MSA基本知識與操作實務

1、2021-12-101MSAMSA測量系統(tǒng)分析2021-12-102課程介紹n第一章:測量系統(tǒng)分析指南n第二章:基礎術語一n第三章：測量系統(tǒng)所具有基本六特性n第四章：計量型測量系統(tǒng)分析研究n第五章：計數(shù)型測量系統(tǒng)分析研究2021-12-103第一章測量系統(tǒng)分析指南2021-12-104測量數(shù)據(jù)的重要用處n決定過程是否需要調整n確定兩個或多個數(shù)據(jù)之間是否存在某種重大的關系進行這種相互關系的研究, 戴明將它稱為分析研究法很大程度在測量數(shù)據(jù)質量將直接決定統(tǒng)計研究的好與壞!何為高質量數(shù)據(jù)何為低質量數(shù)據(jù)?各自有什么影響?2021-12-105偏倚小,波動小偏倚大,波動小偏倚小,波動大偏倚大,波動大202

2、1-12-106MSA之目的!n測量系統(tǒng)分析是用統(tǒng)計學的方法來了解測量系統(tǒng)中的各個波動源,以及他們對測量結果的影響,最后給出本測量系統(tǒng)是否合適使用的明確判斷!n本手冊目的就是為了評估測量系統(tǒng)的質量提供指南2021-12-107測量的重要性PROCESS原料人機 法環(huán)測量測量結果好不好如果測量的方式不對，那么好的結果可能被測為壞的結果，壞的結果也可能被測為好的結果，此時便不能得到真正的產品或過程特性。 2021-12-108第二章:基礎術語一1、測量:賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。 2、量具:任何用來獲得測量結果的裝置 3、測量系統(tǒng):是用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量

3、具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設的集合；用來獲得測量結果的整個過程。2021-12-109測量系統(tǒng)的組成n將被測試的材料n將被測量的特性n收集和準備樣品n測量的種類和尺度n儀器或測試設備n檢驗者或技術員n使用的狀況n間斷n連續(xù)2021-12-1010決定哪些是要測量n顧客的聲音n你必須轉換成技術特征或規(guī)格。n技術特征n失效模式分析n控制計劃n因為在條文要求中，只要是列在控制計劃中的就必須進行測量2021-12-1011測量誤差測量值=真值 (True Value)+ 測量誤差戴明說沒有真值的存在測量誤差2021-12-1012測量誤差的來源nSensitivity 靈敏度最小

4、的輸入產生可探測出的輸出信號 nPrecision 精密度(重復讀數(shù)彼此之間的“接近度” )nDamage損壞nDifferences among instruments and fixtures(不同儀器和夾具間的差異)2021-12-1013測量誤差的來源nDifference in use by inspector不同檢驗者的差異(Reproducibility再現(xiàn)性)nDifferences among methods of use(使用不同的方法所造成差異)nDifferences due to environment(不同環(huán)境所造成的差異)2021-12-1014測量的變異說明20

5、21-12-1015環(huán)境因素n溫度n濕度n振動n照明n腐蝕n磨耗n污染(油脂)2021-12-1016人性因素n訓練n技能n疲勞n無聊n眼力n舒適n零件的復雜性n檢驗的速度n指導書的誤解2021-12-1017基礎術語一4、分辯率：是指測量系統(tǒng)識別并并反映最微小的變化能力（測量結果的最小間距也稱為分辯率） ；如某一被測產品特性值為2.3084，用千分尺測量為2.308，用百分表測量為2.31，故千分尺的分辯率為0.001，百分表的分辯率為0.01； 如果測量系統(tǒng)的分辯率不足，則測量數(shù)據(jù)在用于過程分析或控制時可能會導至不正確的結果。因此測量系統(tǒng)首先要用足夠的分辯率。一般來說，測量設備的分辯率應為

6、（USL-LSL）/10 2021-12-10182021-12-1019第三章測量系統(tǒng)所具有的基本六特性nDiscrimination分辨力(ability to tell things apart)nBias偏倚(Accuracy準確性)nRepeatability重復性(precision)nReproducibility再現(xiàn)性nLinearity線性nStability穩(wěn)定性2021-12-1020理想的測量系統(tǒng)n理想的測量系統(tǒng)在每次使用時，應只產生“正確”的測量結果。每次測量結果總應該與一個標準值相符。一個能產生理想測量結果的測量系統(tǒng)，應具有零方差、零偏倚和所測的任何產品錯誤分類為零

7、概率的統(tǒng)計特性。2021-12-1021n測量精度應高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，n測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨著被測項目的改變而變化。若真的如此，2021-12-1022何謂標準n國家標準n在美國是由NIST保持或追蹤。n一級標準n直接從國家標準直接復制或傳遞而來的標準。n二級標準n從一級標準傳遞而來的標準n工作標準n從二級標準傳遞而來的標準2021-12-1023測量系統(tǒng)的評定n第一階段：確定該測量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。主要有二個目的n確定該測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計特性，此項必須在使用前進行。n發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)

