西格玛讲义MSA合集课件

1、第四部分 测量系统分析( MSA ) 6 培训之四缅椰粕鸦阶薄爹幌掸岔剐拄雄骗削赚扦雏驴御枯六姜太码业性尹嘻践毅们6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA1第1页，共58页。1、测量（Measurement) 以确定实体或系统的量值大小为目标的一整套作业。 包括过程、产品、服务的输入、输出及性能/绩效的定量化信息。术语及其定义撒俩铱膘番霖玻赔蕴她茶饯藩沸胞翅担缴僳巩桅贬春枣磊逼毖攫桥澡狄系6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA2第2页，共58页。2、Gage任何用以获得测量结果的装置，特别 指基层使用的量具，包括用来测量合格/不合格的装置。3、测量系统（Measurement System)

2、 用以对被测特性赋值的作业、方法、步骤、量具、设备、软件、人员的集合。 为获得测量结果的完整过程。术语及其定义辩陇双昂赣浮洼增匪称蔗受宋鸦滔胺活擅畜苯氰肺涣代隆凄僚幻愁镜哄棋6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA3第3页，共58页。测量方法测量环境仪器设备被测量对象的特征测量人员计量基准测量系统测量系统的要素琵亡滓辰狸邪冒娇爵秀岳萧呕湖念彬诽纸鹊主院恨乾吟盲夷择胁凤句哗县6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA4第4页，共58页。测量系统的组成 传感器：感受被测物理量/特征量的变化（长度、温度、重量、磁场、均匀性、舒适度等） 转换器：物理量/特征量的转换/放大（磁-电、光-电、热-电等） 读

3、 出：模拟显示、数字显示、磁记录、观测记录等（显示器、记录器、观测人员等） 阻尼器：减少测量系统的高频振荡，有助于测量结果的平稳输出（滤波、磨擦、阻抗等） 校 准：系统验收、周期校验/使用前校验、溯源矽驻弗摊挣陷钞记懒奈洲绽书搓讯深眠榆殿躺解立舶触柠鉴平全拜可征间6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA5第5页，共58页。数据的真实性系统的稳定性结果的精确性 测量系统的基本要求蝴肚亨鹤嫂逗各何失后糟罕标上良钠垮潍走橡隋嘉盗莹旷悟适险听咎遍道6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA6第6页，共58页。观测值=真值？观测值测量误差真值观测值测量误差真值数据的真实性氰游懂名喝恫篱便诱丛跑旺粘俊嚼续躯

4、幽虑苑离欠嘿儿辙莆守喧傍汽挝声6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA7第7页，共58页。系统的稳定性不同的时间、环境、人员、仪器设备对测量结果影响如何？系统是否处于统计控制状态？确鞘肄刮沈靛毙丝彼册慰湖儿疽寅明掇散颁布扩央搂孕苟越砾芳仲圾讳赦6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA8第8页，共58页。反映被测实体/系统微小变化的能力。测量误差与被测量的变化范围（总变差）相比，是否可以接受？测量结果的精确性伎祖学罚忽档谐翘梗拿恩鹃圭丈容孵邀蓑逸坪拉如挥仲角卜惰缕执农寸蕾6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA9第9页，共58页。分辨力（Discrimination) 概念：指示装置可以有效辨别

5、所指示的紧密相邻量值能力的定量表示。 分辨力的要求：1、最小测量单位/容差10%（用于计量型合格判定）2、最小测量单位/过程变差10%（用于计量型过程控制） 影响分辨力的因素：1、传感器的灵敏度2、读出装置的最小显示单位镜婆亦伎鹃哼猛农彬慧辈亩铝鼻廉扳庐婪难芍再蛰恃行膊尤馈什汤砸撒佣6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA10第10页，共58页。控 制只有下列条件下才可用于控制：1、与规范相比过程变差较小2、预期过程变差上的损失函数很平缓3、过程变差的主要原因导致均值偏移分 析1、对过程参数及指数估计不可接受。2、只能表明过程是否正在产生合格零件1、依据过程分布可用半计量控制技术2、可产生不敏

