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1Measurement Systems Analysis测量系统分析测量系统分析计数型MSA计量型MSA2您的数据怎么样？六个西格玛方法建立在这样一种思想上：基基于于数数据据的的决决策策。用于决策过程的数据必须是可靠的。基于不可靠数据的决策与无数据支持的决策没有什么差别。测量测量测量测量是是是是任何任何任何任何六个西格玛项目的基础六个西格玛项目的基础六个西格玛项目的基础六个西格玛项目的基础您的测量系统是否好得足以让您放心收集数据？Gage R&R 分析给您答案。分析给您答案。测量系统的意义测量系统的意义3-与进行测量有关的任何东西：人、测量工具、材料、方法和环境。观察观察测量测量数据数据输入输入 输出输出 输入输入 输出输出-“测量系统测量系统”部件部件“测量系统测量系统”概念概念将“测量系统”看作是会给测量数据带来额外误差的子过程，其目的就是使用误差尽可能小的测量过程。S 标准W 工件(如,零件)I 仪器P 人/程序E 环境4测测量量方方法法 测量过程测量过程 测测量量环环境境被测量对象被测量对象输入输入测量结果测量结果输出输出测测量量仪仪器器测测量量人人员员过程变量过程变量过程变量过程变量过程变量过程变量过程变量过程变量 可用函数关系表示测量过程输入与输出间的关系：可用函数关系表示测量过程输入与输出间的关系：y=f(X1,X2.Xn)Y:测量结果测量结果 X：输入测量对象：输入测量对象,测量设备测量设备,人员人员,环境等环境等“测量系统测量系统”概念概念5任何观测数据的误差，都是部件的实际误差和测量任何观测数据的误差，都是部件的实际误差和测量系统误差的总和。系统误差的总和。测量系统引测量系统引起的误差起的误差观察值观察值总误差总误差部件差异引起的部件差异引起的误差误差 2总值总值=2产品产品+2测量测量测量系统误差的来源测量系统误差的来源总误差总误差被测量对象误差被测量对象误差测量系统误差测量系统误差测量仪器误差测量仪器误差测量人员误差测量人员误差准确性准确性线性线性稳定性稳定性重复性重复性测量人员误差测量人员误差测量人员和被测量人员和被测量对象交互测量对象交互误差误差6测量系统的作用测量系统的作用测量系统分析（Gage R&R 分析）分析）是用来分析测量系统的方法，目的是确定测量某种东西时出现的波动(误差)的大小和类型。测量系统分析（Gage R&R 分析）分析）将提供以下与您的数据有关的信息：测量误差是否很小，相对产品规范或过程误差来说是否可以接受。如果测量误差不可接受，从何处着手来改进测量系统使您能够对数据的“质量”充满信心测量仪器是否具有足够的分辨率7测量系统分析方法测量系统分析方法根据测量对象的性质，测量系统分析有两种形式：1.Attributes计数值计数值/定性值（离散数据定性值（离散数据）数据不能以连续的标尺描述 通过/不通过，好/坏采用计数型测量系统分析采用计数型测量系统分析2.Variables计量值计量值/定量值（连续数据）定量值（连续数据）数据可以用连续的标尺来描述采用计量型测量系统分析采用计量型测量系统分析注意：1、一看到数据，就要确认测量数据类型2、计数值和计量值必须用不同的方法处理81.方差分析法可以识别部品、人员、测量仪器的误差可以识别人员和部品交互作用影响2.平均值和极差分析法：可以识别部品、人员、测量仪器的误差不可以识别人员和部品交互作用影响3.部品内偏差分析方法可以用于特殊形状部品(如圆形)的测量系统分析可以识别测量人员、测量仪器、被测部品的误差此法计算繁琐4.简略法可以识别测量系统总误差无法区分测量人员误差和测量仪器误差5.即时法可以确定自动测量系统的重复性误差不提供人员影响数据测量系统分析方法测量系统分析方法9测量系统分析方法选择流程测量系统分析方法选择流程需要区分人员和仪器影响吗？被测量数据类型？需要评价部品内偏差？需要评价交互作用吗？计数型数据分析计数是自动测试仪器吗？即时法简略法不计量要否部品内偏差分析法是否是否平均值和极差法误差分析法是10确认测量数据类型确定误差来源选择样本收集数据分析数据测量系统分析步骤测量系统分析步骤1、确认测量数据类别、确认测量数据类别根据数据性质，可其分为：计数型数据计量型数据2、确定误差来源、确定误差来源对于自动测定系统，误差来源为：部品本身误差和测量仪器误差。对于普通测定系统，误差来源为：测量人员、测量仪器和部品。