MSA_测量系统分析培训（PPT71页)

MSA课程目标了解MSA的目的和基本概念能够计算并分析重复性和再现性能够分析测量系统的稳定性、线性和偏倚能够对属性值数据进行测量系统分析能够对测量能力不足的测量系统进行分析和改进目录测量系统分析的目的和作用测量系统的基本概念重复性和再现性分析测量系统的稳定性、偏倚和线性属性值数据测量系统的分析方法测量系统改进测量系统分析的目的明确工序过程测量系统的能力水平确认测量系统的变异来源确认测量系统在一段时间内是否稳定确认测量系统是否线性MSA:MeasurementSystemAnalysis测量系统分析的作用正确的测量永远是质量改进的第一步正确的测量是作出决策的关键(不正确的测量系统可能会导致错误的决策)测量系统分析是QS9000、ISO/TS16949的必要内容为什么要推行6SIGMA？因素分析新的测量系统改进决定实验设计方案其他测量系统?分析数据，确认质量问题决定优先解决的问题确定变异来源详细过程流图&CQC跨职能的问题解决小组测量系统分析过程能力分析能力是否充分?能力是否充分？全因子实验响应曲面模型过程优化/改进确定过程控制的参数确定SPC的方法建立OCAP搜集数据是是否连续质量改进中的测量系统分析目录测量系统分析的目的和作用测量系统的基本概念重复性和再现性分析测量系统的稳定性、偏倚和线性属性值数据测量系统的分析方法测量系统改进测量系统的基本要素被测对象（输入）测量仪器参照标准测量方法测量者测量结果测量过程（输出）环境影响过程质量的六个基本因素人员设备方法材料环境测量系统总变异=过程变异+测量系统变异影响测量结果的因素•测量者的知识和技术水平•测量方法•参照标准•测量仪器•环境MSE15.56LSLUSL重复性再现性测量系统变异来源图在什么情况下需要进行测量系统分析•在正常仪器维护条件下，测量仪器误差很大•测量仪器进行了改装，如更换了重要零部件•对测量仪器进行了大修•进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力•测量系统不稳定•测量结果波动大•决定是否接受一台新仪器•测量仪器之间进行比较测量系统的基本概念1.测量仪器:进行测量的任何工具;通常是指工厂的测量工具;包括测量结果为通过/不通过的仪器（属性值测量仪器）。2.测量系统:测量中的仪器及其操作方式和方法、其他设备、软件、人员等的总称;测量的全部过程。3.真值：被测对象客观存在的实际值，理论上讲，这个值是客观存在却是不可知的4.精度误差:：实际观测值的均值与真值之差测量值的均值精度误差真值注意:由于真值不可知，所以在实践中使用偏倚代替精度误差测量系统的基本概念5.偏倚：参照标准的真值与其测量值的均值之差6.精度：测量系统在测量特定样本时若干个测量值之间的吻合程度或波动程度，它包括两个方面：重复性和再生性7.重复性：同一个操作者采用同样的测量仪器对同样的样品进行测量时的差异程度重复性测量系统的基本概念系统C8.再现性:是不同的测量系统（尤指不同操作者)在测量相同样品的同一特征值的差异程度再现性系统B系统A测量系统的基本概念时间2时间1稳定性9.固定误差：测量误差不随被测对象大小而改变，一般与仪器的调整与校准有关10.可变误差：随被测对象大小而改变的测量误差，可变误差一般与仪器构造有关11.稳定性:测量系统的测量结果在不同时间上的变异测量系统的基本概念12.线性:指测量系统在不同测量范围（或量程）时测量误差呈线性变化偏倚真值测量值的均值偏倚在低量程下测零件真值测量值的均值在高量程下测零件测量系统的基本概念13.测量系统能力:是反映测量系统在对其特定的测量对象测量时测量值的变异程度，表示测量能力的指标有P/T比率（精度/公差比率）和R&R%14.P/T比率：测量系统的精度与公差范围的比率，常用百分数表示%10015.5%/LSLUSLTPMSE-MSE代表测量误差的标准差测量系统的基本概念15.R&R%：测量精度的估计值与过程范围的比率%10022PMSEMSER&R%=测量系统的基本概念以上公式基于以下三个假设：1、测量误差是彼此独立的2、测量误差与零件大小无关3、测量误差服从正态分布MSE15.56LSLUSL测量系统的基本概念对测量能力的要求如果P/T%和R&R%两者的最大值满足：—小于10%,现行的测量系统可以接受—10%到30%,能力处于边界水平.测量系统能否接受取决与测量的重要程度.应努力改善测量系统的能力.—大于30%,测量系统能力不足，不宜使用讨论:1.为什么MSA对质量改进如此重要?2.重复性和再现性与校准的区别?3.在什么情况下进行测量系统分析?目录测量系统分析的目的和作用测量系统的基本概念重复性和再现性分析测量系统的稳定性、偏倚和线性属性值数据测量系统的分析方法测量系统改进重复性和再现性（R&R）分析进行测量系统分析之前应考虑以下问题：选择所要研究的测量过程。对测量过程进行划分，包括测量仪器、方式和方法，参照标准以及如何记录数据等。建议绘制测量过程流程图。根据操作过程定义测量系统变异确定进行测量系统分析的操作者的人数，零件数量以及重复测量的次数。