MSA測(cè)量系統(tǒng)分析.ppt

1、1,測(cè)量系統(tǒng)分析,1. 概要 2. 用語(yǔ)和概念 3. 測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo) 4. 事前準(zhǔn)備事項(xiàng) 5. 計(jì)量型數(shù)據(jù) R&R 6. 計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù) R&R 7. 測(cè)量系統(tǒng)改善事例,2,學(xué)習(xí)目的,測(cè)量系統(tǒng)分析的必要性 基本測(cè)量用語(yǔ)的理解 測(cè)定PROCESS中變動(dòng)要因的分析 使用MINITAB可分析測(cè)量能力 熟悉測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法,3,1. 概要,測(cè)量是？ - 為了表示對(duì)特定屬性的關(guān)系， 給事物付予數(shù)值,為什么要進(jìn)行測(cè)量 - 為了對(duì)PROCESS給予更好的理解 - 對(duì)事實(shí)的正確理解 - 提供正確的意思決定的基礎(chǔ)等,我們無(wú)法評(píng)價(jià)我們不知道的 如果我們不能用數(shù)值表示，實(shí)際就等于不知道 只有正確地認(rèn)識(shí)，才能進(jìn)行管理

2、我們無(wú)法管理時(shí)，只能依靠運(yùn)氣 - The Vision of Six Sigma (Mikel J. Harry),4,為什么要進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析,測(cè)定并非絕對(duì)的，它們測(cè)定PROCESS的結(jié)果與 其它PROCESS一樣具有變動(dòng) 可以知道測(cè)量系統(tǒng)分析在全體PROCESS變動(dòng)中的 占有率為多少？,為了分析實(shí)際PROCESS變動(dòng)，首先應(yīng)明確測(cè)量系統(tǒng)引起的變動(dòng)，并與PROCESS變動(dòng)分離。,+,=,5,因測(cè)量引起的變動(dòng)有多大？ 測(cè)量變動(dòng)的要因是什么？ 經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間后測(cè)量系統(tǒng)是否穩(wěn)定？ 發(fā)生PROCESS的改善，低下時(shí)是否能夠探知？ 是否可以適用的測(cè)量系統(tǒng)？ 如何改善測(cè)量系統(tǒng)？,學(xué)習(xí)這張后大家 可以對(duì)以下

3、提問(wèn) 非常自信地回答。,6,2. 用語(yǔ)和概念,正確度(Accuracy) 測(cè)量值的平均值和真值的 一致程度 真值 理論上的正確的值 偏差(Bias) 測(cè)量值的平均的真值的差 精密度(Precision) 測(cè)量系統(tǒng)的總變動(dòng)(Variation) 構(gòu)成要素 重復(fù)性(Repeatability) 再現(xiàn)性(Reproducibility),穩(wěn)定性 (Stability) 測(cè)量值的分布對(duì)其平均及標(biāo)準(zhǔn)偏差經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間仍保持一致及可預(yù)測(cè)的程度 無(wú)急劇的變化，周期性,7,正確度和偏差,測(cè)定器的正確度 觀測(cè)值的平均和真值的差異程序 正確度是針對(duì)事實(shí)或中心而言. 偏差 測(cè)定裝備的偏差：因測(cè)定裝備的差異造成的偏差（工

4、程內(nèi)變動(dòng)） 測(cè)定者的偏差：因測(cè)定者的差異造成的偏差（工程間變動(dòng)）,8,精密度(Precision),重復(fù)性( Repeatability) 測(cè)量系統(tǒng)的固有變動(dòng) 在同一條件下，反復(fù)測(cè)量同一對(duì)象 同一測(cè)定者 同一設(shè)置 同一測(cè)定器 同一環(huán)境條件 又稱(chēng)重復(fù)試驗(yàn)錯(cuò)誤或變動(dòng),再現(xiàn)性( Reproducibility) 在相同條件下不同測(cè)定者測(cè)定 不同測(cè)定者 相同設(shè)備 相同測(cè)定器 相同環(huán)境條件 由不同測(cè)定者得出的測(cè)定值的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差推定,精密度 = 重復(fù)性 + 再現(xiàn)性 Gage R&R 調(diào)查將精密度計(jì)數(shù)化,9,重復(fù)性(Repeatibility),同一個(gè)評(píng)價(jià)者利用一個(gè)測(cè)定器具多次使用時(shí)顯示的測(cè)定上的變動(dòng)，

