数据收集计划测量系统分析课件.ppt

1、2023年2月6日星期一数据收集计划数据收集计划&测量系统测量系统分析分析目录目录一一项目数据收集计划项目数据收集计划二二测量系统分析概述测量系统分析概述三三连续数据测量系统分析连续数据测量系统分析四四离散数据测量系统分析离散数据测量系统分析五五 （重点重点Kappa）一、项目数据收集计划一、项目数据收集计划第一步第一步 思考下列问题思考下列问题:1.收集数据的目标或期望结果是什么收集数据的目标或期望结果是什么?2.一般来讲，为了达到目的需要收集什么数据一般来讲，为了达到目的需要收集什么数据?3.为收集数据，你将监测什么过程和产品？为收集数据，你将监测什么过程和产品？起草项目数据收集计划起草项

2、目数据收集计划建立数据建立数据收集目标收集目标决定决定测量对象测量对象决定决定如何测量如何测量第二步第二步 起草项目数据收集计划起草项目数据收集计划建立数据建立数据收集目标收集目标决定决定测量对象测量对象决定决定如何测量如何测量决定测量对象时，思考下列问题决定测量对象时，思考下列问题:1.1.我们需要什么数据我们需要什么数据?决定具体的测量数据决定具体的测量数据(将被集中起来将被集中起来)以满足第以满足第1 1步所述的目标。确认所需的每一个步所述的目标。确认所需的每一个Y Y或或X X。2.2.对每一个测量，其操作定义是什么对每一个测量，其操作定义是什么?写下每一个定义，以写下每一个定义，以确

3、保所有团队成员对于收集的数据有一个共同的理解。确保所有团队成员对于收集的数据有一个共同的理解。第三步第三步 起草项目数据收集计划起草项目数据收集计划建立数据建立数据收集目标收集目标决定决定测量对象测量对象决定决定如何测量如何测量测量工具：测量工具：当决定使用测量工具时，首先检查该工具是否存在；如果不存当决定使用测量工具时，首先检查该工具是否存在；如果不存在在,你将需要购置或重新选择工具。下列是一些工具的例子：秒表，量具，你将需要购置或重新选择工具。下列是一些工具的例子：秒表，量具，眼睛，直尺，千分尺，计算机，测量图，温度计，天平，调查表和眼睛，直尺，千分尺，计算机，测量图，温度计，天平，调查表

4、和X-X-射线射线仪器。例如，如果你决定测量一个仪器。例如，如果你决定测量一个拜访电话拜访电话打了多长时间，合适的测量工打了多长时间，合适的测量工具可能是一只秒表，或者储存在具可能是一只秒表，或者储存在拜访拜访系统里的计时软件。系统里的计时软件。准备抽样方案：准备抽样方案：抽样方案决定数据收集的频率和数量。抽样方案决定数据收集的频率和数量。时时间间数据采集数据采集项目项目数据数据类型类型采集方式采集方式填写表格填写表格数据采集数据采集负责人负责人数据处理数据处理方式方式数据可靠数据可靠性检验性检验每每天天每两小时生产每两小时生产的单板数的单板数离散离散每两小时记录一每两小时记录一次次设备利用率

5、及生设备利用率及生产状况统计表产状况统计表生产线操生产线操作工作工每天交到文每天交到文员处汇总员处汇总专人抽检确专人抽检确认认每每天天生产单板的焊生产单板的焊点数点数连续连续每两小时记录一每两小时记录一次次设备利用率及生设备利用率及生产状况统计表产状况统计表生产线操生产线操作工作工每天交到文每天交到文员处汇总员处汇总专人抽检确专人抽检确每每天天实际生产时间实际生产时间连续连续每两小时记录一每两小时记录一次，对该段时间次，对该段时间内出现的停机问内出现的停机问题进行实时记录题进行实时记录设备利用率及生设备利用率及生产状况统计表产状况统计表生产线操生产线操作工作工每天交到文每天交到文员处汇总员处汇

6、总专人抽检确专人抽检确认认每每天天非生产时间非生产时间连续连续每两小时记录一每两小时记录一次，对该段时间次，对该段时间内出现的停机问内出现的停机问题进行实时记录题进行实时记录设备利用率及生设备利用率及生产状况统计产状况统计生产线操生产线操作工作工每天交到文每天交到文员处汇总员处汇总专人抽检确专人抽检确认认每每天天生产中的重要生产中的重要缺陷缺陷离散离散检查生产中的缺检查生产中的缺陷情况陷情况焊接质量实时检焊接质量实时检查表查表生产线操生产线操作工作工每两周收集每两周收集一次一次GR&R每每天天每小时生产的每小时生产的合格焊点数合格焊点数连续连续每天早晨收集前每天早晨收集前一天的数据资料一天的数

