测量系统分析教材.pptx

1、测量系统分析测量系统分析(Measurement System Analysis)(Measurement System Analysis)计量型数据测量系统分析计数型数据测量系统分析q 学习目标学习目标 了解测量误差 了解计量型数据测量系统分析方法 了解计数型数据测量系统分析方法测量系统分析教材第1页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-2q 测量系统分析定义测量系统分析定义 -MSA(Measurement System Analysis)-为了确保数据可信度为了确保数据可信度而评价或检测测量系统水准 -为了把握改进

2、对象流程现在能力要采集数据并确认采集数据可信度确认采集数据可信度q 用语定义用语定义 测量测量 为了描述研究对象某特定性质而对该性质赋予数值。-Eisenhart,C.(1963)测量系统测量系统 包含全部为了取得测量设备或测量方法及其它设备、软件、测量环境、测量程序、测量者等集合。什么是测量系统分析？什么是测量系统分析？测量系统分析教材第2页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-3q 测量系统分析必要性测量系统分析必要性在经过数据进行改进时，假如数据可信度 无法确保话，那么这种分析和改进将没有 实质性意义。测 量 数

3、据 是 用 作 决 议 基 础 资 料。为 了 正 确 地 了 解 作 为 决 议 基 本 数据测量系统，测量系统评价是改进 活 动 中 最 根 本 也 是 最 主 要。这石头重量是多少？正确测量是正确决议正确测量是正确决议基础资料。基础资料。测量系统概要测量系统概要8Kg8Kg10Kg10Kg7Kg7Kg测量系统分析教材第3页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-4计量型数据测量系统分析计量型数据测量系统分析观察到流程变动实际流程变动重复性(Repeatability)偏移(Bias)稳定性(Stability)再现性

4、(Reproducibility)测量系统变动q 计量型数据变动类型计量型数据变动类型长久流程变动短期流程变动测量系统之间变动测量系统内部变动线性度(Linearity)准确度(Accuracy)准确度(Precision)测量系统应具备基本识别能力测量系统分析教材第4页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-5q 测量系统误差种类测量系统误差种类 测量误差测量误差=准确度准确度(中心中心)误差误差+准确度准确度(分散分散)误差误差 准确度准确度(Accuracy)(Accuracy)-观察值表达靠近真值近似程度（平均观点

5、）-校正(Calibration)分析必要性 校正周期，方法及程序 准确度准确度(Precision)(Precision)-是指观察值之间差异程度（分散观点）-Gage R&R 分析必要 测量仪器改进,测量方法标准化改进偏移偏移分散分散真值测量值测量偏移真值测量值测量系统分析教材第5页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-6-准确度高准确度高-准确度高准确度高-准确度高-准确度低-准确度低-准确度低-准确度低-准确度高 准确度与准确度准确度与准确度准确度准确度测量系统分析教材第6页Proprietary to Sams

6、ung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-7q 准确度变动原因准确度变动原因 偏移偏移(Bias)(Bias)偏移指基准值和测值平均间差异，偏移越少越准确。基准值Reference value观察平均Observed Average偏移(bias)0.750.80mtotal=mproduct+mMS -基准值误差-测量设备老化-刻度不佳测量设备-错误特征值测量-没有良好校正-测量者不能正确使用测量设备测量系统分析教材第7页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-8 稳定性稳定性(Stabi

7、lity)(Stability)稳定性指对于相同基准样品或者相一样品特征，长时间测量时得出测量值总变动。稳定性稳定性 Time 2Time 1mtotal=mproduct+mMS -与测量设备物理特征相关 例)温度造成影响测量系统分析教材第8页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-9 线性度线性度(Linearity)(Linearity)线性度是指在测量设备不一样量程区域内测量值与真值间差异程度。假如在测量设备测量范围内整个区域里偏移值呈一定值出现，能够说线度性良好。线性差无偏移线性好真值观察值偏移 -测量设备不能对

8、范围内低端和 高端准确校正-最少或最大基准数据误差-测量工具老化-测量工具内部设计特征测量系统分析教材第9页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-10q 准确度变动原因准确度变动原因 重复性重复性(Repeatability)(Repeatability)重复性指对相一样本相同特征用相同测量设备由一名测量者进行屡次测量而求出测量值变动。基准值平均平均基准值良好重复性不好重复不好重复性性 使用了落后计测仪实际错误造成计测仪内在工具或内部发生散布随工具位置改变散布环境原因(照明,噪音)身体原因(视力)测量系统分析教材第10页