8、境。2021-12-1024n第二階段的評定n目的是在驗證一個測量系統(tǒng)一旦被認為是可行的，應持續(xù)具有恰當?shù)慕y(tǒng)計特性。n常見的就是R&R是其中的一種型式。2021-12-1025評價測量系統(tǒng)的三個基本問題n測量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？(解析能力)n這種測量系統(tǒng)在一定時間內是否在統(tǒng)計上保持一致？(重復和再現(xiàn))n這些統(tǒng)計性能在預期范圍內是否一致？(線性)這些問題要和過程變差聯(lián)系起來。(是否足夠小)2021-12-1026各項定義n量具重復性: 指由同一操作人員使用相同的量具測量相同產品之特性時其作業(yè)者間測量平均值之變異.(EV,設備之間的變差)n量具再現(xiàn)性: 指由不同操作人員用同一種量具經多

9、次測量同一個零件, 其測量特性值再現(xiàn)能力, 亦稱測量值間的變異.(AV，人員之間的變差)2021-12-1027n穩(wěn)定性: 同一量具于不同時間測量同一零件之相同特性所得之變異.穩(wěn)定性是偏倚隨時間的變化。 n偏倚: 指由同一操作人員使用相同量具, 測量同一零件之相同特性多次數(shù)所得平均值與工具室或精密儀器測量同一零件之相同特性所得之真值或參考值之間的偏差值.n線性線性:在設備的預期操作預期操作(測量)范圍范圍內偏倚的不同被稱為線性。線性可以被認為是關于偏倚大小的變化。2021-12-1028偏倚(Bias)真值觀測平均值偏倚偏倚偏倚：是測量結果的觀測平均值與基準值的差值。真值的取得可以通過采用更高

10、級別的測量設備進行多次測量，取其平均值而定之。2021-12-1029重復性(Repeatability)重復性重復性是由一個評價人，采用一種測量儀器，在短時間內多次測量相同零件的同一特性時獲得的測量值變差。用”EV”表示2021-12-1030再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性是由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。用AV表示再現(xiàn)性2021-12-1031穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性時間1時間2穩(wěn)定性(或飄移)，是測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內其測量值的變化趨勢。2021-12-1032線性(Linearity)量程基準值觀測平均值基準值線性

11、是在量具預期的工作范圍內，偏倚值變化趨勢2021-12-1033線性(Linearity)觀測平均值基準值無偏倚有偏倚2021-12-1034測量系統(tǒng)的分析n對測量系統(tǒng)進行分析的目的是為了更好地了解變差來源。n測量系統(tǒng)特性可用下列方式來描述n位置：穩(wěn)定性、偏倚、線性。n寬度或范圍：重復性、再現(xiàn)性。2021-12-1035位置和寬度位置寬度位置寬度2021-12-1036分辨率一個數(shù)據(jù)分級n控制：只有下列條件才可用于控制n與規(guī)范相比過程變差較小n預期過程變差上的損失函數(shù)很平緩n過程變差的主要原因導致均值偏移n分析：n對過程參數(shù)及指數(shù)的估計不可接受。n只能表明過程是否正在生產合格零件。2021-1

12、2-103724個數(shù)據(jù)分級n控制：只有下列條件才可用于控制n依據(jù)過程分布可用半計量控制技術n可產生不敏感的計量控制圖n分析：n一般來說對過程參數(shù)及指數(shù)的估計不可接受。n只提供粗劣的估計。2021-12-10385個或更多個個數(shù)據(jù)分級n控制：只有下列條件才可用于控制n可用于計量控制圖n分析：n建議使用2021-12-1039分辨率的要求n建議的要求是總過程6(標準偏差)的十分之一。n傳統(tǒng)是公差范圍的十分之一。2021-12-1040測量系統(tǒng)研究的淮備n先計劃將要使用的方法。例如，通過利用工程決策，直觀觀察或量具研究決定是否評價人在校準或使用儀器中產生影響。有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性(不同人之間)影響可

13、以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字。2021-12-1041測量系統(tǒng)研究的淮備n評價人的數(shù)量，樣品數(shù)量及重復讀數(shù)次數(shù)應預先確定。在此選擇中應考慮的因素如下：n尺寸的關鍵性：關鍵尺寸需要更多的零件和或試驗，原因是量具研究評價所需的可信度。n零件結構：大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗。2021-12-1042測量系統(tǒng)研究的準備n由于其目的是評價整個測量系統(tǒng)，評價人的選擇應從日常操作該儀器的人中挑選。n樣品必須從過程中選取并代表其整個工作范圍。有時每一天取一個樣本，持續(xù)若干天。這樣做是有必要的，因為分析中這些零件被認為生產過程中產品變差的全部范圍。由于每一零件將被測量若干次，必須對每一零件編號以

