测定系统分析

1、测定系统分析1. 概要2. 术语和概念3. MSA 评价指数4. 测定系统分析5. 计量值 R&R- Gage R&R的学习- Gage Run 图- Gage Linearity （线性图）学习6. 特性值 R&R7. 特别值8. MSA 改善事例TQMSPC/SQCDOE检查品质质MSAMSA是所有改改善和品品质技术所所在的一一般依据据.S.G.Shina,是工程制制品和工工序一致致的成功功履行1.概要测定?对一个目目标赋予予一个数数据量值值，而能能代表一一个特定定性质。为理解一一道工序序对一种现现实的精精确理解解为做出正正确决定定打基础础为什么测测定?请列举出出原因。我们不可可能知道道我

2、们知知道的是是什么.事实上，如果我我们不能能通过数数据量值值表示出出来我们所知知道的事事情，我我们的所所知就不不足.如果我们们知道的的不足，我们就就不能管管理它如果我们们不能管管理它，结果只只有靠天天了.-6Sigma理念(MikelJ.Harry)测定的地地位MSA的必要性性这什么利利用MSA?例有一个测测定系统统概率是是0.01,人人为误判判率是0.02 ,良品判别别为不良良品,不不良品判判为良品品 实际不良良率是1%,则观测不不良率是是多少?若观察不不良率是是2%,则什么才才是真实实的不良良率?答案P =99% *0.01+ 1% *(1-0.02)= 1.97%2%= (100-x)*

3、0.01 +x*(1- 0.02)x =1.03%如果真实实不良率率是1%,在检查以后后为2%.最终，在在我们所所知道的的不良率率和真实实不良率率之间就就有巨大大的差距距也就是我我们废弃弃的制品品的一半半是好的的以上产生生的损失失可以通通过测定定系统消消除观测值的的差异+=真实差异异测定差异异观测差异异尽管我们们通过测测定得到到了数据据，也不不会总能能显示实实际情况况，据此，确确认有多多少数据据反映真真实情况况就是必必需的1.概念+=在数据与与真实情情况之间间的不一一致有个个概率真实差异异测定差异异观测差异异工序差异异的原因因真实差异异测定差异异长期差异异短期差异异标准差异异Gage差异测量稳

4、定性线性操作差异异再现性观测的工工序差异异由错误数数据造成成的损失失让我们找找一个由由错误的的信息或或数据产产生损失失的例子子测定中涉涉及的问问题足够的精精确度能精确衡衡量工序序分散的的范围或或一个大大于标准准幅度的的1/10的刻度时间稳定定性测量错误误或分散散不好的精精度好的精度度测量标准准系统的的管理国家标准准-一个国家家的最大大精确度度的显示示或设备备维护标标准比较较于测定定领域的的基本单单位，原原始单位位，其它它特殊单单位由国家标标准局或或委员会会管理韩国标准准研究院院NIST(国家标准准技术学学院)-通过国际际间比较较保持其其精确度度和准确确性国家参考考标准-中国国家家标准学学院或计

5、计量研究究院-标准设备备的计量量及测量量标准设设备-精确度等等级13*国家计量量研究院院持有国家家标准承承认的GAGE执行外面面要求的的测定任任务可靠性由由政府担担保国家级或或民办研研究院国家主要要标准-国家计计量研究究院，自自体测定定企业测量用标标准设备备精度等级级45*自体测定定企业保有计量量研究所所计量的的一台国国际化标标准设备备无需去外外面要求求就可以以自行检检测一个个等级较较低的设设备精密测量量设施-用于精确确测量，由工业业体系内内或研究院院实验/检查-等级: 6例行检测测设备-测定精度度低于“精密设设备”的的精密等级的的检测设设备，用用于一般般的检测测-等级: 7 8 2.术语与概

