測量系統(tǒng)分析(MSA) 2

MeasurementSystemsAnalysis測量系統(tǒng)分析MSAMSA－引子測量重要嗎？測量的目的是什么？MSA－引子瞧!我們的銷售業(yè)績！哇,不可思異啊!可真是這樣嗎?MSA－引子終于搞定了你沒搞錯吧？??！MSA－引子我搞錯了嗎？暈，郁悶中……MSA－引子？？？？？？數(shù)據(jù)是否可信？您看到的各類報表是真的嗎？為什么要進行MSA為什么量具進行了檢定或校準還要進行測量系統(tǒng)分析？為什么經(jīng)過100%的全檢驗，客戶還在抱怨收到了不合格？為什么再做全過程做了質(zhì)量檢驗（QC）還要向客戶做質(zhì)量保證（QA）？到底什么樣的測量系統(tǒng)才夠放心？我們是否是測量過程？管理者要有效的管理任何過程的變異，需要了解：過程應(yīng)該做什么？會有什么問題？現(xiàn)在做的怎么樣？測量過程測量值分析測量決策資源測量的過程（控制過程）被管理的過程作業(yè)輸入輸出一般的過程（放羊式過程）對產(chǎn)品決策的影響第一類錯誤（生產(chǎn)者風險/假警報） 一個好的零件有時被誤判為“不合格”第二類錯誤（消費者風險/漏判率） 一個不合格的零件有時被誤判為“合格”對產(chǎn)品決策的影響減少過程變差，沒有零件產(chǎn)生在Ⅱ區(qū)減少測量系統(tǒng)誤差從而減小Ⅱ區(qū)域的面積，因而產(chǎn)生的所有零件將在Ⅲ區(qū)域，這樣就可以最小限度的降低做出錯誤決定的風險。假定測量過程處于統(tǒng)計受控狀態(tài)并且對準基準值。如果不成立，這樣的測量結(jié)果不值得信任。ⅡⅡGoogisgoodⅢBadisbadⅠBadisbadⅠCoufusedareaCoufused

areaUSLLSL對過程決策的影響把普通原因報告為特殊原因把特殊原因報告為普通原因GRR對能力指數(shù)Cp的影響GRR對能力指數(shù)Cp的影響舉例例：CPGRR＝2.0,為達到顧客要求過程能力（觀測值）＝1.33，CP實際=？CP實際=(1/1.33^2-1/2^2)^-0.5≈1.79即過程公差＝1.79*6σ＝10.74σ,78PPM假設(shè)該過程和基準值偏移1.5σ測量系統(tǒng)研究的目的接受新測量設(shè)備的準則；一種測量設(shè)備與另一種測量設(shè)備的比較評價懷疑有測量缺陷的量具的依據(jù)維修前后測量設(shè)備的比較計算過程變差所需的方法，以及生產(chǎn)過程的可接受性水平作出量具的特性曲線的必要信息。以上一切是為了滿足ISO/TS6949的相關(guān)要求：“7.6.1測量系統(tǒng)分析