14、便識別。2021-12-1043取樣的代表性不具代表性的取法2021-12-1044取樣的代表性具代表性的取法2021-12-1045測量系統(tǒng)研究的準備n儀器的分辨力應允許至少直接讀取特性的預期過程變差的十分之一，例如特性的變差為0.001，儀器應能讀取0.0001的變化。n確保測量方法(即評價人和儀器)在按照規(guī)定的測量步驟測量特征尺寸。2021-12-1046測量系統(tǒng)分析進行的方式n測量應按照隨機順序，以確保整個研究過程中產生的任何漂移或變化將隨機分布。評價人不應知道正在檢查零件的編號，以避免可能的偏倚。但是進行研究的人應知道正在檢查那一零件，并記下數(shù)據(jù)。n研究工作應由知其重要性且仔細認真的

15、人員進行。n每一位評價人應采用相同方法，包括所有步驟來獲得讀數(shù)。2021-12-1047分析時機n新生產之產品PV有不同時(零件變差)n新儀器，EV有不同時(設備變差)n新操作人員，AV有不同時(操作人變差)2021-12-1048第四章計量型測量系統(tǒng)分析研究2021-12-1049A穩(wěn)定性分析之執(zhí)行:n獲取一樣本并確定其相對于可追溯標準的基準值。如果不能得到，則選擇一個落在產品測量中程數(shù)的產品零件，并指定它作為標準樣本進行穩(wěn)定性分析。并追蹤測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性不需要一個已知基準值?？赡苄枰邆錅y量的最低值、最高值及中程數(shù)的標準樣本。建議對各樣本單獨測量并做控制圖。2021-12-1050穩(wěn)定性分

16、析之執(zhí)行:n定期(天、周)測量基準樣品35次。樣本容量和頻率應基于對測量系統(tǒng)的了解。因素包括要求多長時間重新校準或維修，測量系統(tǒng)使用的頻率，以及操作條件如何重要。讀數(shù)應在不同時間讀取以代表測量系統(tǒng)實際使用的情況。這些還包括預熱，環(huán)境或其它在一天內可能變化的因素。n將測量值標記在X-R CHART 或X CHART上. n計算管制界限, 并對失控或不穩(wěn)定作評估. 2021-12-1051穩(wěn)定性分析之執(zhí)行:n 計算測量結果標準差, 并與制程標準差相比較, 以評估測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性.不可以發(fā)生此項之標準差大于制程標準差之現(xiàn)象，如果有發(fā)生此現(xiàn)象，代表測量之變異大于制程變異，此項儀器是不可接受的。 202

17、1-12-1052控制圖的判讀n超出控制界限的點：出現(xiàn)一個或多個點超出任何一個控制界限是該點處于失控狀態(tài)的主要證據(jù)。UCLCLLCL異常異常2021-12-1053控制圖的判讀n鏈：有下列現(xiàn)象之一即表明過程已改變n連續(xù)7點位于平均值的一側n連續(xù)7點上升(后點等於或大于前點)或下降。UCLCLLCL2021-12-1054控制圖的判讀n明顯的非隨機圖形：應依正態(tài)分布來判定圖形，正常應是有2/3的點落在中間1/3的區(qū)域。UCLCLLCL2021-12-1055穩(wěn)定性附加說明n如果使用s控制圖，則可計算=C4s(bar)nR(或S)圖中的失控狀態(tài)表明不穩(wěn)定的重復性(也許什么東西松動、氣路部分阻塞、電

18、壓變化等)。nXbar圖中失控表明測量系統(tǒng)不再正確地測量(偏倚已經改變)，努力確定改變的原因，然后糾正，如果原因是么磨損，則可能要重新校準。n可以希望備有對應于預期測量結果的下端、上端和中間值的基準件或基準的測量系統(tǒng)控制圖。2021-12-1056范例10/1610/2210/2811/1211/1811/191/156/1910/1211/2012/948.648.448.948.948.948.548.448.747.847.948.148.748.848.647.950.149.048.248.048.648.348.648.348.048.948.049.249.048.347.748

19、.748.448.71/122/133/204/115/206/196/287/607/218/98/2248.248.148.348.048.148.148.348.148.048.247.948.548.748.948.748.448.448.648.648.648.448.348.948.548.648.648.748.748.548.748.748.948.79/79/1110/948.048.147.948.448.648.348.848.948.42021-12-1057252015105049.549.048.548.0Su b g ro u pMeans1X =48.483.0

