測量系統(tǒng)分析(MeasurementSystemAnalysis)計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析

學(xué)習(xí)目標(biāo)●

理解測量誤差●

理解計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析方法●

理解計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析方法測量系統(tǒng)分析計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析學(xué)習(xí)目標(biāo)測量系統(tǒng)分析的定義-MSA(MeasurementSystemAnalysis)

-為了確保數(shù)據(jù)的可信度而評價或檢測測量系統(tǒng)的水準(zhǔn)

-為了把握改善對象流程的現(xiàn)在能力要采集數(shù)據(jù)并確認(rèn)采集數(shù)據(jù)的可信度用語的定義測量為了描述研究對象的某特定性質(zhì)而對該性質(zhì)賦予數(shù)值。

-Eisenhart,C.(1963)

測量系統(tǒng)包括所有為了獲得測量設(shè)備或測量方法及其他設(shè)備、軟件、測量環(huán)境、測量程序、測量者等的集合。什么是測量系統(tǒng)分析？測量系統(tǒng)分析的定義什么是測量系統(tǒng)分析？

測量系統(tǒng)分析的必要性在通過數(shù)據(jù)進(jìn)行改善時，如果數(shù)據(jù)的可信度無法保證的話，那么這種分析和改善將沒有實質(zhì)性意義。測量數(shù)據(jù)是用作決策的基礎(chǔ)資料。為了正確地理解作為決策基本的數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)，測量系統(tǒng)的評價是改善活動中最根本的也是最重要的。這石頭的重量是多少？正確的測量是正確決策的基礎(chǔ)資料。測量系統(tǒng)概要8Kg10Kg7Kg測量系統(tǒng)分析的必要性在通過數(shù)據(jù)進(jìn)行改善時，如果數(shù)據(jù)的可信度計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析觀測到的流程變動實際流程的變動反復(fù)性(Repeatability)偏移(Bias)穩(wěn)定性(Stability)再現(xiàn)性(Reproducibility)測量系統(tǒng)的變動

計量型數(shù)據(jù)變動的類型長期流程變動短期流程變動測量系統(tǒng)之間的變動測量系統(tǒng)內(nèi)部的變動線性度(Linearity)準(zhǔn)確度(Accuracy)精確度(Precision)測量系統(tǒng)應(yīng)具備的基本識別能力計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析觀測到的流程變動實際流程的變動反復(fù)性偏

測量系統(tǒng)誤差的種類

測量誤差=準(zhǔn)確度(中心)的誤差+精確度(分散)的誤差

準(zhǔn)確度(Accuracy)

觀測值體現(xiàn)接近真值的近似程度（平均的觀點）校正(Calibration)分析的必要性→校正周期，方法及程序

精確度(Precision)

是指觀測值之間的差異程度（分散的觀點）GageR&R分析必要→測量儀器的改善,測量方法標(biāo)準(zhǔn)化的改善偏移分散真值測量值測量偏移真值測量值測量系統(tǒng)誤差的種類偏移分散真值測量值測量偏移真值測量值-準(zhǔn)確度高-精確度高-準(zhǔn)確度高-精確度低-準(zhǔn)確度低-精確度低準(zhǔn)確度低精確度高

準(zhǔn)確度與精確度準(zhǔn)確度精確度-準(zhǔn)確度高-準(zhǔn)確度高-準(zhǔn)確度低準(zhǔn)確度低準(zhǔn)確度與精確度準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確度變動的原因

偏移(Bias)

偏移指基準(zhǔn)值和測值的平均間的差異，偏移越少越準(zhǔn)確。基準(zhǔn)值Referencevalue觀測平均ObservedAverage偏移(bias)0.750.80mtotal=mproduct+mMS

<原因>-基準(zhǔn)值的誤差-測量設(shè)備的老化-刻度不佳的測量設(shè)備-錯誤特性值的測量-沒有良好的校正-測量者不能正確使用測量設(shè)備準(zhǔn)確度變動的原因基準(zhǔn)值觀測平均偏移(bias)0.750.

穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性指對于相同基準(zhǔn)樣品或者相同樣品的特性，長時間測量時得出的測量值的總變動。穩(wěn)定性Time2Time1mtotal

=mproduct

+mMS

<原因>與測量設(shè)備物理特性相關(guān)

例)溫度造成的影響穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性Time2Time線性度(Linearity)線性度是指在測量設(shè)備的不同量程區(qū)域內(nèi)測量值與真值間的差異程度。如果在測量設(shè)備測量范圍內(nèi)的整個區(qū)域里偏移值呈一定值出現(xiàn)，可以說線度性良好。線性差無偏移線性好真值觀測值偏移

<原因>測量設(shè)備不能對范圍內(nèi)的低端和高端準(zhǔn)確的校正-最少或最大基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的誤差-測量工具的老化-測量工具的內(nèi)部設(shè)計特性線性度(Linearity)線性差無偏移線性好真值觀測值偏

精確度變動的原因

反復(fù)性(Repeatability)反復(fù)性指對相同樣本的相同特性用相同的測量設(shè)備由一名測量者進(jìn)行多次測量而求出的測量值的變動。基準(zhǔn)值平均平均基準(zhǔn)值良好的反復(fù)性不好的反復(fù)性<原因>使用了落后的計測儀實際錯誤造成的計測儀內(nèi)在工具或內(nèi)部發(fā)生散布隨工具位置變化的散布環(huán)境因素(照明,噪音)身體因素(視力)精確度變動的原因基準(zhǔn)值平均平均基準(zhǔn)值良好的反復(fù)性不好的反復(fù)

再現(xiàn)性(Reproducibility)

