GR_R_中文培训ppt课件

1、Gauge Repeatability & Reproducibility 2007.5 Q1 TrainingCFMA Q1&Export STA课程内容安排一：MSA(丈量系统分析)简介二：GR&R三：GR&R例如,运用Minitab作GR&R分析四：II.5.量具校准和运用(Manufacture Site Assessment)课程目的到本课程终了时，学员应能：知道为什么要做丈量系统分析了解GR&R了解运用Minitab作GR&R.了解Q1-MSA II.5的要求 一：MSA引见4丈量系统分析的目的丈量系统分析的目的是确定所运用的数据能否可靠丈量系统分析还可以：评价新的丈量仪器将两种不

2、同的丈量方法进展比较对能够存在问题的丈量方法进展评价确定并处理丈量系统误差问题丈量系统分析的目的是什么？1:丈量系统 用来对被丈量特性定量丈量或定性评价的仪器或量具、规范、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合； 用来获得丈量结果的整个过程。数据的类型计量型数据计数型数据如何评定数据的质量丈量结果与“真值的差越小越好(bias)用多次丈量的统计结果来进展评定(variance)2: 丈量数据的质量计量型数据的质量均值与真值基准值之差方差的大小计数型数据的质量对产品特性产生错误分级的概率低质量数据最普遍的缘由之一就是变差太大，变差普通都是由于丈量系统及其环境相互作呵斥的。 用于判别产品能

3、否合格.3:丈量结果-数据的用途 用于分析消费过程。丈量数据通常有那些用途？ 用于确定两个或多个变量之间能否有显著关系 丈量：给详细事务赋以数值，以表示它们之间关于特定特性的关系。 赋值过程定义为丈量过程，而赋予的值定义为丈量值。丈量结果由一个数字和一个规范的丈量单位构成。丈量结果是丈量过程的输出。应将丈量看成一个制造过程，它产生数据作为输出。人设备资料方法环境丈量过程数据输入输出4:丈量过程S W I P E5:丈量过程变差源S 规范丈量过程中的变差源有那些？ W 工件(如,零件)I 仪器P 人/程序E 环境 用来对被丈量特性定量丈量或定性评价的仪器或量具、规范、操作、方法、夹具、软件、人员

4、、环境。 根据变差的来源和特点，可分为: 位置变差(准确度)： 偏倚，稳定性和线性； 宽度变差(准确度)： 反复性和再现性。6:丈量系统变差类型观测平均值参考值 丈量结果的平均值与参考值的差别 参考值是一个预先认定的参考规范. 该规范可用更高一级丈量系统丈量的平均值来确定(例如：高一级计量室)偏倚BIAS时间参考值在一段时间内，丈量结果的分布无论是均值还是标准偏向都坚持不变和可预测的经过较长时间内，用被监视的量具对一样的规范或规范件的同一特性进展丈量的总变异来监视可用时间走势图进展分析稳定性Stability线性Stability线性:量具在正常任务量程内偏倚值的变化量。丈量仪器的线性是指该安

5、装的整个任务范围内的准确度尺寸N尺寸1消费过程中的丈量结果通常有两个用途： 产品控制：判别产品合格与否 过程控制：判别消费过程能否稳定 7:丈量过程变差对决策的影响丈量过程变差对决策的影响： 对产品决策的影响 对过程决策的影响 17对产品决策的影响下限上限上限下限或或第II型错误：漏判，将不合格的判别成合格的 第I型错误：误判，将合格的判别成不合格的 产品控制：判别产品合格与否 公差下限公差上限对产品决策的影响I区： 坏零件总是判为坏的，II区： 能够做出潜在错误的判别，III区：好零件总是判为好的。19为了最大限制地做出正确的判别，可以有两个选择： 改良丈量系统：减少丈量系统变差从而减少区，

6、一切零件将在区。 改良过程：减少消费过程的变差，不消费在区的零件。 公差下限公差上限公差下限公差上限改良丈量系统21过程控制： 对于过程控制，希望能知道：过程能否稳定、受控，过程才干能否可接受。222对过程决策的影响 22观测到的过程变差实践的过程变差丈量系统的变差222丈量系统的变差过大： 将普通缘由判为特殊缘由 将特殊缘由判为普通缘由 过低估算过程才干指数70%60%50%40%10%30%丈量系统变差对过程才干计算的影响25 丈量仪器分辨率可定义为丈量仪器可以读取的最小丈量单位。 丈量仪器的分辨率必需小于或等于规范或过程误差的非常之一8：丈量仪器分辨力部件A部件B部件A部件BA=2.0B

7、=2.0A=2.25B=2.00由于上面刻度的分辨率比两个部件之间的差别要大，两个部件将出现一样的测量结果。第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差别要小，部件将产生不同的丈量结果。 下面的部件A和部件B，它们的长度非常类似。丈量分辨率描画了丈量仪器分辨两个部件的丈量值之间的差别的才干。丈量系统的有效分辨率discrimination 要求不低于过程变差或允许偏向tolerance的非常之一 零件之间的差别必需大于最小丈量刻度 不同数据分级(ndc)的计算： 零件的规范偏向/ 总的量具偏向* 1.41. 普通要求它大于5才可接受直尺卡尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.