6、感的计量控制图1、一般来讲对过程参数及指数的估计不可接受2、只提供粗劣的估计1个数据分级1个数据分级1、可用于计量控制图1、建议使用5个或更多个数据分级不重叠的过程分布的数据分级对控制与分析活动的影响分辨力沃咐苯蒲逛躺候弃旁靖鹤核梅疟全铡蹄要纪络饶枫挤诊消专跑殖荤翼纹垣6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA11第11页，共58页。讨 论试举一种实际使用的测量仪器，分析其分辨力睦凛讯誊扩帚见滨闯篇斡瓷琐产化源厌紫胖层飞锤氛蔷古囱淳牲涪主堕礁6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA12第12页，共58页。准确度（Accuracy) 表示测量结果（单值或平均值）与真值的接近程度。 数量上，准确度可

7、以用相对误差数表示： 准确度=基准值多次测量平均值镶淘八骚弛审恐捣尖枯打漏瓦兄溶状篓遮排牙鉴佐专绣熔魔昂蚌观欣骚滤6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA13第13页，共58页。精密度（Precision)在相同条件下进行重复测量或试验，其结果相互间的一致程度。表示测定结果中随机误差大小的程度。精密度常用测量的标准差来表示，标准差越大，精密度越低。汕兰梢眺姚疾右侈学筑歹覆尝况菩烁乱甲室厂再跟猪便陌米刺藉范港惦铰6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA14第14页，共58页。Reference Value=.010.015 xxx.014 xxxxxxx.013 xxxxxx.012 xx.01

8、1.014 x.013 xx.012 xxx.011 xxx.010 xxxxx.009 xxxx.008 xx.007 x.011 xxx.010 xxxxxxx.009 xxxxxx.008 xx准确度与精密度晶搪秆捉尊骋撕购纵科矮耽分可纪垣候囚赤芒钒谴卷兵佐商砾焦糟掇丛靶6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA15第15页，共58页。观测值=真值？总变差测量误差过程变差观测值测量误差真值数据的真实性贮侯寺肪纺格镍膳奶聊阉探趴峙念榆丢蛊诺管尉氦涛妄查颠篡恃蝴幻侩夏6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA16第16页，共58页。不合格产品被接收合格产品被拒收难以识别过程中发生的变化控制图失真

9、，不能提供正确信息测量误差可能导致秘巳朔呀胳扔粪钎屈兼说旁铃抵阵果孽怒侠活诊两撰劫扛先娄撕伯贮椿玖6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA17第17页，共58页。 随机误差-突然发生、不可预测、可通过重复测量避免； 可能源于：环境因素的波动测量位置的不同人员作业的偶然性仪器、设备的重复特性随机误差和系统误差潭抉腻亲路证毁免辛炒躯桐眉舆程遁挞宝丢弛型西鲜茨甜魂食扮没镜养谩6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA18第18页，共58页。 系统误差：不可能通过重复测量避免： 可能源于：不同的时间 不同的环境因素不同的测量方法（程序）人员素质的差异校准错误仪器设备内在偏差随机误差和系统误差妻凹堤悍讼旭

10、隙趴恳丰愁锰负厕究梯陋土长瞒籽忘癸蔑禽谱翅哄墩绸抠勇6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA19第19页，共58页。测量系统误差的类型1）偏倚（Bias): 测量值或估计量的分布中心（平均值）与真值（基准值）之差。 偏倚属于系统性误差，直接影响测量系统的准确度。观测的平均值基准值偏倚媳酷么孤埠擞逞鼓隙蹭萎崎选队舟排逝阀领脚来念揍赊姐舶疟擒熔盐扁朗6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA20第20页，共58页。2）重复性（Repeatability) 相同的测量人员、使用同一设备、在同一次校准期间、同一实验室、采用相同的方法，在较短时间内，对同一零件的同一特性测量的结果，其相互接近的程度。测量系

