XX年XX公司质量部-MSA简介-测量系统分析

课程目录课程目录课程目录1.MSA 的定义2.MSA用于分析的数据类型3.MSA开展的目的和意义4.MSA中的基本术语4.1基准值4.2分辨力4.3有效分辨率4.4测量系统4.5极差4.6统计性属性4.7准确度（偏倚Bias）4.8精密度（方差）4.9线性4.10重复性4.11再现性4.12稳定性5.MSA活动前的准备5.1MSA策划5.2MSA评价中需要考虑的3个问题5.2.1分辨力的说明5.3测量系统的变差来源5.4测量系统的变差类型6.MSA分析方法的分类6.1计量型量具的分析方法6.2计数型量具的分析方法6.3破坏型量具的分析方法7.计量型量具5种偏差分析方法7.1位置分析-偏倚分析法7.2位置分析-线性分析法7.3宽度分析-重复性再现性分析7.3.1极差法7.4稳定性分析法8.计数型量具的分析方法8.1风险分析法-假设检验9.破坏型量具分析法简介MSA的定义MSA的定义MSA 缩写：Measurement system anlysis中文名称：测量系统分析 影响的要素：4M1E人 man机 machine料 materrial法 method环 enviroment2.MSA用于分析的数据类型MSA分析计量型数据MSA分析计数型数据MSA分析破坏型数据MSA分析3.MSA开展的目的和意义MSA 开展的目的l 了解测量过程，确定在测量过程中的误差总量。l评估用于生产和过程控制中的测量系统。改进、减少测量变差。l为SPC的顺利进行提供基础3.MSA开展的目的和意义n 如果测量系统出错，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。PROCESS原料人机法环测量产品goodbad MSA开展的意义不良的测量系统会对产品造成误判4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.1.基准值：真值n 被普遍承认的被测体数值。并且作为和其他测量值比较的标准样本。n 基准值具有以下特征：一个基于科学原理的理论值或确定值。一个基于某国家或国际组织的指定值。一个基于科学或工程组织主持的合作试验工作产生的一致同意值。对于具体用途，采用接受的参考方法获得一个同意值4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.2.分辨力：n(别名)又称最小可读单位，分辨力是测量分辨率、刻度限值或测量装置和标准的最小可探测单位。n 它是量具设计的一个固有特性，并作为测量或分级的单位被报告。n 数据分级数通常称为”分辨力比率”，因为它描述了给定的观察过程变差能可靠地划分为多少级。课程目录 是是指测量仪器的最小刻度指测量仪器的最小刻度可以测量到可以测量到被测对象的小数点的被测对象的小数点的位置。位置。测量测量仪器仪器的的刻度通常应为刻度通常应为为产品规格或工程散布宽度的十分之一为产品规格或工程散布宽度的十分之一 12345好的分辨率好的分辨率 12345差的分辨率差的分辨率q分辨力分辨力直尺直尺卡尺卡尺千分尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.27914.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.3.有效分辨率：l要求不低于过程变差或允许偏差（tolerance）的十分之一l零件之间的差异必须大于最小测量刻度l极差控制图可显示分辨率是否足够 看控制限内有多少个数据分级l不同数据分级(ndc)的计算为 零件的标准偏差/总的量具偏差*1.41.一般要求它大于5才可接受4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.4.测量系统 测量系统：不仅指量具。测量系统包括：人（及其培训）、过程（测量程序）、设备（量具或测量工具）、系统的控制点、及所有这些因素的相互作用。测量总偏差：总的观察偏差=过程偏差+测量系统偏差 测量是一个能影响所观察值的中心值和偏差的过程。4.5.极差一组数据中的最大值和最小值的差4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.6统计性属性q 统计统计性性属性属性 4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.7准确度（偏倚Bias）测量数据平均值与真值之间的差距真值真值平均值平均值偏离偏离真值（基准）真值（基准）平均值平均值1仪器仪器 2 偏倚偏倚仪器仪器 1 偏倚偏倚平均值平均值24.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.8精密度（方差）数据的分布，或可理解为散布的程度准确度高，精确度高偏倚小，方差小准确度低，精确度高偏倚大，方差小准确度高，精确度低偏倚小，方差大准确度低，精确度低偏倚大，方差大 举例说明举例说明1 1l假设我们有一个真实假设我们有一个真实“硬度硬度”为为5.05.0的参考材料的参考材料 l用方法用方法 1 得出以下读数：得出以下读数：3.8,4.4,4.2,4.0l用方法用方法2 得出以下读数：得出以下读数：6.5,4.0,3.2,6.3l哪个方法更精确？哪个方法更精确？l哪个方法更精密哪个方法更精密?l你更倾向于哪个方法？为什么？你更倾向于哪个方法？为什么？举例说明举例说明2 2偏倚可以通过对测量设备的校验完成4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.9线性精确度精确度测量仪器测量仪器 1:线性有问题线性有问题测量样品测量样品0精确度精确度测量仪器测量仪器 2:线性线性没有没有问题问题 0测量样品测量样品线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值，也可理解为在量程范围内测量系统的一致性。