MSA质量量测系统分析汇总课件.ppt
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1、MSA量測系統分析Measurement System Analysis,哪個製程較好呢?,量测过程,:标准:零件:仪器:人/程序:环境,S W IPE,量测,数值,分析,输入,输出,可接受可能可接受需改善,量 测 系 统,如果测量的方式不对,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。,实际製程变異,偏倚,稳定性,线性,已观测的製程变異,测量系统的变異,組内变異,組间变異,正确度,精密度,sP2,sT2,sR&R2,sT2=sP2+sR&R2,sR&R2=sAV2+sEV2,重复性,再现性,1)製程变異的理解,我们所观测製程的变異里包含了
2、实际製程变異和测量系统的变異.假如测量系统的变異比较大时会发生什么样的问题?,测量系统验证,测量是为了表示某个物体的特定的性质而对物体赋予数值的方法。操作方法,步骤,Gage和其它装备,软件,测量者等 为了得到测量值而使用的我们统称为测量系统(Measurement System).,测量系统的误差,正确度(Accuracy):测量值和真值之间的差异 偏倚(Bias),線性(Linearity),穩定性(Stability)精密度(Precision):用同样的仪器对同样的部品反复测量时产生的测量值的散布 重複性(Repeatability),再現生(Reproducibility),精度低,
3、正确度差,精度低,正确度高,精度高,正确度低,精度高,正确度高,测量系统的精度及正确度,测量系统误差,什么是正确度(Accuracy)?,什么是稳定性(Stability)?,真值,正确度,量測系統的平均值,*真值是利用最准确的测量装备测量时 所得到的值.,实际值(真值)和观察平均之间的 差异.,最少2次以上在不同时期对同样的部品 利用同样的Gage测量时所得到的 测量平均值之间的差异.儀器設备因磨损,气温,湿度等环境变化 和时间的经过而对测量结果产生影响.,稳定性,Time 1,Time 2,时间经过,正确度偏差大,正确度偏差小,LSL,USL,测定值,真值,真值,测定值,在Gage的规定的
4、操作范围内比较 正确度后进行评价.即,在规定的操作范围内的两个极限区间 最少各研讨1次正确度后得到的差值.,Gage通常是在操作范围的下限(或者规格值)比上限它的正确度 差.,什么是线性(Linearity)?对Gage的操作范围或者Spec范围的 正确性.,什么是重复性(Repeatability)?,重复性(Repeatability):“得到具有一贯性的结果”,反复测量时的变異,一名测量者对同样的部品用 同样的仪器对同样的特性在比较短的 时间内反复测量时所发生的测量值的 变異 这是因量具設备而发生的变異.,测量者 A,测量者 B,测量者C,再现性,什么是再现性(Reproducibili
5、ty)?,对同一个部品的同样的特性 利用同样的仪器几个人测量 时产生的测量者之间的测量值 平均之间的差异 这是因评价人而发生的变異.,什么是精密度(Precision)?,Repeatability重复性,可能导致重复性不好的原因:Equipment:设备测量仪器需 要维护。需要更严格的量具。部件的夹具需要改进。People:人员环境条件(照明,噪声)身 体 条件(视力),Reproducibility再现性,操作者B的测量均值,操作者A的测量均值,可能导致再现性不好的原因:测量程序不清楚操作者使用和判读量具的能 力没有得到适当的培训。零件尺寸、位置、观察误差(易读性、视差),系統精密度不好的
6、原因,利用Minitab分析测量系统,正确度(Accuracy)的分析,一名评价者反复10次测量了同一个部品:得到10个测量值.基准值:0.8,部品的制程变异是0.7.,Ho:Bias 0Ha:Bias 0,One-Sample T:xTest of mu=0.8 vs mu not=0.8Variable N Mean StDev SE Mean 95.0%CI T Px 10 0.7500 0.0471 0.0149(0.7163,0.7837)-3.35 0.008,Bias=0.75 0.8=-0.05,%Bias=,=,=7.1%,P-value=0.008,所以可以认为正确度有问题
7、.,Stat Basic Statistics 1-Sample t,Bias(偏倚)分析,Bias=测量值的平均 基准值(真值),%Bias=,%Bias=,用某个量具对同一个产品测量时所得到的测量值的平均和基准值(真值)之间的差异我们称之为偏倚(Bias)或是不正确度(Inaccuracy),Bias越小时它的正确度会越高.,Process Variation=6,Tolerance=USL-LSL,线性(Linearity)比较良好的情况,在测量范围全领域基准值和测量平均值一致/没有偏倚正确地测量.,在测量范围全领域具有常数倍数的偏倚./虽有偏倚但是因为大小一定所以可以容易调整.,基准值