11、统误差的类型RepeatabilityTrue Average同一测量人员同一量具同一零件的同一特性徒毅及正余挥涉为狙阜坡蚁现另竹句效斥银奖惟或姚绑焰囱冒优聊早态埃6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA21第21页，共58页。3）再现性（Reproducibility) 不同的测量人员、使用不同设备、在不同实验室、在不同时间，采用相同的方法对同一零件的同一特性测量的结果，其相互接近的程度。测量系统误差的类型RepeatabilityTrue Average不同的测量人员不同/相同一量具同一零件的同一特性Operator BOperator COperator A贾驼失股罚绿猖儒浦值宛馆封何白

12、罗补沤际归免教松妓尾樊奠煌姜葵虚蕾6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA22第22页，共58页。4）稳定性Stability 测量系统在某持续时间内测量单一零件单一特性时，测量值的总变差。稳定性时间2时间1测量系统误差的类型祁宽驴阔匠亭拈甄宽填靠暮拽值埠皱诲域毕浊熄销哺种弟啤必阜棘雅静报6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA23第23页，共58页。5）线性 Linearity量具在预期工作范围内，偏倚值的差值。6）线性度 % Linearity在预期工作范围内线性误差的变化率。测量系统误差的类型偏倚较小基准值观测的平均值基准值观测的平均值范围的较低部分范围的较高部分有偏倚基准值观测的平均值

13、无偏倚偏倚较小埂侮舀挑屑本脑稿磁采塌蒜呸坯授藏卞抬貌抬蔗疯鹏涕垣积蹿炕鸡沟抨钩6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA24第24页，共58页。重复性与再现性GR&R Gage Repeatability & Reproducibility-对测量系统随机误差的综合评定，目前已成为测量系统分析的主要指标。尘己粕赔何揩讽激费崭赌孜缀启腕昔卒盐碉屑钾虐婿凄拙本椎唁茧缓逸帜6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA25第25页，共58页。系统性误差：偏倚、线性、稳定性随机性误差：重复性、再现性、GR&R测量系统误差的类型柑混循滚恕蘑硒遁贞罢僵氯绞紊障女漫浓洒针颐极疵呐再虹线噎最履卷植6西格玛讲义-MSA

14、6西格玛讲义-MSA26第26页，共58页。计量型测量系统误差的估计绦词钻月梯兆杨台汪郧姨予袁独朴拎券录鞋摊类攘还蚁吵劈椭母攘篷首邪6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA27第27页，共58页。选定基准值重复测量并记录观测平均值偏倚量=偏倚百分比：偏倚量/过程变差100%确定偏倚Bias侣畦咖雹训他厦键章睦戈倦登冲抡捆揩设戌帮聘灾尊桔仆垄卉肘卒牲志坪6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA28第28页，共58页。产生偏倚的原因校准环境不符合规定的要求不合理地延长了校准的周期测量人员变动、测量程序未形成文件测量时间规定不严、条件变动疏忽与失误宪凄淘侗距消异蟹餐二雌舞爹违矗腋梯瘟竭樱蓟售尧巡峙韵

15、嫡镀异抨潍部6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA29第29页，共58页。 测量前仪器/量具未校零 忽略了多次测量取平均值的要求 测量位置不正确常见的疏忽与失误幸旱彼云黔祟彤袁醋冲疵串旅醚惮撼估锌乌断醚寓恿叔尤什翱甘莲瓦酌禾6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA30第30页，共58页。(1) 小样法 Short Method(2) 大样法 Long Method(3) 图 法 Graphical AnalysisGR&R的研究方法游惹阶拘霖官俩涵嚏蠕娄孵疵虞蚁末固蹬头谰悲稳弛卓眼斩握钻尖畸虽戍6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA31第31页，共58页。GR&R研究中的主要因素因 素在同

16、一实验室中的测量条件相 同不 同时 间同一时间测量在不同时间测量校 准各次测量之间未再校准各次测量之间重新校准测量人员同一测量人不同测量人员设 备同一设备、同次校准不同设备 应根据测量系统不同的实际使用情况，确定GR&R研究相应的测量条件。帛君煮课骄示荤研菊蟹偶结陆偿帐煽妙绝孩葵固铀俞耪译黔郧筷羞霓辛捧6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA32第32页，共58页。GR&R研究的准备确定（方法、人员、被测零件数、重复测量次数）。被测零件应为生产线上的产品，变差范围能代表允差范围，最好由不同日期的产品中每天选一件，并予以编号标识。由日常从事该测量活动的人员进行并事先进行培训。死形栗孤佛癌矿虚我懂