5、自動(dòng)化的測(cè)定裝置的重復(fù)能力也可視為評(píng)價(jià)者包括在此,10,再現(xiàn)性(Reproducibility),同一測(cè)量裝置由多數(shù)評(píng)價(jià)者使用時(shí)測(cè)量平均值顯示的變動(dòng),11,穩(wěn)定性,精確度或精密按時(shí)間變化產(chǎn)生的差異評(píng)價(jià),時(shí)點(diǎn)1,時(shí)點(diǎn)2,真值,時(shí)點(diǎn)1,時(shí)點(diǎn)2,穩(wěn)定性好,穩(wěn)定性不好,12,3. 測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo),測(cè)量精密度,分散,重復(fù)性,再現(xiàn)性,標(biāo)準(zhǔn)偏差,精密度,散布,正確度,平均,偏差,測(cè)量誤差的分解,測(cè)量誤差 =精密度 + 正確度,13,精密度評(píng)價(jià)基準(zhǔn),14,正確度評(píng)價(jià)基準(zhǔn),判定基準(zhǔn),判定,正確性 穩(wěn)定性 直線性,PROCESS 變動(dòng)對(duì)比1%未滿,非常適合,PROCESS 變動(dòng)對(duì)比15%未滿,適合,PROCES

6、S 變動(dòng)對(duì)比510%未滿,普通,區(qū)分,PROCESS 變動(dòng)對(duì)比10%未滿,壞,15,正確度不好時(shí)如何矯正？精密度不好時(shí)如何矯正？,正確度是平均的偏移問(wèn)題，可變更計(jì)策器的校正周期或測(cè)定方法及程序，進(jìn)行改善。 精密度是散布的問(wèn)題，可改善測(cè)量?jī)x或測(cè)量方法，或者通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行改善。,16,計(jì)測(cè)器應(yīng)具有適當(dāng)?shù)蔫b別力(Discrimination). 應(yīng)能夠判斷規(guī)格幅和全體工程變動(dòng)二者中 小的的1/10以下。 例）允許公差：1.0 計(jì)策器鑒別力:0.1,鑒別力不好,鑒別力好,測(cè)量單位如果大于PROCESS的標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí) 對(duì)統(tǒng)計(jì)分析會(huì)有惡劣的影響.,17,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,

7、13,用只表示Cm的尺測(cè)定,考慮的事項(xiàng) 只有剛好在1,2,3.11,12,13數(shù)字一致的位置上是真值,在數(shù)字間的測(cè)定值, 10.3cm需要0.3的推定.10.3具有正確的兩位數(shù)(“10”)和推定的一位數(shù)(“0.3”).測(cè)量值不能記錄為10.31或10.314.且也不能記錄為10.30,10.300,10.300.因?yàn)檫@種測(cè)量器最多只能有三位數(shù),但有可能誤導(dǎo)數(shù)據(jù)使用者以為可測(cè)定4位,5位.,表示測(cè)量單位時(shí)注意點(diǎn),18,用語(yǔ)整理,區(qū) 分,內(nèi) 容,MINITAB使用手冊(cè),穩(wěn)定性,測(cè)量經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后能保證正確的 履行程度 在時(shí)間,空間變化的環(huán)境中測(cè)定同 一制品時(shí)發(fā)生的變動(dòng),Gage Linerity