9、Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-11 再现性再现性(Reproducibility)(Reproducibility)再现性是指对相一样本相同特征用不一样测量系统进行测量而求出变动。-对相一样本相同特征用相同测量设备由不一样测量者进行测量 -对相一样本相同特征由同一测量者利用不相同测量设备进行测量再现性测量者 A测量者 B测量者 C -测量者测量方法，技术差异-测量者测量设备使使用方法和 读取方法不正确-测量次序和方法不明确-为了帮助测量者保持一贯性，需要JIG测量设备 C测量设备 B测量设备 A测量系统分析教材第

10、11页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-12q 识别能力识别能力 -所谓识别能力指测量系统可探知所测量特征微细改变能力，也称为分辨率 -测量系统识别能力不足话，就不能将它作为确定流程变动分析依据 -测量系统最小测量单位应该能够准确到测量出流程分散范围及规格幅度1/10个单位以上识别能力差识别能力好测量系统分析教材第12页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-13q 计量型数据测量系统分析程序计量型数据测量系统分析程序阶段 1阶段2阶段 3阶段

11、4阶段 5 测量数据基本事项检讨 识别能力检讨 准确度检讨 准确度(Gage R&R)检讨 稳定性检讨-分析对象(X,Y)确认-运行定义确认-数据类型，规格确认等阶段 1阶段2阶段3阶段4阶段 5Gage R&R 计划随机取样测量Minitab分析:Gage R&R StudyMinitab分析:Gage Run Chart后续办法实施普通情况下，在整个测量系统中为了确保识别能力、准确度及稳定性都进行了检测校正，检讨只有在必须情况下才实施。测量系统分析教材第13页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-14q 计量型数据计

12、量型数据 Gage R&R Gage R&R 注意事项注意事项-随机次序测量-盲测：测试者需在事先不知道测量详细样品条件下进行，预防霍索恩效应(Hawthorne)-读取测量设备数值应为最靠近数值,可能话以最小刻度二分之一为准 比如最小刻度为0.1话,读取推测值为0.05-各测量者为了求得测量值需使用相同步骤(包含全部阶段)霍索恩效应：霍索恩效应：(Hawthorne effect)1924-1926(Hawthorne effect)1924-1926年进行照明试验总结出，年进行照明试验总结出，(指工人、学生等因受到研究人员关注而增加产量或提升成绩)，受人关注带来提升(或进步)。测量系统分析

13、教材第14页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-15q 例题例题某电子元件生产商为了改进生产线因为产品外径变动产生不良制订了项目。他们首先要对测量产品测量设备可信赖性做评定以求数据正确。以能够代表流程10个产品,及测量者3人为对象,实施2次重复测量。(Tolerance1.5）参考前期已经确认识别能力、准确度及稳定性方面没有问题。测量系统分析教材第15页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-16阶段阶段 1 Gage R&R 1 Gage R&R

14、 计划计划-选出10个能够代表整个流程范围最少 80%样品。-重复:2次-测量:3人 参考参考 标本选定标本选定 样品采样从流程开始而且应能够代表整个过程改变范围 样品范围 流程分散 样品范围=流程分散 样品范围 Quality Tools Gage StudyStat Quality Tools Gage Study Gage R&R Study(Crossed).Gage R&R Study(Crossed).Minitab上分析方法有ANOVA法和 Xbar and R法,ANOVA法更为优越一些。因为ANOVA法考虑到了测量者与部件间交互作用。4 4假如知道Process Tolera

15、nce,请输入5 5测量系统分析教材第19页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-20Gage R&RGage R&R%ContributionSource VarComp (of VarComp)Total Gage R&R 0.0044375 10.67 Repeatability 0.0012917 3.10 Reproducibility 0.0031458 7.56 0.0009120 2.19 *0.0022338 5.37Part-To-Part 0.0371643 89.33Total Variation

16、 0.0416018 100.00Process tolerance=1.5 Study Var%Study Var%ToleranceSource StdDev(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)Total Gage R&R 0.066615 0.34306 32.66 22.87 Repeatability 0.035940 0.18509 17.62 12.34 Reproducibility 0.056088 0.28885 27.50 19.26 0.030200 0.15553 14.81 10.37 *0.047263 0.24340 23.17 16.23P