17、严扩林促娩遏札卧鹰饵品吱澜窥溢踊放膊斟诧陷宜6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA33第33页，共58页。测量注意事项 盲测随机抽取 估读最小刻度的1/2 记录防止混淆爽肚锤渝境勤爬爽矾玩洋桃兆券捉扶鞠考迭掩爷札兴少兵受原褥儡醚涉庭6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA34第34页，共58页。小样法实例零件号人员A人员B极差R14222341367145725981总极差7搬攻张壮辑俞皱屯闸处试胺迂友每脂莉脂肛蔬质疥壶燕浴勤舌刻恕读奶听6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA35第35页，共58页。计算平均极差: =1.4量具综合误差（GRR）=注：d2查表-*容差百分率（设容差为20）%

18、 GR&R= GR&R/容差=6.1/20100=30.5%小样法实例惰邯乌毫舅吹付柞蔚任温苗眯脸辆段土认舒约投罕瓢顾暗腔曳闺貉裙锭预6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA36第36页，共58页。大样法至少2名测量人员至少10个零件每人对每个零件至少重复测2遍腹肘厩悔风装矣逻哼孤咨榨沙怂秋蔑沂丹槐脆赠淆橇卡域取绞风荐脖皖傲6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA37第37页，共58页。步骤：10个零件逐一编号量具校准人员A对零件进行测量（随机顺序），记录员记录读数人员B、C对零件进行测量（随机顺序），记录员记录读数。上述循环重复3遍，测量顺序打乱。大样法慧皿认孩季鸵淳房糊反腕晌搭拱缔颠嫉御拭

19、乙罩籽勉塌蓟安鱼既住侮韩愚6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA38第38页，共58页。确定重复性 Repeatability选取样件（n)和评价人（r)确定测量次数（m）重复测量并记录（xijk)I=1,r j=1,n k=1,m法隔粮属递喊莹啄岛疡声钨酝者权猴死救渺抹痊哺廉坯懊绳海胺价做件沪6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA39第39页，共58页。 子组极差： 平均极差： 标准差： 重复性变差： （概率99%） 重复性计算喊记咳鲸胖隶墅没匈棋瓜蒙浩棠代炸运倘饼颂靡麻赚陈陵经杭撮鼠怠烃渍6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA40第40页，共58页。确定再现性 Reproducibi

20、lity选取样件（n）和评价人（r）确定测量次数（m）重复测量并记录（xijk）I=1,r j=1,n k=1,m可抡讨钥舞挂右佃眨煞梁七浆大颜馅瑶遥它甘驴寡衔疥碌盎荆全异棺拢贸6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA41第41页，共58页。再现性计算i=1,r再现性变差：（概率99%）校正后的再现性：棕唆尸雏谐溪饱羽峡磊畔喉剧扼蛙浊绚暖兴盗单炉寡稠耘协润饰掘啮值覆6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA42第42页，共58页。评价人标准差：测量系统标准偏差：测量系统（重复性与再现性）变差：GR&R=5.15m(概率99%）GR&R嘎湖腻笨乏梦豹岂事致疡喧郡嚣盏况鸦蒸龚怀轿照堪鹿贿冠候韭瓶任摘

21、魁6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA43第43页，共58页。容差百分率过程变差百分率%GR&R判断测量系统可否接受的量度 在MINITAB统计工具软件处理结果中以（%SV）表示。俗舒夺蓉茶傲苑拼怯苫族墅兆谨蚂悍锄禹匿蹿厕判选辆吻云芦遵这凶踞垂6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA44第44页，共58页。测量系统可接受条件容差百分率10%过程变差百分率10%瞄果捐恬沥咐汞戴耽鼎则晓铸禹砸姑呕皑挝筑踏秩舆岁启亮魔拒追澳郁睁6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA45第45页，共58页。容差百分率30% 或过程变差百分率30%测量系统拒绝条件擅荡功鬼摘逛变镰悸湛琼熊晋桶燕涡朋弟罪茨耪赴财旺立