20、S L =49.16-3.0S L =47.801.00.50.0StDevsS =0.34833.0S L =0.8944-3.0S L =0.000Stability A n alysis for viscosity2021-12-1058n代表儀器已不穩(wěn)定，須做維修或調整，維修及調整完后須再做校正以及穩(wěn)定性之分析。2021-12-1059B偏倚n為了在過程范圍內指定的位置確定測量系統(tǒng)的偏倚，得到一個零件可接受的基準值是必要的。通常可在計量室或全尺寸檢驗設備上完成?；鶞手祻倪@些讀數(shù)中獲得，然后這些讀數(shù)要與研究評價人的一組觀察平均值(定為XbarA，XbarB，XbarC)進行比較。2021

21、-12-1060偏倚n如果不能按這種方法對所有樣件進行測量，可采下列替代的方法：n在計量室或全尺寸檢驗設備上對一個基準件進行精密測量。n讓一位評價人測量至少。n計算讀數(shù)的平均值。基準值與平均值之間的差值表示測量系統(tǒng)的偏倚。n如果需要一個指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過程變差(或公差)，就把偏倚轉化為過程差(或公差)的百分比。2021-12-1061偏倚分析之執(zhí)行:n一、獨立取樣法:n選取一個樣品, 并建立可追溯標準之真值或參考值, 若無樣本則可從生產線中取一個落在中心值域的零件, 當成標準值, 且應針對預期測試的高中低端各取得樣本或標準件, 并對每個樣本或標準件測量10次, 計算其平均值, 將其

22、當成 “參考值”.n二、由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對每個樣本或標準件測量10次. 并計算出平均值, 此值為 “觀測平均值”.2021-12-1062n三、(結果分析作圖法)相對于基準值將數(shù)據(jù)劃出直方圖。評審直方圖，用專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)分析，對于nbasic statistics1 sample tn以偏差來進行t檢定。2021-12-10732021-12-1074檢定結果nOne-Sample T: C1nTest of mu = 0 vs mu not = 0nVariable N Mean StDev SE MeannC1 15 0.0067 0.2120

23、 0.0547nVariable 95.0% CI T PnC1 ( -0.1107, 0.1241) 0.12 0.9052021-12-1075直方圖結果0.40.30.20.10.0-0.1-0.2-0.3-0.443210C1FrequencyHistogram of C1(with Ho and 95% t-confidence interval for the mean)X_Ho2021-12-1076確定偏倚的指南控制圖方法n進行研究n如果均值極差圖或均值標準差圖用于測量穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)也可以用來評價偏倚。在評價偏倚之前，控制圖分析應該指示測量系統(tǒng)是穩(wěn)定的。n各項分析的步驟如下：n一

24、、獲取一個樣本并建立相對于可追溯標準的基準值。如果這個樣品不可獲得，選擇一個落在產品中程數(shù)的生產零件，并指定為偏倚分析的標準樣本。在工具間測量這個零件n=10次，并計算這n個數(shù)據(jù)的均值。把均件作為”基準值”。2021-12-1077確定偏倚的指南控制圖方法n二、相對于基準值將數(shù)據(jù)劃出直方圖。評審直方圖，以專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)進行分析。n三、從控制圖得到x double barn四、從x double bar減去基準值計算出偏倚。n五、用平均極差計算重復性標準偏差。n六、確定偏倚的t統(tǒng)計量n七、如果0落在圍繞偏倚值的1-置信區(qū)間內，偏倚在水平內可被接受。2021

25、-12-1078數(shù)學公式)on tabledistribution t check can C,appendix see ,()(0)( ,),( , ;2/1 ,*222/1 ,*222/1 ,*22*21vvbvbbrbrkiitvddtddbiastddbiasbiastgreferencexbiasnmkgroupdRkxx2021-12-1079示例n參考圖9，對一個基準值6.01的零件進行穩(wěn)定性研究，所有樣本(20個子組)的總平均值是6.021。因而計算偏倚值為0.011。n數(shù)據(jù)分析如后列。n結論：因為0落在偏倚置信區(qū)間(-0.0800,0.1020)內，過程小組可以假設測量偏倚是

26、可以接的，同時假定實際使用不會導致附加變差源。2021-12-1080數(shù)據(jù)計算結果n均值標準偏差r均值的標準偏差b測量值100 6.0210.20480.04582021-12-1081數(shù)據(jù)計算結果基準值=6.001 =0.05,m=5, g=20, d2*=2.334, d2=2.326t統(tǒng)計量df顯著的t 值(雙尾)偏倚95%的偏倚置信區(qū)間低值高值測量值 0.2402 72.7 1.9930.011-0.08000.10202021-12-1082偏倚研究分析n如果偏倚從統(tǒng)計上非0，尋找以下可能的原因n標準或基準值誤差，檢查標準程序n儀器磨損。這在穩(wěn)定性分析可以表現(xiàn)出，建議按計劃維護或修整

