测量系统GR&R培训

GageR&R1测量系统分析(MSA)GageR&R2课程内容安排一：MSA(测量系统分析)简介二：GR&R三：计量型/计数型GR&R示例GageR&R3一：MSA介绍GageR&R4测量系统分析的目的●测量系统分析的目的是确定所使用的数据是否可靠●测量系统分析还可以：–评估新的测量仪器–将两种不同的测量方法进行比较–对可能存在问题的测量方法进行评估–确定并解决测量系统误差问题测量系统分析的目的是什么？GageR&R51:测量系统●用来对被测量特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合；●用来获得测量结果的整个过程。GageR&R6数据的类型–计量型数据–计数型数据如何评定数据的质量–测量结果与“真值”的差越小越好–用多次测量的统计结果来进行评定2:测量数据的质量GageR&R7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原因之一就是变差太大，变差一般都是由于测量系统及其环境相互作造成的。GageR&R8●用于判断产品是否合格3:测量结果——数据的用途●用于分析生产过程测量数据通常有那些用途？●用于确定两个或多个变量之间是否有显著关系GageR&R9●测量：给具体事务赋以数值，以表示它们之间关于特定特性的关系。●赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。测量结果由一个数字和一个标准的测量单位构成。测量结果是测量过程的输出。应将测量看成一个制造过程，它产生数据作为输出。人设备材料方法环境测量过程数据输入输出4:测量过程GageR&R10SWIPE5:测量过程变差源S标准测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GageR&R115:测量过程变差源GageR&R12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(精确度)：重复性和再现性。6:测量系统变差类型GageR&R13观测平均值参考值测量结果的平均值与参考值的差异参考值是一个预先认定的参考标准.该标准可用更高一级测量系统测量的平均值来确定偏倚（BIAS）GageR&R14时间参考值在一段时间内，测量结果的分布无论是均值还是标准偏差都保持不变和可预测的通过较长时间内，用被监视的量具对相同的标准或标准件的同一特性进行测量的总变异来监视可用时间走势图进行分析稳定性（Stability）GageR&R15线性（Stability）线性:量具在正常工作量程内偏倚值的变化量。–测量仪器的线性是指该装置的整个工作范围内的准确度尺寸N尺寸1GageR&R16生产过程中的测量结果通常有两个用途：●产品控制：判断产品是否合格●过程控制：判断生产过程是否稳定7:测量过程变差对决策的影响测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GageR&R17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，将不合格的判断成合格的第I型错误：误判，将合格的判断成不合格的GageR&R18产品控制：判断产品是否合格ⅡⅡⅠⅠⅢ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：可能做出潜在错误的判断，III区：好零件总是判为好的。GageR&R19测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的十分之一）8：测量仪器分辨力GageR&R20部件A部件B部件A部件BA=2.0B=2.0A=2.25B=2.00因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。下面的部件A和部件B，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。GageR&R21测量系统的有效分辨率（discrimination）●要求不低于过程变差或允许偏差（tolerance）的十分之一●零件之间的差异必须大于最小测量刻度●不同数据分级(ndc)的计算：零件的标准偏差/总的量具偏差*1.41一般要求它大于5才可接受GageR&R22直尺卡尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.2791GageR&R23●测量系统必须显示足够的灵敏性。●测量系统必须是稳定的，这意味着在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。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，并足以满足测量的目的（产品控制或过程控制）。在评价一个测量系统时必须考虑三个基本问题:GageR&R24二：GR&R“重复性”和“再现性”是测量误差的主要来源GageR&R25重复性指同一人使用同一测量工具对同一对象（产品）的同一特性进行多次测量中产生的变差。MasterValueAB那个的重复性好？GageR&R26●零件内部（抽样样本）：形状、位置、表面光度、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●标准内部：质量、等级●方法内部：作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变差●评价人内部：技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳造成重复性变差的可能原因：GageR&R27●环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的小幅度波动●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）、缺乏坚固性●应用—零件数量、位置、观测误差（易读性、视差）GageR&R28InspectorAMasterValueInspectorBInspectorCInspectorAInspectorBInspectorC再现性指不同的人在对同种特性进行测量时产生的变差AB那个的再现性好？