测量系统分析(GRR)ppt课件

1、1。前言：在日常消费中，我们经常根据获得的过程加工部件的丈量数据去分析过程的形状、过程的才干和监控过程的变化；那么，怎样确保分析的结果是正确的呢？我们必需从两方面来保证，一是确保丈量数据的准确性/质量，运用丈量系统分析MSA方法对获得丈量数据的丈量系统进展评价；二是确保运用了适宜的数据分析方法，如运用SPC工具、实验设计、方差分析、回归分析等。 丈量系统的误差由稳定条件下运转的丈量系统多次丈量数据的统计特性：偏倚和方差来表征。偏倚指丈量数据相对于规范值的位置，包括丈量系统的偏倚Bias、线性Linearity和稳定性Stability；而方差指丈量数据的分散程度，也称为丈量系统的R&R，包括丈

2、量系统的反复性Repeatability和再现性Reproducibility。 丈量系统分析 1 丈量系统分析普通来说，丈量系统的分辨率应为获得丈量参数的过程变差的非常之一。丈量系统的偏倚和线性由量具校准来确定。丈量系统的稳定性可由反复丈量一样部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控。丈量系统的反复性和再现性由Gage R&R研讨来确定。分析用的数据必需来自具有适宜分辨率和丈量系统误差的丈量系统，否那么，不论我们采用什么样的分析方法，最终都能够导致错误的分析结果。在QS9000中，对丈量系统的质量保证作出了相应的要求，要求企业有相关的程序来对丈量系统的有效性进展验证。2.丈量系统：是用来对被

3、测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、环境和假设的集合；用来获得丈量结果的整个过程。2丈量系统溯源性3. 构成丈量系统的主体元素之丈量仪器必需经过校准至可追溯的规范国家规范 第一级规范(衔接国家规范和私人公司、科研机构等) 第二级规范(从第一级规范传送到第二级规范)任务规范(从第二级规范传送到任务规范)国家规范援用规范任务规范消费量具千分尺激光干涉仪3术语 4.术语 4.1 分辨率 ：最小的读数单位、丈量分辨率、刻度限制或探测度。由设计决议的固有特性，是丈量或仪器输出的最小刻度单位。做GRR时选择仪器应该遵守1：10阅历法那么 。4.2 反复性EVRepea

4、tability：指以同一丈量设备，同一丈量人员，丈量同一批待测物之同一质量特性所产生的丈量差别。再生性AVReproducibility4.3 再现性AVReproducibility：指以同一丈量设备, 不同丈量人员丈量同一批待测物之同一质量特性所得平均丈量值的差最大值。4.4 GRR或量具R反复性与再现性：是丈量系统反复性和再现性合成的评价。4GRR计算测量次数23K23.652.70测量次数23D43.272.585. GRR计算5.1 Rmean=(RA+RB+RC)/n, Xdiff=XMAX-XMIN, UCLR= Rmean X D4, Rmax必需小于UCLR, UCLR是R

5、i的上限。 5.2 反复性EVRepeatability： EV = Rmean x K1 %EV = 100 EV / T 5.3 再现性AVReproducibility：AV = ( Xdiff x K2)2 - EV2 / (n x r)1/2%AV = 100 AV / T 测量次数23K14.563.055GRR计算5.4 GRR或量具R反复性与再现性： R&R = (EV2 + AV2)1/2 %R&R = 100 R&R / T T为全程公差： T = USL - LSL T = 2 ( USL - Xmean ) T = 2 ( Xmean - LSL ) 5.5 GRR 计

6、算电子表格：6GRR数据采集6.变异数据采集Variable data将丈量进展分组，分为查核员一位及丈量者，分成A和B两组或A，B，C三组，待测物10个，待测物由查核员编号再交给丈量人员丈量。拿曾经确定合格之仪器经校正合格的计量仪器/量具/测试设备，检查仪器已维修并已校准至可追溯的规范。仪器丈量精度的选择原那么：针对重要特性(尤指是有特殊符号指定)所运用量具的准确度应是被丈量物品公差的1/10, (即其最小刻度应能读到1/10过程变差或规格公差)。 如: 过程中所需量具读数的准确度是0.01m/m, 那么丈量应选择准确度为0.001m/m), 以防止量具的鉴别力缺乏。普通之特性所运用量具的准

7、确度应是被丈量物品公差的1/5。仪器准确度那么至少应该遵照1/3-1/5原那么。由丈量员A随机取10个待测物进展丈量，每个待测物丈量3次，并由另一观测者填入数据表格。丈量员B或C反复6.1.3进展丈量，并记录丈量数据。实验完后, 测试人员将量具的反复性及再现性数据进展计算 (R&R数据表), (R&R分析报告), 依公式计算并做成R控制图或直接用表计算即可 。计算GRR时必需留意：只需公差是双边公差时才干进展以上计算。计算全程公差T必需用绝对值。7GR&R缘由分析7. GR&R缘由分析原那么上运用GRR的情况均有以下前提 1本质上是非破坏性之丈量。 2该丈量特性之制程才干Cp值明显缺乏。 假设