8、282.2819.28.279.2791 丈量系统必需显示足够的灵敏性。 丈量系统必需是稳定的，这意味着在可反复条件下，丈量系统的变差只能是由于普通缘由而不是特殊缘由呵斥。这可称为统计稳定性且最好用图形法评价。 统计特性误差在预期的范围内一致，并足以满足丈量的目的产品控制或过程控制。 在评价一个丈量系统时必需思索三个根本问题: 二： GR&R过程变差分析长期过程变差短期抽样产生的变差实践过程变差稳定性线性反复性 准确度 量具变差操作员呵斥的变差丈量误差过程变差观测值“反复性 和 “再现性 是丈量误差的主要来源再现性过程变差32 在确定的丈量条件下，来源于延续实验的普通缘由随机变差。或由一个评价

9、人多次运用同一个丈量仪器，丈量同一零件的同一特性时获得的丈量变差。反复性： 一个评价人运用同一丈量仪器，对同一零件的某一特性进展多次丈量下的变差 是在确定的和知条件下，延续多次丈量中的变差 通常被称为EV-设备变差 量具(设备)才干和潜能 系统内变差 33反复性指同一 人运用同一丈量工具对同一对象产品的同一特性进展多次丈量中产生的变差。Master ValueAB那个的反复性好？ 零件内部抽样样本：外形、位置、外表光度、锥度、样本的一致性 仪器内部：维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好 规范内部：质量、等级 方法内部：作业预备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变差 评价人内部：技巧、位

10、置、缺乏阅历、操作技艺或培训、认识、疲劳呵斥反复性变差的能够缘由： 环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的小幅度动摇 缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好 量具误用 失真量具或零件、缺乏巩固性 运用零件数量、位置、观测误差易读性、视差 丈量过程中由于正常条件改动所产生的丈量均值的变差。或在一个稳定环境下，运用一样的丈量仪器和方法，一样零件不同人之间丈量值均值的变差 再现性： 不同评价人运用一样量具，丈量一零件的某一特性的丈量平均值的变差 对产品和过程评价时，变差能够是评价人、环境或方法 通常被称为AV-评价人变差 系统之间(条件)的变差 37Inspector AMaster ValueInsp

11、ector BInspector CInspector AInspector BInspector C再现性指不同的人在对同种特性进展丈量时产生的变差AB那个的再现性好？呵斥再现性误差的潜在缘由 零件之间抽样样本：运用一样的仪器、操作者和方法丈量A、B、C零件类型时的平均差别。 仪器之间：在一样零件、操作者和环境下运用A、B、C仪器丈量的平均值差别。留意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和/或操作者的误差。 规范之间：在丈量过程中，不同的设定规范的平均影响。 方法之间：由于改动丈量点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹紧方法等所呵斥的平均值差别。 评价人操作者之间：评价人A、B、C之间由

12、于培训、技巧、技艺和阅历所呵斥的平均值差别。引荐在为产品和过程鉴定和运用手动丈量仪器时运用这种研讨方法。 一个丈量系统的反复性和再现性的合成变差的估计。GR&R变差等于系统内和系统间变差之和。GR&R 计量型丈量系统的GR&R分析GR&R分析的三种方法极差法：短期方法，快速的近似值均值极差法：长期方法，将变差分解为反复性和再现性。ANOVA分析法：规范的统计技术，可将变差分为四类：零件、评价人、零件与评价人之间的相互作用，以及量具呵斥的反复误差。% R&R 10%10% 30% 30%Gage R&R 判别原那么Results 好可以接受，视被丈量特性的重要程 度和丈量本钱等要素而定。丈量系统

13、需求改良快速GR&R极差法极差法：极差法是一种改良的计量型量具的研讨，它可迅速提供一个丈量变差的近似值。只能提供丈量系统的整体概略不能将变差分为反复性和再现性。它典型的益处就是快速检查验证GRR能否发生了变化。典型的极差法： 2个评价人 5个零件两个评价人各将每个零件丈量一次。计算极差的和与平均极差。经过将平均极差均值乘以1/d2*(d2可以查表找到m=2,g=5).平均极差 = = (2+1+1+2+1)/5 = 7/5 = 1.4GR&R = /d2 = 1.4 / 1.19 = 1.76% Gage R&R = GR&R / 过程规范差*100% = 1.76 / 3.33*100 %

