测量系统分析 Minitab-MSA

测量变动 ( 2MS ) = 重复性( 2Repeatability ) + 再现性( 2Reproducibility )
重复性和再现性两种波动的和。即，测量系统的波动叫 Gage R&R. 对测量系统波动的分析也可以认为是精密度的分析，称为Gage R&R study.
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Gage R&R Study
2
3
Precision to Tolerance Ratio---P/T
Precision to Total Variation Ratio---P/TV
%Contribution
Minitab
显示:－> %Tolerance
%Study Var %Contribution
%Tolerance 5.15 MS 100%
from that of the process
17
Stability
Linearity
4、测量系统研究的准备
• 先计划将要使用的方法 • - 通过使用工程决策; 目视观察或量具研究
确定 (考虑再现性会否影响) • 条件 • - 评价人的数量,样品数量及重复读数次数; 尺
寸的关键性、 零件结构 • 评价人的选择 • - 评价人的选择应从日常操作该仪器的人中
%Study Var 或 %Tolerance为10%以上时，首先区分评价重复性和 再现性后，查明各个受影响的原因 ，并采取措施。
根据用途的优先参照评价指标
- 在部品管理的测面， 在制品符合判定更重要时 优先确认%Tolerance
- 工程管理用或工程显示用时 优先确认 %Study Var
线性
仪器的全体测量可能范围内的倾斜差异。 观测值
倾斜 无倾斜
真值
真值 1
观测值1
倾斜小
••••••
真值 2
倾斜大
观测值2
测定的下限范围
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测定的上限范围
测量系统误差
稳定性
把同样的特性在不同的时间点用同样的Gage测量的结果平均值差异 。
稳定性
时间点 1 时间点 2
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测量系统误差
重复性
e tc.
Le ngth
堆积数据：把所有被测对象放在1 列，所有测量者放在第2列，测量 结果放在第3列。
这意味着如果有: 10个被测对象 3个测量者 2次重复测量
观测值(测量值)的变动要素
被观测的变动(2total )
实际工程的变动 ( 2p )
测量系统变动(2MS )
再现性( 2Reproducibility ) 重复性( 2Repeatability )
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Gage R&R 步骤
一般事项
– 一般对2 ~ 3名作业者(平时检查的作业者)实施 – 一般用10个部品为对象测定 – 一般2 ~ 3回反复测定
步骤
1. 选定代表工程长期变动的10个标本 2. 测定器的校正 3. 让第一个作业者对所有标本任意顺序各做一次测定
(Blind Measurement) 4. 让第二个作业者按同样地方法实施
(所有作业者相同) 5. 以同样的方法按必要的次数反复测定 6. 得到的DATA输入Minitab并进行分析
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计量型 Gage R&R
标本的选定
标本一般为10个，能 代表工程的散布。
假如标本只选定接近工程平均的时，测量能力 评价指标将会比实际差。
标本反映部品的实际散布(工程变 动)时才有意义。
假如标本的选定在比工程散布宽范围内时， 测定能力评价指标将会比实际好。
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关于容差百分比的解释
%Tolerance 5.15 MS 100%
公差= USL – 平均值 或 平均值 - LSL
总是使用历史 平均值
27
Minitab要求数据排成3列...
Part # 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 1 1 2 2
e tc.
Ope r 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2
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Gage R&R 评价指标
评价指标
1. %Contribution =
σ2MS σ2Total
× 100%
2. %Study Variation =
σMS σTotal
× 100%
3. %Tolerance = 5.15 × σMS Tolerance
× 100% *( Tolerance = USL-LSL）
5
2、为什么要进行测量系统分析
要点： • 对控制计划中列入的测量系统要进行测量系
统分析。 • 测量分析方法及接受准则应与测量系统分析
参考手册一致。 • 经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。 • PPAP手册中规定：对新的或改进的量具、测
量和试验设备应参考MSA手册进行变差研究。 • APQP手册中，MSA为“产品/过程确认”阶段
3
人 设备 材料 方法 程序
输入
1、什么是测量系统
测量过程
数据
输出
4
2、为什么要进行测量系统分析
2.1、TS16949标准 要素7.6.1 • 为分析各种测量和试验设备系统测量结果 的变差，必须进行适当的统计研究。此要 求应用于控制计划中提及的测量系统 • 所有的分析方法及接受准则必须与顾客关 于测量系统分析参考手册一致。如经顾客 批准，也可采用其它分析方法及接受准则
输出之一。 • SPC手册指出MSA是控制图必需的准备工作。
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2、为什么要进行测量系统分析 2.2客观需要
变差
变差
輸入
輸入/輸出
輸出
制程
测量过程
所得結果
製程變差
+
測量變差
有多大? 有什么影响 ?
若我们要知道制程输出是否达到要求及在控制之内, 所用的测 量系统必须具备足够能力去量度制程的变差, 原因是测量过程 本身亦存在一定的变差, 所以我们必须对所选用的测量系统/仪 器先作一些统计分析,才可决定这测量统/仪器是否适用.
