五大工具MSA詳細PPT學習教案

1、會計學1五大工具五大工具MSA詳細詳細PTSH2課程目標課程目標了解了解 MSA的目的和基本概念的目的和基本概念能夠計算并分析能夠計算并分析 重復性和再現性重復性和再現性能夠分析測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、線性和偏倚能夠分析測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、線性和偏倚能夠對屬性值數據進行測量系統(tǒng)分析能夠對屬性值數據進行測量系統(tǒng)分析能夠對測量能力不足的測量系統(tǒng)進行分析和改進能夠對測量能力不足的測量系統(tǒng)進行分析和改進第1頁/共53頁PTSH3目目 錄錄 測量系統(tǒng)分析的目的和作用測量系統(tǒng)分析的目的和作用 測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念 重復性和再現性分析重復性和再現性分析 測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、

2、偏倚和線性 屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法 測量系統(tǒng)改進測量系統(tǒng)改進第2頁/共53頁PTSH4分析測量系統(tǒng)變差分析測量系統(tǒng)變差評價測量系統(tǒng)的適用性和有效性評價測量系統(tǒng)的適用性和有效性使測量系統(tǒng)處于受控狀態(tài)，以確保過程輸出所測得的數據有效可靠使測量系統(tǒng)處于受控狀態(tài)，以確保過程輸出所測得的數據有效可靠MSA: Measurement System Analysis第3頁/共53頁PTSH5測量系統(tǒng)分析的作用測量系統(tǒng)分析的作用正確的測量正確的測量 永遠永遠 是質量改進的第一步是質量改進的第一步正確的測量是作出決策的關鍵正確的測量是作出決策的關鍵( 不正確的測量系統(tǒng)可能會導致

3、錯誤的決策不正確的測量系統(tǒng)可能會導致錯誤的決策)測量系統(tǒng)分析是測量系統(tǒng)分析是 QS9000、ISO/TS16949 的必要內容的必要內容第4頁/共53頁PTSH6目目 錄錄 測量系統(tǒng)分析的目的和作用測量系統(tǒng)分析的目的和作用 測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念 重復性和再現性分析重復性和再現性分析 測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性 屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法 測量系統(tǒng)改進測量系統(tǒng)改進第5頁/共53頁PTSH7測量系統(tǒng)的基本要素測量系統(tǒng)的基本要素被測對象（輸入）測量儀器參照標準測量方法測量者測量結果測量過程（輸出）環(huán)境第6頁/共53頁PTSH

4、8影響過程質量的六個基本因素影響過程質量的六個基本因素人 員設 備方 法材 料環(huán) 境變差總和變差總和=產品變差產品變差+測量變差測量變差第7頁/共53頁PTSH9影響測量結果的因素影響測量結果的因素 操作者操作者 測量儀器測量儀器 材料材料 測量方法測量方法 環(huán)境環(huán)境 第8頁/共53頁PTSH10測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念測量儀器測量儀器 : 進行測量的任何工具; 通常是指工廠的測量工具;包括屬性值測量儀器（測量結果為通過/不通過的儀器）。2. 測量系統(tǒng)測量系統(tǒng): 測量中的儀器及其操作方式和方法、其他設備、軟件、人員等的總稱; 測量的全部過程。第9頁/共53頁PTSH11真值真值：被

5、測對象客觀存在的實際值，理論上講 ，這個值是客觀存在卻是不可知的基準值基準值/參考值參考值：人為規(guī)定的代替真值的可接受值5. 精度誤差精度誤差:：實際觀測值的均值與真值之差測量值的均值精度誤差真值注意注意: 由于真值不可知由于真值不可知，所以在實踐中使用，所以在實踐中使用偏倚代替精度誤差偏倚代替精度誤差測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念第10頁/共53頁PTSH126. 偏倚偏倚：基準值與其測量值的均值之差7. 精度精度：測量系統(tǒng)在測量特定樣本時若干個測量值之間 的吻合程度或波動程度，它包括兩個方面：重 復性和再現性8. 重復性重復性：同一個操作者采用同樣的測量儀器對同樣的 樣品進行測量時的

6、差異程度重復性測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念第11頁/共53頁PTSH13系統(tǒng) C9. 再現性再現性 :是不同的測量系統(tǒng)（尤指不同操作者) 在測量 相同樣品的同一特征值的差異程度再現性系統(tǒng) B系統(tǒng) A測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念第12頁/共53頁PTSH14時間 2時間 1穩(wěn)定性10. 穩(wěn)定性穩(wěn)定性: 測量系統(tǒng)的測量結果在不同時間上的變差 測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念第13頁/共53頁PTSH1511. 線性線性 : 指測量系統(tǒng)在不同測量范圍（或量程）時測量誤差呈線性變化偏倚真值 測量值的均值偏倚在低量程下測零件真值測量值的均值在高量程下測零件測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的