GageR&R29造成再现性误差的潜在原因●零件之间（抽样样本）：使用相同的仪器、操作者和方法测量A、B、C零件类型时的平均差异。●仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器测量的平均值差异。注意：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。●标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平均影响。GageR&R30●方法之间：由于改变测量点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造成的平均值差异。●评价人（操作者）之间：评价人A、B、C之间由于培训、技巧、技能和经验所造成的平均值差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用手动测量仪器时使用这种研究方法。GageR&R31一个测量系统的重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&RGageR&R32计量型测量系统的GR&R分析GageR&R33ANOVA分析法：标准的统计技术，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，以及量具造成的重复误差。数据收集方法如下：1选择3个测量人（A,B,C）和10个测量样品(典型)。●测量人应有代表性，代表经常从事此项测量工作的QC人员或生产线人员●10个样品应在过程中随机抽取，可代表整个过程的变差，否则会严重影响研究结果。2校准量具GageR&R343测量，让三个测量人对10个样品的某项特性进行测量，每个样品每人测量三次，将数据填入表中。试验时要遵循以下原则：●盲测原则1：对10个样品编号，轮流测试此样品，避免主观偏向。●盲测原则2：三个人之间都互相不知道其他人的测量结果。4使用Mintab分析（举例）GageR&R35%R&R10%10%–30%30%GageR&R判断原则Results好可以接受，视被测量特性的重要程度和测量成本等因素而定。测量系统需要改进GageR&R36结果分析:当重复性(EV)大于再现性(AV)时，原因可能是：：–仪器需要保养；–量具应重新设计来提高刚度增强；–量具的夹紧或零件定位的方式需要改进；–存在过大的零件变差。当再现性(AV)大于重复性(EV)时：–评价人员需要更好的培训如何使用量具及数据读取方式；–量具刻度盘上的刻度不清楚；–需要某些夹具协助评价人员来提高使用量具的一致性。GageR&R371.打开minitab界面，打开后的初始界面如下：GageR&R382.将数据输入Minitab中：例：选取10个部件，编号从1到10，3个测量员张三、李四、王五用同一把卡尺随机对其测量三次，测得数据为：GageR&R393.选择“统计”→“质量工具”→“量具研究”→“量具R&R研究（交叉）”，如下图：GageR&R404.选择“量具R&R研究（交叉）”后点击，将对应的名称选择到对应的栏位中，如下图：点“量具信息”可以添加量具名称、研究日期、报表人等；点“选项”可以添加标题，规格上下限等一些信息。如没有特别要求时可以直接点确定。GageR&R415.分析方法，选择方差分析法，点确定后如下图：GageR&R426.数据分析部件间再现性重复量具R&R100500百分比%贡献%研究变异1.00.50.0样本极差_R=0.328UCL=0.845LCL=0李四王五张三10.410.09.6样本均值__X=9.9634UCL=10.2993LCL=9.6275李四王五张三1098765432110.510.09.5部件张三王五李四10.510.09.5作业员1098765432110.210.09.8部件平均李四王五张三作业员量具名称:研究日期:报表人:公差:其他:变异分量R控制图（按作业员）Xbar控制图（按作业员）测量值x部件测量值x作业员作业员乘部件交互作用测量值的量具R&R(方差分析)由此图可知：1.测量系统很差，几乎所有的变差都来源于测量系统，人员重复性构成测量系统变差的主要来源,量具的再现行效果也不理想。（左上角图）2.R控制图要保证所有点都在控制线内，说明评价是一致的，王五有一点超出规格。张三部件测量值相对较稳定（左中间图）3.X控制图要保证50%的点不在控制线内，表明该测量系统足以检查出零件变差，而实际所有的点都在控制线内。（左下角图）4.部件图可以看出部件间存在差异，非水平线所表明。（右上角图）5.作业员图可以看出作业员间存在差异，非水平线所表明，且此差异较部件间差异大。（右中间图）6.作业员*部件图可以看出，作业员与部件间存在显著的交互作用。此线能重合最为理想，不重合也要尽量平行。（右下角图）量具R&R研究变异%研究变来源标准差(SD)(6*SD)异(%SV)合计量具R&R0.2082691.24961100.00重复性0.1952131.1712893.73再现性0.0725800.4354834.85作业员0.0725800.4354834.85部件间0.0000000.000000.00合计变异0.2082691.24961100.00可区分的类别数（ndc）=1会话窗口数据测量系统可接受准则：1、%SV10%，且ndc≥5，测量系统很好，满足生产过程的质量控制要求；2、10%≤%SV≤30%，根据应用的重复性,量具成本,维护的费用等可能是可接受的，勉强满足生产过程的质量控制要求；3、%SV30%，测量系统不能满足生产过程的质量控制要求，需改进。GageR&R43计数型测量系统分析GageR&R44计数型测量系统属于测量系统中的一类，其测量值是一种有限的分级数。与结果是连续值的计量型测量系统不同。只可能有两个结果OK或NG。前面所描述的分析法不能用于评价这种系统。计数型测量系统分析计数型量具研究应该使用50个零件,3个人,进行3次测量（典型）。抽样范围要包括在规范内的和超出规范的GageR&R45假设检验分析—交叉表法交叉表法用来分析测量人测量一致性下面是一个交叉表试验，由A，B，C三个人分别重复测量50个样品三次，结果如下：计数型测量系统分析的方法GageR&R46填表人日期A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1C-2C-3111111111112111111111131111111111411111111115111111111161111111111711