17、art-To-Part 0.192781 0.99282 94.52 66.19Total Variation 0.203965 1.05042 100.00 70.03Number of Distinct Categories=4 Minitab Session Minitab Session 解析解析规格对比测量系统造成分散为 22.87%测量系统识别能力分散标准偏差组成要素 产品间分散为 89.33%测量系统总分散为 10.67%-重复性造成分散为 3.10%-再现性造成分散为 7.56%测量者之间再现性分散为2.19%测量者和产品交互作用影响为5.37%测量系统分析教材第20页Prop

18、rietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-21区分%Contribution%Study Variation or%ToleranceNumber ofDistinct Categories满意 1%10考虑费用/主要性110%1030%49不可使用 10%30%Contribution(测量系统分散对总分散中占有比)%Study Variation(测量系统标准偏差对总标准偏差占有比)%Tolerance(测量系统标准偏差对产品规格占有比)Number of Distinct Categories(测量系统分辨率级别)查看MSA结

19、果时，应该怎样判定测量系统?测量系统分析教材第21页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-22Total VariationTotal Gage R&R=20%Total Gage R&R=75%Total Gage R&R=100%测量系统引发分散为20%时，意味着什么?因为Gage分散，工程发生变动总分散中Gage引发分散为75%总分散中Gage引发分散为20%q%Study Variation 说明测量系统分析教材第22页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7

20、.0测量系统分析-23产品公差 LSLUSL%Tolerance是什么意思?%Tolerance=20%Tolerance=50%Tolerance=100%Gage引发标准差与产品公差相同Gage引发标准差对比产品公差为50%Gage引发标准差对比产品公差为20%q%Tolerance 说明测量系统分析教材第23页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-24“整个分散中,Gage R&R所占比重是否足够小?”Gage R&R Repeat,Reprod.高度越靠近0越好“测量者重复测量是否稳定?”注意!假如数据超出 R

21、Chart界限，应调查其原因后,再重新进行测量“判别其它不一样产品能力是否充分?”与R Chart相反，脱离管理界限点越多越好 GRAPHGRAPH解析解析测量系统分析教材第24页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-25“所选样品是否能正确反应流程分布?”假如此值均一话，可认为样本没有正确反应流程实际分布情况（连线越波折越好）。“测量者间存在差异是否?”测量者间无差异为好（连线越直越好）。“不一样样品各测量者是否进行了相互影响测量?”对于不一样样品,各测量者测量值一致改变为好（连线交叉越少越好）。测量系统分析教材第25

22、页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-26阶段阶段 4 4 MinitabMinitab分析分析 Gage Run Chart Gage Run Chart Stat Quality Tools Gage Study Stat Quality Tools Gage Study Gage Run Chart Gage Run Chart1 12 2测量系统分析教材第26页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-27 图形解析图形解析 -对测量者和制品

23、间再现性和重复性进行图表化 -轻易把握特定测量者测量习惯,特征产品测量时出现问题等 -中央线显示全部测定值平均测定者测定者测定值测定值Gage Run Chart of Gage Run Chart of 测定值测定值 by by 部品部品,测量者测量者测量系统分析教材第27页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-28阶段阶段5 5 后续办法实施后续办法实施 -分散主要原因为重复性(设备)时,需要对更换设备、修理、或校正。-分散主要原因为再现性（测量者)话，需要进行标准流程训练或者 在测量次序中找出问题点。为了了解问题发

24、生在哪一个产品上，对测量者之间差异点也要有必要观察。-再确认规格适当是否 -设备分散较小(公差30%左右)，但流程上却产生了较大分散时，多数情况下设备分散对业务上不会组成影响害，能够继续使用。-经过与设备供给者讨论或者企业参考资料等了解到当前使用中设备 属于技术最尖端或含有与规格相符性能话，最好按现实状况使用。测量系统分析教材第28页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-29 SN RatioNumber of Distinct Categories=Round(SN Ratio 1.41)=Round(4.07)q 参

25、考参考:Gage R&R:Gage R&R 评价指标理论性背景评价指标理论性背景 测量系统分析教材第29页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-30计数型数据测量系统分析计数型数据测量系统分析q 计数型数据测量系统分析定义计数型数据测量系统分析定义 计数型数据测量系统分析指评价判断以离散型数据形态表现观察值 (比如良/不良)准确性和准确性分析方法。q 目标目标-与工人倒班和设备等无关，为了查看检验者是否按照判断基准一贯 正确地进行评价 -为了确认检验者一贯性-为了确认检验者是否做出与真值一致判定-为了检测需要补充学习部分

