MeasurementSystemAnalysis测量系统分析PPT32(3)
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Measurement system analysis测量系统分析 (PPT 69页)
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确定稳定性的指南
结果分析—作图法
建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态。
结果分析—数据法
除了正态控制图分析法，对稳定性没有特别的数据分析或指数。 如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏倚。 同样，测量的标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值。这
可以与（生产）过程的标准偏差进行比较以决定测量系统的重 复性是否适于应用。 可能需要实验设计或其他分析解决问题的技术以确定测量系统 稳定性不足的主要原因。
(不同仪器和夹具间的差异) Difference in use by inspector
不同使用人员的差异(Reproducibility再现性) Differences among methods of use
(使用不同的方法所造成差异) Differences due to environment (不同环境所造成的差异)
t
df
统计量
显著t值 (2尾)
偏倚
测量值 .1153
10.8 2.206
.0067
95﹪偏倚置信区间
低值
高值
-1.1185
.1319
因为0落在偏倚置信区间（-0.1185，0.1319)内,工程师可以假设测 量偏倚是可以接受的,同时假定实际使用不会导致附加变差源。
39
确定线性指南
进行研究
1）选择g≥5 个零件，由于过程变差，这些零件测量值覆盖 量具的操作范围。
Measurement system analysis 测量系统分析
内容摘要
测量系统分析的意义和目的
测量系统分析的定义
测量系统分析的基础知识
1）测量系统的统计特性 2）理想的测量系统
确定稳定性的指南
结果分析—作图法
建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态。
结果分析—数据法
除了正态控制图分析法，对稳定性没有特别的数据分析或指数。 如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏倚。 同样，测量的标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值。这
可以与（生产）过程的标准偏差进行比较以决定测量系统的重 复性是否适于应用。 可能需要实验设计或其他分析解决问题的技术以确定测量系统 稳定性不足的主要原因。
(不同仪器和夹具间的差异) Difference in use by inspector
不同使用人员的差异(Reproducibility再现性) Differences among methods of use
(使用不同的方法所造成差异) Differences due to environment (不同环境所造成的差异)
t
df
统计量
显著t值 (2尾)
偏倚
测量值 .1153
10.8 2.206
.0067
95﹪偏倚置信区间
低值
高值
-1.1185
.1319
因为0落在偏倚置信区间（-0.1185，0.1319)内,工程师可以假设测 量偏倚是可以接受的,同时假定实际使用不会导致附加变差源。
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确定线性指南
进行研究
1）选择g≥5 个零件，由于过程变差，这些零件测量值覆盖 量具的操作范围。
Measurement system analysis 测量系统分析
内容摘要
测量系统分析的意义和目的
测量系统分析的定义
测量系统分析的基础知识
1）测量系统的统计特性 2）理想的测量系统
测量系统分析精(完成)PPT课件
最新课件
14
八、测量系统的评定
评定一个测量系统：
1）第一步 验证该系统一直在测量正确的变量。如果一直在测 量错误的变量，那么无论该测量系统多么准确或精密，都 将是徒劳无益的；
2）第二步 确定该测量系统必须具有什么样可接受的统计特性；
最新课件
15
✓测量系统的评定通常分两个阶段：
1）第一阶段：了解测量过程并确定该测量系统是否 满足我们的要求；
1 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00
最新课件
4
3）测量数据品质与过程是否在稳定状况下所获得的多种
测量有关，若在稳定状况下所获得某一特性的测量数据， 其结果“近似于”该特性的标准值，则数据品质可谓 “高”；若某些或全部数据偏离标准值甚远，则数据品 质可谓“低”；
最新课件
5
4）常用于表示数据品质高低的统计特性有偏差和方差， 所谓偏差是指测量数据平均值与标准值的差异；所谓 方差则是指测量数据本身之间差异。如果数据品质是 不可接受的，则必须加以改进，然而这常常应改进测 量系统本身，而非改进数据。因此，对于测量系统品 质的评估，是极其重要的。
真值零件的概率。
最新课件
8
三、基本术语
1）测量：定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间 关于特定性的关系。赋值过程定义为测量过程，而赋予的 值定义为测量值 。
2）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GO/NO-GO设备。