4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语量程增加基准值观测平均值基准值观测平均值4.9线性线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值，也可理解为在量程范围内测量系统的一致性。精确度精确度测量仪器测量仪器 1:线性有问题线性有问题测量样品测量样品0不同量程段偏倚的差4.MSA中的基本术语MSA活动中经常遇到的基本术语4.10 重复性l 由一位评价人多次使用同一种测量仪器，测量同一零件的同一特性时获得的测量变差(也被称之为测试-再测试误差)l 通常指设备变差（E.V）是测量系统的一种固有散布真值真值平均值平均值重复性好重复性好平均值平均值重复性差重复性差真值真值再现性好再现性好作业者作业者 1再现性差再现性差作业者作业者 2作业者作业者 3作业者作业者 1作业者作业者 2作业者作业者 34.11再现性MSA活动中经常遇到的基本术语4.MSA中的基本术语n 由不同评价人使用同一个量具由不同评价人使用同一个量具 ，测量一个零件的一个特性时产生，测量一个零件的一个特性时产生的测量平均值的变差。的测量平均值的变差。n 通常值评价人变差（通常值评价人变差（A.VA.V）真值真值真值真值重复性好重复性好重复性差重复性差真值真值再现性好再现性好再现性差再现性差检查者检查者A检查者检查者B检查者检查者C检查者检查者A检查者检查者B-测量仪器的测量仪器的自身变动自身变动-测量者间的变动测量者间的变动真值真值为了更好的展示重复性再现性，请参考下图4.MSA中的基本术语4.12稳定性MSA活动中经常遇到的基本术语稳定性(或飘移)，是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差。时间时间 1时间时间 1时间时间 2真值真值真值真值时间时间 3时间时间3时间时间2稳定性好稳定性差4.MSA中的基本术语测量的策划过程1确定产品的关键特性2确定所需要的分辨率3确定使用哪些测量设备4编制具体的测量设备MSA计划表5.MSA活动前的准备5.1MSA策划5.MSA活动前的准备测量设备名称型号量程计量型计数型计划实施时间完成时间偏倚 线性重复性再现性稳定性方差分析信号分析假设检验数显卡尺 JL-100-150mmn/an/an/an/an/a2011-5-15数显高度尺 JL-120-350mmn/an/an/an/a2011-5-16带表卡尺 JL-110-150mmn/an/an/an/an/a2011-5-17通止规JS-25 n/an/an/an/an/an/an/an/a2011-5-18MSA测量计划表5.1MSA策划在评价测量系统时必须考虑三个问题：G 测量系统必须显示足够的灵敏度仪器具有足够分辨力测量系统具有有效分辨率A 测量系统必须是稳定的测量系统变差只归因于普通原因B统计特性（误差）在预期的范围内一致5.MSA活动前的准备5.2MSA评价中需要考虑的3个问题分辨力的要求n测量仪器分辨力至少是被测范围的十分之一n测量系统的分辨力建议的要求是总过程6(标准偏差)的十分之一5个或更多个数据分级 推荐使用5.MSA活动前的准备5.2.1分辨力5.3MSA的变差来源设备不稳定设备不稳定测量仪器测量仪器环境环境 方法方法配件磨损配件磨损电力不稳定电力不稳定 标准次序标准次序测量散布测量散布(错误的测错误的测量值量值)湿度湿度清洁度清洁度震动震动电压变化电压变化气温变化气温变化 样本样本 测量者测量者灰尘灰尘/噪音噪音标准样本标准样本量产样本量产样本良品样本良品样本不良样本不良样本保管保管/管理管理感觉感觉,气氛气氛熟练度熟练度测量位置测量位置测量次数测量次数测量条件测量条件5.MSA活动前的准备长期过程变差短期抽样产生的变差实际过程变差稳定性线性重复性重复性 准确性 量具变差操作员造成的变差测量误差过程变差观测值“重复性”和“再现性”是测量误差的主要来源再现性再现性过程变差5.MSA活动前的准备5.3MSA的变差来源n位置变差（准确度）偏倚稳定性线性n宽度变差（精密度）重复性再现性位置宽度位置宽度基准值基准值偏倚偏倚5.MSA活动前的准备5.4测量系统的变差类型MSA计量型计数型破坏型6.MSA分析方法分类计量型位置分析宽度分析稳定性分析偏倚分析线性分析重复性分析再现性分析稳定性分析6.1计量型量具的分析方法6.MSA分析方法分类计数型风险分析法数据解析法假设检验法信号分析法6.2计数型量具的分析方法6.MSA分析方法分类破坏型（计量）偏倚分析R&R分析稳定性分析6.3破坏型量具的分析方法6.MSA分析方法分类7.计量型量具5种偏差分析法偏倚分析法计量型位置分析偏倚分析线性分析7.计量型量具5种偏差分析法7.1位置分析-偏倚分析法选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n 取一个样本并建立相对于可溯源的标准值 可选择落在测量中程数的生产零件 测量零件大于等于10次，取均值作为“基准值”注：建议取预期测量的最低值、最高值和中程数三个样本，分别作研究更好，若有偏倚，可再做线性研究。步骤1选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n 由现场实际操作该仪器的人员测量样本，由他们测量可以真正了解公司的测量偏差（测量系统中的人）n 测量样本数10次以上（建议15次）评价人测量时，要想出办法，使其不知道测量的是同一个样品，使其对偏倚的记忆最小化。7.1偏倚分析法7.计量型量具5种偏差分析法步骤2选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n 将数据画成直方图，并标注基准值n对直方图进行评审，确定是否存在异常（即直方图近似服从正态分布）n 若无异常，可继续分析7.1偏倚分析法7.计量型量具5种偏差分析法步骤3选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n 计算测量读数的均值n 计算可标准差（重复性）这里 可以查表得到，g1，mn1niixXn 2maxminiirxxd2d7.1偏倚分析法7.