HILIPS绿带训练教材-MSA测量系统分析

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1、Released June 2003 测量系统分析 (MSA) 绿 带 训 练 Green Belt Training, released June 2003 BEST 2 学习目标 完成本课学习后，你应该能够 : 说明测量误差是怎样影响我们评估产品和服务 质量和改进流程绩效的 . 应用 QS9000 推荐的程序开展 量具的 R&R 研 究 使用 MINITAB 分析 量具的 R&R 研究 的结果并 制作图表阐发你的报告 Green Belt Training, released June 2003 BEST 3 测量系统 精度 分辨率 重复性 可再现性 Green Belt Training

2、, released June 2003 BEST 4 不可接受 不可接受 可以接受 不确定性 ? 不确定性 ? LSL USL 质量 测量误差 出现测量误差时，我们怀疑产品或服务的质量 Green Belt Training, released June 2003 BEST 5 接受产品 拒绝产品 产 品 真 实 情 况 优质产品 劣质产品 交付优质产品 优质产品被报废 交付劣质产品 劣质产品被报废 测量误差的影响 Green Belt Training, released June 2003 BEST 6 测量误差对过程控制的影响 因为有测量误差，我们可能 : 发现不了过程中的变化 发现变

3、化太迟 过程没有变化时以为有变化 这往往是业绩变差的一大原因 Green Belt Training, released June 2003 BEST 7 测量误差对 过程改进的影响 6 5 7 5 8 5 9 5 1 0 5 A r e w e g e t t i n g h i g h e r y i e l d f r o m t h e n e w p r o c e s s ? O l d N e w Y i e l d Green Belt Training, released June 2003 BEST 8 精 度 偏差 : 实际测量值与真实值的平均差值 怎样应对偏差 : 校准

4、 Green Belt Training, released June 2003 BEST 9 分辨率 规则 : 测量单位应比允许公差精确一位数字 If T = x 1 分辨率 至少 0.1 If T = x 2.0 分辨率 至少 0.01 P unch hol es di ameter 0.8 1 0.8 2 0.8 3 0.8 4 0.8 5 0.8 6 0.8 7 0.8 8 0.8 9 0.9 0 0.9 1 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91

5、 94 97 1 0 0 samp lenr cm LS L US L Green Belt Training, released June 2003 BEST 10 例 四位操作员的测量 操作员 直径 (mm) 平均值 SD Smith 20.2 19.9 20.1 20.4 20.2 20.4 20.20 0.190 Jones 19.9 20.2 19.5 20.4 20.6 19.4 20.00 0.486 Brown 20.6 20.5 20.7 20.6 20.8 21.0 20.70 0.179 Lee 20.1 19.9 20.2 19.9 21.1 20.0 20.20 0.

6、456 哪一位所得结果最佳 ? 哪一位未来将有更好的业绩 ? 你的建议 ? Green Belt Training, released June 2003 BEST 11 19.5 20.0 20.5 21.0 Diameter 19.5 20.0 20.5 21.0 Diameter 19.5 20.0 20.5 21.0 Diameter 19.5 20.0 20.5 21.0 Diameter Smith Jones Brown Lee 4 位操作员 6 次测量 图 示 谁最佳 ? Green Belt Training, released June 2003 BEST 12 重复性和可

7、再现性 重复性 : 测量者在未来还会重复他过去的结果吗？ 可再现性 : 其他人还会再作出第一人的测量结果吗？ Green Belt Training, released June 2003 BEST 13 重复性 重复性 即 同一人 用同一测量工具 重复测量 同一个 对象 得出的 测量值变差 重复性常被称为 “量具变差” Green Belt Training, released June 2003 BEST 14 可再现性 可再现性 即 不同的人 用同一测量工具 重复测量 同一个 对象 得到的 其它 测量值变差 可再现性常被称为 “操作员变差” Green Belt Training, re

8、leased June 2003 BEST 15 R & r R & r 即 不同的人 用同一标尺 重复测量 同一个 对象 得到的 总共 测量值变差 R & r 取决于量具变差和 操作者变差 Green Belt Training, released June 2003 BEST 16 平均 2.575s -2.575s 99% 99%的重复测量值 位于一个宽 5.15s的 范围中。 测量值变差 测量值变差即 99%的重复测量值的覆盖范围 Green Belt Training, released June 2003 BEST 17 R&r 计算 重复性 = 5.15ssE s E = 某操作

9、员的重复测量值的标准方差 可再现性 = 5.15 s A s A = 不同操作员的平均测量值的标准方差 R&r = 5.15 s T s T = 不同操作员的重复测量值的标准方差 Green Belt Training, released June 2003 BEST 19 计算 % R&r R&r 即在允许公差内的产品比例，或产品变差的 比例。 %R&r = 100*R&r/(USL-LSL) 评估标准 : %R&r %R&r 30% 可接受 %R&r 30% 不可接受 Green Belt Training, released June 2003 BEST 21 量具能力实验 1. 选出

10、10个对象 2. 对这 10 个对象做好暗记 3. 找来数位操作员 4. 操作员 A 量了 10 个对象 5. 操作员 A 重新量了 10 个对象 (不同顺序 ) 6. 操作员 B 量了 10 个对象 7. 操作员 B 重新量了 10 个对象 (不同顺序 ) 8. (可以添加第三个操作员 ) 9. 记录这 40 或 60 个测量结果 10. 将数据输入 MINITAB 11. 制作度量运行图，进行量具的 R&r 研究 12. 分析数据 13. 报告结果 Green Belt Training, released June 2003 BEST 22 重复性 可再现性 操作员 操作员和部 件的交互

