4.测量系统分析.ppt

Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-1 Copyright 2013Nokia Internal Use Only1测量系统分测量系统分析（析（MSA）Six Sigma 9Tools Training六西格玛经典九工具之六西格玛经典九工具之Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-2 Copyright 2013Nokia Internal Use Only2Nokia Internal Use Only26 的六大特点真正关注客户以事实和数据驱动管理以过程为重预防性管理无边界合作力求完美，容忍失败Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-3 Copyright 2013Nokia Internal Use Only3Nokia Internal Use Only3以事实和数据驱动管理数据是测量的结果；因此，在开展统计分析时，6 特别强调测量数据本身的质量和相应的测量系统分析。Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-4 Copyright 2013Nokia Internal Use Only4Nokia Internal Use Only4什么是测量系统什么是测量系统测量过程操作者测量设备软件被测事物测量程序测量环境数据（测量结果）Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-5 Copyright 2013Nokia Internal Use Only5测量系统的分类测量系统分析测量系统分析离散型数据离散型数据量具量具R&R R&R 研究研究属性一致性分析连续型变量连续型变量Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-6 Copyright 2013Nokia Internal Use Only6常用计量型测量仪器Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-7 Copyright 2013Nokia Internal Use Only7计数型测量系统分析举例缺陷说明：LCD偏色缺陷说明：按键弹性不良Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-8 Copyright 2013Nokia Internal Use Only8Nokia Internal Use Only8实测数据的波动任何实测数据的波动都可以看做过程的波动和测量系统的波动之和，即在本章中，过程的波动不是我们关注的重点，测量系统的波动才是我们分析的重要内容。Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-9 Copyright 2013Nokia Internal Use Only9Nokia Internal Use Only9测量系统的相关术语分辨率稳定性偏倚重复性再现性Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-10 Copyright 2013Nokia Internal Use Only10测量系统分辨率Discrimination测测量量仪仪器器分分辨辨率率 可定义为测量仪器能够读取的最最小小测测量量单单位位。别名：最小可读单位、测量解析度、最小刻度极限、或探测的最小极限或输出的最小刻度1 12 23 34 45 5高的分辨率高的分辨率1 12 23 34 45 5低的分辨率低的分辨率Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-11 Copyright 2013Nokia Internal Use Only11测量系统的准确度和精确度 真实值10第一次10第二次10第三次10第四次10第五次10平均值10偏倚0标准差0 真实值10第一次12第二次12第三次12第四次12第五次12平均值12偏倚2标准差0 真实值10第一次8第二次10第三次12第四次14第五次16平均值12偏倚2标准差3.16一个理想的测量系统在每次使用时均能产生“正确”的测量结果。准确并精确准确并精确不准确也不精确不准确也不精确精确但不准确精确但不准确Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-12 Copyright 2013Nokia Internal Use Only12Nokia Internal Use Only12测量系统的相关术语偏倚指对同一部件观察测量值的平均值与基准值之间的差异，基准值也称为“标准值”，可以通过一个更高等级的测量仪器进行多次测量，取平均值后得到；偏倚常常被用来描述“准确度”。基准值Reference value观测平均Observed Average偏离偏离真值真值测定值的测定值的平均值平均值Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-13 Copyright 2013Nokia Internal Use Only13精确度 重复性重复性重复性-RepeatabilityRepeatability：由同一个操作者采用同一种量具，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差称为量具的重复性，或称为测量系统的重复性，简称重复性；重复性通常是由测量设备所造成的波动58.058.058.558.559.059.059.559.560.060.060.560.561.061.061.561.562.062.062.562.5“重复性重复性”(玛丽玛丽)Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-14 Copyright 2013Nokia Internal Use Only14精确度再现性再现性再现性-ReproducibilityReproducibility：由不同操作者采用相同量具,测量同一零件的同一特性所得重复测量的均值的变差，称为测量系统的再现性，简称再现性；58.058.058.558.559.059.059.559.560.060.060.560.561.061.061.561.562.062.062.562.5“重复性重复性”(汤姆汤姆)58.058.058.558.559.059.059.559.560.060.060.560.561.061.061.561.562.062.062.562.5“再现性再现性”58.058.058.558.559.059.059.559.560.060.060.560.561.061.061.561.562.062.062.562.5“重复性重复性”(玛丽玛丽)Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-15 Copyright 2013Nokia Internal Use Only15重复性与再现性操作者A第一次10操作者B第一次8操作者A第二次10操作者B第二次10操作者A第三次10操作者B第三次12重复性的标准差0重复性的标准差2操作员A的重复性比B好重复性比较操作者A第一次10操作者B第一次8操作者A第二次10操作者B第二次10操作者A第三次10操作者B第三次12平均值10平均值10再现性的标准差0操作者C第一次10操作者D第一次10操作者C第二次10操作者D第二次12操作者C第三次10操作者D第三次14平均值10平均值12再现性的标准差1.414213562操作员A,B的再现性比C,D好再现性比较Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-16 Copyright 2013Nokia Internal Use Only16Nokia Internal Use Only16计量型测量系统举例计量型测量系统试验分析步骤计量型测量系统试验分析步骤1.1.