对于目视检查，误差来源为：检查人员和部品。3、选择样本、选择样本计量型数据的样本选择在选择计量型样本时，需使所选样本代表整个过程范围。计数型数据的样本选择在选择计数型样本时，需同时选择部分规格内和规格外的样本，并选择部分接近界限的样本114、收集数据、收集数据收集数据即对选定的样本进行测量的选择 在测量前确认以下事项：在测量前确认以下事项：确认测量仪器经过校准，以保证其准确性和线性在规定范围。确保使用足够的分辨率的仪器进行测量。如被测量对象的规格范围为0.01mm,则需选用分辨率为0.001mm的测量仪器进行测量 测量时注意事项：测量时注意事项：每个测量人员以附机顺序测量各样本，以保证在测量时不相互参照他人或自己以前的测量结果。记录所有原始测量数据5、对测量数据进行分析、对测量数据进行分析 完成测量后，最后一步是对测量数据进行分析处理，后续将对不同的测量系统分析方法作以下介绍。测量系统分析步骤测量系统分析步骤12测量系统的波动测量系统的波动测量系统的波动主要是由于量具和检验员的变化引起的。为了考察量具和检验员的波动程度，常常要选用一些零件或产品让检验员使用量具去测量。因此零件同本身的变异对测量结果也有影响，帮还要考察零件间波动；如果测量系统的波动来源主要是零件间的变异，则测量系统状况良好。反之，测量系统的波动主要是由于量具和检验员的变异引起的，则测量系统状况不良；Gauge R&R主要分析各种波动在测量系统总波动中的百分比，从而判别测量系统的状况。13一、准确度和精密度一、准确度和精密度 假定材料的硬度的“真值”是5.0 测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语caabda、精密度高、准确性低b、精密度高、准确性高c、精密度低、准确性高d、精密度低、准确性差 方法1得到的读数为：3.8，4.4，4.2，4.0 方法2得到的读数为：6.5，4.0，3.2，6.3 哪种方法更准确？哪种方法更精密？你倾向哪种方法？为什么？14系统可测量的小数部分的位数，测量的增量至少要达到产品或过程规格宽度的十分之一二、分辨率二、分辨率（Resolution）应该使用哪一把尺测量具有上述分布的过程？测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语15三、线性度三、线性度（Linearity）测量仪器准确度或精密度在仪器量程内的变异四、相关性四、相关性（Correlation）对两变量之间的线性关系的测量 测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语16五、重复性五、重复性（Repeatability）由同一个测量系统，多次重复测量同一零件的同一特性时，所获得的测量值的变异称为量具的重复性，或称为测量系统的重复性，简称为重复性；一个好的测量系统应具有很好的重复性，也就是它的重复测量值的变异是很小的；重复性第一次测量第二次测量 测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语17重复性：测量装置的因有变异对同样的变量在相似条件重复测量时的变异 同一检验员 同一设置 同一量具 相同的环境条件 短期用重复测量的分布的平均标准差来估计 2total=2product+2repeatibility +2reproducibility五、重复性五、重复性（Repeatability）2means 测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语18由不同测量系统测量同一零件的同一特性所得重复测量的均值的变异，称为量具的再现性，或称为测量系统的再现性，简称再现性。