26、和标准程序上完善部分测量系统分析教材第30页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-31q 计数型数据计数型数据Gage R&RGage R&R普通事项普通事项-普通由2 3名测量者实施-普通以25个样品为对象进行测量-普通进行 2 3次重复测量 注意事项注意事项 -需选择能代表流程样品 抽样时，可参考以下标准：-选定测量者时，能够让平时做检验工作检验人员去进行测试，以确保能够盲测。非常难区分良/不良样品20%30%较难区分良/不良样品30%40%略微简单区分良/不良样品30%40%非常简单区分良/不良样品0%20%测量系

27、统分析教材第31页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-32阶段 1Gage R&R 计划 分析程序分析程序 阶段2阶段3阶段 4随机地测量抽出样品Minitab分析:Attribute Agreement Analysis后续办法实施-选出足够代表整个产品过程，而且是良品和不良品混放在一起样品-决定重复数，再现数-决定评价次序-盲测-测量者按次序测量全部样品-整个测量重复(4-5次)测量系统分析教材第32页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-3

28、3q 例题例题为了对电子产品生产流程不良加以改进现进行课题推进，为了确认判定良品/不良品判断能力，特意在 Final Test工程进行了测量系统评价。测量系统分析教材第33页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-34阶段阶段 1 Gage R&R 1 Gage R&R 计划计划 -选出20个能够代表整个产品样品，良品与不良品混放在一起 -重复:2次 -检验人员:2名阶段阶段 2 2 对全部样品进行随机测量对全部样品进行随机测量 -由测量者对产品随机测量 -测量者本身不知要参加此测量试验 -重复全部测量测量系统分析教材第3

29、4页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-35阶段阶段 3 3 MinitabMinitab分析分析 Attribute Agreement Analysis Attribute Agreement Analysis .数据输入数据输入(文件名:Gage R&R_Slide40.MTW)以Stack形式输入数据测量系统分析教材第35页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-361 13 3Attribute Column:测量值Sample:样品及产

30、品号码Appraisers:测量者2 2 信赖水准(Default=95%)选择图形领域 选定结果领域 (请参考后一页)MinitabMinitab分析分析 Stat Quality Tools Attribute Agreement Analysis.Stat Quality Tools Attribute Agreement Analysis.若知道真值情况下,输入真值Column不知道真值情况下,试验计划者确定后实施。测量系统分析教材第36页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-37指定置信区间为(Default=

31、95%)选择测量者之间一致性比率图及测量者评价和真值之间一致性比率图。Session窗中显示和图形一致数值化结果(同一程度百分比)测量系统分析教材第37页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-38Attribute Agreement Analysis for Attribute Agreement Analysis for 测定数值测定数值 Within Appraisers Assessment AgreementAppraiser#Inspected#Matched Percent 95%CI1 20 18 90.

32、00 (68.30,98.77)2 20 20 100.00 (86.09,100.00)#Matched:Appraiser agrees with him/herself across trials.Each Appraiser vs Standard Assessment AgreementAppraiser#Inspected#Matched Percent 95%CI1 20 18 90.00 (68.30,98.77)2 20 19 95.00 (75.13,99.87)#Matched:Appraisers assessment across trials agrees with

33、 the known standard.Assessment DisagreementAppraiser#G/F Percent#F/G Percent#Mixed Percent1 0 0.00 0 0.00 2 10.002 0 0.00 1 5.88 0 0.00#G/F:Assessments across trials=G/standard=F.#F/G:Assessments across trials=F/standard=G.#Mixed:Assessments across trials are not identical.Minitab Session Minitab Se

34、ssion 解析解析总观察次数对比总观察次数对比重复测量值间一重复测量值间一致率致率总观察次数对比总观察次数对比真值一致率真值一致率总观察次数对比总观察次数对比真值不一致率真值不一致率 测量者自己一致性比率。测量者1在总共20次观察中，18次一致,一致率为90%。操作者与真值不一致率。测量者2人共有20次观察中，1次与真值不一致，不一致率为5.88%。操作者各自与真值一致率。操作者2共有20次观察中，19次与真值一致，一致率为95%。测量系统分析教材第38页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-39Between App

