测量系统分析(1).ppt

1太钢矿业公司六西格玛管理培训测量系统分析测量系统分析(MSA)计数型计数型MSAMSA计量型计量型MSAMSA太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC测量系统的意义测量系统的意义在在6 管理中，数据的应用是极其频繁和相当广泛的。管理中，数据的应用是极其频繁和相当广泛的。6 方方法的成败与效益，在很大程度上取决于所使用数据的质量。法的成败与效益，在很大程度上取决于所使用数据的质量。无论是过程控制、抽样检验，可靠性，还是线性回归，试无论是过程控制、抽样检验，可靠性，还是线性回归，试验设计等都要使用数据。为了获得高质量的数据，需要对验设计等都要使用数据。为了获得高质量的数据，需要对产生数据的测量系统有充分的了解和深入的分析。产生数据的测量系统有充分的了解和深入的分析。没没没没有有有有两两两两个个个个东东东东西西西西是是是是完完完完全全全全相相相相同同同同的的的的,但但但但是是是是即即即即使使使使是是是是,我我我我们们们们测测测测量量量量时时时时仍仍仍仍然然然然会会会会得得得得到到到到不不不不同的值。同的值。同的值。同的值。太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC1、测量：对某一具体事物赋予数值，以表示它们对于特定、测量：对某一具体事物赋予数值，以表示它们对于特定特性之间的关系。特性之间的关系。2、测量系统：在测量过程中，由人员、仪器或量具、测量、测量系统：在测量过程中，由人员、仪器或量具、测量对象、操作方法和环境所构成的整体。对象、操作方法和环境所构成的整体。3、测量系统分析：是指运用统计学的方法对测量系统进行、测量系统分析：是指运用统计学的方法对测量系统进行评估，了解影响测量结果的波动源及其分布，并确认测量评估，了解影响测量结果的波动源及其分布，并确认测量系统是否符合工程需求。系统是否符合工程需求。任何实测数据的波动都可以看作过程的波动和测量系统的任何实测数据的波动都可以看作过程的波动和测量系统的波动之和，即：波动之和，即：总总2=过程过程2+测量系统测量系统2术语术语太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC测量系统分析方法测量系统分析方法测量内容有两种形式测量内容有两种形式lAttributes 计数值计数值/定性值定性值l数据不能以连续的标尺描述数据不能以连续的标尺描述l 通过通过/不通过，好不通过，好/坏坏lVariables 计量值计量值/定量值定量值 数据可以用连续的标尺来描述数据可以用连续的标尺来描述 计数值和计量值必须用不计数值和计量值必须用不计数值和计量值必须用不计数值和计量值必须用不同的方法处理同的方法处理同的方法处理同的方法处理太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC测量系统的波动测量系统的波动测量系统的波动测量系统的波动 测测量量系系统统的的波波动动主主要要是是由由于于量量具具和和检检验验员员的的变变化化引引起起的的。为为了了考考察察量量具具和和检检验验员员的的波波动动程程度度，常常常常要要选选用用一一些些零零件件或或产产品品让让检检验验员员使使用用量量具具去去测测量量。因因此此零零件件间间本本身身的的变变异异对对测测量量结结果果也也有有影影响响，故故还还要要考考察察零零件件间间的的波动；波动；如如果果测测量量系系统统的的波波动动来来源源主主要要是是零零件件间间的的变变异异，则则测测量量系系统统状状况况良良好好。反反之之，测测量量系系统统的的波波动动主主要要是是由由于量具和检验员的变异引起的，则测量系统状况不良；于量具和检验员的变异引起的，则测量系统状况不良；R&R 主主要要分分析析各各种种波波动动在在测测量量系系统统总总波波动动中中的的百百分比，从而判别测量系统的状况。分比，从而判别测量系统的状况。6太钢矿业公司六西格玛管理培训计量型测量系统计量型测量系统太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC1、分辨力：指测量系统识别并显示被测量最微小变化的能、分辨力：指测量系统识别并显示被测量最微小变化的能力。力。2、偏倚：测量系统准确度的度量，是用来描述测量结果的、偏倚：测量系统准确度的度量，是用来描述测量结果的位置方面的状况，反映的是测量结果平均值与真值的差异位置方面的状况，反映的是测量结果平均值与真值的差异程度。程度。3、线性：在测量系统预期的量程范围内，各点处的偏移与、线性：在测量系统预期的量程范围内，各点处的偏移与参考值呈线性关系。参考值呈线性关系。4、稳定性：指测量系统的各个计量特性（主要是偏移和精、稳定性：指测量系统的各个计量特性（主要是偏移和精度）在时间范围内保持恒定的能力。度）在时间范围内保持恒定的能力。5、重复性：衡量测量系统的精确性、重复性：衡量测量系统的精确性6、再现性：衡量测量系统的精确性、再现性：衡量测量系统的精确性测量系统评估项目测量系统评估项目太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC准确度和精密度准确度和精密度l假定材料的硬度的假定材料的硬度的“真值真值”是是5.0l方法方法1得到的读数为：得到的读数为：3.8,4.4,4.2,4.0 (4.1 0.45)l方法方法2得到的读数为：得到的读数为：6.5,4.0,3.2,6.3 (5 2.86)l哪种方法更准确？哪种方法更准确？l哪种方法更精密？哪种方法更精密？l你倾向哪种方法？为什么？你倾向哪种方法？为什么？