7、据资料生产线能力跟踪生产线能力跟踪统计表统计表车间文员车间文员数据分析数据分析专人抽检确专人抽检确认认数据收集计划案例一数据收集计划案例一提高临时进出口通关效率项目数据收集案例提高临时进出口通关效率项目数据收集案例 二二.测量系统分析概述测量系统分析概述 在实际工作中，我们目前的过程管理还大量的建在实际工作中，我们目前的过程管理还大量的建立在经验和逻辑的基础上，运用数据进行定量分析和立在经验和逻辑的基础上，运用数据进行定量分析和决策还比较少。决策还比较少。实施实施6，就是要将，就是要将我们的过程管理建立在我们的过程管理建立在的基础上，对数据进行分析。确保数据可信和可的基础上，对数据进行分析。确

8、保数据可信和可靠，并对这些数据进行准确的分析，是我们的管理和靠，并对这些数据进行准确的分析，是我们的管理和服务的基础。服务的基础。在在6项目中，测量系统分析的主要目的项目中，测量系统分析的主要目的就是确定项目中所使用的数据是否可信和可靠，为我就是确定项目中所使用的数据是否可信和可靠，为我们的正确决策提供依据。们的正确决策提供依据。引入测量系统引入测量系统分析的目的分析的目的 6 6方法建立在这样一种思想上：方法建立在这样一种思想上：基于数据的决策。基于数据的决策。用于决策过程的数据必须是可靠的。基于不可靠数据的用于决策过程的数据必须是可靠的。基于不可靠数据的决策与无数据支持的决策没有什么差别，

9、甚至更糟。决策与无数据支持的决策没有什么差别，甚至更糟。您的测量系统是否好得足以让您放心收集数据？您的测量系统是否好得足以让您放心收集数据？测量系统分析将给您答案。测量系统分析将给您答案。测量系统分析使您能够：测量系统分析使您能够：n1.确定测量误差是否很小，相对产品规范或过程误差来说是否确定测量误差是否很小，相对产品规范或过程误差来说是否 可以接受。可以接受。n2.确定您是否对数据的确定您是否对数据的“质量质量”充满信心。充满信心。n3.分析测量仪器是否具有适当的分辨率。分析测量仪器是否具有适当的分辨率。n4.如果测量误差不可接受，将注意力重点放在需要改进的方面。如果测量误差不可接受，将注意

10、力重点放在需要改进的方面。测量是任何测量是任何6项目的基础项目的基础 有关测量数据的常见问题有关测量数据的常见问题 1.什么是测量？什么是测量？将一个未知量与一个已知的或已经接受的参照值进行的比较。将一个未知量与一个已知的或已经接受的参照值进行的比较。测量结果测量结果=真实值真实值+误差误差2.为什么我们需要测量数据？为什么我们需要测量数据？我们使用测量数据来判断产品是否合格，制定有关过程管理的决我们使用测量数据来判断产品是否合格，制定有关过程管理的决策。策。我接受这件产品吗？我接受这件产品吗？过程是很好，还是需要进行调整？过程是很好，还是需要进行调整？3.我们对测量数据有什么期望？我们对测量

11、数据有什么期望？准确性准确性 数据必须告诉我们真相！数据必须告诉我们真相！重复性重复性 重复测量必须产生同样的结果！重复测量必须产生同样的结果！再现性再现性 结果不应该受检验员或测量方法的影响。结果不应该受检验员或测量方法的影响。4.什么是测量仪器？什么是测量仪器？用来进行测量的任何仪器。用来进行测量的任何仪器。5.什么是检验员（或者鉴定人）？什么是检验员（或者鉴定人）？使用测量仪器进行测量的个人或装置。使用测量仪器进行测量的个人或装置。t t2 =p p2 m m2 总的观察偏差总的观察偏差 实际偏差实际偏差 测量系统偏差测量系统偏差 测量系统包括测量系统包括:人（及其培训）、过程人（及其培

12、训）、过程（测量程序、（测量程序、方法）、设备（量具或测量工具）、环境及所有这些因素方法）、设备（量具或测量工具）、环境及所有这些因素的相互作用。的相互作用。有关测量数据的常见问题有关测量数据的常见问题 测量系统分析计划测量系统分析计划 1.确定数据的类型确定数据的类型 2.确定误差的来源确定误差的来源 3.样本选择样本选择 4.数据收集数据收集 5.数据分析数据分析三、连续数据测量系统分析三、连续数据测量系统分析连续数据测量系统分析步骤连续数据测量系统分析步骤 分分 辨辨 率率?“精确性精确性”(离散性离散性-偏差偏差)校校 准准?稳稳 定定 性性?线线 性性?偏偏 移移?“准确性准确性”(