计量型量具5种偏差分析法步骤4选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n 确定偏倚的t统计量偏倚观测平均值基准值即n 给定置信水平，确定置信区间（偏倚的不确定度），判断0是否落在该区间bbiast0biasx/brn 22112222,bbddbiastvbiastvdd7.1偏倚分析法7.计量型量具5种偏差分析法步骤5均值的标准偏差t统计量选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n 偏倚分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。7.计量型量具5种偏差分析法7.1偏倚分析法步骤6例题编号基准值=6.0偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156.00.07.计量型量具5种偏差分析法EXCEL与MINITAB软件操作1n先对测量数据绘制直方图测测量量值值F Fr re eq qu ue en nc cy y6.46.26.05.85.643210Mean6.007StDev0.2120N15H Hi is st to og gr ra am m o of f 测测量量值值Normal MINITAB绘制EXCEL绘制7.计量型量具5种偏差分析法EXCEL与MINITAB软件操作2n数据分析，计算t统计量，作判断MINITAB软件从STATBasic Statistics1 sample t 进入Variable N Mean StDev SE Mean 95%CI T P 偏倚 15 0.006667 0.212020 0.054743 (-0.110746,0.124079)0.12 0.905EXCEL软件的计算如下7.计量型量具5种偏差分析法偏倚研究的分析n如果偏倚从统计上非0，则可能的原因如下：标准或校准误差仪器磨损（在稳定性分析中也可以表现出）仪器制造尺寸问题仪器测量错误特性仪器为精确校准评价人设备操作不当仪器修正运算不正确7.计量型量具5种偏差分析法线性分析法计量型位置分析偏倚分析线性分析选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n 取至少5个样本，样本测量值要覆盖测量仪器一定的量程范围。n 确定每个样本的基准值 测量样本大于等于10次，取均值作为“基准值”7.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法步骤1选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n 随机化选择样本让评价人测量n 由现场实际操作该仪器的人员测量样本n对每个样本测量10次以上7.计量型量具5种偏差分析法步骤27.2位置分析-线性分析法选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n 计算每次测量的样本的偏倚n 计算每种样本测量的偏倚均值ijijibiasx基准值1mijjibiasbiasm7.计量型量具5种偏差分析法步骤37.2位置分析-线性分析法m为子组容量，这里为10选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n 对计算出的偏倚均值和基准值建立线性关系：，是基准值，是偏倚平均值 n 利用最小二乘法计算出斜率a和截距b，以及在置信水平为下的置信带n 由于计算很复杂（见MSA第三版79页），推荐使用软件进行拟合，EXCEL或MINITABiiyaxbixiy7.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法步骤4选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n 画出“bias0”的直线n 若“bias0”的直线完全在拟合线置信带以内，则线性可接受；否则，线性不可接受7.2位置分析-线性分析法步骤57.计量型量具5种偏差分析法选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n 线性分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。7.2位置分析-线性分析法步骤67.计量型量具5种偏差分析法例题t一名工厂主管希望对过程采用新测量系统。作为PPAP的一部份，需要评价测量系统的线性。基于已证明的过程变差，在测量系统操作量程内选择了五个零件。每个零件经过全尺寸检测测量以确定其基准值。然后由领班分别测量每个零件12次。研究中零件是被随机选择的。7.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法例题1#基准测量2#基准测量3#基准测量4#基准测量5#基准测量122.7245.1365.8487.65109.1122.5243.9365.7487.75109.3122.4244.2365.9487.85109.5122.5245.0365.9487.75109.3122.7243.8366.0487.85109.4122.3243.9366.1487.85109.5122.5243.9366.0487.85109.5122.5243.9366.1487.75109.5122.4243.9366.4487.85109.6122.4244.0366.3487.55109.2122.6244.1366.0487.65109.3122.4243.8366.1487.75109.47.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法例题解答 先计算偏倚和每种样本的偏倚平均值零件基准值1#2#3#4#5#2.004.006.008.0010.0010.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616677.