一般至少取10个零件，3-5个操作者并重复测量2-3次所取样本零件必须来自与生产过程，并且代表了整个生产的变差操作者应能够正常的使用仪器仪器测量的精度至少为能够直接读出反映过程变异的特征值的十分之一确保测量方法能够测量被测质量特征，并且遵循着既定的测量程序确定进行测量系统分析的前提条件对样本零件标上序号，注意不要让操作工发现这个序号采用数据搜集表格采集数据测量应随机进行以确保任何偏移或变化是随机分布的读数应尽可能精确，如果可能的话要读到测量仪器最小单位的二分之一选取工作谨慎的人员对测量过程进行观察所有操作者应使用同样的操作方法和程序进行重复性和再现性分析的实验方案重复性和再现性的分析方法：极差法步骤：假设有m个操作者，n个零件，测r轮(1)计算同一操作者测量同一零件不同轮数时的极差Rij(2)计算所有零件的极差均值(3)计算不同操作者的测量均值}{}{ijkijkijXMinXMaxRminjijRmnR111njrkijkiXnrX11..1(4)计算的极差..iX}{}{....iidiffXMinXMaxX(5)计算EVˆ、AVˆ和MSEˆ2ˆdREVnrdXEVdiffAV22*2ˆˆ22ˆˆˆEVAVMSE重复性和再现性的分析方法：极差法是由测量轮数和操作者的数量所决定的系数*22,ddP/T%=%10015.5LSLUSLMSER&R%=%10022PMSEMSE32*22222115.515.5&)]/()[(15.515.5KRPVdRAVEVRRnrEVKXAVKREVPPPPMSEdiffAVEV重复性和再现性的分析方法：极差法K14.563.05Trials23K33.652.702.302.081.931.821.741.671.62Part2345678910K23.652.702.302.08Operator2345R&R计算中的系数重复性和再现性的分析方法：极差法重复性和再现性的分析方法：极差法在计算R※R％之前，需要分析是否有异常数据，方法是利用控制图，观察极差R，确保每个值都在控制限以内，如果超出控制限，应查明原因并改正。令同样操作者对同样零件进行重复测量，并重新计算控制限。注意事项：重复性和再现性的分析方法：极差法极差法的缺点：•没考虑操作者和零件之间的交互影响，因此低估了测量系统误差.极差法的优点:•能够在EXCEL中完成.•可以检查是否有异常值重复性和再现性的分析方法：方差分析法（ANOVA）ANOVA优点：•考虑交互作用的变异•基于方差估计可以对R&R的统计特性进行深入分析ANOVA缺点:•手工计算繁琐交互作用的图形表示1234零件操作者A操作者B操作者C操作者和零件之间没有交互作用不同轮数的测量均值重复性和再现性的分析方法：方差分析法（ANOVA）1234零件操作者A操作者B操作者C操作者和零件之间交互作用显著不同轮数的测量均值测量系统的分析方法：方差分析法（ANOVA）应用MINITAB进行测量系统分析背景知识：质量改进小组准备对打眼钉工序进行过程能力分析和改进，该工序的关键质量特征值为眼钉高度H，其规格值为0.175cm－0.185cm，目前使用高度测量仪进行测量，该测量仪器的精度为0.001，为评估该测量系统的能力，挑选了能代表过程的10个样本，并选了三个测量人员，每个样本每人测量2次，得出了60个数据。准备用MINITAB进行数据分析。应用MINITAB进行测量系统分析1.在MINITAB中输入数据：2.在MINITAB中展示数据，进行初步分析（可选）Stat/qualitytools/gagerunchart,在对应栏目中选择相关数据。得出以下图形。0.001Misc:Tolerance:Reportedby:Dateofstudy:Gagename:0.1830.1820.181432101MEASUREMENTPARTNO.ABC0.1830.1820.18198765MEASUREMENTPARTNO.RunchartofMEASUREMENTbyPARTNO.,OPERATOR应用MINITAB进行测量系统分析3.进行GRR分析Stat/qualitytools/gageRRstudy(crossed),在对应栏目中选择相关数据。选择方差分析方法（ANOVA）4.输入其它相关信息(可选)：点击OPTIONS按钮，输入过程公差信息（为计算P/T％指标），本例中公差为0.185－0.175＝0.01。输入0.01应用MINITAB进行测量系统分析5.分析图形：以上设置好后，点检OK，即完成整个数据的分析计算。Gagename:Dateofstudy:Reportedby:Tolerance:Misc:00.1810.1820.1830.184ABCXbarChartbyOPERATORSampleMeanMean=0.1822UCL=0.1826LCL=0.181900.00000.00010.00020.00030.00040.00050.0006ABCRChartbyOPERATORSampleRangeR=1.83E-04UCL=5.99E-04LCL=0110234567890.18100.18150.18200.18250.18300.1835PARTNO.OPERATOROPERATOR*PARTNO.InteractionAverageABCABC0.18100.18150.18200.18250.18300.1835OPERATORByOPERATOR110234567890.18100.18150.18200.18250.18300.1835PARTNO.ByPARTNO.%Contribution%StudyVar%ToleranceGageR&RRepeatReprodPart-to-Part050100ComponentsofVariationPercentGageR&R(ANOVA)forMEASUREMENT此图表明各种占总变异的比例，GRR占的比例越小越好此图表明是否有异常数据，若全部在控制线范围之内，则OK此图表明各测量值的分布，越多点在控制线之外，表明测量系统能力越高此图表明每人的样本测量均值和总体均值的变化，总体均值变化相对与每人均值变化的比例越大越好此图表明每个测量者的总体均值，变化越小越好。此图表明测量者和样本的交互影响，平行表明没有交互影响，相交表明有交互影响从以上图形，可以得出什么结论？应用MINITAB进行测量系统分析5.分析报表：数据分析结果跟以上图形的直观结果是否相符？StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*