6、概念精确度测定平均均值与真真实值（标准值值)之间的一一致度真实值(标准)意识上是是正确的的数值NIST(国家标准准技术研研究院)偏差测定平均均与真实实值的差差异测定设备备的错误误系统错误误或差距距精密度测定系统统的差异异因素:反复性再现性稳定性测量分散散是关于于平均值值与标准准偏差之之间的一一致性与与可预见见性没有突发发变化周周期性的的趋势图可可以作出出和评估估精确度和和偏差Gage的精确度度在观测到到的平均均值和真真实性(标准)之间的差差异偏差测量设备备偏差:由于设备备不同造造成的偏偏差测量人的的偏差:由于测量量人员不不同造成成的偏差差真实值(相关标准) 平均值设备 1设备 2真实值(标准)

7、意味着可可由权威威标准设设备测定定值追踪踪精密度反复性测量系统统的连续续偏差在相似条条件下相相似的物物体测量量相同的测测量人员员相同的设设置相同的Gage相同的环环境条件件短期在重复发发生测定定分散国国产生的的标准偏偏差可以以估算称“反复复差错”或“短短期偏差差”再现性-在不同条条件下测测定不同测量量人不同设置置不同Gage不同环境境条件长期精密度=再现性+反复性在不同条条件下测测定值的的平均值值的标准准偏差可可以估计计反复性真实值相同部门门，相同同特性，相同的的人，设设备，反反复测定定不精确但但反复性性很好！精确但反反复性不不好！再现性真实值测量人A B CA测量人B C在测量人人之间再再现

8、性不不好！测测量方法法不标准准不精确但但再现性性在A，B，C之间很好好!相同的部部门，特特性，不不同（相相似的人人）设备备，反复复测量稳定性时间的精精确度和和精密度度不同的的评价时间1时间2真实值(标准)时间1时间2稳定性差差稳定性好好3.测量系统统评估索索引测量精密密度rpdrptMS222sss+=方差反复性再现性标准偏差差精密度分散精确度平均值Bias测量错误误分解精确度精密度测量错误误+=测定能力力评价指指数的分分类测定系统统方差:测定系统统的所有有精确度度决定的基基础在于于是否使使用测定定系统%贡献度在与制品/工序偏差差进行比比较%反复性和和再现性性不同种类类的数目目Single-t

9、o-Noise比率与幅度比比较精密度与与幅度的的比率测定能力力评价指指数LSLUSL幅度幅度TPMS-=(%)10015.5/s2.1.%贡献度3.5.15 是包括99%的所有观测测值*样品恰当当地代表表了分散散程度是是很有意意义的.)( )( Ratio SNMSpss测定系统统偏差部分偏差差=4.*恰当的测测定系统统可以进进行区别别的范围围的个数数不同种类类的个数数1.41 SN =ratio5. 来源%贡献度%研究变量量%公差Gage R&R总计10.6732.6634.31可重复性性3.1017.6218.51重制度7.5627.5028.89操作员2.1914.8115.55操作员*

10、PartID5.3723.1724.34部分-到到-部分分89.3394.5299.28变动总计计100.00100.00105.04清晰的分分类数量量= 4minitab执行结果果测定错误误的影响响假如P/T比率很大大，Cpk值就会比比真实值值小.假如P/T比率很大大,概率分类类错误发发生概率率就变大大.假如P/T比率小，利用管管理图来来检测工工序的特特别情况况的时间间就变长长.如果差别别是复杂杂的，样样品大小小能被减减少的P/T图的影响响%R&R的影响测定能力力评价标标准%贡献度%R&R或P/T种类好 1% 10%10考虑费用用重要性 30%QualityTools GageR&R Stu

11、dy(Crossed)Minitab提供了ANOVA法和Xbar分析工具具ANOVA是较高级级的.C1SAMPLEC2MEASURERC3VALUESAMPLEMEASURERVALUESAMPLEMEASURERVALUE输入minitab数据表MinitabCalcMakePatternedData例)我们做minitab数据表,3个作业者者，10个样品品，3次次测量量minitabgraph(1)分析它意味着着, “如果数据据不统一一样品就就不能代表表一个工工程的散散布？”代表“选选择样本本可以很很好地代代表一个工程程的散布布?”minitab图(2)的分析coinMisc:Tolera

