MSA培訓(xùn)資料(PPT 70頁)

1、MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析1w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang誤差及誤差及能力能力分析分析MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析2w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量系統(tǒng)分析的目的 測量系統(tǒng)分析的目的是確定所使用的數(shù)據(jù)是否可靠 測量系統(tǒng)分析還可以： 評估新的測量儀器 將兩種

2、不同的測量方法進行比較 對可能存在問題的測量方法進行評估 確定并解決測量系統(tǒng)誤差問題MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析3w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang數(shù)據(jù)的質(zhì)量 數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于從處于穩(wěn)定條件下進行操作的測量系統(tǒng)中，多次測量的統(tǒng)計特性，如：假設(shè)使用某一在穩(wěn)定條件下操作的測量系統(tǒng)對某一特定特性值進行了幾次測量，如果這些測量值均與該特性的參考值（master value）“接近”），那么，數(shù)據(jù)的質(zhì)量被稱為“高”；同樣，如果部份或所有的測

3、量值與參考值相差“很遠”，則數(shù)據(jù)的質(zhì)量很“低”MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析4w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang描述測量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計特性 通常用來描述測量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計特性是某測量系統(tǒng)的偏倚（Bias）和變差（variance）。 被稱為偏倚的統(tǒng)計特性指的是數(shù)據(jù)值相對于參考（基準(zhǔn)）值的位置。 被稱為變差的特性指的是數(shù)據(jù)的分布寬度。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析5w w w . t u v . c o m copy right re

4、served by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang低質(zhì)量數(shù)據(jù)的原因和影響 低質(zhì)量數(shù)據(jù)的普遍原因之一是變差太大 一組數(shù)據(jù)中的變差多是由于測量系統(tǒng)及其環(huán)境的相互作用造成的。 如果相互作用產(chǎn)生的變差過大，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會太低，從而造成測量數(shù)據(jù)無法利用。如：具有較大變差的測量系統(tǒng)可能不適合用于分析制造過程，因為測量系統(tǒng)的變差可能掩蓋制造過程的變差。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析6w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdi

5、ted by Mr. Anderson Zhang有關(guān)測量數(shù)據(jù)的常見問題什么是測量？ 將一個未知量與一個已知的或已經(jīng)接受的參照值進行的比較為什么我們需要測量數(shù)據(jù)？ 我們使用測量數(shù)據(jù)來判斷產(chǎn)品是否合格，制定有關(guān)過程管理的決策。 我接受這件產(chǎn)品嗎？ 過程是很好，還是需要進行調(diào)整？我們對測量數(shù)據(jù)有什么期望？ 準(zhǔn)確性：數(shù)據(jù)必須告訴我們真相！ 重復(fù)性：重復(fù)測量必須產(chǎn)生同樣的結(jié)果！ 再現(xiàn)性：結(jié)果不應(yīng)該受檢驗員的影響。什么是測量儀器？ 用來進行測量的任何儀器。什么是檢驗員（或者鑒定人）？ 使用測量儀器進行測量的個人或裝置MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析7w w w . t u v . c o m copy r

6、ight reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang有關(guān)測量數(shù)據(jù)的常見問題 測量系統(tǒng)：不僅指量具。 測量系統(tǒng)包括：人（及其培訓(xùn)）、過程（測量程序）、設(shè)備（量具或測量工具）、系統(tǒng)的控制點、及所有這些因素的相互作用。 測量總偏差： 總的觀察偏差=過程偏差+測量系統(tǒng)偏差 測量是一個能影響所觀察值的中心值和偏差的過程。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析8w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr

7、. Anderson Zhang過程變差剖析長期過程變差短期抽樣產(chǎn)生的變差實際過程變差穩(wěn)定性線性重復(fù)性重復(fù)性偏倚 量具變差操作員造成的變差測量誤差過程變差觀測值“重復(fù)性” 和 “再現(xiàn)性” 是測量誤差的主要來源再現(xiàn)性再現(xiàn)性過程變差MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析9w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量儀器分辨率（測量儀器的分辨率必須小于或等于規(guī)范或過程誤差的10%）測量儀器分辨率可定義為測量儀器能夠讀取的最小測量單位?？纯聪旅娴牟考嗀和