太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC分辨率指系统可测量的小分辨率指系统可测量的小数部分的位数。测量的增数部分的位数。测量的增量至少要达到产品或过程量至少要达到产品或过程规格宽度的十分之一规格宽度的十分之一ABWhich rules should be used to measure the process with the above distribution?应该使用哪一把尺测量具有上述分布的应该使用哪一把尺测量具有上述分布的过程过程太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC一般为测量结果的最小间距。一般为测量结果的最小间距。评价分辨力的标准：评价分辨力的标准：测量对象波动测量对象波动的标准差的标准差测量系统波动测量系统波动的标准差的标准差5，测量系统才有足够的分辨力，测量系统才有足够的分辨力测量系统分辨力不足时，一般应考虑更换量具或选测量系统分辨力不足时，一般应考虑更换量具或选用更好的测量技术用更好的测量技术对连续型测量数据，分辨力最终起码要注最小间距对连续型测量数据，分辨力最终起码要注最小间距不大于过程总波动的不大于过程总波动的1/10。1、分辨力、分辨力太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC 在整个量程中各处的偏移可能并不相等，整体偏移的状在整个量程中各处的偏移可能并不相等，整体偏移的状况可以用偏移平均值与过程总波动比值表示。况可以用偏移平均值与过程总波动比值表示。=6总总正负抵消后算出的，平均正负抵消后算出的，平均小并不代表各处偏移小小并不代表各处偏移小如果测量系统确有偏移，则应在校准时确认其偏移值，如果测量系统确有偏移，则应在校准时确认其偏移值，并在以后测量时，对在此特定基准值处的观测值加以相并在以后测量时，对在此特定基准值处的观测值加以相应修正。应修正。2、偏移、偏移太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC 好的测量系统应要求在量程和任何一处都不存在偏好的测量系统应要求在量程和任何一处都不存在偏移。如果存在偏移，且偏移具有线性，即偏移是基准值移。如果存在偏移，且偏移具有线性，即偏移是基准值的线性函数，可以对测量值进行修正。的线性函数，可以对测量值进行修正。l 已知各点偏移量可以用回归分析求出线性回归方程已知各点偏移量可以用回归分析求出线性回归方程Y=a+bX 斜率为斜率为bl衡量偏移总的变化，引入线性度，它的量纲与衡量偏移总的变化，引入线性度，它的量纲与Y的量纲的量纲相同。相同。线性度：过程总波动与该线性方程斜率的绝对值的乘积，线性度：过程总波动与该线性方程斜率的绝对值的乘积，表示测量值偏移波动的范围。表示测量值偏移波动的范围。3、线性、线性太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC测量仪器准确度或精密度在仪器量程内的变异测量仪器准确度或精密度在仪器量程内的变异y=xGuage1:Problem with linearity量仪量仪1：线性度有问题：线性度有问题 Measure Value测量值测量值True ValueTrue Value真值真值y=xGauge 3:No problem with linearity量仪量仪3：线性度没问题：线性度没问题Accuracy varies over Range of measurement准确度改变Guage2:Problem with linearity量仪量仪2：线性度有问题：线性度有问题 y=xMeasure Value测量值测量值Measure Value测量值测量值True ValueTrue Value真值真值True ValueTrue Value真值真值Precision varies over Range of measurement精密度改变太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAICl用测量结果的稳定性衡量。用测量结果的稳定性衡量。l 定期对测量标准器或标准件进行重复测量，并绘制测量值定期对测量标准器或标准件进行重复测量，并绘制测量值的控制图。从控制图可以判定测量系统是否统计稳定，并的控制图。从控制图可以判定测量系统是否统计稳定，并且针对引起不稳定的原因进行分析和纠正。且针对引起不稳定的原因进行分析和纠正。（控制图在八章中学习）（控制图在八章中学习）4、稳定性、稳定性太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAICl测量的分布保持不变，均值和标准测量的分布保持不变，均值和标准差皆可预测差皆可预测l无漂移、突变、周期性循环等无漂移、突变、周期性循环等l用趋势图评价用趋势图评价l通过定期校准和重复性与再现性分通过定期校准和重复性与再现性分析加以控制析加以控制真值真值Time 2时间时间2Time 1时间时间1准确度随着时间而产生变化的测量准确度随着时间而产生变化的测量太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC5 5、重复性、重复性、重复性、重复性l由由同一个同一个测量系统，多次重复测量同一零件的同一特性时，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，简称重复性；统的重复性，简称重复性；l一个好的测量系统应具有很好的重复性，也就是它的重复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；测量值的变异是很小的；1st Measurement第一次测量第一次测量 