12、nce:Reported by:Date of study:Gage name:024.0023.9523.90321Xbar Chart by operatorSample MeanX=23.973.0SL=24.00-3.0SL=23.9500.080.070.060.050.040.030.020.010.00321R Chart by operatorSample RangeR=0.028333.0SL=0.07294-3.0SL=0.00E+0010 9 8 7 6 5 4 3 2 124.0223.9723.92partoperatoroperator*part Interacti

13、onAverage12332124.0524.0023.9523.90operatorBy operator10 9 8 7 6 5 4 3 2 124.0524.0023.9523.90partBy part%Total Var%Study VarPart-to-PartReprodRepeatGage R&R100500Components of VariationPercentGage R&R (ANOVA) for measure就是说, “操作员之之间的间间距是怎样的的操作员之之间的距距离越小小越好coinMisc:Tolerance:Reported by:Date of stud

14、y:Gage name:024.0023.9523.90321Xbar Chart by operatorSample MeanX=23.973.0SL=24.00-3.0SL=23.9500.080.070.060.050.040.030.020.010.00321R Chart by operatorSample RangeR=0.028333.0SL=0.07294-3.0SL=0.00E+0010 9 8 7 6 5 4 3 2 124.0223.9723.92partoperatoroperator*part InteractionAverage12332124.0524.0023.

15、9523.90operatorBy operator10 9 8 7 6 5 4 3 2 124.0524.0023.9523.90partBy part%Total Var%Study VarPart-to-PartReprodRepeatGage R&R100500Components of VariationPercentGage R&R (ANOVA) for measure它意味着着每一个个操作员员测量样品是不不同的每一个操操作员对对样品的的测量值值是完全相相同的是是好的!minitab图(3)的分析coinMisc:Tolerance:Reported by:Date of stu

16、dy:Gage name:024.0023.9523.90321Xbar Chart by operatorSample MeanX=23.973.0SL=24.00-3.0SL=23.9500.080.070.060.050.040.030.020.010.00321R Chart by operatorSample RangeR=0.028333.0SL=0.07294-3.0SL=0.00E+0010 9 8 7 6 5 4 3 2 124.0223.9723.92partoperatoroperator*part InteractionAverage12332124.0524.0023

17、.9523.90operatorBy operator10 9 8 7 6 5 4 3 2 124.0524.0023.9523.90partBy part%Total Var%Study VarPart-to-PartReprodRepeatGage R&R100500Components of VariationPercentGage R&R (ANOVA) for measureR&R的高度,重复Reprod越接近0越好!就是说, “相对重要要的R&R超过全部偏差是是足够小小吗?”minitab图( 4)的分析它意味着着“操作员反复测量量值是稳定的的”.注意这里里.如果结果果在界限限线外

18、，操作员员应该调调查原因并并重新测测量minitab图(5)的分析就是说, “区别不同同部分的的能力是充足足的吗?”标准度量量R&R的Xbar图“与R图相反, Xbar图尽可能偏偏离控制界限线线是好的的.”minitab图( 6)的分析Hmmm.每项评估估指数是是令人不不满意吗吗?7.56%重制度散散布比3.10%的可可重复性性散布大大.操作员间间的差别别还有所所要求的的测量方方法标准准化.来源 % 贡献度 % 学习变量 标准度量 R&R总数 10.67 32.66 可重复性 3.10 17.62 重制度 7.56 27.50 操作员 2.19 14.81 操作员*PartID 5.37 23

19、.17 Part-To-Part 89.33 94.52 变动总数 100.00 100.00 清晰的分类号码 = 4 minitab价值分析SourceDFSSMSFPPartID92.058710.22874539.71780.00000Operator20.048000.0240004.16720.03256Operator*PartID180.103670.0057594.45880.00016Repeatability300.038750.001292Total592.24912ANOVA结果分析析在ANOVA表格里, PartID的影响程程度非常常大,操操作员&操作员*PartID