记录员设计记录员设计MinitabMinitab记录表格。记录表格。2.选取部件：8人、操作员：3人、记录员1人。3.开始进行量手腕实验，由记录员按照设计好的表格，操作员分别对不同的部件进行测量，读取读数。4.记录员将结果记录在Minitab中。5.分析数据结果！Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-17 Copyright 2013Nokia Internal Use Only17方法：创建量具 R&R 研究工作表计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-18 Copyright 2013Nokia Internal Use Only18Minitab 量具 R&R 研究工作表课堂学习时选用不随机化；实际运用时选用在操作员内部随机化。计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-19 Copyright 2013Nokia Internal Use Only19Minitab 量具 R&R 研究工作表计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-20 Copyright 2013Nokia Internal Use Only20测量系统初步分析：量具运行图计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-21 Copyright 2013Nokia Internal Use Only21量具运行图计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-22 Copyright 2013Nokia Internal Use Only22量具运行图图中显示了每个操作员对8个部件的两次测量。我们希望看到每个操作员的测量结果及操作员之间的测量结果具有一致性。计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-23 Copyright 2013Nokia Internal Use Only23重复性与再现性分析计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-24 Copyright 2013Nokia Internal Use Only24重复性与再现性分析计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-25 Copyright 2013Nokia Internal Use Only25重复性与再现性分析计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-26 Copyright 2013Nokia Internal Use Only26测量系统 R&R 深入分析计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-27 Copyright 2013Nokia Internal Use Only27Minitab 量具 R&R 研究(交叉的)计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-28 Copyright 2013Nokia Internal Use Only28图表输出计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-29 Copyright 2013Nokia Internal Use Only29量具 R&R R 图Range图应该显示一个受控过程,如果有一点落在UCL上方,操作员的重复性将会有问题。Range图可以帮助识别不足的分辨力,我们需要在控制范围内至少有5个可能值；且小于1/4的值为0.KjR R图控制限图控制限计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-30 Copyright 2013Nokia Internal Use Only30量具 R&R X Bar 图我们想看到在 X Bar 图中的点能有一部分在 控制限的外面,这显示的是部件间的变异;如果没有超限点,你很可能没能获得生产中覆盖正常范围的部件,或者您测量系统的重复性不好！nkiX BarX Bar图控制限图控制限X-Bar R X-Bar R 图图计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-31 Copyright 2013Nokia Internal Use Only31操作员-部件交互作用图我们期望所有线条都遵循相同模式，而且它们之间都相互平行显著的交互作用由两个操作员之间的交叉线来显示 我们期望看到部件的平均值有明显差异可以用来区分不同部件计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-32 Copyright 2013Nokia Internal Use Only32操作员作用图操作员作用图显示总体平均值及每个操作员数据的离散趋势我们希望所有操作员的分组都相似，表现为一条较平缓的线穿过操作员的平均值计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-33 Copyright 2013Nokia Internal Use Only33部件作用图图中显示了总体平均值（蓝圈）每个部件的离散趋势图中显示了总体平均值（蓝圈）每个部件的离散趋势我们希望看到每个部件离散趋势最小，但部件之间存在变异我们希望看到每个部件离散趋势最小，但部件之间存在变异 (均值移动均值移动)计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-34 Copyright 2013Nokia Internal Use Only34精确度衡量-基本模型测量系统测量系统波动波动部件波动部件波动总波动总波动=+重复性重复性波动波动测量系统测量系统波动波动再现性再现性波动波动=+2Part=+2MS2TotalBetter Way，Better Results经典经典9工具工具3-35 Copyright 2013Nokia Internal Use Only35测量系统评价指标%P/TV%P/TV%P/T%P/T%R&R%R&R 