8、GRR25%，阐明丈量系统不准确，因此扭曲了产品的正真 值。8GR&R缘由分析丈量系统之改善-因果图 为何丈量误差太大电特性不稳定丈量准确度差设备差别机械不稳定设备磨损环境差别湿度改动震动要素温度改动清洁度改动丈量程式不严谨设备维护未规范化校正问题丈量程序未规范化人员培训缺乏人员技术差别98. GR&R量測系統的断定 1、%GR&R10%：可接受2、10%GR&R30%：有條件接受，依其重要性由丈量技术人员決定。当反复性(AV)变差值大于再现性(EV)时 量具的构造需再设计加强.量具的夹紧或零件定位的方式(检验点)需加以改善 .量具应加以保养.当再现性(EV)变差值大于反复性(AV)时 作业员

9、对量具的操作方法及数据读取方式应加强教育, 作业规范应再明确订定或修订 .能够需求某些夹具协助操作员, 使其更具一致性的运用量具 .量具与夹具校验频率于入厂及送修纠正后须再做丈量系统分析, 并作记录 .3、%GRR30%：不可接受，假设经过分析找不到根本缘由，那么该设备必須修缮、停用或改用其他设备 AVEV：人員的訓練是必要的 EVAV：设备修缮或停用 10丈量系统研讨的预备检查仪器已维修并已校准至可追溯的规范检查仪器分辨率小于或等于预期工艺过程的变异/规范范围的1/10挑选2-3 操作仪器的评价人假设工艺需求多个操作员, 随机选择24人假设工艺仅需求一个操作员或无操作员, 那么视为无操作员影

10、响来进展研讨 (忽略再现性影响)从工艺过程中选择10个样本零件来表征整个操作范围和各离散零件数每个操作员丈量每个样本 3 次(都运用一样的仪器)11进展丈量研讨呆在现场进展研讨; 留意方案外要素进展研讨 指点方针每个操作员对一切的样本进展一次随机丈量继续进展直到每个操作员对一切的样本完成一次丈量这是实验 1确保零件进展标志以便于数据采集但对操作员坚持“隐蔽无法区分反复需求的实验数每个样本应该由每个操作员丈量3次运用表格搜集信息分析结果假设还有的话，确定进一步措施12Minitab中的丈量系统分析MSA实例选取10个零件表征工艺过程中变异的预期范围3个操作员随机丈量10个零件，每个零件3次翻开

11、Gage3.mtw选择 StatQuality ToolsGage R&R Study (Crossed)13Minitab中的Gage R&R在Part numbers零件号中输入Part零件 : Operators操作员中输入Operator操作员: Measurement data丈量数据中输入Response呼应 :ANOVA方差分析和X-bar & R分析主要的不同之处在于ANOVA 将经过零件间的交互作用对操作员进展评价ANOVA 方法更保守14Minitab中的Gage R&R : 选项5.15 是study variation研讨变异的默许值z 值范围计算99% 潜在的研讨变异

12、基于变异计算规范的偏移可以在所选零件的研讨中看到规格界限是10.75 (USL) 和 8.75 (LSL)点击 Options 在process tolerance过程公差对话框中输入2.0 (10.75 8.75 = 2.0) 在historical sigma历史西格玛值对话框中输入0.195双击 OK15解释:可接受性假设工艺过程公差和历史西格玛值没有用在Minitab中, 一个关键的想象是:选取的用于研讨的样本零件可以真实地展现实践工艺过程变异。这样的话，丈量系统的可接受性仅基于对研讨中零件变异的比较。假设留意选取研讨样本零件，这将是一个有效的假设。AIAG 规定 “评价丈量系统能否可

13、以分析工艺过程的一个规范要素是零件公差或丈量系统变异所耗费的操作过程变异 。记住指点方针是:10 % 以下误差 可接受的从10%到30% 由于运用风险、丈量仪器的本钱、修缮本钱等思索也尚能接受超越30 % 以为不可接受 应该努力全面改良丈量系统16Minitab Sixpack17Gage R&R 间的联络当操作员的结果可反复以及操作员间的结果可再现时，可以以为丈量过程一致。当操作员丈量的变化相对于工艺过程的变化或公差范围较小时，规范度量可以有效检地测到零件之间的变异。丈量所耗工艺过程变异的百分比 (% R&R)决议了丈量过程的一致性并能检测出零件之间的变异。 异 变 的 组 成百分比 反复性

