測量檢查系統(tǒng)能力分析指南

測量系統(tǒng)能力分析指南制造型企業(yè)的成長和成功離不開自身各個領(lǐng)域的專業(yè)化。本文重點介紹如何確保我們獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，為公司各個領(lǐng)域、各個層次上的決策提供基礎(chǔ)。天楹之光是從事LED設(shè)計、制造、銷售一家公司，致力于成為專業(yè)的光運用方案供應(yīng)商。在日常工作過程中，將會經(jīng)常遇到過程、樣品、產(chǎn)品的測量判斷，在這個過程中，我們涉及兩個層面的問題：1．如何通過對產(chǎn)品/樣品的測量數(shù)據(jù)來評估產(chǎn)品生產(chǎn)過程的有效性、一致性、穩(wěn)定性？是測量一兩個樣品的數(shù)據(jù)還是測量一個充分的樣本量后再來評估過程？工程師需要有一個基本的理念。因為這個涉及到我們設(shè)計、制造以及供應(yīng)鏈管理的各個環(huán)節(jié)。這也是企業(yè)的一個基本的理念。我們打個比方，如果我們僅僅通過測量一兩個產(chǎn)品的特性數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)，而沒有對整個過程這個特性數(shù)據(jù)的分布深入分析的話，我們將面臨著漏判的巨大風(fēng)險。這個不在此文章深入探討，僅提出引起大家注意。在關(guān)鍵的特性測量上我們不能僅僅對少數(shù)幾個樣品甚至是一個樣品測量合格就承認(rèn)廠商大量生產(chǎn)或我們自己廠內(nèi)量產(chǎn)。2．測量系統(tǒng)可靠性的評價。如何確保測量數(shù)據(jù)的可靠性，為判斷和決策提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。確保測量系統(tǒng)的變異處在一個可控的狀態(tài)。融合成經(jīng)典，經(jīng)典鑄就品質(zhì)。通過以上兩個方面討論，希望能對同仁日常工作有所幫助。在大家的共同努力下，公司能夠在專業(yè)化的道路上越走越遠(yuǎn)，用我們專業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)贏得市場，取得客戶的信任和支持。卓越績效標(biāo)準(zhǔn)指南中提到公司管理層需要定期對公司績效進(jìn)行評價和審核。通過一定的方法體系獲得公司績效數(shù)據(jù)，基于獲得的數(shù)據(jù)信息審核公司過往經(jīng)營活動，為后來組織的方向和行動提供計劃和指南。那么如何確?？冃?shù)據(jù)的可靠性了？這就涉及到測量系統(tǒng)的可靠性。我們先來介紹幾個概念：過程、過程能力、測量系統(tǒng)、測量系統(tǒng)能力、基于事實（數(shù)據(jù)）的決策方法。過程方法已經(jīng)深入到現(xiàn)代公司管理的各個領(lǐng)域和層次。過程作為一組將輸入轉(zhuǎn)化成輸出的活動，由三個要素組成：輸入、輸出和過程活動。過程的變異分別由異常波動、隨機(jī)波動引起的，隨機(jī)波動是不可避免的，異常波動需要管理者監(jiān)視和控制的。過程能力是衡量過程波動和變異的指標(biāo)，過程能力在制造型的企業(yè)有兩個常見的表現(xiàn)形式：過程能力（過程有效性和一致性）指數(shù)（CP/CPK）和良率（不良率），對應(yīng)兩種數(shù)據(jù)類型：計量型和計數(shù)型數(shù)據(jù)。根據(jù)兩種不同類型數(shù)據(jù)，測量系統(tǒng)也可分為計量型測量系統(tǒng)和計數(shù)型測量系統(tǒng)。計量型測量系統(tǒng)在實際工作中的例子有：燈具的光通量數(shù)據(jù)測量、功率的測量、長度測量等；計數(shù)型測量系統(tǒng)在實際工作中的例子有：色差判定、外觀判定等定性類數(shù)據(jù)，是不是和是之間，0和1之間的選擇。測量系統(tǒng)由測量人員、測量方法、測量環(huán)境、測量對象、測量設(shè)備等要素構(gòu)成，測量系統(tǒng)的變化或波動必將造成對過程的測量數(shù)據(jù)的波動，影響對過程的實際能力的反映和人們對現(xiàn)實的判斷。如下所示，我們可以從這個例子中看到選擇不同分辨力的測量儀器將會影響到最后的測量數(shù)據(jù)。測量系統(tǒng)對測量數(shù)據(jù)的影響-舉例說明測量儀器分辨率（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%）A=2.25B=2.00部件A||部件AA=2.25B=2.00A=2.0部件B|B=2.0麗薩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。