20、很小SourceDFSSMSFPMeas.position2083.90134.195075144.310.00000measurer10.00160.001611.970.17570measurer*mea.position200.01630.000820.960.52178Repeatability840.07170.00085Total12583.9909标准度量量运行图图至于操作作员2,二次测测量值比比一次测测量值的的小这是是一个趋趋势至于部分分10,操作员的的测量值值显示不不同,再再有所要要求清除除原因的的形成.Stat QualityTools GageRun Chart如果我们们

21、观察标标准度量量运行图图,容易易抓住操操作员的的测量习习惯,测量物体体时发生生的困难难标准度量量线性学学习Stat QualityTools GageLinearity Study训练确认认是否有有特殊趋趋势或习习惯把测测量认为为在仪器器测量范范围内错错误我们必须须了解真真实值和和部分散散布.真实值:标准值结果标准度量量直线性性至于测量量仪器,错误标标记和计计算结果果被测量量范围改改变为线线性,大大多数错错误受线线性影响响,因此此要求恰恰当的改改订.连续数据据R&R练习准备5个成员一一组管理人员员1人录音1人人测量员3人100(won)硬币每10个硬币为为一组,选择19702000制造以外外的

22、10个硬币为为一组,1998制造的模模型游标尺测测径器器: 1人1组组练习1)标准度量量的准确确度和精精确度一个操作作员，用用相同的的标准度度量，在在相同的的条件下下，用相相同的方方法，同同样的货货币，测测量超过过20次次。计算测量量结果的的平均值值和标准准偏差精确度标准偏差差小于公公差的1/10.如果大于于1/10,应该远离离噪声原原因如)不固定的的夹具如果标准准度量的的问题,应该调换换仪器.准确度如果我们们知道真真实值(标准),我们能获获得准确确度使用标准准样品使用较高高等级的的标准仪仪器如果我们们不知道道真实值值,我们不能能知道准准确度练习2)两个仪器器相比较较(精确度)平衡选择择不在1

23、9701990制造的硬硬币1020个一个操作作员，在在相同的的条件下下，使用用相同的的方法，用任何何一个硬硬币，两两个测量量仪器，分别测测量一次次获得一一对数据据,在Minitab里输入数数据,分析它配配对测试试的用途途如果结果果产生平平均值的的差别很很小（或或没有）,两个测量量仪器在在精确度度上好象象没有什什么差别别.如果结果果产生平平均值有有一些差差别,一个或两两个测量量仪器在在精确度度上好象象有一些些问题练习3)恰当的选选择部件件用1998年铸铸造的硬硬币，可可执行的的R&R,分析。然然后毁坏坏结果.反复考虑虑R&R的结果原原因.练习4)R&R平衡选择择不在19701990制造的硬硬币，

24、可可执行R&R硬币与练习结结果1有有区别吗吗?如果结果果令人不不满意,如何改进进测量体体系和经经改进东东西的前前/后比比较如何改进进测量体体系和经经改进东东西前/后的比比较毁坏坏与改进计计划一致致,可执执行的标标准度量量,分析析结果,检讨是是否有更更多需要要改进的的事项.6.R&R属性值R&R属性值检校每一一个操作作员评估估样品质质是否恰恰当/不不恰当步骤准备20个样品准备10个不容容易区别别的适当当样品和和10个个不恰当当(缺点点)的样样品.使两个操操作员决决定任意意轮换,两次,分隔的的.盲目评估估结果安排排一个操作作员不一一致的数数量.操作员之之间的inconsis-tencies的数量事

25、实间差差别数量量是否每一一个样品品全部结结果改善善了测量量体系和和再评价价.如果测量量体系不不能被改改进,用用另一个个体系代代替ex)达到/没达到标标准度量量至于操作作员1,评估不同同结果的的数量是是两次.因此,为方法&步骤的教教育和训训练是必必要的. 1 2sample 12 121234567891011121314151617181920GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG操作员sample操作员7.特别案例例是否样品品不够多多在案例中中获得