14、 再现性 零件间影响方差分析工艺过程公差18Minitab Sixpack留意看带条纹的柱条 它们表示总体变异对于数据影响的%。Gage R&R是丈量系统的总体变异，分为反复性和再现性。零件之间变异的柱条表示工艺过程变异的估计。还记得我们要进展丈量的缘由吗？工艺过程变异的估计直到输入Historical Sigma 在检验员之间或检验员与检验员之间规范度量内或一个检验员总体Gage R&R 异 变 的 组 成影响方差分析工艺过程公差百分比 反复性 再现性 零件间19反复性阐明在极差图中实践一切极差点在控制极限以下。任何超出极限的点都需求进展研讨。反复性: 图表视图反复性由特别的极差图进展检测，

15、表中画出了每个操作员丈量每个零件的差别。假设被测零件的最大值和最小值间的差别未超越UCL, 那么视度量规范和操作员为可反复的。样本范围 操作员的极差图20再现性: 图表视图在Minitab一段在随后的幻灯片中讨论中的表格分析是分析确定再现性的最好方式。图表中可以看出各个操作员丈量一样样本的操作员方式能否有明显不同。丈量变异总工艺过程变异分辨率样本均值 操作员的Xbar图 21MSA分析: 有效系统期望得到的图点均超出UCL和LCL的限制，由于该限制是由规范度量的变异所确定的。这些图点应该显示出规范度量变异应该远小于零件间的变异。假设所选样本不能代表工艺过程的总体变异，那么规范度量 (反复性)变

16、异能够大于部分变异并且使确切的范畴计算成为无效。假设操作员方式没有可比性，那么操作员和零件间存在明显的关联 (这将在另一张幻灯片中讨论) 操作员的Xbar图 样本均值22X Bar图(期望值)UCLLCL丈量误差产品变异X Bar图 (不可接受值)0.00000UCLLCL丈量误差产品变异0.000010.000020.000030.000040.000050.000060.000070.000080.000090.000100.00011MSA分析: 丈量误差 23Minitab Sixpack极差图能否在控制范围之内?X-bar 图和极差图上的限制从何而来?我们要不要控制极差图和X-bar

17、图?在我们的丈量系统中控制范围代表什么? 操作员的Xbar图 操作员的极差图样本范围样本范围24Minitab Sixpack本图显示一切操作员共同绘制10个零件的数据，显示了原始数据并强调突出了丈量的平均值。与上图类似，但零件是按操作员而不是按数据进展陈列，此图可以协助识别操作员的丈量结果。此图显示每个操作员对一切10个零件的数据。这是显示零件与操作员之间关系的最好方式。 经过零件经过操作员零件操作员零件平均操作员 操作员*零件 关系25经过零件: 变异分析图中显示一切操作员共同绘制10个零件的数据。此图应该显示工艺过程中最小尺寸到最大尺寸的同一个零件的图点。假设是工艺过程中消费的零件，那么

18、它们有的同时在公差范围内和有的那么公差范围外。假设一个零件显示出较大的分散性，那么它不适宜作为测试品，由于在该零件能够表达不出其特性。超界零件零件26经过操作员: 变化分析此图显示了操作员绘制的10个零件数据。红线衔接了操作员所绘制全部10个零件的平均值，红线应该是程度形状的。任何明显的倾斜表示操作员与其他操作员相比，在丈量零件时有或大或小的偏移。 超界操作员操作员27操作员与零件的关系操作员影响: 假设平均值连线出现明显的分别，那么在进展丈量的操作员和被丈量的零件之间存在一定关系。这不是好景象，需求进展研讨。零件 均值 操作员与零件 的关系操作员28Minitab Sixpack图形输出的问

19、题 变异的组成超界零件超界操作员操作员的极差图 操作员*零件 关系操作员零件均值操作员零件百分比样本范围样本均值%影响%方差分析%工艺过程%公差 操作员的Xbar图29Gage R&R: 数字输出以下表中是用Mintab算出变异研讨的百分比, 它是每个变源占计算能够的总变异比例. 5.15 * SD表示总变化统计值 99%是如何计算的，而且除非输入了Historical Sigma 值，否那么一概假设其等于真实工艺变化的99%。为了进展工艺过程改良，这些值该当小于 30%30Gage R&R: 数字输出%用于根据知的%进展的丈量分析，来对丈量系统有效性进展分级。假设工艺过程进展顺利，那么%公差很重要。%总数按照数学累加也许会超越100%。区分指数值表示, 在研讨变异中, 丈量系统能可靠地识别不重叠丈量组的数目。我们希望这个数目是5或者更高。4是临界值。小于4意味着丈量系统只能运用计数型数据。31让我们再做一次选取3个零件表示预期工艺过程变异的范围。3个操作员以随机顺序丈量3个零件各3次。翻开练习 Gage2.mtw无可用的工艺过程历史并且未制定公差。此数据组用于举