再現(xiàn)性是指對相同樣本的相同特性用不同的測量系統(tǒng)進(jìn)行測量而求出的變動。

-對相同樣本的相同特性用相同的測量設(shè)備由不同測量者進(jìn)行測量

-對相同樣本的相同特性由同一測量者利用不相同的測量設(shè)備進(jìn)行測量再現(xiàn)性測量者A測量者B測量者C

<原因>測量者測量方法，技術(shù)的差異測量者測量設(shè)備的使用法和讀取方法的不正確測量順序和方法不明確為了幫助測量者保持一貫性，需要JIG測量設(shè)備C測量設(shè)備B測量設(shè)備A再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性測量者A測

識別能力

-所謂的識別能力指測量系統(tǒng)可探知所測量特性微細(xì)變化的能力，也稱為分辨率

-測量系統(tǒng)的識別能力不足的話，就不能將它作為確定流程變動的分析依據(jù)

-測量系統(tǒng)的最小測量單位應(yīng)該能夠精確到測量出流程分散的范圍及規(guī)格幅度的1/10個單位以上識別能力差識別能力好識別能力識別能力差識別能力好

計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析程序階段1階段2階段3階段4階段5測量數(shù)據(jù)的基本事項檢討識別能力檢討

準(zhǔn)確度檢討精確度(GageR&R)檢討穩(wěn)定性檢討

分析對象(X,Y)確認(rèn)運營定義確認(rèn)數(shù)據(jù)類型，規(guī)格確認(rèn)等階段1階段2階段3階段4階段5GageR&R計劃隨機取樣測量Minitab分析:GageR&RStudyMinitab分析:GageRunChart后續(xù)措施實施一般情況下，在整個測量系統(tǒng)中為了確保識別能力、準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性都進(jìn)行了檢測校正，檢討只有在必須的情況下才實施。計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析程序階段1階段2階段3階段4

計量型數(shù)據(jù)GageR&R

注意事項隨機順序測量盲測：測試者需在事先不知道測量具體的樣品條件下進(jìn)行，防止霍索恩效應(yīng)(Hawthorne)讀取測量設(shè)備數(shù)值應(yīng)為最接近的數(shù)值,可能的話以最小刻度的一半為準(zhǔn)例如最小刻度為0.1的話,讀取推測值為0.05各測量者為了求得測量值需使用相同的步驟(包含所有階段)霍索恩效應(yīng)：(Hawthorneeffect)1924-1926年進(jìn)行照明實驗總結(jié)出，(指工人、學(xué)生等因受到研究人員的關(guān)注而增加產(chǎn)量或提高成績)，受人關(guān)注帶來的提高(或進(jìn)步)。計量型數(shù)據(jù)GageR&R霍索恩效應(yīng)：(Hawthorn

例題某電子元件生產(chǎn)商為了改善生產(chǎn)線由于產(chǎn)品外徑的變動產(chǎn)生的不良制定了項目。他們首先要對測量產(chǎn)品的測量設(shè)備的可信賴性做評估以求數(shù)據(jù)的正確。以能夠代表流程的10個產(chǎn)品,及測量者3人為對象,實施2次反復(fù)測量。(Tolerance1.5）[參考]前期已經(jīng)確認(rèn)識別能力、準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性方面沒有問題。例題階段1GageR&R計劃選出10個能夠代表整個流程范圍最少80%的樣品。反復(fù):2次測量:3人[參考]標(biāo)本的選定樣品采樣從流程開始并且應(yīng)能夠代表整個過程的變化范圍樣品范圍>流程分散

樣品范圍=流程分散

樣品范圍<流程分散

測量系統(tǒng)的評價指標(biāo)要測量系統(tǒng)的評價指標(biāo)比實際要好比實際要差Good!!“Bad”“Bad”階段1GageR&R計劃[參考]標(biāo)本的選定Goo階段2樣品測量

-盡可能地對測量者或產(chǎn)品進(jìn)行隨機測量

-事先讓測量者不知道要參與實驗，進(jìn)行盲測-

整個測量反復(fù)2次階段2樣品測量階段3Minitab分析–GageR&RStudy

數(shù)據(jù)輸入(文件名:GageR&R_Slide23.MTW)以Stack形式輸入數(shù)據(jù)部品測量者測定值階段3Minitab分析–GageR&RSt3Gage名稱,日期等信息輸入261

Minitab分析Stat>QualityTools>GageStudy

>GageR&RStudy(Crossed)...Minitab上的分析方法有ANOVA法和XbarandR法,ANOVA法更為優(yōu)越一些。因為ANOVA法考慮到了測量者與部件間的交互作用。4如果知道ProcessTolerance,請輸入53Gage名稱,日期等261Minitab分析MinitGageR&R

%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGageR&R0.004437510.67Repeatability0.00129173.10Reproducibility0.00314587.56???0.00091202.19???*??0.00223385.37Part-To-Part0.037164389.33TotalVariation0.0416018100.00Processtolerance=1.5StudyVar%StudyVar%ToleranceSourceStdDev(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R0.0666150.3430632.6622.87Repeatability0.0359400.1850917.6212.34Reproducibility0.0560880.2888527.5019.26???0.0302000.1555314.8110.37???*??0.0472630.2434023.1716.23Part-To-Part0.1927810.9928294.5266.19TotalVariation0.2039651.05042100.0070.03NumberofDistinctCategories=4

MinitabSession解析規(guī)格對比測量系統(tǒng)造成的分散為22.87%測量系統(tǒng)的識別能力分散的標(biāo)準(zhǔn)偏差構(gòu)成要素