8、部件B，它們的長度非常相似。測量分辨率描述了測量儀器分辨兩個部件的測量值之間的差異的能力。部件AA=2.5B=2.0A=2.40B=2.10因為上面刻度的分辨率比兩個部件之間的差異要大，兩個部件將出現(xiàn)相同的測量結(jié)果。第二個刻度的分辨率比兩個部件之間的差異要小，部件將產(chǎn)生不同的測量結(jié)果。部件A部件B部件BMSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析10w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量系統(tǒng)的有效分辨率（ discrimination）要求不低于

9、過程變差或允許偏差（ tolerance）的十分之一零件之間的差異必須大于最小測量刻度極差控制圖可顯示分辨率是否足夠 看控制限內(nèi)有多少個數(shù)據(jù)分級不同數(shù)據(jù)分級(ndc)的計算為 零件的標(biāo)準(zhǔn)偏差/ 總的量具偏差* 1.41. 一般要求它大于5才可接受直尺直尺卡尺卡尺千分尺千分尺1010101510.510.05MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析11w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang分辨率不足的表現(xiàn) 在過程變差的SPC極差圖上可看出分辨力不足

10、： 當(dāng)極差圖中只有一、二或三種可能的極差值在控制界限內(nèi)時。 如果極差圖顯示有四種可能的極差值在控制界限內(nèi)，且超過1/4以上的極差值為零。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析12w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang敏感度/有效解析度（Sensitivity） 敏感度是指能產(chǎn)生一個可檢測到（有用的）輸出信號的最小輸入。它是測量系統(tǒng)對被測特性變化的回應(yīng)。敏感度由量具設(shè)計（分辨力）、固有質(zhì)量（OEM）、使用中保養(yǎng)，以及儀器操作條件和標(biāo)準(zhǔn)來確定。它通

11、常被表示為一測量單位。 影響敏感度的因素包括： 一個儀器的衰減能力 操作者的技能 測量裝置的重復(fù)性 對于電子或氣動量具，提供無漂移操作的能力 儀器使用所處的條件，例如：大氣條件、塵土、濕度MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析13w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度(Accuracy)準(zhǔn)確度(Accuracy) 測量的平均值是否與真值吻合?真值(True Value): 理論上正確的值 國際度量衡標(biāo)準(zhǔn)偏倚（Bias) 測量值的均值

12、與真值的距離 測量系統(tǒng)持續(xù)地偏離目標(biāo) 系統(tǒng)錯誤MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析14w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson ZhangBIAS 測量結(jié)果的平均值與參測量結(jié)果的平均值與參考值的差異考值的差異. 參考值（reference-value）是一個預(yù)先認(rèn)定的參考標(biāo)準(zhǔn). 該標(biāo)準(zhǔn)可用更高一級測量系統(tǒng)測量的平均值來確定(例如：高一級計量室)觀測平均值參考值偏倚偏倚BIAS MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析15w w w . t u v . c o m c

13、opy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson ZhangX1=0.75mmX6=0.8mmX2=0.75mmX7=0.75mmX3=0.8mmX8=0.75mmX4=0.8mmX9=0.75mmX5=0.65mmX10=0.7mm同一操作者對同一工件測量10次如果參考標(biāo)準(zhǔn)是 0.80mm. 過程變差為0.70mm = 0.75Bias = 0.75-0.8= -0.05% Bias=1000.05/0.70=7.1%表明表明 7.1% 的過程變差是偏倚的過程變差是偏倚 BIASXX10偏倚偏倚BIA

14、S 實例實例:MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析16w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang準(zhǔn)確度的問題可以通過校準(zhǔn)來探測.偏倚也可以與過程的容差相比較判斷準(zhǔn)確度的簡單標(biāo)準(zhǔn)為. 小于過程變差或容差的 1%, 可認(rèn)為是精確的. 小于過程變差或容差的 1% 則需要研究和調(diào)整測量系統(tǒng), 或者臨時用補償值來修正以后的測量值偏倚的研究還可以通過作圖的方式來進行, 即作出直方圖, 然后根據(jù)經(jīng)驗判斷是否可以接受.偏倚的研究還可以通過計算置信區(qū)間來判斷是否可

