測(cè)量系統(tǒng)分析-劉曉梅

1、10/17/2022ATL Confidential Information測(cè)量系統(tǒng)分析MSA- Measurement System AnalysisPrepare by Liu XM2/8/2020ATLConfidential InformationOutline1.測(cè)量是一一個(gè)過(guò)程程2.測(cè)量過(guò)程程的變異異3.測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的特性性4.GRR分析5.測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)變異性性的影響響Exercise測(cè)量是一一個(gè)過(guò)程程測(cè)量測(cè)量工具測(cè)量方法測(cè)試人測(cè)量對(duì)象正確的數(shù)據(jù)不可控因素樣品的真實(shí)值樣品的測(cè)量值測(cè)量測(cè)量是一一個(gè)過(guò)程程得到的所所有數(shù)據(jù)據(jù)都是測(cè)測(cè)量值，真實(shí)值值只有上上帝知道道測(cè)量數(shù)據(jù)據(jù)的變異異有一部部分是

2、測(cè)測(cè)試造成成的產(chǎn)品的變異（真實(shí)值的變異）測(cè)量變異總體變異(觀測(cè)到的變異)測(cè)量過(guò)程程的變異異-舉例研究?jī)蓚€(gè)個(gè)工序的的能力：根據(jù)上述述數(shù)據(jù)：兩個(gè)工工序生產(chǎn)產(chǎn)的產(chǎn)品品是相似似的（相相同的分分布）進(jìn)一步研研究？Line 2Line 1s2 觀測(cè) (相等)測(cè)量過(guò)程程的變異異-舉例問(wèn)題：1.這兩條拉拉相同嗎嗎？2.哪個(gè)測(cè)量量系統(tǒng)對(duì)對(duì)于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)工序變變異有幫幫助？3.對(duì)于這兩兩條拉，下一步步改善措措施是什什么？Line 1Line 2總體變異（觀測(cè)）測(cè)量變異工序變異s2true process + s2MS = s2observed2/8/2020ATLConfidential Information識(shí)別過(guò)程

3、程以及測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的變異異，首先先要定義義和區(qū)分分變異的的來(lái)源變異的來(lái)來(lái)源Long-termProcess VariationShort-termProcess VariationVariationwithin samplesActual Process VariationBiasStabilityLinearityVariation dueMeasurement VariationObserved Process VariationRepeatabilityReproducibilityto instrument測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)特性測(cè)量的系統(tǒng)偏差通過(guò)校正解決測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)特性分分類(lèi)-準(zhǔn)確度和和精確度度

4、準(zhǔn)確度精確度ssstotalproductmeasurement222=+totalproductmeasurement測(cè)量測(cè)系統(tǒng)誤差通過(guò)G R&R解決均值方差測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性準(zhǔn)確度Bias偏倚Linearity線性Stability穩(wěn)定性精確度Repeatability重復(fù)性Reproducibility再現(xiàn)性2/8/2020ATLConfidential Information準(zhǔn)確度(Accuracy)BiasStabilityLinearity穩(wěn)定性和和線性都都是偏倚倚的形式式穩(wěn)定性是是時(shí)間維維度上的的偏倚線性是量量程維度度上的偏偏倚2/8/2020ATLConfidential I

5、nformation測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的總變變差對(duì)于重復(fù)復(fù)測(cè)量設(shè)設(shè)備總變變差的測(cè)測(cè)量精確度等等于重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性的的累加精確度(Precision)2/8/2020ATLConfidential Information測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的5個(gè)特性：寬度偏差差：重復(fù)復(fù)性；再再現(xiàn)性；Gage R&R重復(fù)性：由同一評(píng)評(píng)價(jià)人，采用同同一種測(cè)測(cè)量?jī)x器器，多次次測(cè)量同同一零件件的同一一特性時(shí)時(shí)獲得的的測(cè)量值值的變差差。它屬于于系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)變差，通常視為為設(shè)備變變差（E.V.-EquipmentVariation）。Repeatability精確度：重復(fù)性性(Repeatability)2/8/2020ATLConfiden