產(chǎn)品間的分散為89.33%

測量系統(tǒng)的總分散為10.67%-反復(fù)性造成的分散為3.10%-再現(xiàn)性造成的分散為7.56%>測量者之間的再現(xiàn)性分散為2.19%>測量者和產(chǎn)品的交互作用的影響為5.37%GageR&RMinitabSession解析規(guī)區(qū)分%Contribution%StudyVariationor%ToleranceNumberofDistinctCategories滿意<1%<10%>10考慮費用/重要性1~10%10~30%4~9不可使用>10%>30%<4測量系統(tǒng)評價中使用的4種判定基準(zhǔn)>%Contribution(測量系統(tǒng)分散對總分散中的占有比)>%StudyVariation(測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差對總標(biāo)準(zhǔn)偏差的占有比)>%Tolerance(測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差對產(chǎn)品規(guī)格占有比)>NumberofDistinctCategories(測量系統(tǒng)分辨率級別)查看MSA結(jié)果時，應(yīng)該怎樣判定測量系統(tǒng)?區(qū)分%Contribution%StudyVariatioTotalVariationTotalGageR&R=20%TotalGageR&R=75%TotalGageR&R=100%測量系統(tǒng)引起的分散為20%時，意味著什么?由于Gage的分散，工程發(fā)生變動總分散中Gage引起的分散為75%總分散中Gage引起的分散為20%%StudyVariation說明TotalVariationTotalGageR&R產(chǎn)品公差LSLUSL%Tolerance是什么意思?%Tolerance=20%%Tolerance=50%%Tolerance=100%Gage引起的標(biāo)準(zhǔn)差與產(chǎn)品公差相同Gage引起的標(biāo)準(zhǔn)差對比產(chǎn)品公差為50%Gage引起的標(biāo)準(zhǔn)差對比產(chǎn)品公差為20%%Tolerance說明產(chǎn)品公差LSLUSL%Tolerance是什么意思?%To“整個分散中,GageR&R所占的比重是否足夠小?”GageR&R的Repeat,Reprod.的高度越接近0越好“測量者反復(fù)測量是否穩(wěn)定?”注意!!!如果數(shù)據(jù)超出RChart的界限，應(yīng)調(diào)查其原因后,再重新進(jìn)行測量“鑒別其他不同產(chǎn)品的能力是否充分?”與RChart相反的，脫離管理界限點越多越好GRAPH解析“整個分散中,GageR&R所占的比重是否足夠小?”Ga“所選的樣品是否能正確反映流程的分布?”如果此值均一的話，可認(rèn)為樣本沒有正確反映流程的實際分布情況（連線越曲折越好）?！皽y量者間存在差異與否?”測量者間無差異為好（連線越直越好）?！安煌瑯悠犯鳒y量者是否進(jìn)行了相互影響的測量?”對于不同的樣品,各測量者的測量值一致變化為好（連線交叉越少越好）?！八x的樣品是否能正確反映流程的分布?”如果此值均一的話，可階段4Minitab分析–GageRunChart

Stat>QualityTools>GageStudy

>GageRunChart12階段4Minitab分析–GageRunCh

圖形解析-對測量者和制品間的再現(xiàn)性和反復(fù)性進(jìn)行圖表化-容易把握特定測量者的測量習(xí)慣,特性產(chǎn)品測量時出現(xiàn)的問題等-中央線顯示所有測定值的平均測定者測定值GageRunChartof測定值by部品,測量者圖形解析測定者測定值GageRunChartof測階段5后續(xù)措施實施

-分散的主要原因為反復(fù)性(設(shè)備)時,需要對更換設(shè)備、修理、或校正。-分散的主要原因為再現(xiàn)性（測量者)的話，需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)流程的訓(xùn)練或者在測量順序中找出問題點。為了了解問題發(fā)生在哪一個產(chǎn)品上，對測量者之間的差異點也要有必要的觀察。

-再確認(rèn)規(guī)格的合適與否

-設(shè)備的分散較小(公差的30%左右)，但流程上卻產(chǎn)生了較大的分散時，多數(shù)情況下設(shè)備的分散對業(yè)務(wù)上不會構(gòu)成影響害，可以繼續(xù)使用。

-通過與設(shè)備供應(yīng)者的討論或者公司的參考資料等了解到當(dāng)前使用中的設(shè)備

屬于技術(shù)最尖端或具有與規(guī)格相符的性能的話，最好按現(xiàn)狀使用。階段5后續(xù)措施實施※SNRatioNumberofDistinctCategories=Round(SNRatio×1.41)=Round(4.07)■■■■

參考:GageR&R

評價指標(biāo)的理論性背景※SNRatioNumberofDistinctC計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析

計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析的定義計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析指評價判斷以離散型數(shù)據(jù)形態(tài)表現(xiàn)的觀測值(例如良/不良)的準(zhǔn)確性和精確性的分析方法。

目的與工人的倒班和設(shè)備等無關(guān)，為了查看檢查者是否按照判斷基準(zhǔn)一貫正確地進(jìn)行評價為了確認(rèn)檢查者的一貫性為了確認(rèn)檢查者是否做出與真值一致的判定為了檢測需要補充學(xué)習(xí)的部分和標(biāo)準(zhǔn)程序上完善的部分計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析的定義

計數(shù)型數(shù)據(jù)GageR&R一般事項-一般由2~3名測量者實施-一般以25個樣品為對象進(jìn)行測量-一般進(jìn)行2~3次的反復(fù)測量

注意事項

-需選擇能代表流程的樣品>抽樣時，可參考以下標(biāo)準(zhǔn)：

-選定測量者時，可以讓平時做檢查工作的檢查人員去進(jìn)行測試，以確保能夠盲測。非常難區(qū)分良/不良的樣品20%~30%較難區(qū)分良/不良的樣品30%~40%略微簡單區(qū)分良/不良的樣品30%~40%非常簡單區(qū)分良/不良的樣品0%~20%計數(shù)型數(shù)據(jù)GageR&R非常難區(qū)分良/不良的樣品20%~階段1GageR&R計劃