六、再现性六、再现性（Reproducibility）再现性测量系统B测量系统B 测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语19不同条件下同一测量时的变异 不同的操作人员 不同的设置 不同的量具 不同的环境条件 长期测量变异用不同测量条件下的测量平均值的标准差来估计 2total=2product+2repeatibility +2reproducibility 2means六、再现性六、再现性（Reproducibility）测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语20七、稳定性七、稳定性（Stability）测量系统分析基本术语测量系统分析基本术语q准确度随着时间而产生变化的测量 q 测量的分布保持不变，均值和标准差皆可预测q 无漂移、突变、周期性循环等q 用趋势图评价q 通过定期校准和重复性与再现性分析加以控制21精密度-公差比例表示测量误差所占公差的百分比5.15 meas代表99%的测量最佳状况：10%勉强可接受：30%包含重复性和再现性公差=规格上限规格下限八、八、P/T比例比例一般用百分比表示一般用百分比表示 应用P/T比例是对测量系统精密度最常用的估计它评估测量系统针对相关产品规格的测量效果适当的P/T比例极大依赖于过程能力5.15标准误差包含了正态分布的99%。5.15s+2.575-2.57599%22%P/TV表示由于测量系统的误差占所有变异的百分比%P/TV：最佳状况：10%可接受：30%八、八、%P/TV 一般以百分比表示一般以百分比表示P/TV%P/TV是6Sigma分析的最好测量估计测量系统对整体过程变异的表现%P/TV是实施过程改善分析的最好估计。所挑选的样本必须涵盖整个过程范围。应用23 Gage R R评价标准评价标准(计量型计量型)%R R数值判断%R R10%测量系统可接受测量系统可接受10%10可以接受的水准010%010%59不接受030%030%15样本选择选择1：如果过程变异未知，样本应包含正常过程/产品变异的全部范围（以获得TV）选择2：如果过程变异已知，样本应在规格范围内平均分布40测量目的：确定成品检验测量系统的 重复性、再现性是否符合要求数据类型：离散型(0表示合格,1表示 不合格)测量对象：库存电脑板测量对象：库存电脑板KD23B-BA-ZKD23B-BA-Z样本数：40测量工具：目测(结合工装操作)测量者：成品检验员3人测量方法：1.对已选定的已知合格/不合格部品；2.3名检验员随机作2次检验并判定；3.记录其结果判定基准判定基准:按规格书上要求按规格书上要求数据收集：王久华成品检验测量系统分析成品检验测量系统分析例子：例子：例子：例子：Y Y的测量系统分析的测量系统分析的测量系统分析的测量系统分析41结果表明：结果表明：1.该测量系统重复性为该测量系统重复性为85%，2.该测量系统再现性为该测量系统再现性为80%。根据测量系统信赖性判定标准：根据测量系统信赖性判定标准：80%结论：该测量系统可信赖。结论：该测量系统可信赖。成品检验测量系统分析成品检验测量系统分析Attribute Agreement Analysis for 检测结果检测结果 Within Appraisers Appraiser#?Inspected#?MatchedPercent95%CI1403997.50(86.84,99.94)2403485.00(70.16,94.29)3403997.50(86.84,99.94)#Matched:Appraiseragreeswithhim/herselfacrosstrials.Each Appraiser vs Standard Appraiser#?Inspected#?MatchedPercent95%CI1403690.00(76.34,97.21)2403280.00(64.35,90.95)3403690.00(76.34,97.21)#Matched:Appraisersassessmentacrosstrialsagreeswiththeknownstandard.Between Appraisers#?Inspected#?MatchedPercent95%CI403485.00(70.16,94.29)#Matched:Allappraisersassessmentsagreewitheachother.All Appraisers vs Standard#?Inspected#?MatchedPercent95%CI403280.00(64.35,90.95)#Matched:Allappraisersassessmentsagreewiththeknownstandard.