第十章测量系统分析MSA六西格玛

测量系统分析测量系统分析(MSA)(MSA)第四事业部冯春园编写MeasurementSystemAnalysis培训目的培训目的解释流程是怎样测量的识别和量化变异的来源量化测量系统的变异对流程变异的影响发现测量系统和整个过程变异的改善机会用Minitab数据统计包完成测量系统分析TypesofMeasurementSystemAnalysisTypesofMeasurementSystemAnalysis测量系统有两种类型：Variables变量数据ƒ数据可以用连续的刻度描述ƒ可以通过测量工具获得（比如：格尺，卡钳，千分尺，温度计等等工具测量）Attributes属性数据ƒ数据不能用连续的刻度充分的描述ƒ例如：通过/不通过，有缺欠/没有缺欠WhatisaMeasurement?WhatisaMeasurement?什么是测量什么是测量测量为判断提供一个基础¾Processinformation过程信息¾Qualityassurance品质保证¾Processcontrol过程控制测量是一种科学语言，它帮助我们了解尺寸，数量，位置，条件，时间等特性变化VariableVariableGageRGageR&&RR变量变量形形数据量具数据量具R&RR&R测量系统的专业名词1.Accuracy准确性2.Precision:Repeatability,Reproducibility.精确性，其中包括：重复性，再现性Precisionvs.AccuracyPrecisionvs.AccuracyPrecise精确Accurate准确准确且精确，偏倚小，波动小精确但不准确，偏倚大，波动小准确但不精确，偏倚小，波动大不准确不精确，偏倚大，波动大littlevariationinthemeasurements测量过程中变异小closetotheaccurate/mastervalue接近标准值Accuracy准确性：测量值的均值与真值之差。测量值与真值之间有较小的偏差，利用多次测量取平均值与已知标准值相比较来测定准确度，通常用偏倚来表示。准确性准确性Observedvalue=mastervalue+measurementoffsetmeasurementsystemproducttotalμμμ+=TruevaluesMeasuredvaluesmeasurementoffsetObservedvalue=mastervalue+measurementoffsetmeasurementsystemproducttotalμμμ+=TruevaluesMeasuredvaluesmeasurementoffsetTruevaluesMeasuredvaluesmeasurementoffsetMasterValue(ReferenceStandard)AverageValue准确性准确性Accuracy:正确性：观测到的测量平均值与标准值之间的差别。标准值是可以接受的，可追溯的标准。systemmeasurementproducttotalμμμ+=AverageValue-MasterValue(x100%)Tolerance一般标准值是测量50次的平均值，正确性的计算方法：Guideline要求:1%.AccuracyAccuracy准确性准确性如果测量值与标准值差异小，表明准确性高标准值(真值)测量值Precision精确性：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：重复性和再现性Observedvariability=productvariability+measurementvariability222measurementsystemproducttotalσσσ+=TruevaluesMeasuredvaluesPrecisionvs.AccuracyPrecisionvs.Accuracy精确性精确性VS.VS.准确性准确性PrecisionPrecision精确性精确性测量系统中的总变异：产品的变异重复性的变异再现性的变异σσσσ2222totalproductrepeatabilityreproducibility=++σ2measurement精确性重复性在现性研究重复性和再现性的目的是预估各种变异，用他们来评估测量系统的精确性MasterValue好的重复性σσσσ2222totalproductrepeatibilityreproducibility=++™Repeatability:重复性：由相同的人，使用相同的仪器，对相同的零件连续测量所产生的变异。也称做测试再测试错误，用来评估短期测量系统变异。不好的重复性Precision:Repeatability/Precision:Repeatability/精确性：重复性精确性：重复性操作员AMasterValue操作员B操作员C操作员A操作员B操作员CPrecision:Reproducibility/Precision:Reproducibility/精确性：再现性精确性：再现性™Reproducibility:再现性：在相同仪器下，不同人测量出的相同部件的测量平均值的差异。σσσσ2222totalproductrepeatibilityreproducibility=++Example:AccuracyVs.PrecisionExample:AccuracyVs.Precision假设我们有一种材料的硬度为5Method1方法一得到以下读数：3.8,4.4,4.2,4.0Method2方法二得到以下读数：6.5,4.0,3.2,6.3那种方法更准确那种方法更精确你更愿意用那种方法？为什么？PrecisionPrecision––OverviewGageR&R/OverviewGageR&R/精确性精确性--GageR&RGageR&R总述总述测量工具的重复性&再现性研究是用来确定测量系统的变异在总体观测变异中的比重σ2totalσ2productσ2measurementσ2reproducibilityσ2repeatability如何评估测量系统好坏？