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法C C1 1C C2 2109876543211.00.50.0-0.5-1.0S0.239540R-Sq71.4%R-Sq(adj)70.9%Regression95%CI95%PIF Fi it tt te ed d L Li in ne e P Pl lo ot tC2=0.7367-0.1317 C1MINITAB软件操作n 从StatRegression-Fitted Line Plot进入Regression Analysis:C2 versus C1 The regression equation isC2=0.7367-0.1317 C1S=0.239540 R-Sq=71.4%R-Sq(adj)=70.9%Analysis of VarianceSource DF SS MS F PRegression 1 8.3213 8.32133 145.02 0.000Error 58 3.3280 0.05738Total 59 11.64937.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法结论n从图形可以明显看出：测量系统存在线性问题。“偏倚0”的线与置信带交叉，但不包含在内。n主管需要对线性问题查找原因7.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法线性误差可能的原因n仪器校准周期太长n仪器、设备等的磨损n基准出现误差n校准不当n仪器质量差n测量方法不同n（量具或零件）变形n环境变化n操作者观察错误n零件测量位置错误n缺乏维护7.计量型量具5种偏差分析法7.2位置分析-线性分析法重复性和再现性分析方法7.计量型量具5种偏差分析法计量型宽度分析重复性分析再现性分析重复性和再现性的分类在研究R&R时，有三种方法可以选择n极差法（R）n均值极差法（X-R）nANOVA法（方差分析法）注：重复性和再现性的研究是统计稳定7.计量型量具5种偏差分析法7.3宽度分析-重复性再现性分析均值极差法和方差分析法非常相似，只是方差分析法考虑了零件与评价人之间的交互作用n 取5个样本，且5个样本需要代表整个过程的变差。选取2个评价人，5个样本2个评价人各将每个零件测量一次，并记录数据计算每个子组的极差和2个组的平均极差计算量具的重复性再现性GR&R计算重复性/再现性占总过程变差的百分比7.计量型量具5种偏差分析法样本代表过程样本不代表过程7.3.1重复性再现性分析-极差法典型的极差分析法选取2个评价人，5个样本2个评价人各将每个零件测量一次，并记录数据计算每个子组的极差和2个组的平均极差计算量具的重复性再现性GR&R计算重复性/再现性占总过程变差的百分比7.计量型量具5种偏差分析法7.3.1重复性再现性分析-极差法A人人B人人1XX2XX3XX4XX5XX选取2个评价人，5个样本2个评价人各将每个零件测量一次，并记录数据计算每个子组的极差和2个组的平均极差计算量具的重复性再现性GR&R计算重复性/再现性占总过程变差的百分比7.计量型量具5种偏差分析法7.3.1重复性再现性分析-极差法1niiRRn选取2个评价人，5个样本2个评价人各将每个零件测量一次，并记录数据计算每个子组的极差和2个组的平均极差计算量具的重复性再现性GR&R计算重复性/再现性占总过程变差的百分比7.计量型量具5种偏差分析法7.3.1重复性再现性分析-极差法*2&/GRRR d1niiRRn*2d由m：子组的大小，g：子组的容量查表得到选取2个评价人，5个样本2个评价人各将每个零件测量一次，并记录数据计算每个子组的极差和2个组的平均极差计算量具的重复性再现性GR&R计算重复性/再现性占总过程变差的百分比7.计量型量具5种偏差分析法7.3.1重复性再现性分析-极差法&%&100 xGRRGRR过程标准偏差其中过程标准偏差需要从以往的统计数据中获得。举例零件号评价人A评价人B极差（A与B）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10从以前的研究知过程标准偏差为0.0777，查表的m2，g5的 1.19*2d7.计量型量具5种偏差分析法7.3.1重复性再现性分析-极差法n平均极差n重复性和再现性 GR&RnGR&R0.350.0755iRR 7.计量型量具5种偏差分析法7.3宽度分析-重复性再现性分析20.07&0.05881.19RGR Rd%&10075.7%GRRGR R过程标准偏差均值极差法7.计量型量具5种偏差分析法7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法10个零件，3个评价人每个人测量10个零件3次计算出各极差的均值，和每个人测量平均值计算极差控制线UCLr 和LCLr计算均值总变差计算均值的极差Rp均值极差法将变差分为三个部分：零件，测量人和仪器。但是并不考虑人和零件的交互第一步骤：数据收集和处理DiffXX10个零件事先需要编号7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法10个零件，3个评价人每个人测量10个零件3次计算出各极差的均值，和每个人测量平均值计算极差控制线UCLr 和LCLr计算均值总变差计算均值的极差Rp第一步骤：数据收集和处理DiffXX测量的时候，每个的人测量尽可能随机。避免产生测量记忆。同时将测量后的结果填入数据收集表中7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法10个零件，3个评价人每个人测量10个零件3次计算出各极差的均值，和每个人测量平均值计算极差控制线UCLr 和LCLr计算均值总变差计算均值的极差Rp第一步骤：数据收集和处理DiffXX计算出极差的均值每个人测量的均值abcRRR，abcXXX，7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法10个零件，3个评价人每个人测量10个零件3次计算出各极差的均值，和每个人测量平均值计算极差控制线UCLr 和LCLr计算均值总变差计算均值的极差Rp第一步骤：数据收集和处理DiffXX计算极差的控制线：1.