為分析出現(xiàn)在各種測量和試驗設(shè)備系統(tǒng)測量結(jié)果的變異，應(yīng)進行適當?shù)慕y(tǒng)計研究。此要求應(yīng)用控制計劃提出的測量系統(tǒng)。所有的分析方法及接收準則，應(yīng)與顧客關(guān)于測量分析的參考手冊相一致。如果得到顧客的批準，其他分析方法和接收準則也可以應(yīng)用?！盡SA的基本概念a.測量系統(tǒng)不僅僅是量具；b.測量系統(tǒng)：用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。什么是測量系統(tǒng)？測量系統(tǒng)誤差來源測量系統(tǒng)和其它所有的生產(chǎn)過程一樣，受隨機誤差和系統(tǒng)誤差的影響。這此誤差是由于普通原因和特殊（無次序的）原因造成的。在測量系統(tǒng)分析前，識別潛在的變差來源是必要的。常用的分析工具有因果圖、矩陣圖、樹圖。觀測值變差產(chǎn)品/制程變差測量系統(tǒng)變差量具變差評價人變差（再現(xiàn)性）偏倚（bias)重復性線性(linearity)穩(wěn)定性(stability)測量系統(tǒng)變差的影響因素測量系統(tǒng)的統(tǒng)計變差穩(wěn)定性（Stability)偏倚（Bias)線性(Linearity)位置的變差(LocationError)統(tǒng)計量：測量均值PK真值重復性（Repeatability)再現(xiàn)性（Reproducibility)寬度的變差（WidthError)統(tǒng)計量：測量分布MSA一般性問題哪些測量系統(tǒng)需要進行MSA？哪個過程有測量風險需要進行哪些研究？測量風險的從哪里來研究對象如何選?。孔畲蟮臏y量風險用什么方法？計數(shù)型/計量型在什么時候進行？MSA計劃判斷準則是什么？MSA手冊（AIAG-MSA手冊）MSA的基本概念一.測量系統(tǒng)分析的適用范圍被測特性能重復出現(xiàn)二.數(shù)據(jù)的分類計量型（Variable):一個樣品的測量值計數(shù)型（Attribute):一個樣品的質(zhì)量和通過/不通過測試結(jié)果不可重復型（Non-replicable）：三、測量系統(tǒng)的五個特性MSA的基本概念MSA的基本概念3、偏倚Bias 觀測平均值與基準值的差。 基準值：是比觀測用測量裝置高一級的測量結(jié)果的平均值偏倚（Bias)基準值（真值）觀測平均值MSA的基本概念4、線性Linearity 量具的預期工作范圍內(nèi)偏倚的變化（之間的差值）。偏倚?。˙ias)基準值（真值）觀測平均值偏倚大（Bias)基準值（真值）觀測平均值MSA的基本概念5、穩(wěn)定性Stability 在某種持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準或零件單一特性結(jié)果的總變差GR&R基準值（真值）觀測平均值測量系統(tǒng)研究準備1、先計劃將要使用的方法2、確定評價人、樣品的數(shù)量及重復讀數(shù)次數(shù)3、評價人的確定（應(yīng)從日常操作人中選）4、樣品必須從過程中選取并代表其整個工作范圍5、儀器的分辨率應(yīng)允許至少直接讀取特性的預期過程變差的十分之一。6、確保測量方法（評價人和測量方法）在按照規(guī)定的測量步驟測量特征尺寸1、穩(wěn)定性研究穩(wěn)定性:Xbar-R圖（MINITAB軟件）運行圖（MINITAB軟件）Xbar-R圖運行圖為什么要研究穩(wěn)定性？進行測量系統(tǒng)分析的目的預測在未來測量系統(tǒng)所引入的測量誤差具有什么特性。為能夠進行這樣的預測，研究測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性是必要的，即測量系統(tǒng)引入的測量誤差的分布規(guī)律不隨時間發(fā)生變化。也即測量系統(tǒng)其誤差（變異）呈正態(tài)分布。1、穩(wěn)定性研究Xbar-R法取一個樣本并建立相對于可朔源標準的基準值定期（天，周）測量標準樣本3-5次，樣本容量和頻率應(yīng)該基于對測量系統(tǒng)的了解將數(shù)據(jù)按時間順序畫在x&R或X&s控制圖上結(jié)果分析： 建立控制限并用標準控制圖分析評價失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定性練習穩(wěn)定性案例-Xbar-R法穩(wěn)定性舉例-運行圖法對于每個部件，可以比較由每個操作員所得出測量值之間的變異，以及操作員之間的測量值差異。還可以查看測量值與水平參考線的關(guān)系。默認情況下，參考線是所有觀測值的平均值。大部分變異是因部件間的差異所致。此外還出現(xiàn)了某些較小的模式。例如，操作員B的測量缺乏一致性，而操作員C的測量值通常比其他操作員低。小結(jié)2、偏倚研究數(shù)值法 根據(jù)測量結(jié)果算出平均值Xbar 偏倚=Xbar-真值 測量系統(tǒng)偏倚的檢驗 t=偏倚/σb

σb=σr/√n2、偏倚研究圖示法2、偏倚研究基準的誤差元器件磨損儀器尺寸錯誤測量誤差的特性儀器未經(jīng)正確校準不正確使用儀器偏倚大的原因分析偏倚性研究小結(jié)3、線性線性研究-參考MSA手冊（第三版） 數(shù)值法 圖示法非線性原因分析1.在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒有正確校準2.最小或最大值校準量具的誤差3.磨損的儀器（量具）4.儀器固有的設(shè)計特性3、線性3、線性如果測量系統(tǒng)存在線性問題，需要通過調(diào)整軟件、硬件或兩項同時進行來再校準以達到0偏倚如果偏倚在測量范圍內(nèi)不能被調(diào)整到0，只要測量系統(tǒng)保持穩(wěn)定，仍可用于產(chǎn)品/過程的控制，但不能進行分析，指導測量系統(tǒng)達到穩(wěn)定因為評價人誤差風險較高，測量應(yīng)該僅在顧客同意下使用線性研究小結(jié)4、VariableGR&R怎么體現(xiàn)出產(chǎn)品的偏差(бproduct