27、。n儀器制造尺寸有誤n儀器測量了錯誤的特性n儀器未得到完善的校準，評審校準程序n評價人設備操作不當，評審測量說明書n儀器修正運算不正確。2021-12-1083偏倚研究分析n如果測量系統(tǒng)偏倚非 0，應該可以通過硬件、軟件或兩項同時調整再校準達到0，如果偏倚不能調整到0，也仍然可以通過改變程序(如用偏倚調整每個讀數(shù))使用。由于存在較高評價人誤差的風險，應該僅與顧客合作使用。2021-12-1084C重復性與再現(xiàn)性分析方法n極差法n均值極差法n方差分析法2021-12-1085極差法介紹n這種方法只能提供測量系統(tǒng)的整體概況而不能將變異分為重復性和再現(xiàn)性。它典型的用途是快速檢查驗證GRR是否發(fā)生了變

28、化。n這個方法有潛力探測不可接受的測量系統(tǒng)44，對樣本容量為5的只需通常時間的80%，樣本容量為10的需要90%的時間2021-12-1086極差法分析n典型的極差方法用2個評價人和5個零件進行研究。在研究中，兩個評價人各將每個零件測量一次。每個零件的極差是評價人A獲得測量值和B獲得測量值之間的絕對差值。計算極差的和與平均的極差。通過將平均極差均值乘以1/d2*在附錄C中可以找到，m=2，g=零件件數(shù)。 2021-12-1087極差法分析2021-12-10882021-12-1089分析n為了確定測量變差占過程標準偏差的百分比，通過將GRR乘以100除以過程標準偏差將其轉換為百分比。在例子中

29、，這個特性的過程標準偏差是0.0777，因而：%GRR=100*（GRR/過程標準偏差）= 75.7%現(xiàn)在測量系統(tǒng)的%GRR已經確定，應該進行結果的解釋。%GRR確定為75.7%,結論是測量系統(tǒng)需要改進。2021-12-1090R&R之分析n決定研究主要變異形態(tài)的對象.n使用全距及平均數(shù)或變異數(shù)分析方法對量具進行分析.n于制程中隨機抽取被測定材料需屬統(tǒng)一制程.n選2-3位操作員在不知情的狀況下使用校驗合格的量具分別對10個零件進行測量, 測試人員將操作員所讀數(shù)據(jù)進行記錄, 研究其再生性及再現(xiàn)性.2021-12-1091n針對重要特性(尤指是有特殊符號指定者)所使用量具的精確度應是被測量

30、物品公差的1/10, 對一般之特性者所使用量具的精確度應是被測量物品公差的1/5。n試驗完后, 測試人員將量具的再生性及再現(xiàn)性數(shù)據(jù)進行計算如附件一(R&R數(shù)據(jù)表), 附件二(R&R分析報告), 依公式計算并作成X-R管制圖或直接用表計算即可2021-12-1092結果分析:n當重復性(EV)變異值大于再現(xiàn)性(AV)時.n量具的結構需在設計增強.n量具的夾緊或零件定位的方式需加以改善.n量具應加以保養(yǎng).n當再現(xiàn)性(AV)變異值大于重復性(EV)時.n作業(yè)員對量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應加強教育, 作業(yè)標準應再明確訂定或修訂.n可能需要某些夾具協(xié)助操作員, 使其更具一致性的使用量

31、具.n量具與夾治具校驗頻率于入廠及送修矯正后須再做測量系統(tǒng)分析, 并作記錄.2021-12-1093重復性和再現(xiàn)性步驟1、確定研究測量系統(tǒng)；2、測量人員，至少2人，一定要是使用該測量系統(tǒng)人員；3、選樣一定要科學，樣品一定要選擇公差帶80%的范圍內才能代表過程的變差；4、對樣品進行編號（一般十個樣品）從一至十編號；5、對不同評價的人進行培訓；5、讓不同的評價人依次測量樣品并記錄數(shù)據(jù)；依次測量三次，且不讓測量人員知道是同批產品；記錄所有數(shù)據(jù)；6計算EV、AV、PV和TV其中，TV表示測量系統(tǒng)總變差，包括：人員的變差AV、設備的備差EV和零件的變差PV；7、計算EV%、AV%、GRR（R&R

32、）和NDC；8結論：EV%、AV%、GRR%小于10%；NDC有效分辨率大于5；9圖形結論：1三人均值圖形一定要一至且要有一半的點超出控制線；2、所有的點都在控制線以下；異常說明：如果極差圖有一半的點超出控制控制，則說明，此測量系統(tǒng)對人的操作方法比較敏感，則要改變操作方法；2021-12-1094nEV, AV及R&R之接受標準如下:n數(shù)值10%量具系統(tǒng)可接受.n10%數(shù)值30%量具系統(tǒng)不能接受, 須予以改進. 必要時更換量具或對量具重新進行調整, 并對以前所測量的庫存品再抽查檢驗, 如發(fā)現(xiàn)庫存品已超出規(guī)格應立即追蹤出貨通知客戶, 協(xié)調處理對策.2021-12-1095重復性與再現(xiàn)性示