先计算总的极差均值R3xRLCLR D4xRUCLR DD4 D3均从表中查得。()/3abcRRRR7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法10个零件，3个评价人每个人测量10个零件3次计算出各极差的均值，和每个人测量平均值计算极差控制线UCLr 和LCLr计算均值总变差计算均值的极差Rp第一步骤：数据收集和处理DiffXXmaxminDIFFabcabcXXXXXXX，a=3bcXXXX7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法10个零件，3个评价人每个人测量10个零件3次计算出各极差的均值，和每个人测量平均值计算极差控制线UCLr 和LCLr计算均值总变差计算均值的极差Rp第一步骤：数据收集和处理DiffXX零件均值的最大减去零件均值的最小129,10129,10(,.,)(,.,)pRMax XXX XMin XXX X7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法计算重复性计算重复性/设备变差设备变差EVEV计算再现性计算再现性/评价人变差评价人变差AVAV计算计算R&RR&R计算计算PVPV计算总变差计算总变差TVTV计算各个变差的百分比计算各个变差的百分比第二步骤：计算各个变差的值计算分级数计算分级数ndcndc121EVRKRd 取决于试验次数（m）和零件的数量乘以评价人数（g）2d7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法计算重复性计算重复性/设备变差设备变差EVEV计算再现性计算再现性/评价人变差评价人变差AVAV计算计算R&RR&R计算计算PVPV计算总变差计算总变差TVTV计算各个变差的百分比计算各个变差的百分比第二步骤：计算各个变差的值计算分级数计算分级数ndcndc2d222221,DIFFEVAVXKKnrd 取决于评价人的数量（m）和g=1，因为只计算一个极差。n=零件数，r试验次数。由于评价人的变差包含设备变差，所以需要减去设备变差因素。若平方根下为负，则AV默认为零。7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法计算重复性计算重复性/设备变差设备变差EVEV计算再现性计算再现性/评价人变差评价人变差AVAV计算计算R&RR&R计算计算PVPV计算总变差计算总变差TVTV计算各个变差的百分比计算各个变差的百分比第二步骤：计算各个变差的值计算分级数计算分级数ndcndc2d 取决于评价人的数量（m）和g=1，因为只计算一个极差。n=零件数，r试验次数。由于评价人的变差包含设备变差，所以需要减去设备变差因素。若平方根下为负，则AV默认为零。22&RREVAV7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法计算重复性计算重复性/设备变差设备变差EVEV计算再现性计算再现性/评价人变差评价人变差AVAV计算计算R&RR&R计算计算PVPV计算总变差计算总变差TVTV计算各个变差的百分比计算各个变差的百分比第二步骤：计算各个变差的值计算分级数计算分级数ndcndc2d 取决于评价人的数量（m）和g=1，因为只计算一个极差。3321,pPVRKKd7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法计算重复性计算重复性/设备变差设备变差EVEV计算再现性计算再现性/评价人变差评价人变差AVAV计算计算R&RR&R计算计算PVPV计算总变差计算总变差TVTV计算各个变差的百分比计算各个变差的百分比第二步骤：计算各个变差的值计算分级数计算分级数ndcndc22&TVRRPV7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法n 计算各变差占总变差的比例计算重复性计算重复性/设备变差设备变差EVEV计算再现性计算再现性/评价人变差评价人变差AVAV计算计算R&RR&R计算计算PVPV计算总变差计算总变差TVTV计算各个变差的百分比计算各个变差的百分比第二步骤：计算各个变差的值计算分级数计算分级数ndcndc%100/AVAV TV%100/EVEV TV%100/PVPV TV%&100&/RRRR TV7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法n计算分级数这个分级数就是覆盖产品变差所需要的97置信区间的测量系统变差的数量。计算重复性计算重复性/设备变差设备变差EVEV计算再现性计算再现性/评价人变差评价人变差AVAV计算计算R&RR&R计算计算PVPV计算总变差计算总变差TVTV计算各个变差的百分比计算各个变差的百分比第二步骤：计算各个变差的值计算分级数计算分级数ndcndc1.41/&ndcPVRR7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法对对R&RR&R进行判定进行判定对对ndcndc进行判定进行判定重复性大（重复性大（EVEV）的原因）的原因第三步骤：对计算的结果进行判断再现性大（再现性大（AVAV）的原因）的原因R&R10%测量系统可以接受10%R&R30%测量系统不可以接受，必须进行改进7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法分级数（ndc）要大于等于5，即测量系统可接受对对R&RR&R进行判定进行判定对对ndcndc进行判定进行判定重复性大（重复性大（EVEV）的原因）的原因第三步骤：对计算的结果进行判断再现性大（再现性大（AVAV）的原因）的原因1.41/&ndcPVRR7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法对对R&RR&R进行判定进行判定对对ndcndc进行判定进行判定重复性大（重复性大（EVEV）的原因）的原因第三步骤：对计算的结果进行判断再现性大（再现性大（AVAV）的原因）的原因重复性大（EV）设备需要维护与保养测量的夹具或定位需要改进零件在重复测量下尺寸/特性遭到破坏潜在的原因分析7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法对对R&RR&R进行判定进行判定对对ndcndc进行判定进行判定重复性大（重复性大（EVEV）的原因）的原因第三步骤：对计算的结果进行判断再现性大（再现性大（AVAV）的原因）的原因再现性大（AV）评价人没有培训量具的刻度不清晰，导致评价人的校准不一潜在的原因分析举例零件1234567891016.2 