15、以接受測量平均值測量平均值 參考值參考值x (100)容差寬度容差寬度MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析17w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang0.650.700.750.80012345WidthFrequency作圖分析MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析18w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderso

16、n Zhang偏倚研究的分析 如果偏倚在統(tǒng)計上不等于0，檢查是否存在以下原因： 基準(zhǔn)件或參考值有誤檢查確定標(biāo)準(zhǔn)件的程序 儀器磨損維修 儀器所測量的特性有誤 儀器沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)對校準(zhǔn)程序進行評審 評價者使用儀器的方法不正確對測量指導(dǎo)書進行評審MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析19w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang偏倚的調(diào)整 如果偏倚不等于零，應(yīng)采用硬體修正法和軟體修正法對量具進行重新校準(zhǔn)以達到零偏倚；如果偏倚不能調(diào)整為零，通過變更程序

17、（每個讀值根據(jù)偏倚進行修正）還可繼續(xù)使用該測量系統(tǒng)。由于存在評價誤差這一高度風(fēng)險，因此這種方法只能在取得顧客同意后方可使用。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析20w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang線性 在量具正常工作量程內(nèi)的偏倚變化量 多個獨立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關(guān)系 是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差構(gòu)成MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析21w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rhei

18、nland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang 線性的探測可以在校準(zhǔn)時進行 線性的好壞可以通過作圖來顯示 線性的研究也可以通過數(shù)據(jù)分析來進行, 即用最小二乘法來計算最佳的擬合直線, 再用假設(shè)檢驗來驗證其線性是否可以接受.MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析22w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang線性誤差的原因 造成線性誤差的可能原因如下： 儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期 儀器、設(shè)備或夾具的磨損 維

19、護保養(yǎng)不好空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差最小/最大MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析23w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang在一段時間內(nèi)，測量結(jié)果的分布無論是均值還是標(biāo)準(zhǔn)偏差都保持不變和可預(yù)測的通過較長時間內(nèi)，用被監(jiān)視的量具對相同的標(biāo)準(zhǔn)或 標(biāo)準(zhǔn)件的同一特性進行測量的總變異來監(jiān)視可用時間走勢圖進行分析穩(wěn)定性（穩(wěn)定性（Stability）時間-1時間-2時間穩(wěn)定性量值MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析24

20、w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang穩(wěn)定性的判定 確定參考值 長期抽樣：例如每班5件抽20個班 做出穩(wěn)定性的均值極差控制圖 如測量過程處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒有明顯的特殊原因結(jié)果發(fā)生，則判定穩(wěn)定性合格。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析25w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang造成不穩(wěn)定的

21、可能因素（一） 儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期 儀器、設(shè)備或夾具的磨損 正常的老化或損壞 維護保養(yǎng)不好：空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析26w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang造成不穩(wěn)定的可能因素（二） 儀器質(zhì)量不好設(shè)計或符合性 儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計或方法 不同的測量方法作業(yè)準(zhǔn)備、載入、夾緊、技巧 變形（量具或零件） 環(huán)境變化溫度、濕度、振動、

22、清潔 錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差（易讀性、視差）MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析27w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang校 準(zhǔn) 對比一個已知的真實值檢查測量系統(tǒng)或相對于一個已知的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整量具以至讀數(shù)正確。 所有的測量系統(tǒng)需要校準(zhǔn)： 校準(zhǔn)時可參考量具制造者的建議。 定期對操作員培訓(xùn)考核。 相關(guān)軟件。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析28w w w . t u v . c o m copy rig

23、ht reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang精確性（重復(fù)性和再現(xiàn)性） 精確性描述了測量系統(tǒng)的偏差 可重復(fù)性偏差由量具本身造成；（測量系統(tǒng)內(nèi)部變差） 可再現(xiàn)性偏差由測量者的技巧造成；（測量系統(tǒng)之間或條件之間的變差）測量系統(tǒng)=重復(fù)性+再現(xiàn)性MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析29w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量系統(tǒng)內(nèi)在的變異性基于重復(fù)測量的數(shù)據(jù)

