我们希望在控制指标中至少有4个资料点Xbar Chart by OperatoR Chart by Operato测量系统评价X-Chart 指标指标 若操作员间的平均值

18、不同，则此测量系统的再现性（reproducibility)是有问题的 我们希望有更多的平均值落于 control limits 之外，对全部操作员而言是一致的- 这表示变异多来自不同的零件，这是我们所要的 我们希望图中大多数的点落于 control limits 之外- 如果这样，并且 R-Chart 是在控制中，那么我们就可以确定有多少百分比的变异是由测量系统所造成的测量系统评价R-Chart 指标指标 探讨不充分的览别力，如果 - Range Chart 在控制指标中少于4个显著的level - 该全距中存在4个以上的显著level，但有1/4的值为0 若Range Chart显示out

19、-of-control，则此测量系统的重复性(repeatability)是有问题的 若某一操作员的全距为out-of-control而其他操作人员不是如此，则该测量方法令人质疑 若某一操作员之全距皆为out-of-control，则该系统对操作员的技术非常敏感测量系统评价Operator-Part Interaction PlotOperatorSampleAverage 每一条线代表每一位操作员对每个零件所测量的平均值 若不同操作员的线有交点，则存在显著的交互作用 我们希望所有操作员的线是互相平行的 若Operator-Pat interactions 确实存在，我们必须了解并加以解决 1

20、 2 3测量系统评价Components of Variation 变异的组成变异的组成测量系统测量系统重复再现样品% Total Var% Study Var% TolerPercent 将前面所讨论的内容，以图形化方式来表现 我们希望 Gage R&R 尽可能的小，使 Part-to-Part 更大测量系统评价By Operator 操作员操作员0.40.50.60.70.80.91.01.1123Operator By Operator 图表现的是每位操作员的平均值（红圈）及其资料的分散性 我们希望所有操作员的分散性，都能尽可能相似，且其平均值成一直线测量系统评价By Part 样品变异

21、样品变异0.40.50.60.70.80.91.01.112345678910Sample 该图表现的是每种零件的平均值（红圈）及其资料值的分散性 我们希望所有的零件的分散性尽可能的小，但平均值不同测量系统评价ANOVA表格表格ANOVA Table With Operator*Part InteractionSource DF SS MS F PParts 9 380.991 42.332 2.5614 0.08869Operators 1 146.306 146.306 8.8527 0.01557Oper*Part 9 148.741 16.527 10.9178 0.00001Repeatability 20 30.275 1.514Total 39 706.314重复性实验变量注意此交互作用项- 先调查此项式如果我们所选择的样本能反映出所有产品的变异,此数值就为显著的测量误差的来源0.05好,越大越好,说明再现性和重复性无显著差别,一致性好测量系统评价例：例：3-13-1测量系统评价例：例：3-23-2MWCCMWCC品管品管品管品管测量系统评价例：例：3-33-3测量系统评价