)?怎么體現(xiàn)重復性帶來的偏差(бrepeatability)?怎么體現(xiàn)再現(xiàn)性帶來的偏差(бreproducility)?測量系統(tǒng)的合成變差多取一些樣品讓測量的人或機器多測幾次同時讓幾個人來測4、重復性再現(xiàn)性工作流程注意！重復性和再現(xiàn)性分析:在實際測量環(huán)境下，在操作者事先不知正在對該測量系統(tǒng)進行評定的條件下，獲得測量結(jié)果。1.抽取10個樣品,并選3個測試人員(經(jīng)過培訓的);2.確認量具經(jīng)過校正或計量;3.由計量人員組織第一個測試人員隨機的測量10個樣品;4.讓第二、第三個測試人員隨機的測量10個樣品;5.重復第3、4.步驟兩遍；6、計量人員記錄數(shù)據(jù)。MSA-重復性分析只有當測量系統(tǒng)處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)時，研究重復性才有意義。σe-重復性標準差其意義：同一人用同一量具對同一被測對象的特性進行多次觀察，觀察值重復性（6σe）概率為99.73%。σe6σe99.73%MSA-再現(xiàn)性分析只有當測量系統(tǒng)處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)時，研究重復性才有意義。σo-重復性標準差其意義：不同的人用同一量具對同一被測對象的特性進行多次觀察，觀察值重復性（6σo）概率為99.73%。σo6σo99.73%例子測試數(shù)據(jù)如下:重復性與再現(xiàn)性舉例量具名稱:游標卡尺研究日期:2010-5-8報表人:孫里公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司方差分量來源方差分量貢獻率合計量具R&R

0.09357

7.13

重復性0.040733.10

再現(xiàn)性0.052844.03部件間1.2190992.87合計變異1.31266100.00

研究變異%研究變來源標準差(SD)(6*SD)異(%SV)合計量具R&R0.305891.8353626.70

重復性0.201811.2108717.61

再現(xiàn)性0.229881.3792520.06部件間1.104126.6247496.37合計變異1.145716.87428100.00可區(qū)分的類別數(shù)=5量具R&R研究–Xbar-R法重復性與再現(xiàn)性舉例圖示法重復性與再現(xiàn)性舉例

量具R&R研究-XBar/R法量具名稱:游標卡尺研究日期:2010-5-8報表人:孫里公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司方差分量來源方差分量貢獻率合計量具R&R0.093577.13

重復性0.040733.10

再現(xiàn)性0.052844.03部件間1.2190992.87合計變異1.31266100.00過程公差=8

研究變異%研究變%公差來源標準差(SD)(6*SD)異(%SV)(SV/Toler)合計量具R&R0.305891.8353626.7022.94

重復性0.201811.2108717.6115.14

再現(xiàn)性0.229881.3792520.0617.24部件間1.104126.6247496.3782.81合計變異1.145716.87428100.0085.93可區(qū)分的類別數(shù)=5重復性與再現(xiàn)性舉例量具R&R研究-方差分析法

包含交互作用的雙因子方差分析表來源自由度SSMSFP部件988.36199.81799492.2910.000操作員23.16731.5836379.4060.000部件*操作員180.35900.019940.4340.974重復性602.75890.04598合計8994.6471刪除交互作用項選定的Alpha=0.25不包含交互作用的雙因子方差分析表來源自由度SSMSFP部件988.36199.81799245.6140.000操作員23.16731.5836339.6170.000重復性783.11790.03997合計8994.6471量具R&R

方差分量來源方差分量貢獻率合計量具R&R0.091437.76

重復性0.039973.39

再現(xiàn)性0.051464.37

操作員0.051464.37部件間1.0864592.24合計變異1.17788100.00過程公差=8

研究變異%研究變%公差來源標準差(SD)(6*SD)異(%SV)(SV/Toler)合計量具R&R0.302371.8142327.8622.68

重復性0.199931.1996018.4214.99

再現(xiàn)性0.226841.3610320.9017.01

操作員0.226841.3610320.9017.01部件間1.042336.2539696.0478.17合計變異1.085306.51180100.0081.40可區(qū)分的類別數(shù)=4Excel方法-

MSA數(shù)表Xbar-R法Excel方法-MSA分析報告Xbar-R法計量型測量系統(tǒng)變差占比%R&R<10%

可接受（關(guān)鍵工位按此標準?。?R&R10~30%

臨界%R&R>30%

不可接受測量系統(tǒng)靈敏度

ndc=√2PV/GR&R≥5

ndc取