分析程序階段2階段3階段4隨機地測量抽出的樣品Minitab分析:AttributeAgreementAnalysis后續(xù)措施實施

選出足夠代表整個產(chǎn)品過程，并且是良品和不良品混放在一起的樣品

決定反復(fù)數(shù)，再現(xiàn)數(shù)決定評價順序盲測

測量者按順序測量所有樣品

整個測量反復(fù)(4-5次)

階段1GageR&R計劃分析程序階段2階段3階段

例題為了對電子產(chǎn)品生產(chǎn)流程的不良加以改善現(xiàn)進(jìn)行課題推進(jìn)，為了確認(rèn)判定良品/不良品判斷的能力，特意在FinalTest工程進(jìn)行了測量系統(tǒng)評價。例題階段1GageR&R計劃

-選出20個可以代表整個產(chǎn)品的樣品，良品與不良品混放在一起

-反復(fù):2次-檢查人員:2名階段2對所有樣品進(jìn)行隨機測量

-由測量者對產(chǎn)品隨機測量

-測量者自身不知要參與此測量實驗

-反復(fù)所有測量階段1GageR&R計劃階段2對所有樣品階段3Minitab分析–AttributeAgreementAnalysis

.數(shù)據(jù)輸入(文件名:GageR&R_Slide40.MTW)以Stack形式輸入數(shù)據(jù)階段3Minitab分析–AttributeA13AttributeColumn:測量值Sample:樣品及產(chǎn)品號碼Appraisers:測量者2

信賴水準(zhǔn)(Default=95%)選擇圖形領(lǐng)域選定結(jié)果領(lǐng)域(請參考后一頁)

Minitab分析Stat>QualityTools>AttributeAgreementAnalysis...若知道真值的情況下,輸入真值的Column不知道真值的情況下,試驗計劃者確定后實施。13AttributeColumn:測量值2信賴水準(zhǔn)指定置信區(qū)間為(Default=95%)選擇測量者之間一致性比率圖及測量者的評價和真值之間一致性比率圖。Session窗中顯示和圖形一致的數(shù)值化結(jié)果(同一程度的比例)指定置信區(qū)間為選擇測量者之間一致性比率圖及測量者的評價和真AttributeAgreementAnalysisfor測定數(shù)值

WithinAppraisersAssessmentAgreementAppraiser#Inspected#MatchedPercent95%CI1201890.00(68.30,98.77)22020100.00(86.09,100.00)#Matched:Appraiseragreeswithhim/herselfacrosstrials.

EachAppraiservsStandardAssessmentAgreementAppraiser#Inspected#MatchedPercent95%CI1201890.00(68.30,98.77)2201995.00(75.13,99.87)#Matched:Appraiser'sassessmentacrosstrialsagreeswiththeknownstandard.AssessmentDisagreementAppraiser#G/FPercent#F/GPercent#MixedPercent100.0000.00210.00200.0015.8800.00#G/F:Assessmentsacrosstrials=G/standard=F.#F/G:Assessmentsacrosstrials=F/standard=G.#Mixed:Assessmentsacrosstrialsarenotidentical.

MinitabSession解析總觀測次數(shù)對比反復(fù)測量值間的一致率總觀測次數(shù)對比真值的一致率總觀測次數(shù)對比真值的不一致率測量者自己的一致性比率。測量者1在總共20次觀測中，18次一致,一致率為90%。操作者與真值的不一致率。測量者2人共有20次觀測中，1次與真值不一致，不一致率為5.88%。操作者各自與真值的一致率。操作者2共有20次觀測中，19次與真值一致，一致率為95%。AttributeAgreementAnalysisfBetweenAppraisersAssessmentAgreement#Inspected#MatchedPercent95%CI201785.00(62.11,96.79)#Matched:Allappraisers'assessmentsagreewitheachother.

AllAppraisersvsStandardAssessmentAgreement#Inspected#MatchedPercent95%CI201785.00(62.11,96.79)#Matched:Allappraisers'assessmentsagreewiththeknownstandard.

AttributeAgreementAnalysis總觀測次數(shù)對比測量者間一致率所有測量者的觀測值對比真值一致率測量者之間一致率。2名測量者共有20次觀測中,17次一致,一致率為85%。所有測量者與真值的一致率2名測量者共有20次觀測中，17次與真值一致,一致率為85%。BetweenAppraisers總觀測次數(shù)對比測量者間

圖形分析測量者的觀測值的一致程度可通過置信區(qū)間確認(rèn)出來測量者與真值的一致程度可通過置信區(qū)間確認(rèn)出來圖形分析測量者的觀測值的一致程度測量者與真值的一致程度-

以上判斷基準(zhǔn)根據(jù)課題推進(jìn)時制定的目標(biāo)的不同，可以調(diào)整。

例如，不良率0.1%→0.001%檢測能力必須100%

還有，如果是改善滿意度40%→60%的課題的話，檢出能力提高70%以上時就可以采納。但，原則上如果沒有100%達(dá)成時，應(yīng)該找出相關(guān)原因。判斷指標(biāo)判斷基準(zhǔn)(優(yōu)秀)判斷基準(zhǔn)(考慮)判斷基準(zhǔn)(不足)AllAppraisersvsStandard90%↑80~90%80%↓

評價及判定基準(zhǔn)-以上判斷基準(zhǔn)根據(jù)課題推進(jìn)時制定的目標(biāo)的不同，可以調(diào)整。判階段4后續(xù)措施實施偏差發(fā)生在測量者時,需要研討測量者的判斷基準(zhǔn)、檢查方法、訓(xùn)練、環(huán)境、性格等。偏差發(fā)生在測量者間時，需要研究發(fā)生偏差的制品需要研討測量者間的環(huán)境、