7.3 5.6 6.2 7.0 7.3 6.9 7.5 6.6 7.2 26.4 7.3 5.7 6.2 7.1 7.4 6.8 7.4 6.5 7.2 36.3 7.4 5.7 6.4 7.1 7.3 6.9 7.5 6.5 7.2 A评价人16.4 7.3 5.6 6.3 7.0 7.3 6.9 7.4 6.5 7.3 26.4 7.3 5.6 6.3 6.9 7.3 6.9 7.4 6.5 7.3 36.2 7.3 5.7 6.2 6.9 7.2 7.0 7.5 6.6 7.2 B评价人16.4 7.3 5.6 6.3 7.0 7.3 6.9 7.5 6.4 7.2 26.4 7.4 5.6 6.3 6.9 7.3 7.0 7.6 6.4 7.2 36.5 7.3 5.7 6.3 6.9 7.4 6.9 7.5 6.5 7.2 C评价人7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法7.计量型量具5种偏差分析法7.3.2重复性再现性分析-均值极差法方差分析法，一时难以讲清，如有需要请参考专门的方差分析法ANOVA 教程。7.计量型量具5种偏差分析法稳定性分析计量型稳定性分析稳定性分析选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n 取一个样本并建立相对于可溯源的标准值 可选择落在测量中程数的生产零件 对于稳定性，基准值的具体数值不需要知道注：建议取预期测量的最低值、最高值和中程数三个样本，分别作研究更好。7.计量型量具5种偏差分析法7.4稳定性分析稳定性的研究指南2选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n 建议测量25组数据，每组对样本测量35次n 测量周期，每组样本重复测量次数组织根据情况确定，要能反应测量系统随时间的变化。n 测量系统初期研究时，测量周期建议要短，以便了解其稳定性。当初期研究稳定后，测量周期可以逐渐变长。7.计量型量具5种偏差分析法7.4稳定性分析稳定性的研究指南3选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n 计算每一组的平均数n 计算每一组的R值n 计算总平均n 计算R值的平均7.计量型量具5种偏差分析法7.4稳定性分析稳定性的研究指南4选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n 计算控制限n 平均值图：n R值图：n 画出控制限，判图：n 先检查R图，是否连续25点都在控制界限内，以判定重复性是否稳定。n 再看Xbar图，是否连续25点都在控制界限内，以判定偏移是否稳定。n 利用 来了解仪器的重复性2xA R34,D R D R2/R d7.计量型量具5种偏差分析法7.4稳定性分析稳定性的研究指南5选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n 如果前面的控制图是稳定的，则其控制限可做为后续的控制用控制限n 我们后续就固定时间，使用同样的样本、同样的测量仪器，同样的测量人员。n 由于样本、仪器、人都是固定的，若绘出来的图形有异常，一般就代表仪器有问题，要进行相应的处理。n 异常的判定点：一点超出控制界限线：连续七点上升，连续七点下降，连续七点在同一侧。面：非随机性分析，在的范围 内应覆盖68%的概率。7.计量型量具5种偏差分析法稳定性的研究指南6选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n 稳定性分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。7.计量型量具5种偏差分析法7.4稳定性分析举例10/1310/1910/2510/3111/0611/1211/1811/2411/3012/0612/1248.648.448.948.948.948.548.448.747.847.948.148.748.848.647.950.149.048.248.048.648.348.648.348.048.948.049.249.048.347.748.748.448.712/1812/2412/301/051/111/171/231/292/042/102/1648.248.148.348.048.148.148.348.148.048.247.948.548.748.948.748.448.448.648.648.648.448.348.948.548.648.648.748.748.548.748.748.948.72/243/023/0848.048.147.948.448.648.348.848.948.47.计量型量具5种偏差分析法7.4稳定性分析S S a a m m p p l l e eS Sa am mp pl le e M Me ea an n25232119171513119753149.649.248.848.448.0_X=48.472UCL=49.143LCL=47.801S S a a m m p p l l e eS Sa am mp pl le e R Ra an ng ge e2523211917151311975311.61.20.80.40.0_R=0.656UCL=1.689LCL=01X X b b a a r r-R R C C h h a a r r t t o o f f C C 1 1,.,C C 3 37.