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1、测量系统分析 (MSA),绿 带 训 练,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,测量系统,精度 分辨率 重复性 可再现性,不可接受,不可接受,可以接受,不确定性 ?,不确定性 ?,测量误差,出现测量误差时，我们怀疑产品或服务的质量,决 定,接受产品 拒绝产品,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,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
2、程中的变化 发现变化太迟 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,测量误差对 过程改进的影响,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,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,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
3、 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 0.456 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?,Smith,Jones,Brown,Lee,4 位操作员 6 次测量 图 示,谁最佳?,重复性和可再现性,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？,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”,可再现性,可再现性 即 不同的人 用同一测量工具 重复测量
4、 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”,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,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,R&r 计算,重复性 = 5.15sE E = 某操作员的重复测量值的标准方差 可再现性= 5.15 A A = 不同操作员的平均测量值的标准方差 R&r = 5.15 T T = 不同操作员的重复测量值的标准方差,R&R 有两个成
5、分,重复性,可再现性,R&R,重复性,可再现性,R&R,R&R = (重复性 + 可再现性),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,R&R = 100%,R&R = 30%,R&R = 10%,R&R = 0%,你能证明产品质量吗?,量具能力实验,选出10个对象 对这 10 个对象做好暗记 找来数位操作员 操作员A 量了10 个对象 操作员A 重新量了10 个对象(不同顺序) 操作员B 量了10 个对象 操作员B 重新量了10 个对象
6、(不同顺序) (可以添加第三个操作员) 记录这 40 或 60 个测量结果 将数据输入 MINITAB 制作度量运行图，进行量具的 R&r 研究 分析数据 报告结果,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),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,装架长度=,R&R 结果,视窗显示的文件,量具 R&R %Contribu
7、tion 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*SD) (%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 0,11163
8、6 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,测量运行图,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:
9、某些分布 (5.15SD) 与总共允许公差的比例 a %,用极差计算 R&R,1.计算每位操作员测量每一产品得出的平均值 2.计算每位操作员得出的 从X1 到 X3 的平均值 3.计算每件产品平均值 Xmean 4.计算每位操作员每一产品测量值的极差 5. 计算R1 到 R3 的每位测量员得出的极差平均值 6.计算个别的Xmeans: Rp 的极差 7.确定从 R1 到 R3: Rmm 的平均值 8.确定从 X1 到 X3: X diff 的极差 9.确定重复性 (量具变差) EV: 10.确定可再现性 (测量员变差) AV: 11.确定 R&R 值: 12.确定产品分布 PV: 13.确定总
10、分布 TV: 14. R&R 值除以 TV (允许公差的宽度), 确定 % R&R 例见下页和 1 03a M msetemplate.xls 用标准偏差代替极差，使用同样原则计算MSE， 这样更复杂困难，但更有效， 同样可以用于计算产品和人员的交互作用。,1,2,3,4,5,6,7,8,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.,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
11、！,补 充 内 容,测量系统评估,初试,复试,P,M,P / M 8,其它方法: ISO 图,同一评估员！,破坏性测量的MSA,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,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,