14、= 52.85%极差法-例如d常数表制造过程规范差 = 3.33R= 最大值-最小值R零件操作员1操作员2极差(R)14222341367145725981极差之和7平均极差1.4RRR结论的正确性80%47极差法可以潜在的检测出丈量系统为不可接受的概率： 样本容量为5 结论正确性80% 样本容量为10 结论正确性90% 练习：3min零件号操作员A操作员B极差(A,B)10.850.8020.750.7031.000.9540.450.5550.500.60过程规范差=0.077748计算结果均值极差法： 是一种可同时对丈量系统提供反复性和再现性的评价值的研讨方法。 与极差法不同，它可以将丈

15、量系统的变差分成两个部分： 反复性 再现性 不能确定他们两者之间的交互作用。均值-极差法 均值-极差X-R法是确定丈量系统的反复性和再现性的数学方法，主要步骤如下： 1 选择3个丈量人A, B,C和10个丈量样品(典型)。 丈量人应有代表性，代表经常从事此项丈量任务的QC人员或消费线人员 10个样品应在过程中随机抽取，可代表整个过程的变差，否那么会严重影响研讨结果。 2 校准量具3 丈量，让三个丈量人对10个样品的某项特性进展丈量，每个样品每人丈量三次，将数据填入表中。实验时要遵照以下原那么： 盲测原那么1：对10个样品编号，每个人测完第一轮后，由其他人对这10个样品进展随机的重新编号后再测，

16、防止客观偏向。 盲测原那么2：三个人之间都相互不知道其他人的丈量结果。4 结果分析极差评价人/ 实验#零件平均值12345678910A 10.29-0.561.340.47-0.80.020.59-0.312.26-1.36 20.41-0.681.170.5-0.92-0.110.75-0.201.99-1.25 30.64-0.581.270.64-0.84-0.210.66-0.172.01-1.31均值B 10.08-0.471.190.01-0.56-0.20.47-0.631.80-1.68 20.25-1.220.941.03-1.200.220.550.082.12-1.62

17、 30.07-0.681.340.2-1.280.060.83-0.342.19-1.50均值极差C 10.04-1.380.880.14-1.46-0.290.02-0.461.77-1.49 2-0.11-1.131.090.20-1.07-0.670.01-0.561.45-1.77 3-0.15-0.960.670.11-1.45-0.490.21-0.491.87-2.16均值极差零件均值*2次实验D4=3.27，3次实验D4=2.58。UCLR代表了单个极差的控制限。将那些超出控制限的点圈出，识别缘由并纠正。运用与开场时一样的评价人及单位反复这些读数，或除去某些值并从保管的察看值重

18、新获得平均值，重新计算极差。 在进展其他统计分析之前，应先运用图表工具对数据进展系统的挑选。从而找到变差明显特殊缘由。结果分析-图示法极差图极差图-非层叠极差图-层叠 在包括平均极差和控制限的规范的极差图上画出了由每个评价人对每个零件丈量的多个读数范围。从画在图中得出的数据分析可以得出很多有用的解释。假设一切的极差都受控，那么一切评价人的任务形状是一样的，可以以为每人反复丈量的反复性是一致的。 假设一个评价人不受控，阐明他的方法与其他人不同。假设一切评价人都不受控，那么丈量系统对评价人的技术很敏感，需求改善以获得有用的数据。 极差图可以协助我们确定：与反复性相关的统计控制，丈量过程中评价人之间

19、对每个零件的一致性。 以上图形的评审显示评价人之间变异性是不同的，应分析并消除其影响。 从图中我们可以获取什么信息？均值图均值图-非层叠均值图-层叠 少于一半的点落在控制限外边： 丈量系统缺乏足够的分辨率 样本不能代表期望的制造过程变差。多于一半的点落在控制限外边， 丈量系统可以充分探测零件之间的变差 丈量系统可以提供对过程分析和过程有用的信息。AB那组数据可以接受？R=(RA+RB+RC)/3XDIFF=MaxXA,XB,XC-MinXA,XB,XC反复性-设备变差 EV=RK1 再现性-检验人变差 AV= (XDIFF K2)2-(EV2/nr)过程变差 PV= RP K3R&R= (EV

20、2+AV2)总变差 TV= (R&R2+PV2)%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TVP/T=R&R/Tolerancen=样品个数r=每个人对每个样品的实验次数rK1234.563.05K2233.652.70测试人数nK3789101.821.741.671.62K1=6/d*2*AV计算中，如根号下出现负值，AV取值0结果分析计算计算公式：TV或T：总变差Total Variation 制造系统变差与丈量系统变差的合成，用规范差表示。假设所选样天性代表实践的制造过程变差范围，其计算公式如下： 零件间变差(Part-to-part Variation)