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。所以測量系統(tǒng)的可信度將影響數(shù)據(jù)的可信度，而數(shù)據(jù)是現(xiàn)代公司管理的基本要素，不能得到可靠的數(shù)據(jù)，那么正確的決策就很難保證。以下圖示它們之間的關(guān)系過程測量系統(tǒng)過程能力數(shù)據(jù)決策各要素邏輯關(guān)系圖測量系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)和過程實際表現(xiàn)總的變異=制程本身的變異+測量系統(tǒng)的變異當(dāng)測量系統(tǒng)的變異超過過程變異可以接受的程度，將會在日常的判斷中導(dǎo)致以下兩種類型的錯誤。第I型錯誤：誤判，將合格的判斷成不合格的第II型錯誤：漏判，將不合格的判斷成合格的以下先通過介紹一些基本概念術(shù)語，然后再通過列舉實例來讓大家了解和掌握計量型和計數(shù)型測量系統(tǒng)評價實務(wù)。測量系統(tǒng)評價內(nèi)容：可重復(fù)性—偏差由量具本身造成；（測量系統(tǒng)內(nèi)部變差）指同一人使用同一測量工具對同一對象（產(chǎn)品）的同一特性進(jìn)行多次測量中產(chǎn)生的變差可再現(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）指不同的人在對同種特性進(jìn)行測量時產(chǎn)生的變差測量系統(tǒng)評價=重復(fù)性+再現(xiàn)性測量系統(tǒng)評價術(shù)語介紹：EV=EquipmentVariation（Repeatability）/設(shè)備變異（重復(fù)性）AV=AppraiserVariation（Reproducibility）/操作者變異（再現(xiàn)性）R&R=Repeatability&Reproducibility/重復(fù)性&再現(xiàn)性PV=PartVariation/產(chǎn)品引起的變異（過程變異）TV=TotalVariationofR&RandPV/總變異（制程本身變異+測量系統(tǒng)變異）%EV=%EV/Tolerance/重復(fù)性占總變異的%%AV=%AV/Tolerance/再現(xiàn)性占總變異的%%R&R=%R&R/Tolerance/重復(fù)性再現(xiàn)性占總變異的％測量系統(tǒng)評價標(biāo)準(zhǔn)%R&RResults<5%很好

<5%<10%10%-30%>30%好可以接受，視被測量特性的重要程度和測量成本等因素而定。測量系統(tǒng)需要改進(jìn):值-最小值范圍（RX22233652598零件操作員1操作員2it^Tolerance=20R范圍之和平均范圍平均范圍=R=(2+1+1+2+1)/5=7/5=1.4一―^-二:值-最小值范圍（RX22233652598零件操作員1操作員2it^Tolerance=20R范圍之和平均范圍平均范圍=R=(2+1+1+2+1)/5=7/5=1.4一―^-二ZT量具誤差=5」5*R/d=5」5/1一吹=4一3於=4.33*1.4=6」%GageR&R=量具誤差GageError/允差Tolerance=6.1/20*100%=30.5%短期模式練習(xí)零件個數(shù)個操作員個操作員個操作員11.411.912.2421.281.812.1531.231.772.1241.752.115Q-19”)1.742.161.181.732.0971.V1.732.0981/71.722.089/.161.722.0810>'1.161.722.08d常數(shù)表PartOperatorAOperatorBRange118001810217901780318201820418001810517801780Specrange=200SumofRangesAverageRange

?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(jìn)行隨機(jī)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。計算輸入每個人對各個樣品的測量數(shù)據(jù)OPER.4TOFPA.RTRESULTSTRIAL#12345678910AVGA11.62Q1.61B1.6181.6121.6T91.6171.6T91.6201.6T91.5821.61421.6211.61191.6191.6131.61191.6181.6181.61191.6181.5821.61531.6201.61181.61911.6131.61181.61716191.6201.6181.583%1.615Average1.6201.6181.6191.6131.6191.6171.6191.6201.6181.5S21.615Range0.0D10.0010.0010.0D10.0010.0010.0010.0010.0010.001￡0.001B11.6211.6201