8、and Accuracy,直線性,在測(cè)量器的測(cè)量范圍內(nèi)超出測(cè)量的一 貫性的變動(dòng),正確性,測(cè)量平均值和基準(zhǔn)值間的差異變動(dòng),重復(fù)性,同一測(cè)量者用同一測(cè)量器測(cè)定同一制品 時(shí)發(fā)生的測(cè)量器變動(dòng),Gage R&R Study,再現(xiàn)性,多數(shù)的測(cè)量者用同一測(cè)量器測(cè)定同一 制品時(shí)發(fā)生的測(cè)量者變動(dòng),部品間變動(dòng),非測(cè)量器或測(cè)量者的誤差,是樣品本身 的誤差造成的樣品間的變動(dòng),正 確 度,精 密 度,19,練習(xí) : 正確度 vs 精密度,看下面 4個(gè)圖評(píng)價(jià)正確度和精密度,在BOX內(nèi)作正確的標(biāo)志,20,4. 事前準(zhǔn)備事項(xiàng),CTQ(Y) 或主要的 Xs是否包含在測(cè)定內(nèi)容? 決定測(cè)量什么 - 數(shù)據(jù)的類(lèi)型是? - 是否已經(jīng)有數(shù)

9、據(jù)? - 數(shù)據(jù)是否充分? - 用數(shù)據(jù)要做什么? 制定如何測(cè)量的測(cè)定程序書(shū) - 應(yīng)文書(shū)化 無(wú)論是誰(shuí)測(cè)定必需得到相同結(jié)果 Blind Measurement 的實(shí)行方法及確保標(biāo)準(zhǔn)間的推定性,Blind Measurement是? 測(cè)量者并不知道要 評(píng)價(jià)自己的測(cè)定,測(cè)量者應(yīng)是平時(shí)擔(dān)任測(cè)量的人員,21,數(shù)據(jù)SHEET 準(zhǔn)備,22,5. 計(jì)量型數(shù)據(jù) R&R,一般事項(xiàng) 一般對(duì)23名作業(yè)者實(shí)施 一般以10個(gè)部品為對(duì)象測(cè)定 一般反復(fù)測(cè)定23次,程序 (1) 選擇可代表工程長(zhǎng)期變動(dòng)的樣本10個(gè) (2) 確認(rèn)測(cè)量器的檢校正 (3) 第一個(gè)作業(yè)者隨機(jī)地選擇樣本后測(cè)定(Blind Measurement) (4) 第

10、二個(gè)作業(yè)者用相同方法(與第一作業(yè)者相同) (5) 用同樣的方法反復(fù)必要的次數(shù)(最少2次) (6) 得到的數(shù)據(jù)輸入到MINITAB分析 (7) 決定后續(xù)措施,23,樣本的選定,樣本一般為10個(gè)左右,但必須能夠代表工程的散布.,樣本如果選擇接近工程平均的時(shí)測(cè)定能力評(píng)價(jià)指標(biāo)會(huì)比實(shí)際的差.,樣本比工程散布大的范圍抽取時(shí) 測(cè)定能力評(píng)價(jià)指標(biāo)顯示為比實(shí)際好,24,利用MINITAB的分析,例) 對(duì)10個(gè)Sample由3個(gè)測(cè)定者反復(fù)2次測(cè)定,1,1,0.65,0.60,1,2,0.55,0.55,1,3,0.50,0.55,2,1,1.00,1.00,2,2,1.05,0.95,2,3,1.05,1.00,3

11、,1,0.85,0.80,3,2,0.80,0.75,3,3,0.80,0.80,4,1,0.85,0.95,4,2,0.80,0.75,4,3,0.80,0.80,5,1,0.55,0.45,5,2,0.40,0.40,5,3,0.45,0.50,6,1,1.00,1.00,6,2,1.00,1.05,6,3,1.00,1.05,7,1,0.95,0.95,7,2,0.95,0.90,7,3,0.95,0.95,8,1,0.85,0.80,8,2,0.75,0.70,8,3,0.80,0.80,9,1,1.00,1.00,9,2,1.00,0.95,9,3,1.05,1.05,10,1,0.