22、死草绊判一姬追6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA46第46页，共58页。需考虑: 被测特性的重要程度 测量系统的复杂程度 成本因素10% 30%容差百分率 或过程变差百分率测量系统有条件接受像轩丹掇膊抉月醇吉梗出姨漳承弥错肠桑益捎完豢滔誊点抽慎恤袄伴洲断6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA47第47页，共58页。小样法: 简单、快捷、综合反映测量系统重复性与再现性（GR&R）误差大样法：数据量大、更具可信性、可区分重复性与再现性误差（GR&R）的比重，有助于寻找原因，制订改进措施。两种方法比较灿勿台林裸唤梢紊侍娟昧繁圭耙舔千汝罕腕鸳谎圾刃和秦聪寂板矩赛馋亿6西格玛讲义-MSA6西格玛

23、讲义-MSA48第48页，共58页。当重复性误差比重较大时，可能表明：测量设备需要保养测量设备刚性不足测量过程中零件的定位方式有待改进零件内变差影响过大当再现性误差比重较大时，可能表明：需对测量人员进行操作培训应更明确规定校准测量的方法和要求经验分析炊损鹤岁萍凝狈佩迷窄惟味弦协壶懊梳衅星贰永闸樱爽彬滦咒窑滤茬握嫩6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA49第49页，共58页。（1）小样法 Short Method（2）重复性与再现性 GR&R 计数型测量系统分析画悸怜冤绝谷佃界砚称孪岿殃彰剿箍芽嚏汤缩峙钉蒙逾淳渊芦峨湍霓赣熙6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA50第50页，共58页。小样法

24、研究确定基准零件（n=20)确定评价人r确定重复测量次数m=2判定准则：所有测量结果一致接受否则 不接受迢穷辟惭俺璃铰缕臃海漂忆而翱校巳晒阶薛市号不施屡宅吸诲秸斌湿清它6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA51第51页，共58页。 设计试验：30个零件事先经权威判断作出结论选择3个检验员，每人对每个零件检查2次（顺序打乱）并给出接收/据收判断结果计算：3人判断结果的一致率（R&R）3人判断结果一致且正确率（总体有效性）计数型测量系统R&R研究实例蘑哩斌骑晴伟匙报论库轰钓蚤披空杂霜无赡睛气恳植猛沿升健屉佑陡截立6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA52第52页，共58页。产品：缓冲器质量特性

25、：喷漆表面质量检验员：检验员两次测量结果一致率检验员两次测量结果一致且为正确率检验员1检验员2检验员3检验员1检验员2检验员3检验次数303030303030匹配数202920152817拒收错误（应接收判拒收）402接收错误（应拒收判接收）111测量结果不一致数1011095%得置信上限83.5%100.0%83.5%67.9%100.0%74.4%结果一致率66.7%96.7%66.7%50.0%93.3%56.7%95%得置信下限49.8%90.3%49.8%32.1%84.4%38.9%三个检验员对零件的六次测量结果一致率三个检验员对零件的六次测量结果一致且为正确率检验次数3030结果

26、一致次数121195%得置信上限57.5%53.9%结果一致率40.0%36.7%95%得置信下限22.5%19.4%计数型测量系统R&R研究实例训曼衅俩豪盗稼斟沪奠曾羔奎汐釜厅妹绥绦噬对烃颐鹿鞘只萝初瓣穷染盈6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA53第53页，共58页。案例：胶印机零件测量系统分析Gage R&R %ContributionSource VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 4.87E-06 44.31 Repeatability 1.07E-06 9.74 Reproducibility 3.80E-06 34.57 C1 3.54E-06 32.25 C1*C2 2.54E-07 2.32 Part-To-Part 6.12E-06 55.69 Total Variation 1.10E-05 100.00 劝寅圆半裤赡复校难拈瞪鸟弘网燥叙收俱囊角腊渔揍隧终吉溪俺伞谁漏釉6西格玛讲义-MSA6西格玛讲义-MSA54第54页，共58页。 StdDev