DAY2-GB-M-02_测量系统分析(MSA)

MSA-1-测量系统分析(MeasurementSystemsAnalysis)MSA-2-DefineMeasureAnalyzeImproveControlStep4-确定项目Y’sStep5-确认Y的现水准Step6-发掘潜在的原因变量(X)基础统计学Minitab简介测量系统分析Y的表现水平及目标确定改进目标路径位置MSA-3-目录MSA概要测量系统评价计量型数据GageR&R记数型数据GageR&RMSA练习MSA-4-测量系统它是测量仪器,测量者,测量对象,测量方法等一系列的总称;测量系统分析(MSA)是MeasurementSystemAnalysis的首字母的缩写,表示为了确保数据的信赖性,通过研究测量系统所发生的变动对工程散布的影响,从而判断该测量系统的适合性MSA概要MSA-5-测量系统评价的重要性1.测量数据1)作为分析判断的基本依据,有必要评价其信赖性;2)依据测量系统进行观测和评价2.测量系统的分析是6SIGMA活动的最基本的工作和最重要的部分之一3.测量系统分析被强调的原因1)所有的产品通常都是由许多部件构成的;2)产品的小型化趋势使产品的误差界限缩小;3)部件更换或组装时通常要求有互换性;4)为了能大量生产,通常有增大自动组装的必要性测量系统分析的种类1.连续性数据的MSA;2.离散性数据的MSAMSA概要MSA-6-测量值真实可信吗-测量值通常不是绝对的,它是测量流程的结果,与其他流程一样也具有散布;-因此,在测量系统得到验证之前,在项目中应把它作为一个重要的X变量来考虑;MSA概要MSA-7-真值(实际产品散布)测量误差(测量散布)测量值(观察的散布)测量值的构成要素＋=数据到处都有,但不一定反映事实,因此有必要确认数据的信赖性.MSA概要MSA-8-在MSA研究时需要确保的信息资料•测量误差有多大?•测量误差的原因是什么?•测量工具分辨率如何?•重新测量也有相同的结果吗?•使用其他测量工具也有相同的结果吗?•测量工具随着时间变化会长期稳定吗?•测量工具是否具备执行该研究(分析)的能力?•怎样提高测量系统?Y的测量系统评价MSA-9-理想的测量系统是测量时能够反映出“真值”.测量系统的品质是由统计性属性决定的.统计性属性-测量散布要比产品规格小-测量散布要比工程散布小.-分辨率应该是产品规格或工程散布的十分之一的程度测量系统的属性Y的测量系统评价MSA-10-工程散布可能的来源我们将把“重复性”和“再现性”作为测量误差的第一来源来探讨为了调查实际的工程散布，必须首先确定测量系统的散布，并把它从工程散布中分离出来稳定性线性长期工程散布短期工程散布样本之间散布实际工程散布重复性校准测量仪器散布作业者散布测量散布观察到的散布Y的测量系统评价MSA-11-设备不稳定测量仪器环境方法配件磨损电力不稳定标准次序测量散布(错误的测量值)湿度清洁度震动电压变化气温变化测量散布的原因?(4M1E)样本测量者灰尘/噪音标准样本量产样本良品样本不良样本保管/管理感觉,气氛熟练度测量位置测量次数测量条件Y的测量系统评价MSA-12-•假设某实际工程的标准偏差为5,平均为70，•假设另有一带有一定测量误差(即标准偏差=5)的测量系统.•使用Minitab,来模拟测量误差给流程能力所带来的影响.Minitab练习:流程能力及测量误差Y的测量系统评价MSA-13-按照这些方法产生数据来模拟我们的模型:产生一个随机正态分布Y的测量系统评价MSA-14-产生测量系统随机数据实际流程+测量系统Y的测量系统评价MSA-15-11010090807060504030151050ObservedFrequencyLSLUSL11010090807060504030151050ProcessFrequencyLSLUSL实际工程散布-无测量误差观察到的工程散布-伴随测量误差Y的测量系统评价MSA-16-和测量系统相关的术语分辨率（Discrimination）正确度（Accuracy）-正确性-真值（Truevalue）-偏离（Bias）-直线性（Linearity）-稳定性（Stability）精密度（Precision）重复性（Repeatability）再现性（Reproducibility）Y的测量系统评价MSA-17-是指测量仪器的最小刻度可以测量到被测对象的小数点的位置。