6、tial Information重復(fù)性反應(yīng)測(cè)量量裝置的的固有變變異對(duì)同樣的的變量在在相似條條件下重重復(fù)測(cè)量量時(shí)的變變異同樣的部部件同一檢驗(yàn)驗(yàn)員同樣的設(shè)設(shè)置相同的環(huán)環(huán)境條件件短期根據(jù)重復(fù)復(fù)測(cè)量的的平均標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差差評(píng)估 s reproducibilityrepeatabilityproducttotal 2 2 2 2 sss + +=精確度：重復(fù)性性(Repeatability)2/8/2020ATLConfidential InformationInspector AMaster ValueInspector BInspector CMachine AMachine BMachine C再現(xiàn)性

7、:由不同測(cè)測(cè)量人員員用同樣樣儀器對(duì)對(duì)同一零零件的同同一特性性所得重重復(fù)測(cè)量量得平均均值的變變異稱(chēng)為為測(cè)量系系統(tǒng)的再再現(xiàn)性，簡(jiǎn)稱(chēng)再再現(xiàn)性精確度：再現(xiàn)性性(Reproducibility)2/8/2020ATLConfidential Informationsss s 2 2 2 2totalproductrepeatabilityreproducibility=+ +再現(xiàn)性:反映了不不同條件件下同一一測(cè)量時(shí)時(shí)的變異異不同檢驗(yàn)驗(yàn)員不同的設(shè)設(shè)置不同的測(cè)測(cè)試單位位不同的環(huán)環(huán)境條件件長(zhǎng)期的測(cè)測(cè)量變異異根據(jù)不同同測(cè)量條條件下的的平均標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差差評(píng)估精確度：再現(xiàn)性性(Reproducibility)2/8/

8、2020ATLConfidential Information測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)變差:s2meas=s2repeat+s2reprod主要根據(jù)據(jù)Gage R&R的分析結(jié)結(jié)果確定測(cè)量量系統(tǒng)是是“好”是“壞壞”，能能否滿足足應(yīng)用的的要求，需要對(duì)對(duì)測(cè)量系系統(tǒng)的變變異與產(chǎn)產(chǎn)品的spec與過(guò)程的的變異相相比較Comparingsmeaswith Tolerance:-Precision-to-ToleranceRatio(P/T)Comparingsmeaswith ProcessVariation (P/TV):-%RepeatabilityandReproducibility (%R&R)-Discrimi

9、nation Index計(jì)量型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析方方法2/8/2020ATLConfidential InformationPrecisiontoTolerance Ratio說(shuō)明容差差的多少少百分比比的總散散布是由由測(cè)量誤誤差所導(dǎo)導(dǎo)致Best case: 10%Acceptable:10%30%包括重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性5.15標(biāo)準(zhǔn)偏差差占測(cè)量量系統(tǒng)散散布的996標(biāo)準(zhǔn)偏差差占測(cè)量量系統(tǒng)散散布的99.735.15是產(chǎn)業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，Minitab14版轉(zhuǎn)換為為6Usually expressedaspercentTolerance=USL-LSLP/TRatio2/8/2020ATLConfidentia

10、l InformationP/TV零件選擇擇時(shí)，散散布較小小或較大大的情況況下，由由于分散散的相對(duì)對(duì)比較緣緣故，會(huì)會(huì)造成測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)能力的的錯(cuò)誤性性的判定定P/TV:Bestcase:15樣本的選選擇:Option1:如果過(guò)程程的變異異已知，樣本的的選擇應(yīng)應(yīng)代表過(guò)過(guò)程或產(chǎn)產(chǎn)品的正正常分布布Option2:如果過(guò)程程的變異異未知，樣本的的選擇應(yīng)應(yīng)均勻的的涵蓋規(guī)規(guī)格的寬寬度2/8/2020ATLConfidential InformationStep 1:選取10個(gè)樣本。另外確確定操作作者，操操作者要要從日常常使用此此設(shè)備的的員工中中選取Step 2:對(duì)設(shè)備進(jìn)進(jìn)行校驗(yàn)驗(yàn)或確認(rèn)認(rèn)設(shè)備在在上次的的計(jì)量