8、,基准值,测量平均,偏倚,偏倚,测量平均,基准值,基准值,线性(Linearity)的分析,线性不好的情况 测量范围全领域偏倚(正确度)不一定的情况 无法矫正.,偏倚,基准值,偏倚,基准值,线性(Linearity)和偏倚(Bias)判定基准,线性(Linearity)差时需要考虑的事项:,调查量具测量范围中上部或下部的刻度是否合适检验基准值是否正确检验测量位置是否正确检验测量者是否正确的使用了仪器检验量具磨损与否检验量具校准与否调查量具本身内部设计问题,电子式的话在测量全范围进行再校准.机械式的话在测量范围中以经常使用的范围为中心进行校准后不允许在其他范围使用.,Linearity=|倾斜度
9、|x Process Variation,%Linearity=,在量具的测量范围内评价测量的一贯性,在量具的测量范围内如果Bias一定的话可以说线性较好.为了评价线性必须要计算Bias.,*Process Variation=6,=|倾斜度|x 100,%Linearity值如果接近0的话可以判定线性比较好.,回归模型:y=a+bx,y:Biasx:基准值b:倾斜度,线性的计算公式,指的是随时间经过时,对同样部品的测量结果的变異程度.随时间的经过如果测量结果互不相同的话这时我们可以认为此测量系统的稳定性缺乏.,分析稳定性的方法我们通常用连续型管制图(X bar R管制图).,目前所有的测量值
10、都在管制界限内,因此可以说此仪器是比较稳定的,在管制界限外有测量值或者具有特定的周期或者倾向的话不能说此仪器是稳定的.,稳定性(Stability)分析,+,=,实际製程变異,测量系统变異,已观测到的製程变異,Gage R&R Study Method,X bar R:假设部品和测量者之间没有交互作用之后进行分析(传统的方法)ANOVA:部品和测量者之间存在交互作用的情况,交互作用没有意义时两种方法的结果都差不多,但是交互作用有意义时可用ANOVA Method.,Gage R&R-精度(Precision)分析,Gage R&R Overview,精密度,散布,散布,R&R Study,sR
11、&R2=sEV2+sAV2,为了做Gage R&R而采集数据的方法,步骤 1.选定代表製程长期变动的10个樣本 2.量测儀器的校正 3.让第一个作业者对所有樣本任意顺序各做一次量测(Blind Measurement)4.让第二个作业者按同样地方法实施(所有作业者相同)5.以同样的方法按必要的次数重复量测 6.得到的DATA输入Minitab并进行分析,Gage R&R 步骤,樣本的选定,樣本一般为10个,能代表製程的散布。,假如樣本只选定接近製程平均的时,量测能力评价指标将会比实际不好。,假如樣本的选定在比工程散布宽范围寬时,量测能力评价指标将会比实际好。,樣本反映制品的实际散布(製程变異)
12、时才有意义。,%Contribution=100%GRR(=%Study Variation)=100%Tolerance=100%Number of distinct categories=Round 1.41(NDC識別指數)識別指數意味着量测System能区别的制品散布。即,区别製程散布区间的数。例:識別指數为3时,部品散布(p),量测散布(MS),Gage R&R 评价指标,评价指标,*Tolerance=USL-LSL,NDC分辨指数,表明测量系统对一个特定的产品的可用性。提供测量系统在过程偏差的范围内可以精确测量的区分数。该数表明了一个测量过程检测产品偏差(过程偏移和改进)能力的好
13、坏。,一种NDC分辨指数的直观表示:,1 category,3 categories,6 categories,评价基准%Study Var 或%Tolerance为10%以上时,首先区分评价重复性和再现性后,查明各个受影响的原因,并采取措施。根据用途的优先参照评价指标-在制程判斷合格與否很重要時,优先确认%Tolerance-製程管制用或製程显示用时,优先确认%Study Var,Gage R&R 评价指标,Minitab 输入DATA,计量型 Gage R&R,利用Minitab的分析,例)3名量测者对10个樣本做重复3回量测时,Stat Quality Tools Gage R&R St
14、udy(Crossed),计量型 Gage R&R,Minitab提供 ANOVA法和 X bar and R两个分析方法。部品和量测者之间有交互作用时,ANOVA法可以把交互作 用分离显示,所以是更正确的分析方法。,计量型 Gage R&R,Minitab 分析结果 Graph 解释,“选定的樣本是否如实反映工程的散布?”,如果这个值均匀,意味樣本没能如实反映工程的散布。,“作业者之间是否有差异?”,作业者之间最好没有差异。,“每名作业者对樣本是否做不同的量测?”,每名作业者对樣本的量测值一致为好。,计量型 Gage R&R,Minitab 分析结果 Graph 解释,“在全体散布中 R&R
15、 所占的比重是否充分小?”,Gage R&R,Repeat,Reprod.的高度越接近0 越好。,“作业者别重复量测值是否稳定?”,注意!要是超过R Chart的界限,就得调查其原因,并重新量测。,“辨别相互不同部品的能力是否充分?”,与R Chart相反,尽量多超过管理界限为好。(50%以上的點),ANOVA 解释,良好的量测System为时,在ANOVA table中应要部品影响大(P值 0.05).在这里作业者*部品有影响,不能说量测System是良好。,Source DF SS MS F P 部品 9 0.241027 0.0267807 132.432 0.00000作业者 2 0.