测量仪器的刻度通常应为为产品规格或工程散布宽度的十分之一12345好的分辨率12345差的分辨率分辨率Y的测量系统评价MSA-18-平均散布正确性精密性mmm测量系统产品总+=sss222测量系统产品总+=测量系统和关联术语•测量误差=正确性(平均)+精密性(散布)测量系统偏离-通过“校准研究”决定测量系统散布-通过“R&R研究”决定Y的测量系统评价MSA-19--正确度:测量值的平均和真值的一致程度-直线性:在测量量程范围内的系统测量结果的一致性-稳定性:随着时间和空间的变化测量系统变动程度对平均的评价Y的测量系统评价MSA-20-真值理论正确值偏离(Bias)所有测量值的平均和真值间的差异仪器2平均值真值平均值仪器1仪器2偏离仪器1偏离Y的测量系统评价MSA-21-真值平均正确度正确度测量仪器的正确度是指观察到的测量平均值和真值或“真实”值间的差异正确度低的潜在原因-测量仪器的刻度调整不合适；-作业者不能正确使用测量仪器-不明确的步骤；-人的局限Y的测量系统评价MSA-22-直线性直线性是指在测量系统的量程范围内测量系统的一致性精确度测量仪器1:线性有问题测量样品0精确度测量仪器2:线性没有问题0测量样品直线性差的潜在原因有哪些？Y的测量系统评价MSA-23-对于同样的样品用同样的测量仪器在不同的时间或地点测量时的结果的差异状态.稳定性时间1时间1时间2真值真值稳定性好稳定性差时间3时间3时间2稳定性差的潜在原因有哪些？Y的测量系统评价MSA-24-对散布的评价-精密度:根据测量系统反复性和再现性的总变动-反复性:重新测量也有相同的结果吗?-再现性:用其他测量系统也有相同的结果吗?Y的测量系统评价MSA-25--测量系统中的总散布•术语:随机误差（RandomError），分散（Spread），测试/再测试误差（Test/Retesterror）重复性和再现性sssMSrptrpd222=+精密度•Ms=测量系统，rpt=重复性，rpd=再现性Y的测量系统评价MSA-26-重复性是同一个人用同一个仪器对同一个样品的同一个特性进行连续测量之间的散布。也被称为测试-再测试误差;是测量系统的固有散布，可作为短期散布的估计，真值平均值重复性好平均值重复性差重复性差的潜在原因有那些？Y的测量系统评价MSA-27-再现性不同的操作者用相同或不同的测量仪器测量同一个样本的同一个特性时测量的平均值间的差异真值再现性好作业者1再现性差作业者2作业者3作业者1作业者2作业者3再现性差的潜在原因有哪些？Y的测量系统评价MSA-28-例子假设我们有一个真实“硬度”为5.0的参考材料用方法1得出以下读数：3.8,4.4,4.2,4.0用方法2得出以下读数：6.5,4.0,3.2,6.3哪个方法更精确？哪个方法更精密?你更倾向于哪个方法？为什么？方法2-平均值等于“真实”硬度值方法1-散布很低方法1-与散布相比我们更容易纠正平均值偏移Y的测量系统评价MSA-29-正确性是...真值平均值偏离测量误差不应大于规格公差和产品散布的10%.精密性是...真值真值重复性好重复性差真值再现性好再现性差检查者A检查者B检查者C检查者A检查者B-测量仪器的自身变动-测量者间的变动真值Y的测量系统评价MSA-30-测量系统分析步骤1.决定测量的项目与特性2.确认测量仪器3.收集数据资料4.分析数据并得出结论Y的测量系统评价MSA-31-事前确认事项•选定正确的测量系统了吗?•选定的重要测量系统输入变量和重要输出变量间的关系?