计量型量具5种偏差分析法7.4稳定性分析Minitab 示意在后期的控制图中，得到的控制界线与前面的控制图用来做控制用的控制界线做比较。比它小，说明能力提高，反之，需要找原因，改进。计数型测量系统研究8.计数型量具的分析方法引言n计数型测量系统最常见的是判断通过/不通过量具n使用这种测量系统的最大风险在于II区域LSLUSLIIIIIIIIIBad is badBad is badGood is goodConfused areaConfused area8.计数型量具的分析方法计数型MSA的分类计数型风险分析法数据解析法假设检验法信号分析法8.计数型量具的分析方法风险分析法n对于有些计数型测量系统，零件的测量无法达到基准值的分辨力，因此，判断（好与坏）会带来风险，对这种风险的评价采用以下两个方法：假设检验分析用来评价计数型测量系统的有效性，以及评价人之间和评价人与基准值之间的一致性信号分析法确定区域II宽度，并因此确定测量系统GRR8.计数型量具的分析方法假设检验法1选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n 选取2050个样本，样本数可根据实际情况而定n 此样本要包括合格、不合格的产品，临界附近的产品n 研究人员对每一样本取得基准值，并正确判断是否合格n 23名现场的测量人员8.计数型量具的分析方法假设检验法2选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n 每个人重复测量23次，根据规格作出是否合格的判定8.计数型量具的分析方法假设检验法3选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n 将测量人员的判定结果记录在表格中n 记“1”为合格；记“0”为不合格8.计数型量具的分析方法假设检验法4选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n 利用交叉表方法来确定评价人之间和评价人与基准值之间的一致性n 计算每个评价人作出判定的有效性8.计数型量具的分析方法假设检验法5选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n 一致性kappa值大于0.75，一致性好Kappa值小于0.4，则一致性差n 有效性个人的重复性正确百分比90%。个人和标准值相比较的正确百分比90%。全部测量人员一致的百分比90%。全部测量人员和标准一致的百分比90%。万一小于此百分比，则代表此测量系统尚不可以被接受，应做 调整。8.计数型量具的分析方法假设检验法6选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n 风险分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。8.计数型量具的分析方法案例n 某生产过程受控，但性能指数Pp=Ppk=0.5，该过程会产生较多不合格产品。因此，需要一个可接受的计数型测量系统将不合格产品从生产流中挑选出来。与计量型量具不同的是，该量具不能指出产品的好坏，只能指出产品可接受或拒绝。LSLUSL0.500.600.40LSLUSL0.500.600.408.计数型量具的分析方法案例n这个测量系统与公差相比的%GRR25%。但尚未小组证明，需要进行测量系统研究。n样本的选择：随机地从过程中抽取50个零件样本，要覆盖过程变差。（注：样本要包括合格、不合格的产品，临界附近的产品）8.计数型量具的分析方法案例n选择三名评价人，每个人对每个产品评价了三次，记录在计数型研究数据表中8.计数型量具的分析方法一致性分析列联表（评价人之间）B总计01A0.0 计算期望的计算4415.7634.35050.01.0 计算期望的计算331.39768.7100100.0总计计算期望的计算4747.0103103.0150150.0A与B的列联表8.计数型量具的分析方法列联表（评价人之间）C总计01B0.0 计算期望的计算4216.0531.04747.01.0 计算期望的计算935.09468.0103103.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0B与C的列联表8.计数型量具的分析方法列联表（评价人之间）C总计01A0.0 计算期望的计算4317.07335050.01.0 计算期望的计算834.09266.0100100.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0A与C的列联表8.计数型量具的分析方法一致性分析KappanKappa是一个评价人之间一致性的测量值nKappa的计算：设p0列联表正对角线单元中观测值的总和 pe列联表正对角线单元中期望值的总和Kappa（p0pe）/（1pe）nKappa的判定（通常的建议法则）Kappa大于0.75表示好的一致性Kappa小于0.4则表示一致性差，需要改进8.计数型量具的分析方法Kappa评价人之间n计算评价人之间的Kappa值kappaABCA0.860.78B0.860.79C0.780.798.计数型量具的分析方法列联表（评价人与基准值）基准总计01A0.0 计算期望的计算4515.0534.05050.01.0 计算期望的计算333.09768.0100100.0总计计算期望的计算4848.0102102.0150150.0A与基准判断列联表8.计数型量具的分析方法列联表（评价人与基准值）基准总计01B0.0 计算期望的计算4515.0232.04747.01.0 计算期望的计算333.010070.0103103.0总计计算期望的计算4848.0102102.0150150.0B与基准判断列联表8.