3）测量系统：是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪 器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、
2）测量系统的质量经常仅仅用其测量数据的统计特性来确定；
测量系统分析课件(PPT49页).pptx
测量系统分析
Measurement System Analysis
1
测量系统分析基础和术语
▪ 测量
➢ 对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们对于 特定特性之间的关系。
➢ 赋予数字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被 定义为测量值。
▪ 量具（Gage)
➢ 是指任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂 现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
在ASTM包括了位置及 宽度误差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均 值与基准值之间的差值。
5
测量系统分析基础和术语
▪ 稳定性(Stability)
➢ 随时间变化的偏倚值。 ➢ 一个稳定的测量过程在位置方
面是处于统计上受控状态。别 名：漂移（drift)
▪ 线性(linearity)
➢ 在量具正常工作量程内的偏倚 变化量。
零件A 零件B
A=2.0 B=2.0
零件A 零件B
A=2.50 B=2.00
12
测量系统分析基础和术语
▪ 有效的分辨率
➢ 考虑整个测量系统变差时的数据分级大小（ndc)。 ➢ Ndc=1.41（PV/GRR）。
13
测量系统分析基础和术语
极差控制图可显示分辨率是否足够，应看控制限内有多少 个数据分级， 一般要求它大于5才可接受。 在过程变差的SPC极差图上可看出：
➢ 一个评价者使用一种测量仪器，对同一零件的某一特 性进行多次测量下的变差。
➢ 是在固定的和已定义的测量条件下，连续（短期内） 多次测量中的变差。
➢ 通常被称为E.V—设备变差 。 ➢ 设备（量具）能力或潜能。 ➢ 系统内部变差。
8
Measurement System Analysis
1
测量系统分析基础和术语
▪ 测量
➢ 对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们对于 特定特性之间的关系。
➢ 赋予数字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被 定义为测量值。
▪ 量具（Gage)
➢ 是指任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂 现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
在ASTM包括了位置及 宽度误差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均 值与基准值之间的差值。
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测量系统分析基础和术语
▪ 稳定性(Stability)
➢ 随时间变化的偏倚值。 ➢ 一个稳定的测量过程在位置方
面是处于统计上受控状态。别 名：漂移（drift)
▪ 线性(linearity)
➢ 在量具正常工作量程内的偏倚 变化量。
零件A 零件B
A=2.0 B=2.0
零件A 零件B
A=2.50 B=2.00
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测量系统分析基础和术语
▪ 有效的分辨率
➢ 考虑整个测量系统变差时的数据分级大小（ndc)。 ➢ Ndc=1.41（PV/GRR）。
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测量系统分析基础和术语
极差控制图可显示分辨率是否足够，应看控制限内有多少 个数据分级， 一般要求它大于5才可接受。 在过程变差的SPC极差图上可看出：
➢ 一个评价者使用一种测量仪器，对同一零件的某一特 性进行多次测量下的变差。
➢ 是在固定的和已定义的测量条件下，连续（短期内） 多次测量中的变差。
➢ 通常被称为E.V—设备变差 。 ➢ 设备（量具）能力或潜能。 ➢ 系统内部变差。
8
测量系统分析PPT课件
偏倚分析的做法
决定要分析的测量系统
抽取样本，取值参考值
请现场测量人员测量15次
输入数据到EXCEL表格中
计算t值，并判定
是否合格，是否要加补正值
保留记录
计算t值，并加以判定 t值的计算法：利用(平均值-标准值)／平均值的标准差。 tα=是指用来判定是否有明显偏差的基准，其和自由度有关，一般典型的α=0.05 如果t> tα就代表有明显的偏移。 如果t< tα就代表没有明显的偏移。
保留记录
自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自： 控制计划中所提及的产品特性 控制计划中所提及的过程特性
偏倚分析的做法
决定要分析的测量系统
抽取样本，取值参考值
请现场测量人员测量15次
输入数据到EXCEL表格中
计算t值，并判定
是否合格，是否要加补正值
保留记录
自生产现场抽取样本： 一般是取在制程中间的产品。 拿取此产品到更高精密的测量设备，测量十次，加以平均，取得参考值。 如果标准样本为可溯源的基准值，则直接作为参考值。
再现性差的可能原因