12、60,0.70,10,2,0.55,0.50,10,3,0.85,0.80,Pat 測(cè)定者 測(cè)定(1) 測(cè)定(2),Pat 測(cè)定者 測(cè)定(1) 測(cè)定(2),Pat 測(cè)定者 測(cè)定(1) 測(cè)定(2),25,數(shù)據(jù)輸入到MINITAB,選擇ANOVA方式,選擇ANOVA方式,設(shè)定為5.15,輸入公差,Xbar and R方法分析 part to part, 重復(fù)性,再現(xiàn)性 ANOVA方法是part to part, 重復(fù)性,再現(xiàn)性分析的基礎(chǔ)上,追加分析因operator-by-part引起的變動(dòng),Stat Quality Tools Gage R&R Study(Crossed),26,MINITAB

13、支援的測(cè)量系統(tǒng)分析菜單,對(duì)多個(gè)PART,可比較根據(jù)測(cè)定值的測(cè)定值的變動(dòng)和測(cè)定者間的測(cè)定值的變動(dòng),評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的直線性和正確性,評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性適用于對(duì)多個(gè)PART, 多個(gè)測(cè)定者測(cè)定多次的情況,評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性.適用于對(duì)各個(gè)PART由一名測(cè)定者測(cè)定的情況,特別適用于破壞檢查.,在現(xiàn)在例題中 Gage R&R(Crossed)較適合,27,MINITAB分析結(jié)果圖表的解釋 (1),“選定的樣本是否如實(shí) 反映工程的散布?”,如果這值均一時(shí)樣本不 能如實(shí)反映工程的散布,28,MINITAB分析結(jié)果圖表的解釋(2),“作業(yè)者間是否有有意差 ”,29,MINITAB分析結(jié)果圖表的解

14、釋(3),按照樣本各個(gè)作 業(yè)者測(cè)定是否不同?,30,MINITAB分析結(jié)果圖表的解釋(4),“全體散布中 R&R占 據(jù)的比重是否充分? ”,31,MINITAB分析結(jié)果圖表的解釋(5),“作業(yè)者重復(fù)測(cè)定值穩(wěn)定” 但測(cè)定者間有差異,極差圖 所有點(diǎn)都應(yīng)該在控制限之內(nèi)。這表示測(cè)量試驗(yàn)中沒(méi)有非常規(guī)值。使用這個(gè)圖來(lái)了解某些操作員是否比其它人更具可重復(fù)性,32,MINITAB分析結(jié)果圖表的解釋(6),“識(shí)別不同的部品 的能力是否充分”,X均值圖 大多數(shù)點(diǎn)在控制線之外.這是件好事！X均值圖上的控制線之外的點(diǎn)表示操作員始終能夠區(qū)別不同的部件。 (控制限從測(cè)量誤差計(jì)算出來(lái)。測(cè)量誤差越小，控制限越窄。),33,T

15、wo-Way ANOVA Table With Interaction Source DF SS MS F P S/N 9 2.05871 0.228745 39.7178 0.000 Opr 2 0.04800 0.024000 4.1672 0.033 S/N * Opr 18 0.10367 0.005759 4.4588 0.000 Repeatability 30 0.03875 0.001292 Total 59 2.24913 Gage R&R %Contribution Source VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 0.0044375 1

16、0.67 Repeatability 0.0012917 3.10 Reproducibility 0.0031458 7.56 Opr 0.0009120 2.19 Opr*S/N 0.0022338 5.37 Part-To-Part 0.0371644 89.33 Total Variation 0.0416019 100.00 Study?Var %Study?Var %Tolerance Source StdDev (SD) (5.15?*?SD) (%SV) (SV/Toler) Total Gage R&R 0.066615 0.34306 32.66 34.31 Repeata

17、bility 0.035940 0.18509 17.62 18.51 Reproducibility 0.056088 0.28885 27.50 28.89 Opr 0.030200 0.15553 14.81 15.55 Opr*S/N 0.047263 0.24340 23.17 24.34 Part-To-Part 0.192781 0.99282 94.52 99.28 Total Variation 0.203965 1.05042 100.00 105.04 Number of Distinct Categories = 4,MINITAB分析結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo)值的解釋,測(cè)定者*Pa