33、例（R&R）操作者A操作者B測試123平均極差123平均極差零件A217216216216.31216219220218.34零件B220216218218.04216216220217.34零件C217216216216.31216215216215.71零件D214212212212.72216212212213.34零件E216219220218.34220220220220.00216.3216.92021-12-1096第一步估計重復性5 . 715. 5Re45. 172. 1/5 . 2/4 . 65 . 2575. 25 . 210/2524ypeatabilitdRR

34、DUCLReRe=EV2021-12-109701234567891001234567Sample NumberSample RangeR Chart for C1 - C3R=2.5UCL=6.436LCL=02021-12-1098第二步計算再現(xiàn)性n計算操作平均的極差(RO)n利用d2系數(shù)將RO轉換成標準差n乘以5.15n減去由于重復性所造成的部份*2021-12-109919.015.50 .10 .135)5 .7()2 .2(15.515.52 .241.16 .015.515.5222*22ooonrdRilityreproducibdRiltyreproducib2e2021-1

35、2-10100第三步計算零件間的變異n每次的值都是同一零件測二次，所以只是偵測出儀器變異(Re)。n二個測量者之間的差異代表了人員之間的差異(Ro)n每個產品間的差距代表了產品的差異(Rp)。2021-12-10101%100%&)(15. 547. 1)19. 045. 1 (&)(22222222tmmptpppmeemRRdRdRRR零件間變差0*2021-12-10102零件a零件b零件c零件d零件e操作者A平均216.3218.0216.3212.7218.3操作者B平均218.3217.3215.7213.3220再平均217.3217.7216.0213.0219

36、.22021-12-10103重復性與再現(xiàn)性的操作步驟1、選擇被評價的測量系統(tǒng)；2、選擇評價人（至少是兩人）3、選擇代表過程的被測零件（公差帶內80%的產品的特性均要被選擇）至少十件4、將十個零件依次從一至十編號；5、嚴格的規(guī)定好測量方法和讀數(shù)方法6、讓不同的評價人依次從1至10測量產品并記錄；7、重復一次或兩次讓評價人再次測量同一組產品并記錄（不要告之其為同一組產品）8、可以計算AV%、EV%、R&R%f均要求小于等于10%;NDC大于59、讀均值圖與極差圖；期望均值圖是：所有人的評價趨勢一至且大于一半的點超出控制線；極差圖是：所有的點都在控制線以內；2021-12-10104241

37、. 16 . 78 .1241. 1&%7 .501009 .146 . 7100&100&%9 .1490. 215. 590. 2)47. 150. 2()(8 .1250. 215. 550. 248. 22 . 622222RRPVTVRRRRTVPVdRtmmptpp數(shù)據(jù)分級數(shù)*2021-12-101052345678910111213141511.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.5521.281.812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.45

38、3.5131.231.772.122.382.582.752.893.013.113.213.293.373.433.5041.211.752.112.372.572.742.883.003.103.203.283.363.433.5051.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4961.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4971.171.732.092.352.552.722.872.993.103.193.273.353.423.4881.171.722.

39、082.352.552.722.872.983.093.193.273.353.423.4891.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48101.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48111.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.413.48121.151.712.072.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48131.151.712.072.342.552

40、.712.852.983.093.183.273.353.423.48141.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48151.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48151.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9073.0783.1733.2583.3363.4073.472組數(shù)d2樣本2021-12-10106Case StudyPARTREADING1READING210.650.6021.001.0030.850.804

41、0.850.9550.550.4561.001.0070.950.9580.850.8091.001.00100.600.70操作者A2021-12-10107Case StudyPARTREADING1READING210.550.5521.050.9530.800.7540.800.7550.400.4061.001.0570.950.9080.750.7091.000.95100.550.50操作者B2021-12-10108Case StudyPARTREADING1READING210.500.5521.051.0030.800.8040.800.8050.450.5061.001.

42、0570.950.9580.800.8091.051.05100.850.80操作者C2021-12-10109R&R極差分析法n典型的極差法使用兩名評價人和五個零件進行分析，在這個分析中，每個評價人測量每個零件一次，每個零件的極差是評價人A獲得的測量結果與評價人B的測量結果的絕對值，利用這些數(shù)據(jù)來計算R&R，但這種方法，無法分解成是儀器的誤差或是人的誤差。2021-12-10110分析數(shù)據(jù)零件評價人A評價人B極差(A-B)10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.102021-12-10111