7、基本概念第14頁/共53頁PTSH1612. 測量系統(tǒng)能力測量系統(tǒng)能力 :是反映測量系統(tǒng)在對其特定的測量對象測量時測量值的變異程度，表示測量能力的指標有P/T比率（精度/公差比率）和R&R%13. P/T 比率比率 ：測量系統(tǒng)的精度與公差范圍的比率，常用百分數表示%10015. 5%/LSLUSLTPMSE-MSE代表測量誤差的標準差測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念第15頁/共53頁PTSH1715. R&R% ：測量精度的估計值與過程范圍的比率%10022PMSEMSER&R%=測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念第16頁/共53頁PTSH18以上公式基于以下三以上公式基于以下三個假設：

8、個假設： 1、測量誤差是彼此獨立的 2、測量誤差與零件大小無關 3、測量誤差服從正態(tài)分布6LSLUSL測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念MSE第17頁/共53頁PTSH19對測量能力的要求對測量能力的要求如果如果 P/T% 和和 R&R%兩者的最大值滿足兩者的最大值滿足： 小于10%, 現行的測量系統(tǒng)可以接受 10% 到 30%, 能力處于邊界水平. 測量系統(tǒng)能否接受 取決與測量的重要程度. 應努力改善測量系統(tǒng)的能力. 大于30%, 測量系統(tǒng)能力不足，不宜使用CP實際實際GRR10%20%30%40%50%60%70%2CP觀察觀察1.991.961.911.831.731.601.431.

9、67CP觀察觀察1.661.641.591.531.451.341.191.33CP觀察觀察1.321.301.271.221.151.060.95第18頁/共53頁PTSH20目目 錄錄 測量系統(tǒng)分析的目的和作用測量系統(tǒng)分析的目的和作用 測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念 重復性和再現性分析重復性和再現性分析 測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性 屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法 測量系統(tǒng)改進測量系統(tǒng)改進第19頁/共53頁PTSH21重復性和再現性（重復性和再現性（R&R）分析分析忽略零件內的變差(如圓度、錐度、平面度等)不僅是量具本身和相關的偏

10、倚、重復性等，還包括被檢查的零件的變差以統(tǒng)計穩(wěn)定為前提第20頁/共53頁PTSH22 選擇5-10個零件用于測量系統(tǒng)分析 選擇2-3名評價人 評價人重復測量零件2-3次 以隨機順序測量零件并記錄測量結果 確保評價人無法看到數字 評價人不可看到互相的數值平均值和極差法平均值和極差法第21頁/共53頁PTSH23重復性和再現性的分析方法：重復性和再現性的分析方法：平均值和極差法平均值和極差法步驟：假設有m個操作者，n個零件，測 r 輪(1)計算同一操作者測量同一零件不同輪數時的極差Rij(2)計算所有零件的極差均值 (3)計算不同操作者的測量均值ijkijkijXMinXMaxR minjijRm

11、nR111 njrkijkiXnrX11.1第22頁/共53頁PTSH24(4) 計算 的極差.iX.iidiffXMinXMaxX(5) 計算EV、AV 和 MSE2dREVnrdXEVdiffAV22*222EVAVMSE（估計標準差）重復性和再現性的分析方法：重復性和再現性的分析方法：平均值和極差法平均值和極差法第23頁/共53頁PTSH25 是由測量輪數和操作者的數量所決定的系數*22,ddP/T%=%10015.5 LSLUSLMSER&R%=%10022PMSEMSE32*22222115. 515. 5&)/()(15. 515. 5KRPVdRAVEVRRnrEVKXAVKRE

12、VPPPPMSEdiffAVEV重復性和再現性的分析方法：重復性和再現性的分析方法：平均值和極差法平均值和極差法第24頁/共53頁PTSH26重復性和再現性的分析方法：重復性和再現性的分析方法：平均值和極差法平均值和極差法NDC=1.41(PV/GRR)數據分級數據分級:分級數目控制分析1 只有下列情況才可用與控制：與規(guī)范相比，過程變差教小；預期過程變差上的損失函數很平緩；過程變差主要原因導致均值偏移對過程參數及指數估計不可接受；只能表明過程是否在產生合格的零件2-4依據過程分布可用半控制技術；可產生不敏感的計量控制圖一般來講，對過程及指數的估計不可接受；只提供粗略的估計5可用于計量控制圖建議

