MSA_测量系统分析培训(PPT71页)

LSL
USL
再现性
5.15 MSE
6
重复性
在什么情况下需要进行测量系统分析
• 在正常仪器维护条件下，测量仪器误差很大 • 测量仪器进行了改装，如更换了重要零部件 • 对测量仪器进行了大修 • 进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力 • 测量系统不稳定 • 测量结果波动大 • 决定是否接受一台新仪器 • 测量仪器之间进行比较
测量系统分析的目的
MSA: Measurement System Analysis
明确工序过程测量系统的能力水平 确认测量系统的变异来源 确认测量系统在一段时间内是否稳定 确认测量系统是否线性
测量系统分析的作用
正确的测量 永远 是质量改进的第一步 正确的测量是作出决策的关键( 不正确的测量系
真值
测量值 的均值 精度误差
注意: 由于真值不可知， 所以在实践中使用偏倚 代替精度误差
测量系统的基本概念
5. 偏倚：参照标准的真值与其测量值的均值之差 6. 精度：测量系统在测量特定样本时若干个测量值之间
的吻合程度或波动程度，它包括两个方面：重 复性和再生性 7. 重复性：同一个操作者采用同样的测量仪器对同样的
样品进行测量时的差异程度
重复性
测量系统的基本概念
8. 再现性 :是不同的测量系统（尤指不同操作者) 在测量 相同样品的同一特征值的差异程度
再现性
系统 B 系统 C
系统 A
测量系统的基本概念
9. 固定误差 ：测量误差不随 被测对象大小而改变，一般 与仪器的调整与校准有关
10. 可变误差：随被测对象大 小而改变的测量误差，可变 误差一般与仪器构造有关
Stat/quality tools/gage RR study(crossed), 在对应栏目中选择相关数据。 选择方差分析方法（ANOVA）
应用MINITAB进行测量系统分析
4. 输入其它相关信息(可选)：
点击OPTIONS按钮，输入过程公差信息（为计算P/T％指标），本例 中公差为0.185－0.175＝0.01。
1 m n
R mn
i 1
Rij
j 1
(3)计算不同操作者的测量均值
X i.. 1
nr
nr
X ijk
j 1 k 1
重复性和再现性的分析方法：极差法
(4) 计算 X i.. 的极差
X diff Max{X i..} Min{X i..}
(5) 计算ˆ EV 、ˆ AV 和 ˆ MSE
MSA
课程目标
了解 MSA的目的和基本概念 能够计算并分析 重复性和再现性 能够分析测量系统的稳定性、线性和偏倚 能够对属性值数据进行测量系统分析 能够对测量能力不足的测量系统进行分析和改进
目录
测量系统分析的目的和作用 测量系统的基本概念 重复性和再现性分析 测量系统的稳定性、偏倚和线性 属性值数据测量系统的分析方法 测量系统改进
测量系统的基本概念
1. 测量仪器 : 进行测量的任何工具; 通常是指工厂 的测量工具;包括测量结果为通过/不通过的仪器 （属性值测量仪器）。
2. 测量系统: 测量中的仪器及其操作方式和方法、 其他设备、软件、人员等的总称; 测量的全部过 程。
测量系统的基本概念
3. 真值：被测对象客观存在的实际值，理论上讲 ，这 个值是客观存在却是不可知的 4. 精度误差:：实际观测值的均值与真值之差
统可能会导致错误的决策) 测量系统分析是 QS9000、ISO/TS16949 的必要
内容
为什分么析数据要，确认质推量问题行6SIGMA？
决定优先解决的问题
跨职能的问题解决小组 详细过程流图 & CQC
连续质量改进中的测量系统分析
确定变异来源
测量系统分析
能力是否充分? 是
过程能力分析
新的测量系统 是 其他测量系统?
此图表明每人的样本测量均 值和总体均值的变化，总体 均值变化相对与每人均值变 化的比例越大越好
100
Percent
50
此图表明是否有异常 数据，若全部在控制 0 线范围之内，则OK
Sample Range
0.0006 0.0005 0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 0.0000
Date of study: Reported by:
Tolerance:
0.001
Misc:
MEASUREMENT
A
0.183
B
C
0.182
0.181
PART NO.
1
10
2
3
4
MEASUREMENT
0.183
0.182
0.181
PART NO.
5
6
7
8
9
应用MINITAB进行测量系统分析
3. 进行GRR分析
此图表明各测量值的
分布，越多点在控制 0.184
线之外，表明测量系
统能力越高
0.183
0.182
Sample Mean
0.181
Components of Variation
Gage R&R Repeat Reprod Part-to-Part
R Chart by OPERATOR
所取样本零件必须来自与生产过程，并且代表了整个生产 的变差
操作者应能够正常的使用仪器 仪器测量的精度至少为能够直接读出反映过程变异的特征
值的十分之一 确保测量方法能够测量被测质量特征，并且遵循着既定的
测量程序
进行重复性和再现性分析的实验方案
对样本零件标上序号，注意不要让操作工发现这个序号 采用数据搜集表格采集数据 测量应随机进行以确保任何偏移或变化是随机分布的 读数应尽可能精确，如果可能的话要读到测量仪器最小单
R&R 计算中的系数
K1 4.56 3.05
Trials 2
3
K2 3.65 2.70 2.30 2.08
Operator 2
34 5
K3 3.65 2.70 2.30 2.08 1.93 1.82 1.74 1.67 1.62
Part 2
3 4 5 6 7 8 9 10
重复性和再现性的分析方法：极差法
位的二分之一 选取工作谨慎的人员对测量过程进行观察 所有操作者应使用同样的操作方法和程序
重复性和再现性的分析方法：极差法
步骤：
假设有m个操作者，n个零件，测 r 轮 (1)计算同一操作者测量同一零件不同轮数时的极差Rij
Rij Max{X ijk } Min{X ijk }
(2)计算所有零件的极差均值
— 10% 到 30%, 能力处于边界水平. 测量系统能否接受 取决与测量的重要程度. 应努力改善测量系统的能力.
— 大于30%, 测量系统能力不足，不宜使用
讨 论:
1. 为什么MSA对质量改进如此重要? 2. 重复性和再现性与校准的区别? 3. 在什么情况下进行测量系统分析?
目录
测量系统分析的目的和作用 测量系统的基本概念 重复性和再现性分析 测量系统的稳定性、偏倚和线性 属性值数据测量系统的分析方法 测量系统改进
注意事项：
在计算R※R％之前，需要分析是否有异常数据，方法是利 用控制图，观察极差R，确保每个值都在控制限以内，如果 超出控制限，应查明原因并改正。令同样操作者对同样零 件进行重复测量，并重新计算控制限。
重复性和再现性的分析方法：极差法
极差法的优点: •能够在EXCEL中完成. •可以检查是否有异常值
输入0.01
应用MINITAB进行测量系统分析
5. 分析图形：
以上设置好后，点检OK，即完成整个数据的分析计算。
此图表明各种占总变 异的比例，GRR占的Gage R&R (ANOVA) for MEASUREMENT 比例越小越好
Gage name: Date of study: Reported by: Tolerance: Misc:
R & R 5.15 MSE EV 2 AV 2
P