24、，用分組后組內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差來估算 小于測量系統(tǒng)的總變差G 重復(fù)性重復(fù)性指同指同一一 人使用同一測量工具對同一對人使用同一測量工具對同一對象（產(chǎn)品）的同一特性進行多次測量中產(chǎn)生的變象（產(chǎn)品）的同一特性進行多次測量中產(chǎn)生的變差，用于估計短期的變差差，用于估計短期的變差Master Value精確度：重復(fù)性精確度：重復(fù)性MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析30w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang造成重復(fù)性的可能原因 零件內(nèi)部（抽樣樣本）：形狀、位置

25、、表面光度、錐度、樣本的一致性 儀器內(nèi)部：維修、磨損、設(shè)備或夾具的失效、質(zhì)量或保養(yǎng)不好 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、等級、磨損 方法內(nèi)部：作業(yè)準(zhǔn)備、技巧、歸零、固定、夾持、點密度的變差 評價人內(nèi)部：技巧、位置、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓(xùn)、意識、疲勞MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析31w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang造成重復(fù)性的可能原因（續(xù)） 環(huán)境內(nèi)部：對溫度、濕度、振動、清潔的小幅度波動 錯誤的假設(shè)穩(wěn)定，適當(dāng)?shù)牟僮?缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或方法，一致

26、性不好 量具誤用 失真（量具或零件）、缺乏堅固性 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、觀測誤差（易讀性、視差）MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析32w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang精確度：再現(xiàn)性精確度：再現(xiàn)性測量系統(tǒng)中操作員產(chǎn)生的變異基于不同操作者的測量數(shù)據(jù)，按操作員分組，通過組平均值的差來估。 應(yīng)扣除量具的因素（組內(nèi)變差）比測量系統(tǒng)總變差小OInspector AMaster ValueInspector BInspector CInspector

27、 AInspector BInspector C再現(xiàn)性再現(xiàn)性指不同的人在對同種特性進行測量指不同的人在對同種特性進行測量時產(chǎn)生的變差時產(chǎn)生的變差MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析33w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因 零件之間（抽樣樣本）：使用相同的儀器、操作者和方法測量A、B、C零件類型時的平均差異 儀器之間：在相同零件、操作者和環(huán)境下使用A、B、C儀器測量的平均值差異。注意：在這種情況下，再現(xiàn)性誤差通常還混有

28、方法和/或操作者的誤差。 標(biāo)準(zhǔn)之間：在測量過程中，不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析34w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因（續(xù)） 方法之間：由于改變測量點密度、手動或自動系統(tǒng)、歸零、固定或夾緊方法等所造成的平均值差異。 評價人（操作者）之間：評價人A、B、C之間由于培訓(xùn)、技巧、技能和經(jīng)驗所造成的平均值差異。推薦在為產(chǎn)品和過程鑒定和使用手動測量儀器時使用這種研究方法。MSA測量系統(tǒng)分析測量

29、系統(tǒng)分析35w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因（續(xù)） 環(huán)境之間：在經(jīng)過1、2、3等時段所進行的測量，由于環(huán)境周期所造成的平均值差異。這種研究常用在使用高度自動化測量系統(tǒng)對產(chǎn)品和過程的鑒定。 研究中的假設(shè)有誤 缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或方法。 操作者培訓(xùn)的有效性。 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、觀測誤差（易讀性、視差）MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析36w w w . t u v . c o m copy right reser

30、ved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備工作 確定要測量的對象 確定評價人的人數(shù)，抽樣零件的數(shù)量 重復(fù)測量的次數(shù) 評價人的選擇 樣件的選擇 儀器有足夠的分辨率 確定測量程度MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析37w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量系統(tǒng)分析的兩個階段 階段一：理解測量過程，確定它是否滿足要求？ 第一階段是驗證測量系統(tǒng)是否滿