.61B1.6T91.61B1.6191.6211.6191.6191.575Bi1.61521.6201.6211.61916191.6171.6191.6221.61181.6191.5761.61531.6231.6201.6191.6201.6171.6131.6211.6191.6181.5771.615Average1.6211.6201.6191.6191.6171.6191.6211.6191.6191.5761.615Range0.0D30.0010.0010.0D10.0010.0010.0010.0010.0010.0020.001C11.6201.6191.6181.6181.6191.6201.6211.6211.6201.585.1.61621.6211.61181.61716191.61181.6211.6201.6211.6221.586'1.61631.6211.61191.6181.6191.61181.6211.6201.6201.6211.5B71.616Average1.6211.6191.6181.6191.6181.6211.6201.6211.6211.536Xc1.616Range0.DD1D.0D1D.0D10.001D.0D1D.0D10.001D.0D1D.0D20.DD2Rc0.001計算均值和極差R=Ra+R&+Rc/Ndofoperators=0.001+D.D01+0.001I3R=0.001[Max-[Min=1.6161.615Xoff=0.002UCL^=R*=0.001■St2.58Guc*0.003LCL^=R*足=0.DD1■t0.000LCL^=0.000重復(fù)性再現(xiàn)性計算Repeatibility-EquipmentVariation(EV)EV=R*KiEV=Trials33.Q5Reproducibilit/-AppraiserVariation(AVJ(nparts,rtrials}av=o.ooeOper32.7QRepeatibililySiRepr嚴(yán)uuibilityW&R>關(guān)啊[EV2+A訶R8iR^0.0C6PartVariation(PV)FV=Rp^rt*陶PV=PartsW1.62TotalVariation(TV)TV=ijtR&R2+PV2)TV=重復(fù)性再現(xiàn)性占總的變異的%BaseonPARTTOPARTVariation%EV=100[EV/TV|%EV=E.Ec%AV=100[AV/TV]%AV=7.S3%R&R=100[R&R/TV1%R8R=9.2?%PV=100[PVHV]%PV=9S.57從計算結(jié)果來看，此測量系統(tǒng)重復(fù)性再現(xiàn)性變異占總的變異的9.24%,可以用在日常控制活動。其中再現(xiàn)性的變異略高于重復(fù)性變異。提示在日?？刂浦行枰⒁鈱θ藛T的培訓(xùn)和監(jiān)控。計數(shù)型測量系統(tǒng)分析對于以“是”和“不是”為計數(shù)基礎(chǔ)的定性數(shù)據(jù)，其GR&R考察的概念是與定量數(shù)據(jù)一樣的。但方法上完全不同。定性數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的能力取決于操作員判斷的有效性，即將“合格”判斷成合格，將“不合格”判斷成不合格的程度。計數(shù)型測量系統(tǒng)評價指標(biāo)1．有效性/一致性Effectiveness(E)-即判斷“合格”與“不合格”的準(zhǔn)確性E=實際判斷正確的次數(shù)/可能判斷正確的機(jī)會次數(shù).2．漏判的幾率Probabilityofmiss(P-miss)-將“不合格”判為合格的機(jī)會P(miss)=實際漏判的次數(shù)/漏判的總機(jī)會數(shù).3．誤判的幾率Probabilityoffalsealarm(P-FA)-將“合格”判為不合格的機(jī)會.P(falsealarm)=$際誤判次數(shù)/誤判的總機(jī)會數(shù).4．KAPPA-判定一致性程度(人員之間/人員與標(biāo)準(zhǔn)之間)計數(shù)型測量系統(tǒng)評價標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)可接受邊緣拒收E>0.90.8-0.9<0.8P(FA)<0.050.05-0.1>0.1P(miss)<0.020.02-0.05>0.05B0.8-1.20.5-0.8or1.2-1.5<0.5or>1.5計數(shù)型測量系統(tǒng)評價實例一由主管選取14個樣品(其中8個合格，6個不合格)三個操作員對每個樣品測三次記錄中A=接受(accept)，R=拒收(reject)操作員ABC樣品編號真實A/R1231231231AAAAAAAAAA2RRRRRRRRRR3AAAAAAAAAA4RRRRRRRRRR5RRRRRARRRR6ARRRAAAAAA7ARARAAAARA8AAAAAAAAAA9RRRRAAAAAA10AAAAAAAAAA11AAAAAAAAAA12RRRRRRRRRR13AAAAAAAAAA14RRRRRRRRRR