16、000649 0.0003244 1.604 0.22846作业者*部品 18 0.003640 0.0002022 3.370 0.00021Repeatability 60 0.003600 0.0000600 Total 89 0.248916,计量型 Gage R&R,%ContributionSource VarComp(of VarComp)Total Gage R&R 1.11E-04 3.64 Repeatability 6.00E-05 1.96 Reproducibility 5.15E-05 1.68 作业者 4.07E-06 0.13 作业者*部品 4.74E-05 1
17、.55 Part-To-Part 2.95E-03 96.36 Total Variation 3.06E-03 100.00 StdDev Study Var%Study VarSource(SD)(5.15*SD)(%SV)Total Gage R&R 1.06E-02 0.054376 19.07 Repeatability 7.75E-03 0.039892 13.99 Reproducibility 7.18E-03 0.036952 12.96 作业者 2.02E-03 0.010395 3.65 作业者*部品 6.89E-03 0.035459 12.44 Part-To-Par
18、t 5.43E-02 0.279867 98.16 Total Variation 5.54E-02 0.285100 100.00 Number of Distinct Categories=7,评价指标的计算,计量型 Gage R&R,%Contribution=X 100=3.64(%),%Study Var=X 100=19.07(%),辨别范周为7,小于基准值10,但大于基准值4.,%Study Var为 19.07%,大于基准值10%,但小于基准值30%。,%Contribution为 3.64%,因部品之间差的变动为96.36%.还有,再现性散布为 1.68%,比重复性散布1.9
19、6%小,因此可以说因重复引起的变动比作业者之间的差异更大。,评价指标解释,%ContributionSource VarComp(of VarComp)Total Gage R&R 1.11E-04 3.64 Repeatability 6.00E-05 1.96 Reproducibility 5.15E-05 1.68 作业者 4.07E-06 0.13 作业者*部品 4.74E-05 1.55 Part-To-Part 2.95E-03 96.36 Total Variation 3.06E-03 100.00 StdDev Study Var%Study VarSource(SD)(5
20、.15*SD)(%SV)Total Gage R&R 1.06E-02 0.054376 19.07 Repeatability 7.75E-03 0.039892 13.99 Reproducibility 7.18E-03 0.036952 12.96 作业者 2.02E-03 0.010395 3.65 作业者*部品 6.89E-03 0.035459 12.44 Part-To-Part 5.43E-02 0.279867 98.16 Total Variation 5.54E-02 0.285100 100.00 Number of Distinct Categories=7,计量型
21、 Gage R&R,总的来看,考虑与费用所需的精密度来决定是否允许使用量测System,比再现性应给重复性的改善大的比重,来研究量测System的改善方案。,例)计算%Tolerance时,%Tolerance=,%Toleance被计算的例子,计量型 Gage R&R,%Tolerance=X 100=68.61(%),Process Tolerance,一个人反复3次测试同样的部件的结果值之间有很大的差异.即,可判断出重复性上有问题.另外,大部分的测量值都靠近平均的附近,所以可以判断出测量系统的区别上有问题.,对个别测量值的图表分析,图表分析结果,Minitab 使用方法(Stat Qua
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