18、rt 是有意的 (ANOVA Table中 Part是非常有意的,測(cè)定者及測(cè)定者*Part應(yīng)是非有意的),再現(xiàn)性存在問(wèn)題,明確區(qū)分級(jí)別數(shù),34,Gage Run Chart,Stat Quality Tools Gage Run Chart,可比較對(duì)各個(gè) Part因測(cè)定的變動(dòng)和測(cè)定者間的測(cè)定值的變動(dòng),看Gage Run Chart時(shí)可容易分析特定作業(yè)者的測(cè)定習(xí)慣,特定部品測(cè)定時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題等,在這里重要的是重復(fù)性,35,Gage Linearity and Accuracy Study,Gage Linearity Study可看出測(cè)定值如何正確反映測(cè)定值的預(yù)想范圍,并可看出測(cè)定器對(duì)測(cè)定的所有對(duì)

19、象的大小是否具有相同的正確度. Gage Accuracy Study是調(diào)查真值和測(cè)定值間的差異,與真值比較時(shí)測(cè)定值正確的程度,例 某一工廠的監(jiān)督者選擇了五個(gè)代表測(cè)定預(yù)想范圍的五個(gè)部品.為決定各個(gè)部品的參考值,進(jìn)行了設(shè)計(jì)精密測(cè)定.且由一個(gè)作業(yè)者任意對(duì)各個(gè)制品反復(fù)測(cè)定了 12次 為調(diào)查工程變動(dòng)進(jìn)行了使用 ANOVA 方法的 Gage R&R .,36,37,Stat Quality Tools Gage Linearity Study,應(yīng)知道部品別 真值和散布,真值,14.1941是從哪里求的呢?,38,StdDev Study Var %Study Var Source (SD) (5.15*

20、SD) (%SV) Total Gage R&R 0.23894 1.2305 8.67 Repeatability 0.23894 1.2305 8.67 Part-to-Part 2.74576 14.1407 99.62 Total Variation 2.75613 14.1941 100.00,Gage R&R(Crossed)中用 ANOVA方法可求出.,PROCESS的總變動(dòng)值,39,結(jié)果,因直線性引起的 引GAGE的變動(dòng)是 全體工程變動(dòng) 的13.167%,此計(jì)策器根據(jù)測(cè)定區(qū)間,誤差的符號(hào)及值變?yōu)榫€性, 誤差的大部分為線性,因此需要恰當(dāng)?shù)男Ｕ?,因正確度的此 GAGE的變動(dòng)是 全

21、體工程變動(dòng) 中0.4%,40,計(jì)量型數(shù)據(jù) R&R 實(shí)習(xí),準(zhǔn)備事項(xiàng) 4人 1組 管理者 1名 記錄者 1名 測(cè)定者 2名 杯子: 10個(gè)/組 卡尺: 1個(gè)/組 實(shí)習(xí)時(shí)間30分 發(fā)表 : 10分/組,41,6. 計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù) R&R,使用計(jì)數(shù)型 R&R的理由,為了了解與交接班或機(jī)器無(wú)關(guān)的情況下檢查者在同一基準(zhǔn)下 對(duì)良品與不良品的判斷基準(zhǔn)是否明確? 為確認(rèn)檢查者的一貫性 為確認(rèn)檢查者判定是否與真實(shí)一致 - 作業(yè)者將實(shí)際不良品判定為良品的頻率 - 作業(yè)者將實(shí)際良品判定為不良品的頻率 為了知道如下事項(xiàng) - 需要訓(xùn)練的部分 - 標(biāo)準(zhǔn)程序不足的部分,42,數(shù)據(jù)收集的范圍是? - 適合品 50%,不適合品 50

22、%為對(duì)象 40%明確的適合品, 40%為確實(shí)的不適合品 20%收集的是不容易區(qū)別的 數(shù)據(jù)需要收集多少? - 一般需要收集 100個(gè)左右. 檢查者數(shù) 樣品數(shù) 各樣品的反復(fù)評(píng)價(jià) 3 50 100 2以上 測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)是多少? - 一般計(jì)數(shù)型 MSA的目標(biāo)是90% ,或具有90%以上的再現(xiàn)性和反復(fù)性,43,再作業(yè),檢查,OK,NG,NO,YES,廢棄金額,大,小,一致性判定基準(zhǔn) 90%,一致性判定基準(zhǔn)95%,一致性判定基準(zhǔn)100%,按照再作業(yè)與否與廢棄金額大,小的判定基準(zhǔn),44,12個(gè)部品,3名檢查者,反復(fù)2次后 收集了如下數(shù)據(jù),45,Stat Quality Tools Attribute