基準(zhǔn)、檢查方法、訓(xùn)練等。測量者和真值間發(fā)生偏差時,基準(zhǔn)真值和測量者間的關(guān)聯(lián)性需研討。正確了解問題發(fā)生的原因，改善實施后再次分析測量系統(tǒng)，最終達(dá)到滿意的水準(zhǔn)。階段4后續(xù)措施實施特殊情況樣品不充分時只能得到一個樣品時,考慮規(guī)格等的代用樣品例)為了檢查身高測量儀的正確性和精確性并非一定要有待測的人，可使用“人體模型”

破壞實驗時找出適合的代用特性同一條件反復(fù)測量不可能時只能檢查再現(xiàn)性例)紙飛機的飛行時間每次飛行時,條件會略微有所不同，反復(fù)測量相同條件的飛行事實上不大可能一個人飛時，多個人同時測量，可分析測量者之間的再現(xiàn)性。特殊情況樣品不充分時概要

什么是測量系統(tǒng)分析?

為了確保數(shù)據(jù)的可信度而評價或檢測測量系統(tǒng)的水準(zhǔn)，

并為了把握改善對象流程的現(xiàn)在能力要采集數(shù)據(jù)，是確認(rèn)采集數(shù)據(jù)的可信度時所必需的。

測量系統(tǒng)的變動測量系統(tǒng)間的變動測量系統(tǒng)內(nèi)的變動精確度(Precision)再現(xiàn)性(Reproducibility)反復(fù)性(Repeatability)準(zhǔn)確度(Accuracy)偏移(Bias)線性度(Linearity)穩(wěn)定性(Stability)概要什么是測量系統(tǒng)分析?測量系統(tǒng)間的變動測量系統(tǒng)內(nèi)的變動精超過飲酒測量允許誤差,被判無罪

12日,首爾執(zhí)法議政部支院第一刑事組判事金某在對以違反道路交通法嫌疑(酒后駕車)被起訴的李某(43.高陽市日山區(qū))進(jìn)行多次飲酒測量后，其結(jié)果都超過了測量器的允許誤差，即測量結(jié)果有誤的可能性極高，并宣布李某無罪。裁判部在判決理由中陳述警察被告人的飲酒測量值在第一次和第二次測量中用相同的測量器顯示的結(jié)果分別為0.067%，0.044%，在第三次測量中用不同的測量器顯示的結(jié)果為0.056%超出飲酒測量器允許誤差范圍的0.005%，所以無法認(rèn)證拘留當(dāng)時被告人的實際血中酒精含量超過處罰標(biāo)準(zhǔn)0.05%。

在這之前李某在99年6月20日在高陽市日山區(qū)大華洞圣主公園前以警察飲酒拘留被揭露舉報，在三次飲酒測量結(jié)果顯示中三次測量顯示值為0.056%因此被處以50萬韓元的罰金，議政部支院就此正式提交裁判。輕松一刻超過飲酒測量允許誤差,被判無罪輕松一刻測量系統(tǒng)分析(MeasurementSystemAnalysis)計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析

學(xué)習(xí)目標(biāo)●

理解測量誤差●

理解計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析方法●

理解計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析方法測量系統(tǒng)分析計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析學(xué)習(xí)目標(biāo)測量系統(tǒng)分析的定義-MSA(MeasurementSystemAnalysis)

-為了確保數(shù)據(jù)的可信度而評價或檢測測量系統(tǒng)的水準(zhǔn)

-為了把握改善對象流程的現(xiàn)在能力要采集數(shù)據(jù)并確認(rèn)采集數(shù)據(jù)的可信度用語的定義測量為了描述研究對象的某特定性質(zhì)而對該性質(zhì)賦予數(shù)值。

-Eisenhart,C.(1963)

測量系統(tǒng)包括所有為了獲得測量設(shè)備或測量方法及其他設(shè)備、軟件、測量環(huán)境、測量程序、測量者等的集合。什么是測量系統(tǒng)分析？測量系統(tǒng)分析的定義什么是測量系統(tǒng)分析？

測量系統(tǒng)分析的必要性在通過數(shù)據(jù)進(jìn)行改善時，如果數(shù)據(jù)的可信度無法保證的話，那么這種分析和改善將沒有實質(zhì)性意義。測量數(shù)據(jù)是用作決策的基礎(chǔ)資料。為了正確地理解作為決策基本的數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)，測量系統(tǒng)的評價是改善活動中最根本的也是最重要的。這石頭的重量是多少？正確的測量是正確決策的基礎(chǔ)資料。測量系統(tǒng)概要8Kg10Kg7Kg測量系統(tǒng)分析的必要性在通過數(shù)據(jù)進(jìn)行改善時，如果數(shù)據(jù)的可信度計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析觀測到的流程變動實際流程的變動反復(fù)性(Repeatability)偏移(Bias)穩(wěn)定性(Stability)再現(xiàn)性(Reproducibility)測量系統(tǒng)的變動

計量型數(shù)據(jù)變動的類型長期流程變動短期流程變動測量系統(tǒng)之間的變動測量系統(tǒng)內(nèi)部的變動線性度(Linearity)準(zhǔn)確度(Accuracy)精確度(Precision)測量系統(tǒng)應(yīng)具備的基本識別能力計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析觀測到的流程變動實際流程的變動反復(fù)性偏

測量系統(tǒng)誤差的種類

測量誤差=準(zhǔn)確度(中心)的誤差+精確度(分散)的誤差

準(zhǔn)確度(Accuracy)

觀測值體現(xiàn)接近真值的近似程度（平均的觀點）校正(Calibration)分析的必要性→校正周期，方法及程序

精確度(Precision)

