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GageR&R1GaugeRepeatability&Reproducibility2007.5Q1TrainingCFMAQ1&ExportSTAGageR&R2课程内容安排一：MSA(测量系统分析)简介二：GR&R三：GR&R示例,使用Minitab作GR&R分析四：II.5.量具校准和使用(ManufactureSiteAssessment)GageR&R3课程目标到本课程结束时，学员应能：•知道为什么要做测量系统分析•理解GR&R•了解使用Minitab作GR&R.•理解Q1-MSAII.5的要求GageR&R4一：MSA介绍GageR&R5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&R61: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&R7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(bias)–用多次测量的统计结果来进行评定(variance)2:测量数据的质量GageR&R8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&R9●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&R10●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&R11SWIPE5: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&R12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。GageR&R13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&R14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(例如：高一级计量室)偏倚（BIAS）GageR&R15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&R16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&R17生产过程中的测量结果通常有两个用途：●产品控制：判断产品合格与否●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&R18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&R19产品控制：判断产品合格与否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&R20为了最大限度地做出正确的判断，可以有两个选择：●改进测量系统：减少测量系统变差从而减少Ⅱ区，所有零件将在Ⅲ区。●改进过程：减少生产过程的变差，不生产在Ⅱ区的零件。GageR&R21ⅡⅡⅠⅠⅢ公差下限公差上限ⅡⅡⅠⅠⅢ公差下限公差上限改进测量系统GageR&R22过程控制：对于过程控制，希望能知道：过程是否稳定、受控，过程能力是否可接受。obsσ2msaσ2actualσ2﹦＋对过程决策的影响GageR&R23观测到的过程变差实际的过程变差测量系统的变差obsσ2actualσ2msaσ2GageR&R24测量系统的变差过大：●将普通原因判为特殊原因●将特殊原因判为普通原因●过低估算过程能力指数GageR&R250.01.02.03.04.05.06.00.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0ObservedCpActualCp0%10%20%30%40%50%60%70%%R&R70%60%50%40%10%30%测量系统变差对过程能力计算的影响GageR&R26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&R27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&R28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&R29直尺卡尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.2791GageR&R30●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&R31二：GR&RGageR&R32过程变差剖析长期过程变差短期抽样产生的变差实际过程变差稳定性线性重复性准确度量具变差操作员造成的变差测量误差过程变差观测值“重复性”和“再现性”是测量误差的主要来源再现性过程变差GageR&R33在确定的测量条件下，来源于连续试验的普通原因随机变差。或由一个评价人多次使用同一个测量仪器，测量同一零件的同一特性时获得的测量变差。重复性：●一个评价人使用同一测量仪器，对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差●是在确定的和已知条件下，连续多次测量中的变差●通常被称为EV-设备变差●量具(设备)能力和潜能●系统内变差GageR&R34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&R35●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&R36●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&R37测量过程中由于正常条件改变所产生的测量均值的变差。或在一个稳定环境下，应用相同的测量仪器和方法，相同零件不同人之间测量值均值的变差再现性：●不同评价人使用相同量具，测量一零件的某一特性的测量平均值的变差●对产品和过程评估时，变差可能是评价人、环境或方法●通常被称为AV-评价人变差●系统之间(条件)的变差GageR&R38InspectorAMasterValueInspectorBInspectorCInspectorAInspectorBInspectorC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&R39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&R40●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&R41一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&R42计量型测量系统的GR&R分析GageR&R43GR&R分析的三种方法极差法：短期方法，快速的近似值均值—极差法：长期方法，将变差分解为重复性和再现性。ANOVA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。GageR&R44%R&R10%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&R45快速GR&R（极差法）极差法：极差法是一种改良的计量型量具的研究，它可迅速提供一个测量变差的近似值。●只能提供测量系统的整体概况●不能将变差分为重复性和再现性。●它典型的好处就是快速检查验证GRR是否发生了变化。GageR&R46典型的极差法：2个评价人5个零件两个评价人各将每个零件测量一次。计算极差的和与平均极差。通过将平均极差均值乘以1/d2*(d2可以查表找到m=2,g=5).GageR&R47平均极差==(2+1+1+2+1)/5=7/5=1.4GR&R=/d2=1.4/1.19=1.76%GageR&R=GR&R/过程标准差*100%=1.76/3.33*100%=52.85%零件个数2个操作员3个操作员4个操作员11.411.912.2421.281.812.1531.231.772.1241.211.752.1151.191.742.161.181.732.0971.171.732.0981.171.722.0891.161.722.08101.161.722.08极差法-示例d常数表制造过程标准差=3.33R=最大值-最小值R零件操作员1操作员2极差(R)14222341367145725981极差之和7平均极差1.4RRR结论的正确性80%GageR&R48极差法能够潜在的检测出测量系统为不可接受的概率：样本容量为5结论正确性80%样本容量为10结论正确性90%……练习：3min零件号操作员A操作员B极差(A,B)10.850.8020.750.7031.000.9540.450.5550.500.60过程标准差=0.0777GageR&R49计算结果GageR&R50均值—极差法：●是一种可同时对测量系统提供重复性和再现性的评估值的研究方法。●与极差法不同，它可以将测量系统的变差分成两个部分：重复性再现性●不能确定他们两者之间的交互作用。均值-极差法GageR&R51均值-极差（X-R）法是确定测量系统的重复性和再现性的数学方法，主要步骤如下：1选择3个测量人（A,B,C）和10个测量样品(典型)。●测