35、raisers Between Appraisers Assessment Agreement#Inspected#Matched Percent 95%CI 20 17 85.00 (62.11,96.79)#Matched:All appraisers assessments agree with each other.All Appraisers vs Standard All Appraisers vs Standard Assessment Agreement#Inspected#Matched Percent 95%CI 20 17 85.00 (62.11,96.79)#Matc

36、hed:All appraisers assessments agree with the known standard.Attribute Agreement Analysis Attribute Agreement Analysis 总观察次数对比总观察次数对比测量者间一致率测量者间一致率全部测量者观察全部测量者观察值对比真值值对比真值一致率一致率测量者之间一致率。2名测量者共有20次观察中,17次一致,一致率为85%。全部测量者与真值一致率2名测量者共有20次观察中，17次与真值一致,一致率为85%。测量系统分析教材第39页Proprietary to Samsung Electroni

37、cs CompanyRev 7.0测量系统分析-40 图形分析图形分析测量者观察值一致程度测量者观察值一致程度可经过置信区间确认出来可经过置信区间确认出来测量者与真值一致程度测量者与真值一致程度可经过置信区间确认出来可经过置信区间确认出来测量系统分析教材第40页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-41-以上判断基准依据课题推进时制订目标不一样，能够调整。比如，不良率 0.1%0.001%检测能力必须100%还有，假如是改进满意度40%60%课题话，检出能力提升70%以上时就能够采纳。-但，标准上假如没有 100%达成时

38、，应该找出相关原因。判断指标判断基准(优异)判断基准(考虑)判断基准(不足)All Appraisers vs Standard90%8090%80%评价及判定基准评价及判定基准测量系统分析教材第41页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-42阶段阶段4 4 后续办法实施后续办法实施-偏差发生在测量者时,需要研讨测量者判断基准、检验方法、训练、环境、性格等。-偏差发生在测量者间时，需要研究发生偏差制品 需要研讨测量者间环境、基准、检验方法、训练等。-测量者和真值间发生偏差时,基准真值和测量者间关联性需研讨。-正确了解问题

39、发生原因，改进实施后再次分析测量系统，最终到达满意水准。测量系统分析教材第42页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-43特殊情况特殊情况q 样品不充分时样品不充分时只能得到一个样品时,考虑规格等代用样品例)为了检验身高测量仪正确性和准确性并非一定要有待测人，可使用“人体模型”q 破坏试验时破坏试验时 找出适合代用特征q 同一条件重复测量不可能时同一条件重复测量不可能时只能检验再现性例)纸飞机飞行时间 每次飞行时,条件会略微有所不一样，重复测量相同条件飞行实际上 不大可能一个人飞时，多个人同时测量，可分析测量者之间再现性

40、。测量系统分析教材第43页Proprietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-44概要概要q 什么是测量系统分析什么是测量系统分析?为了确保数据可信度而评价或检测测量系统水准，并并为了把握改进对象流程现在能力要采集数据，是确认采集数据可信度时所必需。q 测量系统变动测量系统变动测量系统间变动测量系统內变动准确度(Precision)再现性(Reproducibility)重复性(Repeatability)准确度(Accuracy)偏移(Bias)线性度(Linearity)稳定性(Stability)测量系统分析教材第44页Prop

41、rietary to Samsung Electronics CompanyRev 7.0测量系统分析-45超出饮酒测量允许误差超出饮酒测量允许误差,被判无罪被判无罪 12日,首尔执法议政部支院第一刑事组判事金某在对以违反道路交通法嫌疑(酒后驾车)被起诉李某(43.高阳市日山区)进行屡次饮酒测量后，其结果都超出了测量器允许误差，即测量结果有误可能性极高，并宣告李某无罪。裁判部在判决理由中陈说警察被告人饮酒测量值在第一次和第二次测量中用相同测量器显示结果分别为0.067%，0.044%，在第三次测量中用不一样测量器显示结果为0.056%超出饮酒测量器允许误差范围0.005%，所以无法认证拘留当初被告人实际血中酒精含量超出处罚标准0.05%。在这之前李某在99年6月20日在高阳市日山区大华洞圣主公园前以警察饮酒拘留被揭露举报，在三次饮酒测量结果显示中三次测量显示值为0.056%所以被处以50万韩元罚金，议政部支院就此正式提交裁判。轻松一刻轻松一刻测量系统分析教材第45页