31、足其設(shè)計規(guī)范要求。此外驗證是否存在任何與測量相互依賴的重要環(huán)境問題。 第一階段驗證的結(jié)果可能說明操作環(huán)境不會對整個測量系統(tǒng)變差產(chǎn)生重大影響。另外，與重復(fù)性和再現(xiàn)性要素相比較，測量裝置的偏倚和線性影響應(yīng)該較小。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析38w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量系統(tǒng)分析的兩個階段（續(xù)） 階段二：隨著時間推移，測量系統(tǒng)是否能持續(xù)滿足要求？ 從階段一所得到知識應(yīng)該被用于改進第二階段的測量。例如，如果在整個測量系統(tǒng)變差中

32、，重復(fù)性和再現(xiàn)性的影響很大，那么在第二階段中可能要周期性簡單地進行這兩個因素的統(tǒng)計實驗。 第二階段是對變差的主要原因提供持續(xù)的監(jiān)控，從而說明測量系統(tǒng)是持續(xù)可信的，或隨著時間的推移，測量系統(tǒng)是否出現(xiàn)變壞的信號。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析39w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang連續(xù)變理測量系統(tǒng)分析 極差法：短期方法，快速的近似值 均值極差法：長期方法，將變差分解為重復(fù)性和再現(xiàn)性、但不確定兩者的相互作用。 ANOVA分析法：標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計技

33、術(shù)，可將變差分為四類：零件、評價人、零件與評價人之間的相互作用，以及量具造成的重復(fù)誤差。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析40w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang零件操作員1操作員2范圍(R)14222341367145725981范圍之和7平均范圍1.4平均范圍 = = (2+1+1+2+1)/5 = 7/5 = 1.4量具誤差 = 5.15 * /d =5.15 / 1.19 * = 4.33 * = 4.33 * 1.4 = 6.1

34、% Gage R&R = 量具誤差Gage Error / 允差Tolerance = 6.1 / 20 * 100 % = 30.5%零件個數(shù)2個操作員3個操作員4個操作員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快速快速GR&R（極差法（極差法/短期模式）短期模式）d常數(shù)表常數(shù)表允差Tolerance = 20= 最大值-最小值RRRRRMSA測量系統(tǒng)分析測量

35、系統(tǒng)分析41w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang短期模式練習(xí)短期模式練習(xí)PartOperator A Operator BRange12012032203198320620741982015203199Sum of RangesAverage RangeAverage range = R = ( + + + + )/_ = _ / _Gage Error = 5.15 / d * R = 5.15 /_ * R = _ * R = _

36、 * _ = _% Gage R&R = Gage Error / Tolerance = _ / _ * 100 %) = _%Spec range = 185 - 215MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析42w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang計量型數(shù)據(jù)的計量型數(shù)據(jù)的 均值均值- -極差法極差法均值-極差（X-R）法是確定測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的數(shù)學(xué)方法，步驟如下：1 選擇三個測量人（A, B,C）和10個測量樣品。 測量人

37、應(yīng)有代表性，代表經(jīng)常從事此項測量工作的QC人員或生產(chǎn)線人員 10個樣品應(yīng)在過程中隨機抽取，可代表整個過程的變差，否則會嚴(yán)重影響研究結(jié)果。2 校準(zhǔn)量具3 測量，讓三個測量人對10個樣品的某項特性進行測試，每個樣品每人測量 三次，將數(shù)據(jù)填入表中。試驗時遵循以下原則： 盲測原則1：對10個樣品編號，每個人測完第一輪后，由其他人對這10個樣品進行隨機的重新編號后再測，避免主觀偏向。 盲測原則2：三個人之間都互相不知道其他人的測量結(jié)果。4 計算MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析43w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academ

38、y ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測試人BC樣品號第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差 樣品均值12345678910平均值平均值A(chǔ)verage XARAAverage XBRBAverage XCRCRpA計算A測的所有樣品的總平均值XA。同樣方法計算RB, XB, RC, Xc對每個樣品由三個人所測得的9個測試值求平均值，計算這些均值的極差Rp計算A對每個樣品三次測試結(jié)果的極差，然后計算10 個樣品的極差的均值RAMSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析44w w w . t u v . c o m copy right reserv