13、居中性居中性-均值均值)OKOKOKOKOK 1 2 3 1 2 3 部件 A部件 B因为上面刻度的分辨率比两个部件因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。相同的测量结果。第二个刻度的分辨率比两个部件第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。的测量结果。A=2.25B=2.00测量仪器分辨率测量仪器分辨率 测量仪器分辨率测量仪器分辨率:可定义为测量仪器能够可定义为测量仪器能够测得最小变化范围的能力测得最小变化范围的能力。看看下面的部件看看下面的部件A A和部件和部件B B

14、，它们的长度非常相似。测量分辨率描述了测量仪器，它们的长度非常相似。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%。A=2.0B=2.0部件 A部件 B测量系统分辨率最高原则测量系统分辨率最高原则 测量系统的精度（分辨率）须比被测量体要测量系统的精度（分辨率）须比被测量体要求精度高一个数量级，即如果要求测量精度是求精度高一个数量级，即如果要求测量精度是0.001，测量仪器的精度要求须是，测量仪器的精度要求须是0.0001。亦即。亦即测量系统应该

15、至少能测出上下规格限间距的测量系统应该至少能测出上下规格限间距的1/10。例如例如LSL是是5mm，USL是是10mm，上下规格，上下规格限之差是限之差是5mm，测量设备应至少，测量设备应至少0.5mm的刻度。的刻度。测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别。测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别。真实值真实值参考标准参考标准平均值平均值真实值真实值偏偏 移移观察的平均观察的平均值值系统误差或偏移系统误差或偏移准准 确确 性性 (在量程范围内，偏倚是基准值的线性函数。在量程范围内，偏倚是基准值的线性函数。(测量系统的偏倚具有线性。测量系统的偏倚具有线性。(一般说来，量程较低的地方，测

16、量偏倚会一般说来，量程较低的地方，测量偏倚会比较小；量程较高的地方，测量偏倚会比比较小；量程较高的地方，测量偏倚会比较大。较大。(可以通过回归分析来判断线性。可以通过回归分析来判断线性。(线性度线性度|斜率斜率|过程波动，线性度越小，过程波动，线性度越小，测量系统越好。测量系统越好。线线 性性 (测量系统的分布测量系统的分布(and 2)长期应该保持稳定。长期应该保持稳定。(没有漂移、突然偏移循环等。没有漂移、突然偏移循环等。(利用控制图进行评估和分析。利用控制图进行评估和分析。采用长期的测量设备计划以维持稳定性采用长期的测量设备计划以维持稳定性稳稳 定定 性性 所有的测量系统需要校准所有的测

17、量系统需要校准:1.校准时可参考量具制造者的建议。校准时可参考量具制造者的建议。2.定期对操作员培训考核。定期对操作员培训考核。3.相关软件。相关软件。对比一个已知的真实值检查测量系统或相对比一个已知的真实值检查测量系统或相对于一个已知的标准调整量具以至读数正确。对于一个已知的标准调整量具以至读数正确。校校 准准 精精 确确 性性 (精精 确确 性描述了测量系统的波动：性描述了测量系统的波动：(可重复性可重复性 波动由量具本身造成；波动由量具本身造成；(可再现性可再现性 波动由测量者的技巧造成。波动由测量者的技巧造成。两两 个个 组组 成成 部部 分分测量系测量系统统重复性重复性再现性再现性(

18、重复性和再现性重复性和再现性)(在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力。果的量具的能力。或或 者者.(在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏差。偏差。$同一测量者同一测量者$同样的测量设备同样的测量设备$同样的工件同样的工件$同样的环境的条件同样的环境的条件精精 确确 性重性重 复复 性性 (在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。力。(不同条件下测量结果的偏差。不同条件下测量结果的偏差。$不同的测量者不同的测量者或者不同的测量设备或者不同

19、的测量设备（测量者和测量设备只能有一样不同）（测量者和测量设备只能有一样不同）$同样的工件同样的工件$同样的环境的条件同样的环境的条件再再 现现 性性 也也 有有 两两 个个 组组 成成 部部 分分精精 确确 性再性再 现现 性性 准确性和精确性的关系准确性和精确性的关系 图1图2图3图4连续型连续型MSA原理：控制图方原理：控制图方法法 用极差图来确定重复性用极差图来确定重复性用均值图来确定再现性用均值图来确定再现性 用均值图来确定变差用均值图来确定变差 测量者与被测对象的关系测量者与被测对象的关系 对某一被测对象，不同的测量者可对某一被测对象，不同的测量者可能有相似的测量值（被测对象能有相