Phase I: Process Measurement
Phase II: Process Analysis
Phase III: Process Improvement
Phase IV: Process Control
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测量系统误差
测量系统误差或变动的类型
位置(Location)或平均
- 偏离(Bias) - 直线性(Linearity) - 稳定性(Stability)
Variation due to operators
“Other” Sources
- Environmental - etc.
Repeatability
Calibration
To address actual process variability, the variation due to the measurement system must first be identified and separated
2 product
2 MS
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Possible Sources of Variation
Parts (Example)
Inputs
Process
Outputs
Inputs
Measurement Process
Outputs
• Observations • Measurements • Data
Observed Process Variation
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Gage R&R Study
观测值(测量值)的波动要素
+
=
真值 (实际工程的波动)
误差 (测量波动)
测定值 (被观测的波动)
在测定过程中得到的测量值里一般包含着实际工程的变动和根据 测量系统的变动。
被观测的变动( 2total ) = 工程的变动 ( 2p ) + 测量变动 ( 2MS ) 测量波动再区分为重复性和再现性。
－贡献百分比
量具相对于过程 24 偏差的测量能力
Gage R&R 评价指标
评价基准
区分
良好 费用/考虑重要性
不可使用
%Contribution
< 1% 1~10% > 10%
% Study Variation 或 %Tolerance < 10% 10~30%
> 30%
分辨率
> 10 5~9 <4
Tolerance
1. 对于双边规格限：
gage = 测量误差
公差 = USL - LSL USL = 规范上限 LSL = 规范下限
2. 对于单边规格限：
-2.575
+2.575
99%
5.15
5.15 标准误差包含了正态分布的99%。
在分子中使用2.575 gage (即5.15/2 = 2.575)
Tolerance
%Study Var MS 100 % Total
%Contribution


2 MS
2 total
100%
重复性和再现性与容 差 的百分比
重复性和再现性与总过 程偏差的百分比
测量系统的方差与总 过程方差的百分比
－容差百分比
量具相对于规范的 测量能力；
－调查百分比
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The Measurement Process should be managed as a true PROCESS
Inputs
Process
Outputs
Inputs
Parts (Example)
Measurement Outputs Process
• Observations • Measurements • Data
挑选
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4、测量系统研究的准备
• 样品的选择 • - 能否获得代表生产过程的样品, 样品必须是选自于过程 • 并且代表整个的生产的范围 • 编号 • - 必须对一个零件编号以便于识别 • 分辨力 • - 仪器的分辨力至少直接读取特性的预期过程变的十分之
一, 例如,如果特性的变为0.001, 仪器应能读取0.0001 的变化 确保测量方法 • 确保测量方法 • - 遵守规定的测量程序 • (测量应按照随机顺序,以确保整个研究过程中产生的任何漂 移或变化将随机分布)
• 测量：赋值给具体事物以表示它们对于特定 特性之间的关系。
• 测量过程：赋值过程定义为测量过程。 • 测量系统：是对测量单元进行量化或对被测
特性进行评估，其所使用的仪器、量具、标 准、操作、方法、夹具、人员、软件及环境 的集合，用来获得测量结果的整个过程。 • 测量系统分为计量型测量系统与计数型测量 系统
测量系统分析 MSA-Minitab
相关内容
1、什么是测量系统 2、为什么要进行测量系统分析 3、测量系统变差的种类与定义 4、测量系统研究的准备 5、计量型测量系统分析指南 （偏倚,稳定性,
线性,重复性 & 再现性） 6、计数型测量系统分析指南 7、测量系统分析的时机
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1、什么是测量系统
• 量具：任何用来获得测量结果的装置；经常 用来特指用在车间的装置；包括用来测量合 格/不合格的装置。
同样人使用同样部品、同样特性、同样机器反复测定得到的测量值之间 散布。
基准值
基准值
平均
好的重复性
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平均
不好的重复性
测量系统误差
再现性
测量同一特性时，互相不同的人使用同样机器得到的测量值
之间的平均差。
评价者 A 评价者B 评价者 C
评价者 B
评价者 A
评价者 C
基准值
基准值
AB C 好的再现性
4. Number of distinct categories = Round { 样品散布(σp) × 1.41 }
(分辩指标)
测定散布(σMS)
分辩指示意味着测量系统能区别的样品散布。即， 区别工程散布区间的 数。
• 分辩率为3时 例
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连续数据测量系统分析
测量系统的能力--－3个重要指数
1
Actual Process Variation
Measurement Process Variation
Long-term Process Variation
Short-term Process Variation
Variation witຫໍສະໝຸດ Baiduin sample
Variation due to gage
宽度或散布
- 再现性(Repeatability) - 重复性(Reproducibility)
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测量系统误差
偏离(Bais)
意味着观测测量平均和基准值间的偏差。 偏离又叫正确性。
基准值 Reference value
偏离
观测平均 Observed Average
测定值的 平均值
真值
10
测量系统误差
A
B
C
不好的再现性
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测量系统误差
既不精密又不正确
正确但不精密
精密但不正确
既正确又很精密
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测量系统评价
测量误差的评价
平均
正确性
倾斜
total
produc t
MS
校正分析 (Calibration Study)
散布
精密度
散布
R&R Study
2 total