是指觀測值之間的差異程度（分散的觀點）GageR&R分析必要→測量儀器的改善,測量方法標(biāo)準(zhǔn)化的改善偏移分散真值測量值測量偏移真值測量值測量系統(tǒng)誤差的種類偏移分散真值測量值測量偏移真值測量值-準(zhǔn)確度高-精確度高-準(zhǔn)確度高-精確度低-準(zhǔn)確度低-精確度低準(zhǔn)確度低精確度高

準(zhǔn)確度與精確度準(zhǔn)確度精確度-準(zhǔn)確度高-準(zhǔn)確度高-準(zhǔn)確度低準(zhǔn)確度低準(zhǔn)確度與精確度準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確度變動的原因

偏移(Bias)

偏移指基準(zhǔn)值和測值的平均間的差異，偏移越少越準(zhǔn)確?；鶞?zhǔn)值Referencevalue觀測平均ObservedAverage偏移(bias)0.750.80mtotal=mproduct+mMS

<原因>-基準(zhǔn)值的誤差-測量設(shè)備的老化-刻度不佳的測量設(shè)備-錯誤特性值的測量-沒有良好的校正-測量者不能正確使用測量設(shè)備準(zhǔn)確度變動的原因基準(zhǔn)值觀測平均偏移(bias)0.750.

穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性指對于相同基準(zhǔn)樣品或者相同樣品的特性，長時間測量時得出的測量值的總變動。穩(wěn)定性Time2Time1mtotal

=mproduct

+mMS

<原因>與測量設(shè)備物理特性相關(guān)

例)溫度造成的影響穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性Time2Time線性度(Linearity)線性度是指在測量設(shè)備的不同量程區(qū)域內(nèi)測量值與真值間的差異程度。如果在測量設(shè)備測量范圍內(nèi)的整個區(qū)域里偏移值呈一定值出現(xiàn)，可以說線度性良好。線性差無偏移線性好真值觀測值偏移

<原因>測量設(shè)備不能對范圍內(nèi)的低端和高端準(zhǔn)確的校正-最少或最大基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的誤差-測量工具的老化-測量工具的內(nèi)部設(shè)計特性線性度(Linearity)線性差無偏移線性好真值觀測值偏

精確度變動的原因

反復(fù)性(Repeatability)反復(fù)性指對相同樣本的相同特性用相同的測量設(shè)備由一名測量者進(jìn)行多次測量而求出的測量值的變動?；鶞?zhǔn)值平均平均基準(zhǔn)值良好的反復(fù)性不好的反復(fù)性<原因>使用了落后的計測儀實際錯誤造成的計測儀內(nèi)在工具或內(nèi)部發(fā)生散布隨工具位置變化的散布環(huán)境因素(照明,噪音)身體因素(視力)精確度變動的原因基準(zhǔn)值平均平均基準(zhǔn)值良好的反復(fù)性不好的反復(fù)

再現(xiàn)性(Reproducibility)

再現(xiàn)性是指對相同樣本的相同特性用不同的測量系統(tǒng)進(jìn)行測量而求出的變動。

-對相同樣本的相同特性用相同的測量設(shè)備由不同測量者進(jìn)行測量

-對相同樣本的相同特性由同一測量者利用不相同的測量設(shè)備進(jìn)行測量再現(xiàn)性測量者A測量者B測量者C

<原因>測量者測量方法，技術(shù)的差異測量者測量設(shè)備的使用法和讀取方法的不正確測量順序和方法不明確為了幫助測量者保持一貫性，需要JIG測量設(shè)備C測量設(shè)備B測量設(shè)備A再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性測量者A測

識別能力

-所謂的識別能力指測量系統(tǒng)可探知所測量特性微細(xì)變化的能力，也稱為分辨率

-測量系統(tǒng)的識別能力不足的話，就不能將它作為確定流程變動的分析依據(jù)

-測量系統(tǒng)的最小測量單位應(yīng)該能夠精確到測量出流程分散的范圍及規(guī)格幅度的1/10個單位以上識別能力差識別能力好識別能力識別能力差識別能力好

計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析程序階段1階段2階段3階段4階段5測量數(shù)據(jù)的基本事項檢討識別能力檢討

準(zhǔn)確度檢討精確度(GageR&R)檢討穩(wěn)定性檢討

分析對象(X,Y)確認(rèn)運營定義確認(rèn)數(shù)據(jù)類型，規(guī)格確認(rèn)等階段1階段2階段3階段4階段5GageR&R計劃隨機取樣測量Minitab分析:GageR&RStudyMinitab分析:GageRunChart后續(xù)措施實施一般情況下，在整個測量系統(tǒng)中為了確保識別能力、準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性都進(jìn)行了檢測校正，檢討只有在必須的情況下才實施。計量型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的分析程序階段1階段2階段3階段4

計量型數(shù)據(jù)GageR&R

注意事項隨機順序測量盲測：測試者需在事先不知道測量具體的樣品條件下進(jìn)行，防止霍索恩效應(yīng)(Hawthorne)讀取測量設(shè)備數(shù)值應(yīng)為最接近的數(shù)值,可能的話以最小刻度的一半為準(zhǔn)例如最小刻度為0.1的話,讀取推測值為0.05各測量者為了求得測量值需使用相同的步驟(包含所有階段)霍索恩效應(yīng)：(Hawthorneeffect)1924-1926年進(jìn)行照明實驗總結(jié)出，(指工人、學(xué)生等因受到研究人員的關(guān)注而增加產(chǎn)量或提高成績)，受人關(guān)注帶來的提高(或進(jìn)步)。計量型數(shù)據(jù)GageR&R霍索恩效應(yīng)：(Hawthorn