43、計算%5 .75)40. 0/303. 0(100&%40. 0303. 019. 1/07. 015. 5)(15. 5&07. 05/35. 052RRdRRGRRRi過程變差假定為2021-12-10112D線性分析指南n一、選擇g=5個零件，由于過程變差，這些零件測量值覆蓋量具的操作范圍。n二、用全尺寸檢驗測量每個零件以確定其基準值并確認了包括量具的操作范圍。n三、通常用這個儀器的操作者中的一個測量每個零件m=10次。n隨機地選擇零件以使評價人對測量偏倚的”記憶”最小化。2021-12-10113線性分析指南n四、計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚均值。m偏倚偏倚基準 值

44、x偏倚mjjijjiji1,)(2021-12-10114線性分析指南n五、在線性圖上劃單值偏倚和相關基準值的偏倚均值。n六、用下面等式計算和劃出最佳擬合線和置信帶。2)(11:222gmyxaybys截距xaybslopexgmxyxgmxya偏倚平均值y基準值準xbaxy公式對於最佳擬合直線，用iiiiiii2021-12-10115線性分析指南n七、劃出”偏倚=0”線，評審該圖指出特殊原因和線性的可接受性。n為使測量系統(tǒng)線性可被接受，”偏倚=0”線必須完全在擬合線置信帶以內。sxxxxgmtax高：bsxxxxgmtax低：bgmgm2/12202/1 , 202/12202/1 , 2

45、0)()(1)()(12021-12-10116線性分析指南n八、如果作圖分析顯示測量系統(tǒng)線性可接受，則下面的假設就成立。nH0：a=0, 斜率=0n不推翻原假設，如果2/1 , 22)(gmjtxxsatn如果以上的假設是成立的，則測量系統(tǒng)所有的基準值有相同的偏倚。對于可接受的線性，偏倚必須為0。2021-12-10117線性分析指南nH0：b=0, 截距(偏倚)=0n不推翻原假設，如果2/1 , 222)(1gmitsxxxgmbt2021-12-10118示例n一名工廠主管希望對過程采用新測量系統(tǒng)。作為PPAP的一部份，需要評價測量系統(tǒng)的線性?；谝炎C明的過程變差，在測量系統(tǒng)操作量程內選

46、擇了五個零件。每個零件經過全尺寸檢測測量以確定其基準值。然后由領班分別測量每個零件12次。研究中零件是被隨機選擇的。2021-12-10119示例pmrpmrpmrpmrpmr122.7245.1365.8487.65109.1122.5243.9365.7487.75109.3122.4244.2365.9487.85109.5122.5245.0365.9487.75109.3122.7243.8366.0487.85109.4122.3243.9366.1487.85109.5122.5243.9366.0487.85109.5122.5243.9366.1487.75109.5122.

47、4243.9366.4487.85109.6122.4244.0366.3487.55109.2122.6244.1366.0487.65109.3122.4243.8366.1487.75109.42021-12-10120示例零件基準值123452.004.006.008.0010.0010.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.

48、4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616672021-12-10121示例20.741.16-0.28-0.410-0.920.54-0.16-0.38-0.310-0.720.440.26-0.18-0.210-0.520.5416-0.18-0.310-0.720.74-0.2608-0.210-0.620.34-0.160.18-0.210-0.520.54-0.1608-0.210-0.520.54-0.16

49、0.18-0.310-0.520.44-0.160.48-0.210-0.420.44060.38-0.510-0.820.640.1608-0.410-0.720.44-0.260.18-0.310-0.62021-12-10122示例10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0-1REFERENCEBIASS = 0.239540 R-Sq = 71.4 % R-Sq(adj) = 70.9 %BIAS = 0.736667 - 0.131667 REFERENCE95% CIRegressionRegression Plot2021-12-10123示例nRegression Analy

50、sis: BIAS versus REFERENCEnThe regression equation is nBIAS = 0.736667 - 0.131667 REFERENCE nS = 0.239540 R-Sq = 71.4 % R-Sq(adj) = 70.9 %nAnalysis of VariancenSource DF SS MS F PnRegression 1 8.3213 8.32133 145.023 0.000nError 58 3.3280 0.05738 nTotal 59 11.6493 2021-12-10124示例n圖形分析顯示特殊原因可能影響測量系統(tǒng)?；?/p>

51、準值4數(shù)據(jù)顯示可能是雙峰。n即使不考慮基準值數(shù)據(jù)4，作圖分析也清楚的顯示出測量系統(tǒng)有線性問題。R2值指出線性模型對于數(shù)據(jù)是不適合的模型。即使模型可以接受，”偏倚=0”線與置信交叉而不是被包含其中。n此時，主管應該開始分析和解決測量系統(tǒng)的問題，因為數(shù)據(jù)分析不會提供任何其它的有價值的線索。然而，為確保所有書面文文件都已作標記，主管還是計算了在此斜率和截距情況下的t統(tǒng)計量。nta=-12.043ntb=10.1582021-12-10125示例n采用默認值=0.05，t表自由度(gm-2)=58和0.975的比率，主管得出關鍵值t58,0.975=2.00172。n因為tat58,0.975，從作圖