23、Gage R&R Study,利用MINITAB計(jì)算,在MINITAB的 Work sheet輸入如下數(shù)據(jù),46,輸入測(cè)定結(jié)果,輸入部品號(hào),輸入測(cè)定者,已知部品真值時(shí)輸入,47,結(jié)果解釋,Within Appraisers Assessment Agreement Appraiser #Inspected #Matched Percent 95 % CI 1 12 10 83.33 (51.59, 97.91) 2 12 6 50.00 (21.09, 78.91) 3 12 8 66.67 (34.89, 90.08),測(cè)定者具有一貫性地評(píng)價(jià)的次數(shù),測(cè)定者,檢查數(shù),測(cè)定者具有一貫性地評(píng)價(jià)的%

24、,這里 # Matched是? 表示測(cè)定者對(duì)同一部品反復(fù)測(cè)定2次時(shí)的一致性,48,Each Appraiser vs Standard Assessment Agreement Appraiser #Inspected #Matched Percent 95 % CI 1 12 9 75.00 (42.81, 94.51) 2 12 5 41.67 (15.17, 72.33) 3 12 8 66.67 (34.89, 90.08) # Matched: Appraisers assessment across trials agrees with the known standard,測(cè)定者

25、測(cè)定的與真值相同的次數(shù),測(cè)定者,測(cè)定者測(cè)定的與真值相同的%,這里 # Matched是? 表示測(cè)定者的測(cè)定值與真值相同的一致性.,檢查數(shù),49,Assessment Disagreement Appraiser #良品/不良 Percent #不良/良品 Percent #Mixed Percent 1 1 16.67 0 0.00 2 16.67 2 1 16.67 0 0.00 6 50.00 3 0 0.00 0 0.00 4 33.33 # 良品 / 不良 : Assessments across trials = 良品 / standard = 不良 . # 不良 / 良品 : As

26、sessments across trials = 不良 / standard = 良品 . #?Mixed: Assessments across trials are not identical. .,真值為不良但判斷 為良品的數(shù)/%,真值為良品但判斷 為不良的數(shù)/%,以同一部品測(cè)定者的判斷良,不良混亂的數(shù)/%,不良流出的狀態(tài),50,Between Appraisers Assessment Agreement #Inspected #Matched Percent 95 % CI 12 4 33.33 (9.92, 65.11) # Matched: All appraisers ass

27、essments agree with each other.,檢查數(shù),這里 # Matched是? 所有測(cè)定者測(cè)定各部品時(shí)的一致性,所有測(cè)定者測(cè)定結(jié)果相同的次數(shù)/ %,一致性不超過(guò)90%,需要及時(shí)改善,51,All Appraisers vs Standard Assessment Agreement #Inspected #Matched Percent95 % CI 12 4 33.33 (9.92, 65.11) # Matched: All appraisers assessments agree with the known standard.,檢查數(shù),這里 # Matched是? 所有測(cè)定者測(cè)定值與真值的一致性,所有測(cè)定者測(cè)定值與真值相同的次數(shù) / %,一致性不超過(guò)90%,需要及時(shí)改善,52,結(jié)果圖表,測(cè)定者一貫性評(píng)價(jià)程度用95%置信區(qū)間表現(xiàn),對(duì)真值的測(cè)定者的一致性表現(xiàn)為95%置信區(qū)間,在這里2號(hào)測(cè)定者對(duì)自己的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)模糊,連真值也無(wú)法區(qū)分,53,7.測(cè)量系統(tǒng)改善事例,GAGE,R&R,推進(jìn)內(nèi)容,區(qū),分,BASE,LINE,M,階段,I,階段,向上率(%),TOTAL,GAGE,R&R,%,Contribution,4,4,.,0,3,2,3,