20、似的测量值（被测对象2）对另一工件（被测对象对另一工件（被测对象3）不同的）不同的测量者的测量值有显著的差别。测量者的测量值有显著的差别。part 1part 1part 2part 2part 3part 3Overall LengthOverall Length 对所有被测对象，不同的测量者都会产生差异；对所有被测对象，不同的测量者都会产生差异；测量者的差异根据被测对象的不同而不同。测量者的差异根据被测对象的不同而不同。1 13 32 21 11 13 33 32 22 21.23个测量者。个测量者。2.10个待测对象。个待测对象。3.每一个测量者应测量所有被测对象每一个测量者应测量所有被

21、测对象2-3次。次。4.使用代表整个过程偏使用代表整个过程偏 差的被测对象。差的被测对象。5.随机取样是非常重要的。随机取样是非常重要的。数据收集原则数据收集原则 n重复性和再现性与容重复性和再现性与容 差的百分比差的百分比1Precision to Tolerance Ratio-P/Tn重复性和再现性与总重复性和再现性与总过程偏差的百分比过程偏差的百分比2Precision to TotalVariation Ratio-P/TV3%Contribution量具相对于规范的量具相对于规范的测量能力；测量能力；量具相对于过程量具相对于过程偏差的测量能力偏差的测量能力测量系统的能力测量系统的能

22、力3个重要指数个重要指数 测量系统的方差与测量系统的方差与总总 过程方差的百分比过程方差的百分比%Study Var%Tolerance%ContributionMinitab显示显示:容差百分比容差百分比调查百分比调查百分比贡献百分比贡献百分比3个重要指数判断标准个重要指数判断标准 gage=测量误差测量误差公差公差=USL-LSL USL=规范上限规范上限LSL=规范下限规范下限2.对于单边规格限：对于单边规格限：在分子中使用在分子中使用2.575 gage(即即5.15/2=2.575)公差公差=USL 平均值平均值 或或 平均值平均值-LSL 总是总是使用使用历史历史 平均值平均值5.

23、15 标准误差包含了正态分布的标准误差包含了正态分布的99%。5.15 +2.575-2.57599%1.对于双边规格限：对于双边规格限：关于容差百分比的解释关于容差百分比的解释 Minitab要求数据排成要求数据排成3列列.堆积数据：把所有被测对象放堆积数据：把所有被测对象放在在1列，所有测量者放在第列，所有测量者放在第2列，列，测量结果放在第测量结果放在第3列。列。这意味着如果有这意味着如果有:10个被测对象个被测对象 3个测量者个测量者 2次重复测量次重复测量则每个被测对象编号将重复则每个被测对象编号将重复6次。次。使用使用Minitab分析案例分析案例 Stat Quality Too

24、ls Gage Study Gage R&R Study(Crossed)打开数据文件打开数据文件:测量系统分析测量系统分析.MTV见见 下下 页页输入：输入：部件序数列部件序数列操作员数据列操作员数据列测量数据列测量数据列采用采用 ANOVA 法法 Gage R&R%ContributionSource VarComp (of VarComp)Total Gage R&R 0.004437 10.67 Repeatability 0.001292 3.10 Reproducibility 0.003146 7.56 Operator 0.000912 2.19 Operator*PartID

25、 0.002234 5.37 Part-To-Part 0.037164 89.33 Total Variation 0.041602 100.00 贡献百贡献百分比：分比：10测量系测量系统不好。统不好。StdDev Study Var%Study Var%Tolerance Source (SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)Total Gage R&R 0.066615 0.34306 32.66 34.31 Repeatability 0.035940 0.18509 17.62 18.51 Reproducibility 0.056088 0.28885 27.50

26、 28.89 Operator 0.030200 0.15553 14.81 15.55 Operator*PartID 0.047263 0.24340 23.17 24.34 Part-To-Part 0.192781 0.99282 94.52 99.28 Total Variation 0.203965 1.05042 100.00 105.04 调查百分比：调查百分比：30%不可不可接受。接受。StdDev Study Var%Study Var%Tolerance Source (SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)Total Gage R&R 0.066615

27、0.34306 32.66 34.31 Repeatability 0.035940 0.18509 17.62 18.51 Reproducibility 0.056088 0.28885 27.50 28.89 Operator 0.030200 0.15553 14.81 15.55 Operator*PartID 0.047263 0.24340 23.17 24.34 Part-To-Part 0.192781 0.99282 94.52 99.28 Total Variation 0.203965 1.05042 100.00 105.04 Number of Distinct C