39、ed by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析R=(RA+RB+RC)/3XDIFF=MaxXA,XB,XC-MinXA,XB,XC重復(fù)性-設(shè)備變差 EV=RK1 再現(xiàn)性-測驗人變差 AV= (XDIFF K2)2-(EV2/nr)過程變差 PV=RP K3R&R= (EV2+AV2)總變差 TV= (R&R2+PV2)%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TVP/T=R&R/Tolerancen=樣品個數(shù)r=每個人對每個樣

40、品的試驗次數(shù)rK1234.563.05K2233.652.70測試人數(shù)nK3789101.821.741.671.62K1=5.15/d*2*AV計算中，如根號下出現(xiàn)負(fù)值，AV取值0MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析45w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson ZhangEV= Equipment Variation (Repeatability)AV= Appraiser Variation (Reproducibility)R&R= Repe

41、atability & ReproducibilityPV= Part VariationTV= Total Variation of R&R and PVK1-Trial, K2-Operator, & K3-Part ConstantsGR&R研究中的名詞研究中的名詞MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析46w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson ZhangGR&R sheetR&R = (EV)2 +

42、(AV)2P/T = 100 x (R&R) / Tolerance% R&R = 100 x(R&R)/TVLong Method 0.1019.1318.91測試人ABC樣品號第1次第2次第3次極差第1次第2次第3次極差第1次第2次第3次極差樣品均值15.325.325.320.005.345.345.360.025.305.345.300.045.3325.445.405.440.045.465.465.480.025.465.405.420.065.4435.485.485.500.025.505.465.480.045.505.505.500.005.4945

43、.205.225.200.025.245.265.260.025.225.225.240.025.2355.245.245.240.005.245.245.260.025.285.245.240.045.2565.525.505.500.025.545.525.560.045.585.545.560.045.5475.385.385.380.005.405.425.440.045.405.365.380.045.3985.345.345.360.025.365.385.380.025.365.345.360.025.3695.445.445.420.025.465.445.440.025.44

44、5.465.420.045.44105.405.405.400.005.405.425.400.025.405.425.400.025.40平均值平均值5.385.375.385.395.395.415.395.385.38RpAverage XA5.37RA0.01Average XB5.40RB0.03Average XC5.39RC0.030.307R=0.02UCLR = (R) X (D4)# trial D4 X diff.=0.02UCLR2 =0.07823.27UCLR3 =0.06232.58Total Tolerance0.5重復(fù)性-Equipment Variation

45、(EV)EV = R X K1# trialK124.56EV =0.07333.05% EV =14.47再現(xiàn)性-Appraiser Variation(AV)AV= (Xdiff. x K2) 2 - (EV)2 / (n x r)OperatorK2n = 樣品個數(shù)23.65AV =0.06r= 測試次數(shù)32.7% AV =12.17過程變差-Process Variation(PV)PV=Rp X K3#PartsK3PV=0.49771.8281.7491.67101.62總變差-Total Variation(TV)TV= (R&R2+PV2)TV=0.506卡尺的R&am

46、p;R研究 Excel 運算MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析47w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang StdDev Study Var %Study Var %ToleranceSource (SD) (5.15*SD) (%SV) (SV/Toler) Total Gage R&R 1.85E-02 0.095449 18.87 19.09 Repeatability 1.42E-02 0.073006 14.44 14.60

47、 Reproducibility 1.19E-02 0.061486 12.16 12.30 Part-to-Part 9.64E-02 0.496646 98.20 99.33 Total Variation 9.82E-02 0.505735 100.00 101.15 Number of distinct categories = 7Minitab 計算計算GR&RXbar-R 均值極差法注：使用同組數(shù)據(jù)Discrim98.218.9=pms*.227.3MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析48w w w . t u v . c o m copy right reserved by T

48、V Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang %ContributionSource VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 0.000459 4.53 Repeatability 0.000231 2.28 Reproducibility 0.000228 2.25 Operator 0.000117 1.16 Operator*Part No 0.000111 1.09 Part-To-Part 0.009670 95.47 Total Variation 0.010129 100.00

49、StdDev Study Var %Study Var %ToleranceSource (SD) (5.15*SD) (%SV) (SV/Toler) Total Gage R&R 0.021430 0.110366 21.29 22.07 Repeatability 0.015202 0.078292 15.11 15.66 Reproducibility 0.015105 0.077789 15.01 15.56 Operator 0.010834 0.055793 10.76 11.16 Operator*Part No 0.010525 0.054205 10.46 10.8