Comparingσ2measementwithTolerance:比较测量系统的变异与容差的比率¾Precision-to-ToleranceRatio(P/T)精确度与容差的比率Comparings2measementwithProcessVariation(P/TV):测量系统的变异与总变异的比率¾%contribution(%R&R)重复性&再现性变异占系统总变异的百分比DiscriminationIndex(NumberofDistinctCategories)分辨率指数MeasurementCapabilityIndexMeasurementCapabilityIndex测试能力的指标参数测试能力的指标参数PTToleranceMS/*=6σTolerance=USL–LSL容差=规定上限-规定下限MeasurementCapabilityIndexMeasurementCapabilityIndex测量系统能力指标测量系统能力指标%ToleranceorP/T.判断的标准Bestcase好:10%Acceptable可以接受:30%包含了重复性和再现性测量系统的变异占系统总变异的百分比Bestcase好:10%Acceptable可以接受:30%包含了重复性和再现性%Contribution(%P/TV)%100%22×=TotalMSonContributiσσMeasurementCapabilityIndexMeasurementCapabilityIndex测量系统能力指标测量系统能力指标NumberofDistinctCategories(NDC)NumberofDistinctCategories(NDC)分辨率指数分辨率指数部件的标准偏差与测量系统标准偏差的比值反映了测量系统可区分的类别数MeasurementCapabilityIndexMeasurementCapabilityIndex测量系统能力指标测量系统能力指标如果分辨率小于4，说明测量系统不应该用数值类型的测量系统分析方法分析，如果分辨率等于2，说明测量系统只能作pass/fail的属性数据分析。因此分辨率至少要大于等于5，一般分辨率大于10算好。NDC越高，精确度越高msPartDRσσ*41.1=GageStudyDecisionRulesGageStudyDecisionRules量具分析的判断标准量具分析的判断标准NDCmustnolessthan5,分辨率要不小于5，一般大于10算好P/TV(%Contribution)P/TBadRedZone30%30%AcceptableYellowZone10-30%10-30%GoodGreenZone0-10%0-10%10%测量系统可以接受10%-30%测量系统可否接受要根据测试设备的改造成本，维修成本决定，这段范围不是可以讨价还价的范围，只有当测试设备价值上百万的时候，我们才考虑调整测试设备所需的花费，进而适当的放宽条件，通过重复测量的方式减少测试误差。30%测量系统不可以接受，需要改善分辨率NDC5注明：如果测量系统不好，但此工位的良品率很高，可以考虑取消此工位的测量系统，进而降低成本。Step1:选取10个代表长期过程偏差的样本，另外从每日使用这种量具的人员中选取操作员Step2:确定三个操作人员（随机抽取，不要选昀好的和昀坏的），确保操作人员是经过培训和认证Step3:确保量具是校准过的Step4:建立研究R&R的Minitab数据表。建立三个操作员对10个零件分别测量两次的数据表VariableGageR&R:StepbyStepVariableGageR&R:StepbyStep教你一步步作教你一步步作GR&RGR&RStep5:•.让操作人员随机测量所有样本.为减少操作员的人为偏差，在不知道所测样本的零件编号下无标示抽样Step6:•操作员全部测量一遍后，进行第二次重复测量，至少重复两次Step7:•在Minitab里输入数据和容差–统计质量工具量具研究量具GR&R研究（交叉）–USL–LSL=1.5假设制程容差是1.5VariableGageR&R:StepbyStepVariableGageR&R:StepbyStep教你一步步作教你一步步作GR&RGR&RVariableGR&Rexample.MTW数据保存在：VariableGageR&R:StepbyStepVariableGageR&R:StepbyStep教你一步步作教你一步步作GR&RGR&R部件号输入”partID”操作员输入”Operator”测量数据输入“Measuredata”规格上限-规格下限=1.5(USL–LSL)VariableGageR&R:SessionWindowOutputVariableGageR&R:SessionWindowOutputPTToleranceMS/*=6σPTToleranceMS/*=6σ%100%×=TotalMSStudyVarσσ%100%×=TotalMSStudyVarσσ%100%22×=TotalMSonContributiσσ%100%22×=TotalMSonContributiσσ22×TotalMSσσ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛σσ=GageParts41.1CatgoriesDistinctVariableGageR&R:GraphicalOutputVariableGageR&R:GraphicalOutput部件间再现性重复量具R&R100500百分比%贡献%研究变异%公差0.100.050.00样本极差_R=0.0383UCL=0.1252LCL=01231.000.750.50样本均值__X=0.8075UCL=0.8796LCL=0