28、ategories=4 差别类数目：差别类数目：5 5不可接受不可接受容差百分容差百分比：比：30不可不可接受。接受。指的是测量系统可以识别出的过程数据中的非重叠组的数指的是测量系统可以识别出的过程数据中的非重叠组的数目。目。差别类数目差别类数目=x 1.41 part-to-part gage 注意：注意：差别类数目适用于连续数据的差别类数目适用于连续数据的ANOVA 法法GR&R。差别类数目差别类数目决策决策/值值 Quality Tools Attribute Agreement AnalysisMinitab离散数据测量系统分离散数据测量系统分析析Attribute Gage R&R

29、StudyAttribute Gage R&R Study for MeasurementWithin Appraiser重复性偏差重复性偏差(评估财务稽核人员自身的误差）评估财务稽核人员自身的误差）Assessment AgreementAppraiser#Inspected#Matched Percent(%)95.0%CI 1 15 15 100.0(92.8,100.0)2 15 13 86.7(59.5,98.3)3 15 14 93.3(68.1,99.8)#Matched:Appraiser agrees with him/herself across trials.结果显示结果

30、显示1Each Appraiser vs StandardAssessment AgreementAppraiser#Inspected#Matched Percent(%)95.0%CI 1 15 14 93.3 (68.1,99.8)2 15 13 86.7 (59.5,98.3)3 15 14 93.3 (68.1,99.8)#Matched:Appraisers assessment across trials agrees with standard.结果显示结果显示2Assessment Disagreement#合格合格/#不合格不合格/Appraiser 不合格不合格 Perc

31、ent(%)合格合格 Percent(%)#Mixed Percent(%)1 1 16.7 0 0.0 0 0.0 2 0 0.0 0 0.0 2 13.3 3 0 0.0 0 0.0 1 6.7#合格合格/不合格不合格:Assessments across trials=合格合格/standard=不合格不合格.#不合格不合格/合格合格:Assessments across trials=不合格不合格/standard=合格合格.#Mixed:Assessments across trials are not identical.结果显示结果显示3判错率：判错率：5 5可接受可接受Betw

32、een AppraisersAssessment Agreement再现性偏差再现性偏差(评估财务稽核人员之间的误差评估财务稽核人员之间的误差)#Inspected#Matched Percent(%)95.0%CI 15 13 86.7 (59.5,98.3)#Matched:All appraisers assessments agree with each other.结果显示结果显示4结果显示结果显示5All Appraisers vs StandardAssessment Agreement#Inspected#Matched Percent(%)95.0%CI 15 13 86.7

33、 (59.5,98.3)#Matched:All appraisers assessments agree with standard.准确率准确率=9 95 5,不可接受不可接受图形结果显示图形结果显示重复性偏差重复性偏差(评估检验者自身的误差）评估检验者自身的误差）-一致性一致性在在95%95%置信度下的置信区间置信度下的置信区间每个检验员的检验结果与真值的比较每个检验员的检验结果与真值的比较-准确率准确率在在95%95%置信度下的置信区置信度下的置信区间间Kappa方法方法Kappa方法抽样原则方法抽样原则例：一个部门填写发票不一致，例：一个部门填写发票不一致，2个鉴定人被要求独个鉴定人

34、被要求独立的随机的从不同天中选出立的随机的从不同天中选出10个发票，结果如下：个发票，结果如下：Kappa方法案例方法案例发票号发票号检查员检查员1 1检查员检查员2 2意见一致？意见一致？1 1好好好好Y Y2 2好好坏坏N N3 3好好好好Y Y4 4坏坏坏坏Y Y5 5好好好好Y Y6 6好好好好Y Y7 7好好坏坏N N8 8好好坏坏N N9 9坏坏坏坏Y Y1010好好好好Y Y80%80%好好5050好好7070一致一致P观察到的观察到的=0.7P偶然的偶然的=(P1好好P2好好)(P1坏坏P2坏坏)=0.80.5+0.2*0.5 =0.5Kappa=(P观察到的观察到的-P偶然的偶然的)/(1-P偶然的偶然的)=(0.7-0.5)/(1-0.5)=0.4Kappa方法案例方法案例打开数据文件打开数据文件:测测量系统分析量系统分析.MTVKappa=0.4，小，小于于0.7，测量系统，测量系统不可接受。不可接受。Kappa方法案例方法案例两个检验员两个检验员选择选择Cohen