标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响 方法之间：改变点密度，手动与自动系统相比，零点调整、夹持或夹紧方法等导致的均值差 评价人(操作者)之间：评价人A,B,C等的训练、技术、技能和经验不同导致的均值差。对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器，推蕮进行此研究。
环境之间：在第1,2,3等时间段内测量，由环境循环引起的均值差。这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究。 违背研究中的假定 仪器设计或方法缺乏稳健性 操作者训练效果 应用─零件尺寸、位置、观察误差(易读性、视差)
MSA实施时机
术语
测量 赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系。赋值过程即为测量过程，而赋予的值定义为测量值。 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。
决定要分析的测量系统
抽取样本，取值参考值
请现场测量人员测量15次
输入数据到EXCEL表格中
计算t值，并判定
是否合格，是否要加补正值
保留记录
计算t值，并加以判定 t值的计算法：利用(平均值-标准值)／平均值的标准差。 tα=是指用来判定是否有明显偏差的基准，其和自由度有关，一般典型的α=0.05 如果t> tα就代表有明显的偏移。 如果t< tα就代表没有明显的偏移。
保留记录
自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自： 控制计划中所提及的产品特性 控制计划中所提及的过程特性
偏倚分析的做法
决定要分析的测量系统
抽取样本，取值参考值
请现场测量人员测量15次
输入数据到EXCEL表格中
计算t值，并判定
是否合格，是否要加补正值
保留记录
自生产现场抽取样本： 一般是取在制程中间的产品。 拿取此产品到更高精密的测量设备，测量十次，加以平均，取得参考值。 如果标准样本为可溯源的基准值，则直接作为参考值。
再现性差的可能原因
标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响 方法之间：改变点密度，手动与自动系统相比，零点调整、夹持或夹紧方法等导致的均值差 评价人(操作者)之间：评价人A,B,C等的训练、技术、技能和经验不同导致的均值差。对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器，推蕮进行此研究。
环境之间：在第1,2,3等时间段内测量，由环境循环引起的均值差。这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究。 违背研究中的假定 仪器设计或方法缺乏稳健性 操作者训练效果 应用─零件尺寸、位置、观察误差(易读性、视差)
MSA实施时机
术语
测量 赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系。赋值过程即为测量过程，而赋予的值定义为测量值。 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。
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样本
实验1
实验2
实验3
全距
实验1
实验2
实验3
全距
实验1
实验2
实验3
全距
(Sample) (Trial 1) (Trial 2) (Trial 3) (Range) (Trial 1) (Trial 2) (Trial 3) (Range) (Trial 1) (Trial 2) (Trial 3) (Range) Xp
設備須進行檢修與校驗
9
Measurement System
量測系統分析的做法-Attribute GRR
Z 0.05 : 查表得1.645
(1)測試設備內部之一致性能力評估
f (x)
右尾檢定
假設條件: 測試設備判别一致性能力 (Pi)大於 80% (P0 ) , 顯著水準 =5% 計算
設: 虛無假設 H0: Pi≦80%
❖ 目的: 明白量測儀器本身之變異性 ❖ 做法:同一位量測者使用同一個量測儀器對同一零
組件的同一個特性進行多次量測，所獲得的 量測值的變化量就是該量測裝置的再現性
Reproducibility 再生性: (Appraiser Variation)
❖ 目的: 明白不同人員間或者不同量測儀器間之變異性 ❖ 做法: 由不同人員使用同一量具量測同一產品多次之後
12
Measurement System
P/T值的計算
2 Total
2
Product
2 gage
2 Product
2 再現性
2 再生性
▪ Step 1:計算再現性所造成變異
2 再現性
▪ Step 2:計算再生性所造成變異
2 再生性
▪ Step 3: gage
2 再現性
2 再生性
23
Measurement System
計量值GRR
①各column上輸入
②按Option
24
Measurement System
平均值全距方式
方差分析法,其包含Part 与operator之間的變异
計量值GRR
相當与99% 的判定規准
輸入的公差
25
Measurement System
輸入標題
計量值GRR
量測系統的百分比 R & R% R & R x100% Tolerance
=61.5%
量測系統 (R&R) 合格標準是：
誤差在10%以下
量測系統可以接受
誤差在10% ~ 30%之間 考慮到應用的重要性、量規的成本‧維 修費用等因素，可能也可以接受。
誤差超過30%
量測系統需要改善；盡力找出問題所 在並加以矯正。
因此在進行統計製程管制時，必須先進行量測系統的分析，以確 定量測系統在穩定狀態下才可用統計製程分析來監控製程或產品 變異，以避免得到不確實的決策區間及管制圖上的錯誤訊息
6