RP d *2
PV 5.15 P RP K3
P/T%= 5.15 MSE 100%
USL LSL
R&R%=
MSE
100%
2 MSE

2 P
d
2
,
d
* 2
是由测量轮数和操作者的数量所决定的系数
重复性和再现性的分析方法：极差法
不同轮数 的测量均值
交互作用的图形表示 操作者 A
操作者 B 操作者 C
12
34
零件
操作者和零件之间没有交互作用
测量系统的分析方法：方差分析法（ANOVA）
不同轮数 的测量均值
操作者A 操作者B 操作者C
12
34
零件
操作者和零件之间交互作用显著
应用MINITAB进行测量系统分析
背景知识：
质量改进小组准备对打眼钉工序进行过程能力分析和改进，该 工序的关键质量特征值为眼钉高度H，其规格值为0.175cm－ 0.185cm，目前使用高度测量仪进行测量，该测量仪器的精度为 0.001，为评估该测量系统的能力，挑选了能代表过程的10个样 本，并选了三个测量人员，每个样本每人测量2次，得出了60个 数据。准备用MINITAB进行数据分析。
应用MINITAB进行测量系统分析
1. 在MINITAB中输入数据：
2. 在MINITAB中展示数据，进行初步分析（可选）
Stat/quality tools/gage run chart, 在对应栏目中选择相关数据。得出以下
图形。