26、仅仅一个样样品而取取代众多多样品,用于考考虑规格格.例)检校关键键仪器的的精密度度和精确确度,常用假人人代替真真人.如果破坏坏测试找出恰当当的取代代特性.在同一条条件下,反复测测量是不不可能的的.检校重制制度例)纸直升飞飞机飞行行时间自从条件件每一次次飞行时时间轻微微变化以以来,事事实上,完全相同同的重复复飞行测测量是不不可能的的不飞行一一次,几几个操作作员同时时和如前前所说的的测量,在测量者者之间的的重制度度能被分析析如果不是是普通产产品ex)假如反复复的尺寸寸是不可可能的-两个操作作员的测测量结果果,同时的清空“Operators”列,填充“Part numbers”列,“Measurem

27、entdata”列Source%Contribution%StudyVarTotalGage R&R5.4723.39Repeatability5.4723.39Part-to-Part94.5397.23TotalVariation100.00100.00清楚的分分类数量量= 6它表现操操作员的的重制度度不循环,小小于中心心值的5%分析结果果ex)如果仅有有一个操操作员能能测量-一个操作作员反复复测量结结果( 2次)剩余空格格“Operators”.输入“Part numbers”,“MeasurementData”.数据Source%Contribution%StudyVarTotalGa

28、ge R&R5.4723.39Repeatability5.4723.39Part-to-Part94.5397.23TotalVariation100.00100.00清楚的分分类数量量= 6它表现操操作员的的重制度度不循环,小小于中心心值的5%ex)如果不是是普通产产品-组织基础础消灭的的测量在这个案案例里,我们能能评价用基底测测量位置置标准测测量仪器器水平的的精确度度 我们能测测量被认认为是一一个样品品的每一一个基底底测量点点XXXXXXXXXXex)异常案例例纸质直升升飞机的的降落配置品A4纸20张10把尺, 10把剪刀回形针1盒10个stop-watchs试验方法法一个小组组做一个个

29、纸直升升飞机.通过10次降落落试验,相同的的降落时时间搜集集数据在Minitab里输入结结果并分分析8.测量体系系改进案案例DESCRIPTIONBASELINEMStageIImprovedrateTOTALGAGER&R%Contribution44.0323.948.7880%StudyVar66.3548.9329.6355%206385%StadardizationofmeasuringmethodStopperinstal标准度量量R&R范例RangeofMeasuringErrorImprovedcontentsStageGageR&RGageR&RforMAXSource%Co

30、ntribution%StudyVarTotalGageR&R44.0366.35Repeatability27.7052.63Reproducibility16.3240.40OPERATOR0.000.00OPERATOR*JIGNO16.3240.40Part-To-Part55.9774.81TotalVariation100.00100.00NumberofDistinctCategories=2基础线体体GageR&RStudyGageR&RforMAXSource%Contribution%StudyVarTotalGageR&R8.7829.63Repeatability8.3

31、728.94Reproducibility0.416.39OPERATOR0.416.39Part-To-Part91.2295.51TotalVariation100.00100.00NumberofDistinctCategories=5Gage name:Dateof sudy:Reportedby:Toerance:Msc:#11999.7.61999.7.70847848849850851852853123Xbar Chart by OPERATORSample MeanX=8.4883.0SL=8.502-3.0SL=8.47300.000.010.020.030.04123R C

32、hart by OPERATORSample RangeR=0.0079333.0SL=0.02592-3.0SL=0.00E+00123458.478.488.498.508.518.528.53JIG NOOPERATOROPERATOR*JIG NO InteractionAverage1231238.478.488.498.508.518.528.53OPERATORBy OPERATOR123458.478.488.498.508.518.528.53JIG NOBy JIG NO%Total Var%Study VarGage R&RRepeatReprodPart-to-Part

33、050100Components of VariationPercentGage R&R (ANOVA) for MAXGage name:Date of study:Reported by:Tolerance:Misc:06.1556.1576.1596.1616.1636.1656.1676.16912Xbar Chart by OPERATORSample MeanX=6.1603.0SL=6.162-3.0SL=6.15800.0000.0010.0020.0030.00412R Chart by OPERATORSample RangeR=0.0010503.0SL=0.003431-3.0SL=0.00E+00 1 2 3 4 5 6