Measurement System
量測系統分析的目的
2
2
2
Product
gage
Total
縮短產品變異與總變異之差距
1-1 準備30個黃金樣本, 其中5個為已知不良品, 25個為已知良品 1-2 將30個樣本, 給其編號, ex: 001~030 1-3 將30個樣本依序 Load 至二台測試設備, 進行測試
2-1 每個樣本在第一台測試設備重複 3次測試, 當判定正確時, 合格品判 定為合格, 不合格品判定為不合格時, 紀錄為 1
Rp=樣本平均值的全距 = Max(X1,X2..X10)-Min(X1,X2…X10) =5.01-4.97 =0.04
K3=5.15/d2, d2取決於樣本個數,g=1 =5.15/3.18 =1.62
PV= Rp x K3 =0.04 x 1.62 =0.0648
19
Measurement System
2-2 依序將10個樣本測完
3-1 將每個樣本的測試結果紀錄於Variable GRR進行公式運算 3-2 當P/T ratio <=30 %, 則允許此量測設備上線使用
11
Measurement System
量測系統分析的做法-Variable GRR
➢ 計量值G R&R
•使用平均值全距分析
•使用ANOVA變異性分析
對立假設 H1:Pi>80%
临界值 Critical Value
Z>Z
接受域 A Rejection region
標準化
Z ( AD) PˆAD0.8 0.80.2 k
若 Z(AD) >Z, 則 Reject H0 Z(AD) <Z, 則 Not Reject H0
5.02
5.03 0.02
5.00
4
4.95
4.97
4.98 0.03
4.97
4.98
5.01 0.04
4.97
4.98
4.96 0.02
4.97
5
5.03
5.04
5.05 0.02
5.02
5.03
5.04 0.02
4.96
4.97
4.98 0.02
5.01
6
4.97
4.98
4.96 0.02
4.97
故人員的變異 AV (2.7 0.01)2 (0.122)2 0.015 10 3
人員變異的百分比 AV % AV x100%
Tolerance
=7.5%
16
Measurement System
▪ 量測系統的變異 R & R (EV)2 (AV)2
R & R (0.122)2 (0.015)2 0.123
4.97
5.03 0.06
4.97
4.99
5.04 0.07
5.03
5.01
5.04 0.03
5.01
10
5.02
4.98
4.99 0.04
5.03
5.01
4.97 0.06
4.97
4.98
5.04 0.07
5.00
总计(TTLS) 49.94
49.91
Sum 149.80
XA 4.99
49.95 0.43
▪ 總變異 TV (R & R)2 PV 2
TV (0.123)2 (0.0648)2
= 0.139
EV=0.122 AV=0.015 R&R=0.123 PV=0.0648
與公差比較 (0.2mm) 61% 8% 60% 32%
與總變異比較 (0.139) 88% 11% 86% 47%
◆不同的人員
◆不同的歸零條件
◆不同的位置
◆不同的環境
◆數據宜在較長期間內取得
4
Measurement System
討論問題﹕
問題
1.儀器設備是否需要校驗? 2.是否有人為或机台因素造成數据平均或變异數的 誤差? 3.儀器設備的解析度是否可提供使用?
4.如何決定校驗周期及頻率
5
Measurement System
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Measurement System
量測系統分析的做法
➢ 計數值G R&R ( Attribute GRR Data Sheet)
➢ 計量值G R&R (Variable GRR Data Sheet)
8
Measurement System
量測系統分析的做法-Attribute GRR
➢ 計數值G R&R (Go-Nogo)
Measurement System Analysis
何謂量測系統
块
筁祘
块
秖代筁祘
块
量測資料
▪ 量測系統為作業程序、儀器設備、軟體以及人員的集
合體，用以量測產品的品質特性
2
Measurement System
何謂量測系統
G R&R :量測精度指標
Gauge 量測儀器本身
Repeatability 再現性: (Equipment Variation)
RA
0.04
50.02
50.02
Sum
XB
150.02 5.00
49.98 0.40 RB 0.04
49.89
49.81
Sum 149.74
XC
4.99
50.04 0.37
RC
0.04
14
Measurement System
▪ 再現性: EV K1 R
其中
K1 5.15 d 2
3.05
d2取決於, 測量次數m=3, g= 部品數量*測量人員=10*3=30
2-2 當判定不正確時, 合格品判定為不合格, 不合格品判定為合格時, 紀錄為 0
2-3 依序將30個樣本測完, 測完後按2-1順序, 進行第二台測試設備測試
3-1 將每個樣本的測試結果紀錄於Attribute GRR Data Sheet進行公 式運算
3-2 判定分為測試設備內之再現性分析與測試設備間之再生性分析 3-3 當再現性與再生性皆 Pass 後, 才能算合格, 任一項 Fail, 則判定此
量測系統分析的目的
一.确認量測系統是否能滿足制程使用需求 對新購及經維修校驗合格后的量具設備,确認是否能提供客觀
及正确的分析評价(設備的使用性﹑制程數据的可用性).
二.分辨出統計制程管制(SPC)中,制程的特殊原因. 如果量測系統本身的誤差很大,則在使用SPC時,特殊原
因所造成的變异可能為量測系統的變异所掩蓋,從而無法分 辨出特殊原因.