21、。 零件间的差别是制造系统呵斥的，因此，假设所选样天性代表实践的制造过程变差范围，PV就是制造系统变差的规范差。 PV= R P/ d2*= R PK3 PV的计算中必需消除丈量系统的影响。它是经过如下的计算来到达的：评价人A丈量了1号零件3次，对其取平均，就消除了量具的影响，评价人B、C同理取平均，再将三人的均值取平均，就消除了人的影响丈量系统的双性 GR&R的计算假设总过程变差由SPC控制图中知，并且其值以6为根底，那么它可以取代量具研讨总变差TV。由以下两个等式完成：12 这两个值TV和PV可以替代前面的计算值。 EV= Equipment Variation (Repeatabilit

22、y)AV= Appraiser Variation (Reproducibility)R&R= Repeatability & ReproducibilityPV= Part VariationTV= Total Variation of R&R and PVK1-Trial, K2-Operator, & K3-Part ConstantsGR&R研讨中的名词GRR的分析法提供丈量系统的信息：反复性比再现性大仪器需求维护量具刚度不够夹紧和检测点需改良零件内变差圆度，锥度等过大再现性比反复性大评价人培训缺乏刻度不明晰Excel 计算例如 123MSAGR&R-Excel.xlsANOVA分析法

23、：规范的统计技术，可将变差分为四类：零件、评价人、零件与评价人之间的相互作用，以及量具呵斥的反复误差。运用Mintab分析72Mintab分析输出页面计数型丈量系统分析公差下限公差上限 计数型丈量系统属于丈量系统中的一类，其丈量值是一种有限的分级数。与结果是延续值的计量型丈量系统不同。最常见的是go/no go量具，只能够有两个结果。前面所描画的分析法不能用于评价这种系统。 计数型丈量系统分析福特特殊要求： 计数型量具研讨应该运用50个零件,3个人,进展3次丈量。 抽样要包括对被丈量和预期制造变异范围的每个准那么： 在规范内的零件；超出规范的零件假设检验分析交叉表法交叉表法用来分析丈量人丈量一

24、致性 下面是一个交叉表实验，由A，B，C三个人分别反复丈量50个样品三次，结果如下： 风险分析法假设检验分析信号探测法 解析法计数型丈量系统分析的方法计数型研讨数据表 1指定为可接受判别，0为不可接受判别。表中的基准判别和计量基准值不预告确定。表的“代码列还用“-、“+、“X显示了零件能否在第III，II，I区域 假设检验分析交叉表法P0和pe的计算P(A0) =50/150， P(B0) =47/150P(A1) =100/150， P(B1) =103/150P(A0B0) =(5047) (150150)=0.104P(A0B1) =(50103) (150150)=0.229P(A1B

25、0) =(10047) (150150)=0.209P(A1B1) =(100103) (150150)=0.458期望值的计算A0B0的期望值= 0.104150=15.7A0B1的期望值= 0.229 150=34.3A1B0的期望值= 0.209 150=31.3A1B1的期望值= 0.458 150=68.7Kappa统计量的计算p0 =(4497)/150=0.94，pe= 0.1040.458= 0.562 AB的 Kappa=(p0pe)/(1 pe) =(0.940.562)/(1 0.562) =0.86示列：Kappa统计量的计算结果如下：ABCKappa0.880.920

26、.77评价人之间评价人与参考值81Kappa值的参考评价准那么 0.75，1：一致性极好 0.4，0.75：一致性好 0，0.4：一致性差留意：合格与不合格都应占一定比例，最好在灰色区间内选择样品，否那么会使结果扭曲，即p0很高而Kappa很低。小样法Minitab 演示三： GR&R例如,运用Minitable作GR&R分析“菜单 Data Stack堆栈columns在左边的框中用select选者输入C11“菜单 Stat Quality ToolGage Study Gage Study(Crossed)从左边框中选者相应的列.(C11,C12,C13)5.15/6较好需求协助问答：“变

27、差在那里？Nested gage R&RNested gage R&R四：II.5.量具校准和运用(Manufacture Site Assessment)四：II.5.量具校准和运用(现场评审)II.5.1 供应商确保控制方案中规定的一切量具可有效运用。量具校准和量具维护方案需确保有备份量具或备份丈量过程以有效支持控制方案要求的检查: a 供应商能验证每个控制方案的量具有效性。四：II.5.量具校准和运用(现场评审)b 现场量具可用并具有适当的才干(比如,适当的量具、丈量方法以及数据点)以满足控制方案中的丈量要求.对于一些特殊情况,假设现场的丈量才干不能满足,供应商应有一个规定的方法来运用第三方的量具进展这些工程的丈量,包括时间的选择和适用性等.c 供应商有证据显示已具有一个公布的进度表，并依此表行事并追踪有关丈量与测试设备(包括测试软件)的校准与检验维护d 有可