2nd Measurement第二次测量第二次测量Repeatability重复性重复性太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC精度精度:重复性重复性l重复性：测量装置的固有变异重复性：测量装置的固有变异l对同样的变量在相似条件重复测量时的变异对同样的变量在相似条件重复测量时的变异l 同一检验员同一检验员l 同一设置同一设置l 同一量具同一量具l 相同的环境条件相同的环境条件l 短期短期l用重复测量的分布的平均标准差来估计用重复测量的分布的平均标准差来估计太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC Good Repeatability好的重复性好的重复性l重复性重复性:对同一部件的同一特性由同一个人使用同一测量仪器的连对同一部件的同一特性由同一个人使用同一测量仪器的连续测量间的方差。也称为测试续测量间的方差。也称为测试-再测试误差（再测试误差（test-retest error）;用来估计短期测量变异用来估计短期测量变异.Poor Repeatability差的重复性差的重复性实际值实际值真值真值True Value真值真值太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC6、再现性、再现性l由由不同不同测量系统测量系统测量同一零件的同一特性所得重复测量的测量同一零件的同一特性所得重复测量的均值的变异均值的变异，称为量具的再现性，或称为测量系统的再现称为量具的再现性，或称为测量系统的再现性，简称再现性；性，简称再现性；测量系统测量系统B测量系统测量系统AReproducibility再现性再现性测量系统测量系统A太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC精度精度:再现性再现性l再现性：不同条件下同一测量时的变异再现性：不同条件下同一测量时的变异l 不同的操作人员不同的操作人员l不同的设置不同的设置l不同的量具不同的量具l 不同的环境条件不同的环境条件l长期测量变异长期测量变异l用不同测量条件下的测量平均值的标准差来估计用不同测量条件下的测量平均值的标准差来估计太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC再现性再现性:由不同的人由不同的人员、不同的机器、员、不同的机器、不同的工具等对同不同的工具等对同一部件的同一特性一部件的同一特性的测量平均值的标的测量平均值的标准差。准差。实际值实际值True Value真值真值检查者检查者A检查者检查者B检查者检查者C C检查者检查者A检查者检查者B真真值值Good Reproducibility好的再现性好的再现性Poor Reproducibility差的再现性差的再现性检查者检查者c太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC 测量系统方差测量系统方差:2meas =2repeat +2reprod 量仪量仪R&R分析的基本输出分析的基本输出测量系统指标测量系统指标太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC.确定测量系统是确定测量系统是“好好”还是还是“坏坏”，需要将产，需要将产品规格或过程变异与测量系统变异相比。品规格或过程变异与测量系统变异相比。l 将将 2meas与公差相比较与公差相比较:Precision-to-Tolerance Ratio(P/T)精密度精密度-公差比例公差比例l将将s2meas与过程变异比较与过程变异比较:重复性和再现性重复性和再现性 区别指数区别指数对过程重要!对客户重要!测量系统指标测量系统指标测量系统指标测量系统指标太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAICl精密度精密度-公差比例公差比例l表示测量误差所占公差的百分比表示测量误差所占公差的百分比l5.15 meas 代表代表99%的测量的测量l最佳状况最佳状况：10%勉强可接受：勉强可接受：30%l 包含重复性和再现性包含重复性和再现性Tolerance*.T/PMSs=155Tolerance=USL LSL公差规格上限公差规格上限-规格下限规格下限 P/T比例比例Usually expressed as percent通常以通常以%表示表示太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAICl%P/TV l表示由于测量系统的误差占所有变异的百分比表示由于测量系统的误差占所有变异的百分比l%P/TV:最佳状况最佳状况：10%可接受：可接受：10Acceptable可以接受的水准可以接受的水准 1030%1030%59Bad不接受不接受 30%30%15。样本选择样本选择选择选择1:如果过程变异未知，样本应包含正常过程如果过程变异未知，样本应包含正常过程/产品变异的全部范围产品变异的全部范围 （以获得（以获得TV）选择选择2:如果过程变异已知，样本应在规格范围内平均分布。如果过程变异已知，样本应在规格范围内平均分布。太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC计数计数R&R方法方法2 利用利用Minitab打开打开：“Attribute MSA.mtw”StatQuality ToolsAttribute Agreement太钢矿业公司六西格玛管理培训-第2篇 DMAIC计数计数R&R方法方法2 利用利用Minitab