•测量系统的统计特性是否满足?•数据的用途是什么?•对测量仪器是否实施过检验与校正，其结果如何？事后确认事项•样本的选定具有代表性吗?•与工程散布和规格相比其结果如何?•测量时是否有误差?Y的测量系统评价MSA-32-计量型数据的GageR&RMSA-33-它说明有多少百分比的总散布是由测量误差所带来的包括重复性和再现性-%R&R10%:好的测量仪器-10%~30%:可使用的水准-%R&R30%:不适当%&RRMSTotal=ss100%R&R一般以百分比表示Y的测量系统评价MSA-34-观察到的工程散布测量系统散布%R&R=20%%R&R=75%%R&R=100%计量型数据的GageR&RMSA-35-%R&R是工程改进负责人最佳的参考测量值.%R&R用以推测测量系统的散布占全部工程散布的百分率%R&R是执行工程改进研究时最有用的推测值.%R&R的使用计量型数据的GageR&RMSA-36-P/T比一般用%表现PTToleranceMS/.*=515s注意:5.15标准偏差占测量系统散布的99%.5.15是产业标准.说明有多少百分比的公差由测量误差所占据包括重复性和再现性作为目标，我们追求P/T30%计量型数据的GageR&RMSA-37-P/T比产品公差LSLUSL计测系统散布P/T=20%P/T=100%P/T=200%计量型数据的GageR&RMSA-38-简单的P/T比实习让我们用计算器（Calculator）功能建立一个叫做‘Delta’的列变量，它就是观察者1和观察者2读数之间的差异计量型数据的GageR&R例题：WEAR-MEASUREMSA-39-描述性统计:Delta平均值变量NN*平均值标准误标准差C5100-0.4100.1220.387•利用描述统计学（DescriptiveStatistics）,计算Delta的标准偏差•这个标准偏差叫做测量的标准差•它主要描绘哪个，重复性或再现性？计量型数据的GageR&RMSA-40-•Precision=5.15*•Precision=5.15*0.387•Precision=1.99305s•公差(规格上限-规格下限)是5.•精密性和公差间的比率?•使用上述的标准偏差，如何得出对测量分散好的估计？计量型数据的GageR&R描述性统计:Delta平均值变量NN*平均值标准误标准差C5100-0.4100.1220.387MSA-41-该比率(即精密性和公差比率)叫P/T比.即：说明测量误差占规格公差的46%.PT/.32===PrecisionTolerance46%25计量型数据的GageR&R描述性统计:Delta平均值变量NN*平均值标准误标准差C5100-0.4100.1220.387MSA-42-•P/T比(Minitab里%Tolerance)通常在推测测量系统精密性时普遍使用.–该推测值在评价测量系统与规格相关的问题时比较适合–只是要注意规格公差可能太小或太宽的情况P/T比使用计量型数据的GageR&RMSA-43-测量误差给流程能力带来的影响测量误差越大,给大家理解真正的流程能力带来更大的影响.计量型数据的GageR&RMSA-44-%R&R=20%%R&R=50%观察到的工程散布%R&R=100%产品公差LSLUSL测量系统散布P/T=20%P/T=50%P/T=100%产品公差和工程散布一致时计量型数据的GageR&RMSA-45-测量系统散布%R&R=25%%R&R=50%观察到的工程散布%R&R=100%产品公差LSLUSLP/T=50%P/T=100%P/T=200%产品公差是工程散布的½时计量型数据的GageR&RMSA-46-%R&R=20%%R&R=40%%R&R=100%P/T=10%P/T=20%P/T=50%产品公差LSLUSL观察到的工程散布测量系统散布产品公差是工程散布的2倍时计量型数据的GageR&RMSA-47-•一