贡献比贡献比(方差比方差比)%GR/R%GR/R9%9%30%30%30%30%5 5计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-36 Copyright 2013Nokia Internal Use Only36变异的构成A A A AB B B BC C C C计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-37 Copyright 2013Nokia Internal Use Only37量具 R&R 报表A A A AC C C CD D D DB B B B计量型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-38 Copyright 2013Nokia Internal Use Only38Nokia Internal Use Only38属性测量仪器 塞规和AOI测试位测量质量特性：光学自动检查PCB上所贴SMD物料是否存在贴片不良，如贴偏、贴错、贴反、漏贴等仪器名称：塞规测量特性：测量间隙或台阶的大小Nokia Internal Use Only39Nokia Internal Use Only39属性型测量系统试验分析步骤1.记录员设计Minitab记录表格2.组长挑选20颗样本（一部分良品，一部分不良）3.组长检查一次，并将判断结果秘密记录在纸上。(例如：G:良品 A:裂缝 B:变形 C:字迹模糊）4.组长写下检查标准，并培训检查员5.三个检查员随机检查，记录员记录在Minitab中6.组长输入自己的判断结果。先将Minitab表格中所有列的数据依次 按照操作员，样本号码排序，并将自己判断结果输入Minitab，并复制！（注意每一列数据长度应该一致）7.分析！属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-40 Copyright 2013Nokia Internal Use Only40使用Minitab实施属性型量具研究范例属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-41 Copyright 2013Nokia Internal Use Only41使用Minitab实施属性型量具研究范例首先填写适当的列信息包括专家评级属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-42 Copyright 2013Nokia Internal Use Only42使用Minitab实施属性型量具研究范例评价者自身的一致性既重复性：1#操作者自己又80%的一致性；2#操作者自己又80%的一致性；3#操作者自己又65%的一致性；图上显示了95%置信区间这个图显示了各个操作员与专家意见（标准）之间的一致性的%：1#操作者自己又65%的一致性；2#操作者自己又65%的一致性；3#操作者自己又50%的一致性；属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-43 Copyright 2013Nokia Internal Use Only43使用Minitab实施属性型量具研究范例分析输出：在评价者范围内#检#相检验员 验数 符数 百分比 95%置信区间1 20 16 80.00 (56.34,94.27)2 20 16 80.00 (56.34,94.27)3 20 13 65.00 (40.78,84.61)#相符数:检验员在多个试验之间，他/她自身标准一致。与作图类似的信息，增加特定的想附属及检验数量#检#相检验员 验数 符数 百分比 95%置信区间1 20 13 65.00 (40.78,84.61)2 20 13 65.00 (40.78,84.61)3 20 10 50.00 (27.20,72.80)#相符数:检验员在多次试验中的评估与已知标准一致。我们希望每个检验员与标准的一致性至少达到90%或更好！这个显示了评价者被给予这个显示了评价者被给予“正确正确”答案的比例答案的比例属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-44 Copyright 2013Nokia Internal Use Only44使用Minitab实施属性型量具研究范例评价者之间的一致性与再现性相似度：检验员之间检验员之间 评估一致性#检#相验数 符数 百分比 95%置信区间 20 7 35.00 (15.39,59.22)#相符数:所有检验员的评估一致。所有评价者与标准给出了检验标准有效性的指示：所有检验员与标准所有检验员与标准 评估一致性#检#相验数 符数 百分比 95%置信区间 20 7 35.00 (15.39,59.22)#相符数:所有检验员的评估与已知的标准一致。属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-45 Copyright 2013Nokia Internal Use Only45使用Minitab实施属性型量具研究范例检验员之间检验员之间 评估一致性#检#相验数 符数 百分比 95%置信区间 20 7 35.00 (15.39,59.22)#相符数:所有检验员的评估一致。Fleiss 的 Kappa 统计量响应 Kappa Kappa 标准误 Z P(vs 0)A 1.00000 0.0577350 17.3205 0.0000B 0.54354 0.0577350 9.4145 0.0000C 0.51515 0.0577350 8.9227 0.0000OK 0.48089 0.0577350 8.3292 0.0000整体 0.57375 0.0399506 14.3615 0.0000Kappa值评估你观察到的一致性比偶然一致性好多少的程度属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-46 Copyright 2013Nokia Internal Use Only46使用Minitab实施属性型量具研究范例Kappa分析运用解释结果 -Kappa值为1，意味着在评价者中的一致性好，可以接受；-Kappa值为0.54354、0.51515、0.48089，意味着在评价者中的一致性不好，不可以接受，需要改善。属性型测量系统举例Nokia Internal Use Only47属性型测量系统分析判定参考标准属性型测量系统参考标准需要满足两个条件：1.每个测量者与标准一致的程度判断如下：判断测量系统有效性漏发警报的比例误发警报的比例评价人可接受90%2%5%评价人可接受的边缘-可能需改进80%5%10%评价人不可接受-需改进80%5%10%属性型测量系统举例Nokia Internal Use Only482.Kappa值的判断标准如下：判断测量系统Kappa值标准评价人自身或之间有很好的一致性0.75评价人自身或之间一致性一般040.75评价人自身或之间一致性不好 0.4 Kappa值反映检查员的真实检查能力。属性型测量系统分析判定参考标准属性型测量系统举例Better Way，Better Results经典经典9工具工具3-49 Copyright 2013Nokia Internal Use Only49Nokia Internal Use Only49