52、分析獲得的結果由數(shù)據(jù)分析得到增強測量系統(tǒng)存在線性問題。n在此種情況下，因為有線性問題，tb與t58,0.975的關系如何無關緊要。引起線性問題可能的原因也可以在前面中找到。n如果測量存在線性問題，需要通過調整軟件、硬件或兩項同時進行來再校準以達到0偏倚。n如果偏倚在測量范圍內不能被調整到0，只要測量系統(tǒng)保持穩(wěn)定，仍可用于產品過程控制，但不能進行分析，直到測量系統(tǒng)達到穩(wěn)定。2021-12-10126第五章計數(shù)型測量系統(tǒng)研究2021-12-10127何謂計數(shù)型量具n計數(shù)型測量系統(tǒng)屬于測量系統(tǒng)中的一類，其測量值是一種有限的分級數(shù)，與結果是連續(xù)值的測量系統(tǒng)不同。n最常見的是G/NG的量具，只可能有兩種

53、結果。其它計數(shù)型測量系統(tǒng)，例如可視標準，結果可形成57個不同的分級。這些要用計數(shù)型方法進行分析。n因為任何測量系統(tǒng)都存在可量化的風險，由于最大的風險來自于分區(qū)的邊界，最適常的分析是用量具性能曲線將測量系統(tǒng)變差量化2021-12-10128風險分析法n有于有些時候無法得到足夠的計量基準值的零件。在這種情況下，做出錯誤或不一致判斷的風險可以用以下方法評價。n假設檢驗分析n信號探測理論n由于這些方法不能量化測量系統(tǒng)變異性。只有當顧客同意的情況下才能使用。選擇和應用這些技術應以良好的統(tǒng)計實踐和對潛在的可影響產品和測量過程變差源的了解，以及一個不正確的判斷對保持過程或最終顧客的影響為基礎。n計數(shù)型測量系

54、統(tǒng)變差源應該通過人的因素和人機工程學研究的結果最小化。2021-12-10129案例n生產過程處于統(tǒng)計受控并且性能指數(shù)Pp=Ppk=0.5是不可接受的。因為該過程生產不合格產品，需要一個遏制措施把不可接受的產品從生產流中挑選出來。LSLUSL0.500.600.402021-12-10130案例n為了遏制行動，項目小組選擇了一個計數(shù)型量具，把每個零件同一個特性的限定值進行比較。如果零件滿足限定值就接受這個零件，反之拒絕零件。n多數(shù)這種類型的量具以一套標準零件為基礎進行設定接收與拒絕。這個計數(shù)型量具不能指出一個零件有多好或多壞，只能指出零件可接受或拒絕(如2個分級)LSLUSL0.500.600

55、.40XX2021-12-10131案例n小組使用的特定量具具有與公差相比的%GRR為25%。由于其尚未被小組證據(jù)，需要研究測量系統(tǒng)。小組決定隨機地從過程中抽取50個零件樣本，以獲得覆蓋過程范圍的零件，使用三名評價人，每位評價人對每個零件評價三次。n(1)指定為可接受判斷，(0)為不可接受判斷。下表中的基準判斷和計量基準值不預先確定。表的”代碼”列還用”-”,”+”,”X”顯示是否在第III，II，I區(qū)域。2021-12-10132假設檢驗分析交叉表方法B總計01A0.0 計算 期望的計算4415.7634.35050.01.0 計算 期望的計算331.39768.7100100.0總計 計算

56、 期望的計算4747.0103103.0150150.0A與B的交叉表2021-12-10133假設檢驗分析交叉表方法C總計01B0.0 計算 期望的計算4216.0531.04747.01.0 計算 期望的計算935.09468.0103103.0總計 計算 期望的計算5151.09999.0150150.0B與C的交叉表2021-12-10134假設檢驗分析交叉表方法C總計01A0.0 計算 期望的計算4317.07335050.01.0 計算 期望的計算834.09266.0100100.0總計 計算 期望的計算5151.09999.0150150.0A與C的交叉表2021-12-10135案例kappan設計這些表的目的是確定評價人之間意見一致的程度。為了確定評價一致的水平，小組用科恩的kappa來測量兩個評價人對同一目標評價值的一致程度。1表示完全一致。0表示一致程度不比偶然的要好。Kappa只用于兩個變量具有相同的分級值和相同的分級數(shù)的情況。nKappa是一個評價人之間一致性的測量值，檢驗是否沿對角線格子中的計(接收比率一樣的零件)與那些僅是偶然的期望不同。n設p0=對角線單元中計算值的總和/被測機會總數(shù)npe=對角線單元中期望值的總和/被測機會總數(shù)n