11、作用 变 差 我们需要计算 40 或 60个结果的总变差并将其细分 总变差 部件的相对变差 测量系统变差 MINITAB 中选择 : Stat Quality Tools Gage R&R Study (Crossed) Green Belt Training, released June 2003 BEST 23 例 装架长度 装架长度 # 27小组 NR50 Jeroen, Theo, Harold, Matt and Peter 每人测量 5 个样品各 3次 在 options 下添加 : Process Tolerance = 3 装架长度 = Green Belt Training,

12、 released June 2003 BEST 24 R&R 结果 3 J e r o e n v a n d e L a a r 2 5 n o v e m b e r 1 9 9 9 M o u n t h L e n g t h m m M i s c : T o l e r a n c e : R e p o r t e d b y : D a t e o f s t u d y : G a g e n a m e : 0 2 6 , 5 2 6 , 0 2 5 , 5 2 5 , 0 T h e oP e t e rM a t tJ e r o e nH a r o l d X b

13、 a r C h a r t b y O p e r a t e r S a m p l e M e a n M e a n = 2 5 , 6 7 U C L = 2 5 , 7 9 L C L = 2 5 , 5 5 0 0 , 5 0 , 4 0 , 3 0 , 2 0 , 1 0 , 0 T h e oP e t e rM a t tJ e r o e nH a r o l d R C h a r t b y O p e r a t e r S a m p l e R a n g e R = 0 , 1 1 6 U C L = 0 , 2 9 8 6 L C L = 0 54321 2

14、 6 , 0 2 5 , 5 2 5 , 0 P r o d u c t O p e r a t e r O p e r a t e r * P r o d u c t I n t e r a c t i o n A v e r a g e H a r o l d J e r o e n M a t t P e t e r T h e o T h e oP e t e rM a t tJ e r o e nH a r o l d 2 6 , 3 2 5 , 8 2 5 , 3 2 4 , 8 O p e r R e s p o n s e B y O p e r a t e r 54321 2

15、 6 , 3 2 5 , 8 2 5 , 3 2 4 , 8 P r o d u c t R e s p o n s e B y P r o d u c t % C o n t r i b u t i o n % S t u d y V a r % T o l e r a n c e P a r t - t o - P a r tR e p r o dR e p e a tG a g e R & R 1 0 0 5 0 0 C o m p o n e n t s o f V a r i a t i o n P e r c e n t G a g e R & R s t u d y M o u

16、n t l e n g t h g r o u p 2 7 Green Belt Training, released June 2003 BEST 25 视窗显示的文件 量具 R&R %Contribution 来源 VarComp (of VarComp) 总测量 R&R 0,02252 12,77 重复性 0,01006 5,70 可再现性 0,01246 7,06 操作员 0,01246 7,06 部件的相对变差 0,15391 87,23 总变差 0,17643 100,00 StdDev Study Var %Study Var %Tolerance 来源 (SD) (5,15*S

17、D) (%SV) (SV/Toler) 总 测量 R&R 0,150077 0,77290 35,73 25,76 重复性 0,100303 0,51656 23,88 17,22 可再现性 0,111636 0,57493 26,58 19,16 操作员 0,111636 0,57493 26,58 19,16 部件的相对变差 0,392310 2,02040 93,40 67,35 总变差 0,420036 2,16319 100,00 72,11 R&R 相对于观测到 的流程变差 R&R 相对于允许公 差 30% R&R 不可接受 Green Belt Training, release

18、d June 2003 BEST 26 测量运行图 3 M o u n t h L e n g t h M i s c : T o l e r a n c e : R e p o r t e d b y : D a t e o f s t u d y : G a g e n a m e : 2 6 . 3 2 5 . 8 2 5 . 3 2 4 . 8 54321P r o d u c t M o u n t h L e n g t H a r o l d J e r o e n M a t t P e t e r T h e o R u n c h a r t o f M o u n t h

19、 L e n g t b y P r o d u c t , O p e r a t e r Green Belt Training, released June 2003 BEST 27 术 语 % contribution : 偏差占总偏差的百分比 部件对部件 % + R&R % = 100% 重复性 % + 再现性 % = R&R % % 研究的偏差 : 标准方差占总标准方差的百分比 总 SD = Sqrt (总变差 ) %允许公差 : 某些分布 (5.15SD) 与总共允许公差的比例 a % Green Belt Training, released June 2003 BEST 30

20、 任务 读第 21 页的超级链接 每一学生都应完成测量任务 三人为一组做测量系统评估 或弹弓 MSE. Green Belt Training, released June 2003 BEST 31 小结 重复性 (= 一人重复 ) 可再现性 (= 多人重复 ) 两个因子引起测量变差 R&R 应低于允许公差的 30% ， 最好低于 10%. 将结果绘制成图表可能会比文字分析更有效 文字分析有时是引起变差的最大原因！ Released June 2003 补 充 内 容 测量系统评估 Green Belt Training, released June 2003 BEST 34 破坏性测量的 M

21、SA 使用规格极其接近的部件，可以当作同一部件 同一时间，地点，同批出产 用同一批次内的变差值估算重复性 如果批量很小，只有一个操作员可以测量，则使用环 (nested)量具 R&R 如果批量很大，每位操作员可以多次测试本批产品， 则使用交叉 (cross)测量 R&R（ 批次和操作员交叉） Further reading in 1 03e M MeasSysAnalysis and Destructive Testing.pdf Green Belt Training, released June 2003 BEST 35 属性测量的 MSA 首先将属性数据转化为变量数据 如不可行，采取简易方法 : 选择 20 个部件，某些略高或略低于规定要求 两位操作员两次测量 (不分次序 ) 如果四次测量相吻合，量具可以接受