11、周周期內(nèi)Step 3:建立Minitab R&R研究的數(shù)數(shù)據(jù)收集集表Columnheadings:Column1:PartID(1-10)Column2:Operator (1-3)Column3:Trial (1-2)Column4:Measurement(s)Example -GageR&RusingMinitab2/8/2020ATLConfidential InformationStep 4:要求第一一個(gè)操作作員按照照隨機(jī)的的順序測(cè)測(cè)量所有有樣本一一次。Blindsampling：指操作作員不知知道每個(gè)個(gè)樣本被被定義的的序號(hào)，這樣可可以減小小人員的的偏差Step 5:其余操作作員以同同

12、樣的方方式隨機(jī)機(jī)測(cè)量同同樣的樣樣本，為為試驗(yàn)次次數(shù)1Step 6:按照要求求的試驗(yàn)驗(yàn)次數(shù)重重復(fù)steps4 &5。如果整整個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)?zāi)軌蛟谠谝欢螘r(shí)時(shí)間內(nèi)（幾天）完成是是最好的的。Step 7:在Minitab中錄入數(shù)數(shù)據(jù)及規(guī)規(guī)格Stat QualityTools GageR&R StudyStep 8:分析數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)果Example -GageR&RusingMinitab2/8/2020ATLConfidential InformationStep 7:在Minitab中錄入數(shù)數(shù)據(jù)及規(guī)規(guī)格Stat QualityTools GageR&R StudyExample -GageR&RusingMi

13、nitabANOVA method is preferred.Enter Gage Info and Options (see next page)2/8/2020ATLConfidential InformationtotalmeastotalmeasTVPssss=22/LSLUSLLSLUSLTPMSMS-=-=ss*15.5*15.5/2Note:P/TV的分母可可根據(jù)樣樣本的研研究或歷歷史數(shù)據(jù)據(jù)評(píng)估Example -GageR&RusingMinitab2/8/2020ATLConfidential InformationGage R&RStudy- ANOVA MethodANOV

14、ATableWith Operator*PartInteractionSourceDFSSMSFPParts92.058710.22874539.71780.00000Operators20.048000.0240004.16720.03256Oper*Part180.103670.0057594.45880.00016Repeatability 300.038750.001292Total592.24912Gage R&RSourceVarCompStdDev5.15*SigmaTotalGage R&R0.0044370.0666150.34306Repeatability0.001292

15、0.0359400.18509Reproducibility0.0031460.0560880.28885Operator0.0009120.0302000.15553Oper*Part0.0022340.0472630.24340Part-To-Part0.0371640.1927810.99282TotalVariation0.0416020.2039651.05042Source%Contribution%StudyVar%ToleranceTotalGage R&R10.6732.6622.87Repeatability3.1017.6212.34Reproducibility7.56

16、27.5019.26Operator2.1914.8110.37Oper*Part5.3723.1716.23Part-To-Part89.3394.5266.19TotalVariation100.00100.0070.03NumberofDistinctCategories= 4Session WindowOutput:GraphicalOutput:Gage R&ROutput2/8/2020ATLConfidential InformationGage R&RStudy- ANOVA MethodANOVATableWith Operator*PartInteractionSource

17、DFSSMSFp-valueParts92.058710.22874539.71790.00000Operators20.048000.0240004.16720.03256Oper*Part180.103670.0057594.45880.00016Repeatability300.038750.001292Total592.24913零件與操操作者是是統(tǒng)計(jì)上上顯著的的Gage R&R,ANOVATable0.052/8/2020ATLConfidential InformationGaugeR&RStudy-ANOVAMethodSourceVar CompStdDev95%ConfInt