—計算結(jié)果:操作員r對合格品判斷正確的次數(shù)對不合格品判斷正確的次數(shù)總的判斷正確次數(shù)誤判次數(shù)漏判次數(shù)總數(shù)#1#2#3#4#5#6A1918375042B2414380442C2315381342操作員E#3/#6P(FA)#4/(#1+#4)P(miss)#5/(#2+#5)BiasP(FA)/P(miss)A37/42=0.885/24=0.210/18=0N/AB38/42=0.900/24=04/18=0.220C38/42=0.901/24=0.043/18=0.170.34計數(shù)型測量系統(tǒng)評價實例二(使用Minitab軟件)Minitab軟件是當(dāng)前主流數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能。被大多數(shù)跨國公司所采用，運用到公司內(nèi)部管控中。以下圖示為使用軟件操作步驟，大家可以依據(jù)來了解。輸入數(shù)據(jù)，選擇分析工具(屬性一致性分析)ICO.QO(90.5[:9667<B2.7t尖試驗中的評估可te/生存X)硏死◎貢屋工具?統(tǒng)計⑸囹形⑥鑾口(W)耕助凹uPareto圏迪…ICO.QO(90.5[:9667<B2.7t尖試驗中的評估可te/生存X)硏死◎貢屋工具?統(tǒng)計⑸囹形⑥鑾口(W)耕助凹uPareto圏迪…労兇果?…EDA(￡J百分比3.5T0.000.00回歸畫方差務(wù)析㈤DOE側(cè)控制圖?琴他詢期4.氓Jchfi?cn煢皋①.”琵力甘折㈤?CapabilitySi?pack(S]?乞nw窗迺I囚疫庫性希宓收①”.接誣抽宦豔收00一致性工具數(shù)據(jù)設(shè)置。C2C3C4A-lA-2A-301111111i111C5B-1I◎寒芟畀圖(MU.1Lf對緒凹...2．檢驗員與標(biāo)準(zhǔn)一致性從結(jié)果來看，檢驗員2和3自身一致性為100%；與標(biāo)準(zhǔn)比較，檢驗員2每次判斷與標(biāo)準(zhǔn)契合程度是100%，其次是檢驗員3，再次為檢驗員12．檢驗員與標(biāo)準(zhǔn)一致性從結(jié)果來看，檢驗員2和3自身一致性為100%；與標(biāo)準(zhǔn)比較，檢驗員2每次判斷與標(biāo)準(zhǔn)契合程度是100%，其次是檢驗員3，再次為檢驗員1，數(shù)據(jù)為93.33%。A-1sA-2,2B-1,B-2,B-3tC-1}C-2,C-3的屬性F性分析檢驗員自身評估一致性#檢徉相檢驗員驗數(shù)符數(shù)百分比95%置信區(qū)間302996.67(8278.99.92)303010000(9050.10000)3030100.00(9050.10000)牡相符數(shù):檢驗員在多個試驗之間*他/她自身標(biāo)椎一致。每個檢驗員與標(biāo)準(zhǔn)評估一致性#檢#相檢驗員驗數(shù)符數(shù)百分比95%置信區(qū)間93.33(77.93.9918)10000(9050.10000)96.67(8278.99.92)130282303033029實例三里KappaKappa標(biāo)準(zhǔn)誤ZP(與a。)0731090.731091.000001.000000.649120.64912DJ054096.93572>105409&935720.1054099.486830.1054099.486830.105409&158120.1054096.158120.00000.00000.00000.00000.00000.0000OPVSStd性標(biāo)準(zhǔn)>90%與上個例子區(qū)別在于，本例中數(shù)據(jù)為檢驗員實際判定的定性結(jié)果描述，如：氣泡。上個例子輸入數(shù)據(jù)為0和1，0位不良品，1位良品。其他操作比照上例。

EjW.如g?■?FE1新in*V]***hjrts注您M0電(D：：n-iCS-ICi-tCT會f01：-XC國些竺2jp貳Wllr>4I?■n4r$or“E*MFLi&dri14齊務(wù)齊狂喬齊#喬*齊事鼻喬搭齊弟齊喬齊茫養(yǎng)#喬崙*齊丟士?號爺*??鞭?乳歸量孫趟咼報鳳^找牀戦氏踐通喪鈦殛如』icuxFfr白趁氣泡氣息4<EjW.如g?■?FE1新in*V]***hjrts注您M0電(D：：n-iCS-ICi-tCT會f01：-XC國些竺2jp貳Wllr>4I?■n4r$or“E*MFLi&dri14齊務(wù)齊狂喬齊#喬*齊事鼻喬搭齊弟齊喬齊茫養(yǎng)#喬崙*齊丟士?號爺*??鞭?乳歸量孫趟咼報鳳^找牀戦氏踐通喪鈦殛如』icuxFfr白趁氣泡氣息4<-+S孫JU#11時*r±n羽応\fttfH■1盼E?■hC1ClEwwiai■二5t^icj