例題某電子元件生產(chǎn)商為了改善生產(chǎn)線由于產(chǎn)品外徑的變動產(chǎn)生的不良制定了項目。他們首先要對測量產(chǎn)品的測量設(shè)備的可信賴性做評估以求數(shù)據(jù)的正確。以能夠代表流程的10個產(chǎn)品,及測量者3人為對象,實施2次反復(fù)測量。(Tolerance1.5）[參考]前期已經(jīng)確認(rèn)識別能力、準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性方面沒有問題。例題階段1GageR&R計劃選出10個能夠代表整個流程范圍最少80%的樣品。反復(fù):2次測量:3人[參考]標(biāo)本的選定樣品采樣從流程開始并且應(yīng)能夠代表整個過程的變化范圍樣品范圍>流程分散

樣品范圍=流程分散

樣品范圍<流程分散

測量系統(tǒng)的評價指標(biāo)要測量系統(tǒng)的評價指標(biāo)比實際要好比實際要差Good!!“Bad”“Bad”階段1GageR&R計劃[參考]標(biāo)本的選定Goo階段2樣品測量

-盡可能地對測量者或產(chǎn)品進(jìn)行隨機測量

-事先讓測量者不知道要參與實驗，進(jìn)行盲測-

整個測量反復(fù)2次階段2樣品測量階段3Minitab分析–GageR&RStudy

數(shù)據(jù)輸入(文件名:GageR&R_Slide23.MTW)以Stack形式輸入數(shù)據(jù)部品測量者測定值階段3Minitab分析–GageR&RSt3Gage名稱,日期等信息輸入261

Minitab分析Stat>QualityTools>GageStudy

>GageR&RStudy(Crossed)...Minitab上的分析方法有ANOVA法和XbarandR法,ANOVA法更為優(yōu)越一些。因為ANOVA法考慮到了測量者與部件間的交互作用。4如果知道ProcessTolerance,請輸入53Gage名稱,日期等261Minitab分析MinitGageR&R

%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGageR&R0.004437510.67Repeatability0.00129173.10Reproducibility0.00314587.56???0.00091202.19???*??0.00223385.37Part-To-Part0.037164389.33TotalVariation0.0416018100.00Processtolerance=1.5StudyVar%StudyVar%ToleranceSourceStdDev(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R0.0666150.3430632.6622.87Repeatability0.0359400.1850917.6212.34Reproducibility0.0560880.2888527.5019.26???0.0302000.1555314.8110.37???*??0.0472630.2434023.1716.23Part-To-Part0.1927810.9928294.5266.19TotalVariation0.2039651.05042100.0070.03NumberofDistinctCategories=4

MinitabSession解析規(guī)格對比測量系統(tǒng)造成的分散為22.87%測量系統(tǒng)的識別能力分散的標(biāo)準(zhǔn)偏差構(gòu)成要素

產(chǎn)品間的分散為89.33%

測量系統(tǒng)的總分散為10.67%-反復(fù)性造成的分散為3.10%-再現(xiàn)性造成的分散為7.56%>測量者之間的再現(xiàn)性分散為2.19%>測量者和產(chǎn)品的交互作用的影響為5.37%GageR&RMinitabSession解析規(guī)區(qū)分%Contribution%StudyVariationor%ToleranceNumberofDistinctCategories滿意<1%<10%>10考慮費用/重要性1~10%10~30%4~9不可使用>10%>30%<4測量系統(tǒng)評價中使用的4種判定基準(zhǔn)>%Contribution(測量系統(tǒng)分散對總分散中的占有比)>%StudyVariation(測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差對總標(biāo)準(zhǔn)偏差的占有比)>%Tolerance(測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差對產(chǎn)品規(guī)格占有比)>NumberofDistinctCategories(測量系統(tǒng)分辨率級別)查看MSA結(jié)果時，應(yīng)該怎樣判定測量系統(tǒng)?區(qū)分%Contribution%StudyVariatioTotalVariationTotalGageR&R=20%TotalGageR&R=75%TotalGageR&R=100%測量系統(tǒng)引起的分散為20%時，意味著什么?由于Gage的分散，工程發(fā)生變動總分散中Gage引起的分散為75%總分散中Gage引起的分散為20%%StudyVariation說明TotalVariationTotalGageR&R產(chǎn)品公差LSLUSL%Tolerance是什么意思?%Tolerance=20%%Tolerance=50%%Tolerance=100%Gage引起的標(biāo)準(zhǔn)差與產(chǎn)品公差相同Gage引起的標(biāo)準(zhǔn)差對比產(chǎn)品公差為50%Gage引起的標(biāo)準(zhǔn)差對比產(chǎn)品公差為20%%Tolerance說明產(chǎn)品公差LSLUSL%Tolerance是什么意思?%To“整個分散中,GageR&R所占的比重是否足夠小?”GageR&R的Repeat,Reprod.的高度越接近0越好“測量者反復(fù)測量是否穩(wěn)定?”注意!!!如果數(shù)據(jù)超出RChart的界限，應(yīng)調(diào)查其原因后,再重新進(jìn)行測量“鑒別其他不同產(chǎn)品的能力是否充分?”與RChart相反的，脫離管理界限點越多越好GRAPH解析“整個分散中,GageR&R所占的比重是否足夠小?”Ga“所選的樣品是否能正確反映流程的分布?”如果此值均一的話，可認(rèn)為樣本沒有正確反映流程的實際分布情況（連線越曲折越好）?！皽y量者間存在差異與否?”測量者間無差異為好（連線越直越好）?！安煌瑯悠犯鳒y量者是否進(jìn)行了相互影響的測量?”對于不同的樣品,各測量者的測量值一致變化為好（連線交叉越少越好）?！八x的樣品是否能正確反映流程的分布?”如果此值均一的話，可階段4Minitab分析–GageRunChart

