测量系统评价2课件.ppt

1、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踪MSA（测量系统）的概念（测量系统）的概念测量系统的评估测量系统的评估测量系统必须证明具有

2、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、稳定性、和线性直 尺 卡 尺 千 分 尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.2791鉴别力鉴别力

3、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分之1鉴别力不足12345鉴别力良好12345测量的鉴别力测量的鉴别力0.1350.1400.145510152025UCL=0.1444Mean=0.1397LCL=0.135000.000.0

4、10.02UCL=0.01717R=0.00812LCL=0-Xbar/R 表辨别力=.001Distinct Data CategoriesLSLUSLLSLUSLLSLUSL100%NoiseAttribute DataLow Grade Variable DataMWCC6sigma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

5、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-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 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

6、-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Repeatability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

7、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流程测量思路流程测量思路流程变异的总和流程变异的总和产品变异（真正的变异）测量变异总变异（观察所得变异）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+2Variables(连续型连续型)MSA 分析分析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

8、厚度=11.211口寸0.30.40.50.60.70.80.911.10.000.050.100.150501001500.40.50.60.70.80.91.01.1123456789 100.40.50.60.70.80.911.11230.000.501.001.5012345678Minitab 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 57.77Oper

9、ator 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%R&R%P/T红圈为重要比率值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 37.02Reproducibili

10、ty 7.56 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&RGage R&RX/R Chart0.30.40.50.60.70.80.911.10.000.050.100.153.0SL=0.8796-3.0SL=0.7354X=0.

11、8075=3.0SL=0.1252R=0.03833-3.0SL=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 OperatoX-Cha

12、rt 指标指标 若操作员间的平均值不同，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

13、显示out-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0.4

14、0.50.60.70.80.91.01.1123456789 10 1 2 3Components of Variation 变异的组成变异的组成050100150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

15、一直线By Part 样品变异样品变异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.

16、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,一致性好动力机测量系统的评价动力机测量系统的评价实验情况：实验情况：个样品名操作者各重复次测试共组数据Gage name:Dat e of st udy:Repor t ed by:Tol er ance:M isc:转 子00123456789123X b ar Cha rt by Op era t o rSample Mea

17、nMean=5.589UCL=5.828LCL=5.35000.00.51.0123R Cha rt by Op era t o rSample RangeR=0.2333UCL=0.6007LCL=01102345678912345678P ar tO perat orOp era t o r*P a rt I n t e rac t ionAverage1 2 3 12312345678O perat orB y Op era t o r1102345678912345678P ar tB y Part%Cont r ibut ion%St udy Var%Toler ance Gage

18、R&RRepeatRepr odPar t-t o-Par t010002000Comp on en t s o f V a ria t ionPercentGage R&R(ANOVA)for Response该测量系统本身的变异较小，可接受但它不适合此种产品的测量它的重复性变异大于再现性变异样品的取样数据足够大，但样品的变异太小结论：该测量系统不合适，量程精度范围太小，需更换要求：大部分点落在上下限之外才好；说明取样范围大，能近似体现测量系统的量程考察操作者的差异（希望：每个操作者的数据点集中才好；不同操作者的平均点连线是直线才好。）说明样品变异性如何（考察：所有样品的纵向波动范围）说明同

19、一样品不同测试下的差异度（考察：同一样品的数据点的重合性）考察操作者和样品之间的交互影响作用（希望：每条线平行，而且不交叉才好；最好各条线全部重合。）Gage R&R Study-ANOVA MethodGage R&R Study-ANOVA MethodTwo-Way ANOVA Table With InteractionSource DF SS MS F P 判断：是否判断：是否Part 9 379.567 42.1741 237.229 0.00000说明样品本质不同，因为0.0 0 0 0 0 0.0 5说明样品本质不同，因为0.0 0 0 0 0 0.0 5Operator 2

20、0.356 0.1778 1.000 0.38742说明操作者本身具有较好的一致性，因为=0.3 8 7 4 2 0.0 5说明操作者本身具有较好的一致性，因为=0.3 8 7 4 2 0.0 5Operator*Part 18 3.200 0.1778 2.286 0.00885说明操作者和样品之间有显著的交互作用，因为=0.0 0 8 8 5 0.0 5说明操作者和样品之间有显著的交互作用，因为=0.0 0 8 8 5 0.0 5Repeatability 60 4.667 0.0778 Total 89 387.789 因为：因为：2 2总总=2 2样样+2 2再再+2 2重重2 2再再

21、=2 2者者+2 2者*样者*样所以：该系统的再现性存在差异。所以：该系统的再现性存在差异。Gage R&R%ContributionSource VarComp (of VarComp)Total Gage R&R 0.1111 2.33比值比值=ms（ms样品）样品）100 Repeatability 0.0778 1.63说明：辅助说明：测量系统的变异所占的比率大小辅助说明：测量系统的变异所占的比率大小 Reproducibility 0.0333 0.70 重复性差异大于再现性差异！与与%R&R相比只是分母不同：相比只是分母不同：Operator 0.0000 0.00 有变异值平方后

22、再开根号的差别有变异值平方后再开根号的差别 Operator*Part 0.0333 0.70 Part-To-Part 4.6663 97.67 Total Variation 4.7774 100.00 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9 12312345678OperatorPartMeanInteraction Plot-Data Means for Response StdDev Study Var%Study Var%Tolerance测量系统分析的三大要素：测量系统分析的三大要素：Source (SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)mstotal100致力

23、于流程改善致力于流程改善Total Gage R&R 0.33333 1.7167 15.25 343.33测量系统变异过大，不可接受测量系统变异过大，不可接受 Repeatability 0.27889 1.4363 12.76 287.25测量系统虽有变异，但可接受测量系统虽有变异，但可接受 Reproducibility 0.18257 0.9403 8.35 188.05测量系统的变异很小，非常好测量系统的变异很小，非常好 Operator 0.00000 0.0000 0.00 0.00 Operator*Part 0.18257 0.9403 8.35 188.05 P5.15 m

24、s Tolerance致力于符合规格性致力于符合规格性Part-To-Part 2.16015 11.1248 98.83 2224.96 测量系统无法满足该产品规格要求，不可接受测量系统无法满足该产品规格要求，不可接受Total Variation 2.18572 11.2565 100.00 2251.29 测量系统可以满足该产品的规格要求，可接受测量系统可以满足该产品的规格要求，可接受测量系统能很好满足该产品的规格要求，最佳测量系统能很好满足该产品的规格要求，最佳Number of Distinct Categories=9比值比值=样品变异测量系统变异样品变异测量系统变异1.41=98.83 15.251.41=9说明：样品测量数据的可分类数为。说明：样品测量数据的可分类数为。证明该测量系统的分辨率可以接受；证明该测量系统的分辨率可以接受；Gage R&R for Response若为最佳，说明样品的波动足够覆盖整个测量系统若为最佳，说明样品的波动足够覆盖整个测量系统若说明该测量系统的分辨率低，不适用，或数据过于离散若说明该测量系统的分辨率低，不适用，或数据过于离散应用于流程改善时，其 值 至少 需 大于！应用于流程改善时，其 值 至少 需 大于！