例子：例子：例子：例子：Y Y的测量系统分析的测量系统分析的测量系统分析的测量系统分析42 计量型测量系统计量型测量系统连续数据连续数据 Gage R&R43连续数据连续数据 Gage R&R实例实例让我们用 Minitab 来分析一些数据 打开文件Variable MSA.MTW Variable MSA.MTW 中的工作表 AIAG AIAG MSA ExampleMSA Example 我们将使用 Minitab 的测量仪器 R&R 研究功能 44连续数据连续数据 Gage R&R实例实例45Minitab 输出Minitab 产生解析的和图表的分析信息 解析结果ANOVA 表格 散布构成 百分比占有率表 图表结果X-Bar/R 图散布构成 操作者*部品交互作用图 操作者别和部品别图 让我们先看解析结果，然后再看图表结果 连续数据连续数据 Gage R&R实例实例46Source%占有率占有率%研究散布研究散布%公差公差 总测量仪器总测量仪器 10.67 32.66 68.61 重复性重复性 3.10 17.62 37.02 再现性再现性 7.56 27.50 57.77 操作者操作者 2.19 14.81 31.11 操作者操作者*样本样本 5.37 23.17 48.68 部品部品-部品部品 89.33 94.52 198.56 总散布总散布 100.00 100.00 210.08 明显的分类数明显的分类数=4测量仪器测量仪器 R&R 报表报表%R&R(工程改善成果工程改善成果)必须小于必须小于30%P/T(规格接受成果规格接受成果)必须小于必须小于30明显的分类数，必须不小于547图表输出48测量仪器 R&R X/R 图范围（范围（Range）图可以帮助确定不合适的分辨率）图可以帮助确定不合适的分辨率 我们要求在控制限内有最少我们要求在控制限内有最少 5 个可能的数值个可能的数值 我们想看到在我们想看到在 X 图中散布图中散布在在控制限控制限的外面的外面 这显示的是部品这显示的是部品-部品的散部品的散布布 如果没有超限点如果没有超限点,你很可能你很可能没能获得生产中覆盖正常范没能获得生产中覆盖正常范围的样本围的样本 49X-bar Chart by 测量者测量者对同一部品进行重复测量时测量值的平均如果每个操作者的平均值不同，再现性是可疑的 我们要求更多的平均值落在控制限外部，但所有的操作者是一致的 这预示着更多的部品-部品散布，正是我们所要求的 我们想看到图上多数点落在控制限外部 X-bar有多点超出规格，则说明偏差来自部品本身，否则来自测量系统。50R chart by 测量者测量者对同一部品进行测量时最大值与最小值差异R值可疑的不适当的分辨率，如果：R-图在控制限内有少于5个的明显水平 5 或更多的R水平，但多于1/4的值为0 如果R-图显示非受控情况，重复性可疑 如果一个操作者的范围非受控，而其他操作者受控，那么方法可疑 如果所有的操作者的范围都非受控，那么系统对操作者方法敏感 51样本别测量者的测量值样本别测量者的测量值对每个操作者按照部品别画一条线对每个操作者按照部品别画一条线显著的交互作用由两个操作者之间的交叉线来显示显著的交互作用由两个操作者之间的交叉线来显示 我们期望对所有的操作者，所有的部品都是平行线我们期望对所有的操作者，所有的部品都是平行线 如果存在操作者如果存在操作者-部品交互作用，我们需要了解并加以解决部品交互作用，我们需要了解并加以解决 测量者-部品交互作用图 52以前讨论的数据图表表示以前讨论的数据图表表示（测量仪器，人员，部品）（测量仪器，人员，部品）我们要求测量仪器我们要求测量仪器 R&R 部分越小越好，以使部品部分越小越好，以使部品-部品部分尽可能的大部品部分尽可能的大 散布的构成精密度精密度重复性重复性再现性再现性53如果我的数据来自破坏性检验怎么办？如果我的数据来自破坏性检验怎么办？有些检验(扭矩、抗屈强度、张力、模数、延伸率、硬度、电流强度等)是破坏性的检验。样本不能由一个以上的操作员来测量。样本的选择应该使“部件”自身的误差降至最低限度。每个操作员不只是测量同一个样本。每个操作员测量同一样本的一部分。这样，样本必须尽可能是同一类别的。按照常规收集数据。ANOVA用来分析来自破坏性检验GR&R分析的数据。样本内是相同的样本之间存在差别Sample 3Sample 2Sample 154计数型计数型MSA练习练习计量型计量型MSA练习练习MSA练习练习n实验目的 判断测量系统的信赖性n实验内容 10个纸杯，装满不同高度的水。（水深差异越大越好）试用直尺测。设公差为8mm，分为小分队，每队选2名为测量者。各队实验并发表结果。