13、使用第25頁/共53頁PTSH27Trials 2 3K3 3.65 2.70 2.30 2.08 1.93 1.82 1.74 1.67 1.62 Part 2 3 4 5 6 7 8 9 10K2 3.65 2.70 2.30 2.08 Operator 2 3 4 5R&R 計算中的系數計算中的系數重復性和再現性的分析方法：重復性和再現性的分析方法：平均值和極差法平均值和極差法第26頁/共53頁PTSH28在計算在計算RR之前，需要分析是否有異常數據，方法是利之前，需要分析是否有異常數據，方法是利用控制圖，觀察極差用控制圖，觀察極差R，確保每個值都在控制限以內，如確保每個值都在控制限以內

14、，如果超出控制限，應查明原因并改正。令同樣操作者對同樣果超出控制限，應查明原因并改正。令同樣操作者對同樣零件進行重復測量，并重新計算控制限。零件進行重復測量，并重新計算控制限。注意事項：注意事項：測量系統(tǒng)接受的準則測量系統(tǒng)接受的準則重復性和再現性的分析方法：重復性和再現性的分析方法：平均值和極差法平均值和極差法第27頁/共53頁PTSH29極差法的缺點：極差法的缺點：沒考慮操作者和零件之間的交互影響，因此低估了測量系統(tǒng)誤差沒考慮操作者和零件之間的交互影響，因此低估了測量系統(tǒng)誤差.極差法的優(yōu)點極差法的優(yōu)點:能夠在能夠在EXCEL中完成中完成.可以檢查是否有異常值可以檢查是否有異常值重復性和再現性

15、的分析方法：重復性和再現性的分析方法：平均值和極差法平均值和極差法第28頁/共53頁PTSH30重復性和再現性的分析方法：方差分析法重復性和再現性的分析方法：方差分析法（ANOVA） ANOVA 優(yōu)點：優(yōu)點：考慮交互作用的變異考慮交互作用的變異基于方差估計可以對基于方差估計可以對R&R的統(tǒng)計特性進行深入分析的統(tǒng)計特性進行深入分析ANOVA缺點:手工計算繁瑣手工計算繁瑣第29頁/共53頁PTSH31交互作用的圖形表示1234零件操作者 A操作者 B操作者 C操作者和零件之間沒有交互作用不同輪數的測量均值重復性和再現性的分析方法：方差分析法重復性和再現性的分析方法：方差分析法（ANOVA）第30頁

16、/共53頁PTSH321234零件操作者A操作者B操作者C操作者和零件之間交互作用顯著不同輪數的測量均值測量系統(tǒng)的分析方法：方差分析法測量系統(tǒng)的分析方法：方差分析法（ANOVA）第31頁/共53頁PTSH33目目 錄錄 測量系統(tǒng)分析的目的和作用測量系統(tǒng)分析的目的和作用 測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念 重復性和再現性分析重復性和再現性分析 測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性 屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法 測量系統(tǒng)改進測量系統(tǒng)改進第32頁/共53頁PTSH34偏偏 倚倚 為了確定過程分布中的某一點上測量系統(tǒng)是否發(fā)生偏倚為了確定過程分布中的某一

17、點上測量系統(tǒng)是否發(fā)生偏倚,有有 必要獲得一個零件的可接受的參考值必要獲得一個零件的可接受的參考值 兩種確定偏倚的方法：兩種確定偏倚的方法： 獨立樣品法和圖表法獨立樣品法和圖表法 偏倚偏倚=測量均值測量均值- 參考值參考值 偏倚百分比偏倚百分比=偏倚偏倚/過程變差過程變差 過程變差過程變差= 6 偏倚參考值 測量值的均值第33頁/共53頁PTSH35獨立樣品法獨立樣品法(1) 取一個已知參考值的樣品。如果不能獲得參考值，就在生產線上取在測量范圍中的零件，把它作為偏倚分析的主樣品。在工具室內測量這個零件10次并計算這10次讀數的均值，把這個均值作為“參考值” (2) 讓操作者用一般的方法測量這個樣

18、品10次(3) 計算10次讀數的均值(4) 計算偏倚第34頁/共53頁PTSH36圖圖 法法(1)取一個已知參考值的樣品。如果不能獲得參考值，就在生產線上取在測量范圍中的零件，把它作為偏倚分析的主樣品。在工具室內測量這個零件10次并計算這10次讀數的均值，把這個均值作為“參考值” (2)計算圖中的 。(3)用參考值減 得到偏倚。XX在用在用 控制圖來測量穩(wěn)定性時，也可通過數據分析偏控制圖來測量穩(wěn)定性時，也可通過數據分析偏倚：倚：R-X第35頁/共53頁PTSH37mm。讓一名操作者在不知情的情況下測量同一零件10次。10次的讀數為：10.02, 10.01, 10.05, 10.03, 10.