Stat>QualityTools>GageStudy

>GageRunChart12階段4Minitab分析–GageRunCh

圖形解析-對測量者和制品間的再現(xiàn)性和反復(fù)性進(jìn)行圖表化-容易把握特定測量者的測量習(xí)慣,特性產(chǎn)品測量時出現(xiàn)的問題等-中央線顯示所有測定值的平均測定者測定值GageRunChartof測定值by部品,測量者圖形解析測定者測定值GageRunChartof測階段5后續(xù)措施實施

-分散的主要原因為反復(fù)性(設(shè)備)時,需要對更換設(shè)備、修理、或校正。-分散的主要原因為再現(xiàn)性（測量者)的話，需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)流程的訓(xùn)練或者在測量順序中找出問題點。為了了解問題發(fā)生在哪一個產(chǎn)品上，對測量者之間的差異點也要有必要的觀察。

-再確認(rèn)規(guī)格的合適與否

-設(shè)備的分散較小(公差的30%左右)，但流程上卻產(chǎn)生了較大的分散時，多數(shù)情況下設(shè)備的分散對業(yè)務(wù)上不會構(gòu)成影響害，可以繼續(xù)使用。

-通過與設(shè)備供應(yīng)者的討論或者公司的參考資料等了解到當(dāng)前使用中的設(shè)備

屬于技術(shù)最尖端或具有與規(guī)格相符的性能的話，最好按現(xiàn)狀使用。階段5后續(xù)措施實施※SNRatioNumberofDistinctCategories=Round(SNRatio×1.41)=Round(4.07)■■■■

參考:GageR&R

評價指標(biāo)的理論性背景※SNRatioNumberofDistinctC計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析

計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析的定義計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析指評價判斷以離散型數(shù)據(jù)形態(tài)表現(xiàn)的觀測值(例如良/不良)的準(zhǔn)確性和精確性的分析方法。

目的與工人的倒班和設(shè)備等無關(guān)，為了查看檢查者是否按照判斷基準(zhǔn)一貫正確地進(jìn)行評價為了確認(rèn)檢查者的一貫性為了確認(rèn)檢查者是否做出與真值一致的判定為了檢測需要補充學(xué)習(xí)的部分和標(biāo)準(zhǔn)程序上完善的部分計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析計數(shù)型數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析的定義

計數(shù)型數(shù)據(jù)GageR&R一般事項-一般由2~3名測量者實施-一般以25個樣品為對象進(jìn)行測量-一般進(jìn)行2~3次的反復(fù)測量

注意事項

-需選擇能代表流程的樣品>抽樣時，可參考以下標(biāo)準(zhǔn)：

-選定測量者時，可以讓平時做檢查工作的檢查人員去進(jìn)行測試，以確保能夠盲測。非常難區(qū)分良/不良的樣品20%~30%較難區(qū)分良/不良的樣品30%~40%略微簡單區(qū)分良/不良的樣品30%~40%非常簡單區(qū)分良/不良的樣品0%~20%計數(shù)型數(shù)據(jù)GageR&R非常難區(qū)分良/不良的樣品20%~階段1GageR&R計劃

分析程序階段2階段3階段4隨機地測量抽出的樣品Minitab分析:AttributeAgreementAnalysis后續(xù)措施實施

選出足夠代表整個產(chǎn)品過程，并且是良品和不良品混放在一起的樣品

決定反復(fù)數(shù)，再現(xiàn)數(shù)決定評價順序盲測

測量者按順序測量所有樣品

整個測量反復(fù)(4-5次)

階段1GageR&R計劃分析程序階段2階段3階段

例題為了對電子產(chǎn)品生產(chǎn)流程的不良加以改善現(xiàn)進(jìn)行課題推進(jìn)，為了確認(rèn)判定良品/不良品判斷的能力，特意在FinalTest工程進(jìn)行了測量系統(tǒng)評價。例題階段1GageR&R計劃

-選出20個可以代表整個產(chǎn)品的樣品，良品與不良品混放在一起

-反復(fù):2次-檢查人員:2名階段2對所有樣品進(jìn)行隨機測量

-由測量者對產(chǎn)品隨機測量

-測量者自身不知要參與此測量實驗

-反復(fù)所有測量階段1GageR&R計劃階段2對所有樣品階段3Minitab分析–AttributeAgreementAnalysis

.數(shù)據(jù)輸入(文件名:GageR&R_Slide40.MTW)以Stack形式輸入數(shù)據(jù)階段3Minitab分析–AttributeA13AttributeColumn:測量值Sample:樣品及產(chǎn)品號碼Appraisers:測量者2

信賴水準(zhǔn)(Default=95%)選擇圖形領(lǐng)域選定結(jié)果領(lǐng)域(請參考后一頁)

Minitab分析Stat>QualityTools>AttributeAgreementAnalysis...若知道真值的情況下,輸入真值的Column不知道真值的情況下,試驗計劃者確定后實施。13AttributeColumn:測量值2信賴水準(zhǔn)指定置信區(qū)間為(Default=95%)選擇測量者之間一致性比率圖及測量者的評價和真值之間一致性比率圖。Session窗中顯示和圖形一致的數(shù)值化結(jié)果(同一程度的比例)指定置信區(qū)間為選擇測量者之間一致性比率圖及測量者的評價和真AttributeAgreementAnalysisfor測定數(shù)值

WithinAppraisersAssessmentAgreementAppraiser#Inspected#MatchedPercent95%CI1201890.00(68.30,98.77)22020100.00(86.09,100.00)#Matched:Appraiseragreeswithhim/herselfacrosstrials.

EachAppraiservsStandardAssessmentAgreementAppraiser#Inspected#MatchedPercent95%CI1201890.00(68.30,98.77)2201995.00(75.13,99.87)#Matched:Appraiser'sassessmentacrosstrialsagreeswiththeknownstandard.AssessmentDisagreementAppraiser#G/FPercent#F/GPercent#MixedPercent100.0000.00210.00200.0015.88