18、5.15*SigmaTotalGaugeR&R0.0044370.066615(0.0597,0.2250)0.34306Repeatability0.0012920.035940(0.0287,0.0480)0.18509Reproducibility0.0031460.056088(*,*)0.28885Operator0.0009120.030200(0.0000,0.2169)0.15553Oper*Part0.0022340.047263(0.0254,0.0800)0.24340Part-To-Part0.0371640.192781(0.1098,0.3345)0.99282To

19、talVariation0.0416020.2039651.05042Varianceduetothe measurement system(broken downintorepeatability andreproducibility)TotalvarianceVarianceduetothe partsStandarddeviationfor eachvariancecomponent99%ofthe variationrepresentedGage R&R,Variation Components2/8/2020ATLConfidential InformationSourceVarCo

20、mp5.15*SigmaTotalGaugeR&R0.0044370.34306Repeatability0.0012920.18509Reproducibility0.0031460.28885Operator0.0009120.15553Oper*Part0.0022340.24340Part-To-Part0.0371640.99282TotalVariation0.0416021.05042326600504134300. StudyVarTV/Ptotalmeas=ss=Source%Contrib%StudyVar%ToleranceTotalGage R&R10.6732.662

21、2.87Repeatability3.1017.6212.34Reproducibility7.5627.5019.26Operator2.1914.8110.37Oper*Part5.3723.1716.23Part-To-Part89.3394.5266.19TotalVariation100.00100.0070.032287.05.13430.0 *15.5/=-=TolLSLUSLTPMSs1067.0041602.0004437.0 22=totalMSContributionssGage R&R,Results2/8/2020ATLConfidential Information

22、Gage R&R-Number of Distinct Categories識(shí)別力與與ContributionDistinctCategories=類(lèi)別2345678Contribution33.318.211.17.45.33.93.02/8/2020ATLConfidential InformationGage R&R-Number of Distinct Categories識(shí)別力的的意義及及判定Automobile Industry ActionGroup(AIAG)建議：類(lèi)別數(shù)2=2=35備注系統(tǒng)無(wú)法法區(qū)分兩兩個(gè)部品品系統(tǒng)只能能將數(shù)據(jù)據(jù)分為兩兩組，比比如：高高和低系統(tǒng)只能能將數(shù)據(jù)據(jù)分

23、為三三組，比比如：高高、中、低系統(tǒng)基本本可接受受2/8/2020ATLConfidential InformationGage R&R,ComponentsofVariation“整個(gè)散布布中，Gage R&R占據(jù)的比比重是否否足夠小小？”Gage R&R,Repeat,Reprod的高度越越接近0越好2/8/2020ATLConfidential InformationGage R&R,Xbar&R極差圖(重復(fù)性)用于確定定過(guò)程是是否受控控確定與重重復(fù)性有有關(guān)的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)控制制確定過(guò)程程中評(píng)價(jià)價(jià)人之間間對(duì)每個(gè)個(gè)零件的的一致性性R chart的點(diǎn)超出出控制線線的話，需調(diào)查查其原因因后再測(cè)測(cè)量作業(yè)者之之間反復(fù)復(fù)測(cè)量值值是否穩(wěn)穩(wěn)定？2/8/2020ATLConfidential InformationGage R&R,Xbar&R均值圖(再現(xiàn)性)提供了測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的“可可用性”指示：50的點(diǎn)落落在控制制線外測(cè)量系系統(tǒng)應(yīng)該該能夠充充分探測(cè)測(cè)零件間間的變差差測(cè)量系系統(tǒng)能夠夠提供過(guò)過(guò)程分析析和過(guò)程程控制有有用的信信息如果=5 (10)2/8/2020ATLConfidential Information應(yīng)該各關(guān)關(guān)注哪項(xiàng)項(xiàng)？測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)還是