50、4 Part-To-Part 0.098336 0.506430 97.71 101.29 Total Variation 0.100644 0.518317 100.00 103.66 Number of Distinct Categories = 6Minitab 計算計算GR&R-ANOVA 法法TotalrptOpPxOPart22222MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析49w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang% R&am

51、p;RResults 30%測量系統(tǒng)需要改進Gage R&R 判斷原則判斷原則MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析50w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang如果重復(fù)性大于再現(xiàn)性，原因可能是： 儀器需要維修 可能需要對量具進行重新設(shè)計，以獲得更好的嚴(yán)格度 需要對量具的夾緊或固定裝置進行改進 零件內(nèi)變差太大MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析51w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rh

52、einland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang如果再現(xiàn)性大于重復(fù)性，原因可能是： 需要更好的對評價人進行如何使用和判讀該量具儀器的培訓(xùn) 量具校準(zhǔn)，刻度不清晰 某種夾具幫助評價人更一致地使用量具。MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析52w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang短期與長期方法的比較短期與長期方法的比較短期模式短期模式用生產(chǎn)設(shè)備 用生產(chǎn)操作員快速 - 只需幾個樣品(5)無反復(fù)（rep

53、licates）估計總的變差(Total Gage R&R)不能區(qū)分 AV 和EV不能指導(dǎo)改進的方向可用于破壞性測試長期模式長期模式用生產(chǎn)設(shè)備 用生產(chǎn)操作員較多樣品 (5)要求反復(fù) Replicates (3)估計總的變差 (Total Gage R&R)可以區(qū)分 AV 和EV為測量系統(tǒng)的改進提供指導(dǎo)MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析53w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson ZhangR&R 對產(chǎn)品決策的影響下限上限上限下限或

54、或第II型錯誤：漏判，將不合格的判斷成合格的 第I型錯誤：誤判，將合格的判斷成不合格的 MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析54w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson ZhangR&R 對過程變差計算的影響觀測到的過程變差實際的過程變差測量系統(tǒng)的變差MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析55w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr

55、. Anderson ZhangR&R 對過程能力計算的影響0.01.02.03.04.05.06.00.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0Observed CpActual Cp0%10%20%30%40%50%60%70%R&R70%60%50%40%30%10%MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析56w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zha

56、ngP/T 與 %R&R將測量系統(tǒng)的變差與產(chǎn)品容差比較是最常用的方法: P/T 可以表達與產(chǎn)品規(guī)范比較時的好壞程度. 產(chǎn)品規(guī)范的制訂有時會太緊，有時又太松。 一般來說，當(dāng)測量系統(tǒng)只是用來檢驗生產(chǎn)線樣品是否合格時， P/T 是很有效的。因為這時候，即使過程能力(Cpk)不足， P/T 也可以給你足夠的信心來判斷產(chǎn)品的好壞測量系統(tǒng)變差與過程變差的比較（%R&R）更適合于研究過程的能力與過程改進。PTTolerance（容差）測量系統(tǒng)/.*515Tolerance = USL - LSL% &RR測量系統(tǒng)總過程變差 100MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析57w w w . t

57、u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang%R&R = 20%R&R = 50%過程實際的變差%R&R = 100%產(chǎn)品的容差LSLUSL測量系統(tǒng)變差P/T = 20%P/T = 50%P/T = 100%MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析58w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang%

58、R&R = 25%R&R = 50%過程實際變差%R&R = 100%產(chǎn)品容差（Tolerance）LSLUSL測量系統(tǒng)變差P/T = 50%P/T = 100%P/T = 200%MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析59w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland Academy ChinaEdited by Mr. Anderson Zhang%R&R = 20%R&R = 40%R&R = 100%產(chǎn)品容差（ Tolerance）LSLUSL測量系統(tǒng)變差P/T = 10%P/T = 20%P/T = 50%過程實際變差MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析60w w w . t u v . c o m copy right reserved by TV Rheinland