19、01, 10.01,10.00,10.02,10.02, 10.00. 過程分布 6mm.（或是容差） 017. 000.10017.10017.10%171. 0017. 0偏倚百分比偏倚X例例 子：子：解釋：這個測量系統(tǒng)其測量結果的平均值將比實際值大0.017，占產品變差的17%第36頁/共53頁PTSH38穩(wěn)定性穩(wěn)定性 穩(wěn)定性分析是通過控制圖進行的?？刂茍D可以為穩(wěn)定性分析是通過控制圖進行的?？刂茍D可以為 圖，圖，X-Rm圖或圖或 -S圖圖 。根據零件在每個時間點上如何測量來選取控制圖。根據零件在每個時間點上如何測量來選取控制圖。R-XX第37頁/共53頁PTSH39確定穩(wěn)定性的方法確定穩(wěn)

20、定性的方法(1)取一個已知參考值的樣品。如果不能獲得參考值，就在生產線上取在測量范圍中的零件，把它作為偏倚分析的主樣品。在工具室內測量這個零件10次并計算這10次讀數的均值，把這個均值作為“參考值” 。測量系統(tǒng)的穩(wěn)定并不嚴格要求已知樣品的參考值。(2) 每隔一段時間測量樣品3-5次。樣本大小及測量頻率由測量系統(tǒng)來決定，包括測量系統(tǒng)規(guī)定的校準和修理周期，使用壽命以及操作條件的限制。第38頁/共53頁PTSH40(3) 繪制控制圖。(4) 建立控制限，分析失控或不穩(wěn)定的原因。(5) 計算測量的標準差并與過程相比較，以確定測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否達到標準。確定穩(wěn)定性的方法確定穩(wěn)定性的方法第39頁/共53

21、頁PTSH41(1) R或S圖中的失控表明重復性是不穩(wěn)定的(2) 圖的失控表明測量系統(tǒng)已不能準確測量（偏倚改變），這時應查明原因并修正。如果這種原因是系統(tǒng)性原因，則應重新校準。(3) 對零件及測量系統(tǒng)的高中低量程建立控制圖也許是必要的。X確定穩(wěn)定性的方法確定穩(wěn)定性的方法判斷標準：判斷標準：第40頁/共53頁PTSH42線性線性通過如下步驟確定線性：通過如下步驟確定線性：(1) 選擇5個其測量值能夠代表整個測量范圍的零件 (2) 采用更精密的儀器或方法測量每一個零件的參考值并確保這些值均落在測量范圍內(3) 令一正常使用儀器的操作者使用儀器對每個零件都測量10次 隨即選擇零件以使評價人對測量偏倚

22、的“記憶”最小化(4) 計算每個零件的均值及偏倚的均值 零件偏倚均值等于零件參考值減去零件均值(5) 在坐標平面內標出偏倚均值和參考值(6) 用簡單線性回歸的方法計算回歸模型及擬合優(yōu)度第41頁/共53頁PTSH43簡單線性回歸模型簡單線性回歸模型y=a + bxy-偏倚均值x-參考值b-系數線性=|系數|*過程變異%線性=100線性/過程變異 =100*|系數|（由于線性對測量結果造成的誤差）擬和優(yōu)度：nyynxxnyxxyR222222線性線性8 . 02R表明線性良好第42頁/共53頁PTSH44目目 錄錄 測量系統(tǒng)分析的目的和作用測量系統(tǒng)分析的目的和作用 測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)的基本概念 重復性和再現性分析重復性和再現性分析 測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、偏倚和線性 屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法屬性值數據測量系統(tǒng)的分析方法 測量系統(tǒng)改進測量系統(tǒng)改進第43頁/共53頁PTSH45小樣法小樣法 通過選取20個零件來進行，然后兩位評價人以一種能防止評價人偏倚的方式兩次測量所有零件，選取的20個零件中，一些零件會少許低于或高于規(guī)范限值 若所有的測量結果（每個零件4次）一致則接受該量具， 否則須改進量具或重新評價， 若量具不能改進， 該測量系統(tǒng)不被接受第44頁/共53頁PT