计数型量具的分析方法列联表（评价人与基准值）基准总计01A0.0 计算期望的计算4216.3934.75151.01.0 计算期望的计算631.79367.39999.0总计计算期望的计算4848.0102102.0150150.0C与基准判断列联表8.计数型量具的分析方法Kappa评价人与基准值n评价人与基准值之间的一致性ABCkappa0.880.920.778.计数型量具的分析方法有效性n有效性的计算有效性正确判断的数量/判断机会的总数n案例的计算结果如下来源%评价人%SCORE VS ATTRIBUTE评价人A评价人B评价人C评价人A评价人B评价人C总受检数505050505050符合的424540424540不符合的8510851095%UCI93%97%90%93%97%90%计算得分84%90%80%84%90%80%95%LCI71%78%66%71%78%66%8.计数型量具的分析方法有效性n测量系统的有效性计算结果SYSTEM%EFFECTIVE SCORESYSTEM%EFFECTIVE SCORE vs REFERENCETOTAL INSPECTED5050#IN AGREEMENT393995%UCI64%64%计算得分78%78%95%LCI89%89%8.计数型量具的分析方法有效性的评价n以下表格提供了对测量系统评价的指南判断测断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5%10%8.计数型量具的分析方法有效性的评价n根据案例数据得到三个评价人的信息有效性漏发警报的比例误发警报的比例结论A84%2%3.33%边缘B90%2%1.33%可接受C80%4%6%不可接受 评价人A处于可接受的边缘，可能需要改进 评价人B可接受 评价人C不可接受，需要改进，建议重新进行培训，甚至弃用8.计数型量具的分析方法Excel 数据表举例n利用EXCEL表格可以将上面的一系列的计算过程简化8.计数型量具的分析方法破坏型测量系统研究9.破坏型量具分析法简介破坏型MSA的特点n样本无法重复测量n取样上有特殊的要求具有标准样本，这些样本不会随时间而变化标准样本所服从的正态分布的和已知从同一批次中选取的标准样本间差异要非常小n基本方法和思路与非破坏型是相同的9.破坏型量具分析法简介破坏型MSA的分类计量型偏倚分析R&R分析稳定性分析9.破坏型量具分析法简介稳定性研究n样本的选取满足从同一批次中抽取标准样本，标准样本间的差异非常小，小到与过程变差相比可以忽略不计标准样本不会随时间而变化n除标准样本的选择外，其他基本方法和思路与非破坏型的稳定性研究是相同的9.破坏型量具分析法简介偏倚的研究1选取样本和测量人员测量标准样本计算均值和标准差计算偏倚和t统计量判定记录保存n 选取30个左右标准样本，标准样本必须满足要求，即标准样本所服从的正态分布的和已知n 挑选现场实际测量的一个人9.破坏型量具分析法简介偏倚的研究1选取样本和测量人员测量标准样本计算均值和标准差计算偏倚和t统计量判定记录保存n 测量每个标准样本，记录下数据9.破坏型量具分析法简介偏倚的研究1选取样本和测量人员测量标准样本计算均值和标准差计算偏倚和t统计量判定记录保存n 计算测量的标准样本值的均值和标准差9.破坏型量具分析法简介偏倚的研究1选取样本和测量人员测量标准样本计算均值和标准差计算偏倚和t统计量判定记录保存n 偏倚测量平均值n t统计量nt/测量标准差偏倚9.破坏型量具分析法简介偏倚的研究1选取样本和测量人员测量标准样本计算均值和标准差计算偏倚和t统计量判定记录保存n 查表得n 若t2.04，则存在偏倚问题n 若t2.04，则偏倚可接受04.2)29()130(05.005.0tt9.破坏型量具分析法简介偏倚的研究1选取样本和测量人员测量标准样本计算均值和标准差计算偏倚和t统计量判定记录保存n 破坏型偏倚研究的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。9.破坏型量具分析法简介例题n 今有一台硬度计，其配予了一片的标准片，但由于硬度计是破坏性试验，所以被测过的地方是不能再测的。在购买标准硬度片时，厂商提供的数据：75，1。现测量这30个标准样本数据如下，试问有无偏倚问题。75.674.376.377.777.678.373.275.777.474.675.173.873.674.775.073.275.375.576.275.575.675.577.775.975.875.378.677.179.175.19.破坏型量具分析法简介例题解答n计算测量值的均值和标准差均值75.8 标准差1.544n计算偏倚和t统计量偏倚75.8-75=0.8n判定因为t2.04，所以存在明显的偏倚问题83.230544.18.0t9.破坏型量具分析法简介R&R研究(1)样本的选择n 选取同批次的多个标准样本，样本间的差异与过程变差相比小到可以忽略不计。n 选取多个批次的标准样本，多个批次的样本要能代表过程变差。n 比如，在非破坏型试验中，我们选择10个样件，3个操作者，每个操作者重复测量样件2次。那么，在破坏型试验中，每个样件3个人共六次的重复测量，我们用同一批次中6个差异可以忽略不计的标准样本代替，而10个样件即用10个可以代表过程变差的批次代。9.破坏型量具分析法简介R&R研究(1)MINITAB操作n数据的输入和非破坏型是相同的，不同的是这里我们从StatQuality toolsGage StudyGage R&R Study（Nested）入口进行破坏型的R&R研究。9.破坏型量具分析法简介R&R研究(2)n在无法取到相当数量的样本时，我们采用另一种方法来进行测量系统的R&R研究。n样本的选择选取710个批次，每个批次取两个样本批次要能代表过程范围，同批次的两个样本差异要小到可以忽略不计9.破坏型量具分析法简介R&R研究(2)例题n 下表所示的是某材料黏度试验的测试结果，考虑到材料的制造成本很高，且黏度刷牙样本无法重复使用，所以从同一批次中抽取2个样本，7个批次，用同样的方法（人员和量具）测取数据。批次1234567样本120.4819.3720.3519.8720.3619.3220.58样本220.4319.2320.3919.9320.341