测量系统MSA概述

Pg,1,C,D,M,I,A,MSA分析,MSA教材,前言,测量系统分析(MSA)是M阶段的重要内容，也是6,管理活动中的基本环节。,为什么要做MSA？,公司的许多过程问题是由MS波动太大造成,保证收集的数据可靠，否则基线分析结果误导改善方向,MS波动太大会造成显著因子无法分析出来而失去改善机会,什么是测量？,测量,是指“以确定实体或系统的量值大小为目的,一套作业”,“一套作业”的含义又是什么？,“一套作业”,就是给具体事物赋值的,过程,该过程的输入是什么？,该个,过程,的输入有,人、机、料、法、环,五个因素组成的系统就是,测量系统（MS）,第一节：MSA内容概要,量测系统分析,计量型数据MSA理论基础,计数型数据MSA技术理论,量测系统,准确性,精确度,偏倚及线性分析,连续型数据GAGE R&R分析,非连续型数据KAPA分析,MINITAB使用,一致性和有效性技术,KAPPA技术,第二节：连续型数据MSA理论基础,2.1,测量系统分析的主要内容,2.2,量测系统基本要求,2.3,测量系统能力评价准则,2.1,测量系统分析的主要内容,观测到的波动,过程的波动,测量系统波动,过程长期波动,过程短期波动,样本内波动,量具的波动,人员的波动,偏倚,线性,重复性,稳定性,再现性,分辨数,分辨率,测量系统内容,GAGE R&R,内容,2.2,量测系统基本要求,+,准确性,Accuracy,精确度,Precision,测量系统基本要求,=,准确性的统计指标是偏倚(bias)。,包括：稳定性(,stability,)、线性(,linearity,)；,精确性的统计指标波动(variation)。,包括：重复性(repeatability)、再现性(reproducibility)。,偏倚（Bias）,准确性的统计指标是偏倚(bias)。,用来表示多次测量结果的平均值与被测量质量特性基准值之差，其中基准值可用更高级的测量设备进行若干次测量取其平均值来确定,。,通常通过校准来确定是否存在偏倚。,如果得到一个偏倚值，务必进行假设检验，,以确定是否确实存在偏倚。,因为，所得到的偏,倚值可能是由误差造成的。若确实存在，就在,以后的测量中修正相应的,稳定性,是指系统的计量特性随时间保持恒定的能力,。,分析的工具是Xbar-R图或Xbar-S图。若图中有失控点，则表示系统需要进行全面的测量系统分析。,稳定性,Time 2,Time 1,真值,(,参考值,),观测平均值,偏倚,99%置信区间,值1,值2,线性,测量系统的线性是指在其量程范围内，偏倚是基准值的线性函数。,一般来说，当基准值小时，偏倚就小；当基准值大时，偏倚就大。如果大到呈非线性关系，则系统的修正值就不可靠。所以要求做测量系统的线性分析。,线性分析的方法是线性回归分析。从最小二乘估计法可得到：,b=,a=,y,-b,x,y=ax+b,相关系数：,r=,r0.8，表示线性关系良好。否则，就需要更换量具或仪器。,Lxy,Lxx,x,i,y,i,-(x,i,)(y,i,)/n,x,i,-(x,i,),/n,Lxy,LxxLyy,分辨力,测量系统的分辨力(discrimination)是指测量系统识别并反应被测量最小变化的能力,。,若分辨力不够高，则无法正确识别过程的真实波动，因而影响对测量结果的定量描述和分析。,一般称测量结果的最小间距为其分辨力。此时判定准则为：在数值上不得大于过程总波动(6倍的过程标准差)的1/10；或者，不得大于容差的1/10。,数据组数也是用来表达测量系统的分辨力的。,数据组数=,p/,ms,*100%,判定标准,数据组数,说明,dis,2,测量系统分析和控制过程是无价值的。仅能表明过程的输出是否合格。不能用于对过程的参数估计或计算过程能力指数。,2dis,4,仅能提供粗糙的参数估计值，一般来说，不能用于过程参数估计或计算过程能力指数。,5 dis,量测系统有足够的分辨力。能用于各种参数估计，以及各种类型的控制图。,波动,精确性的,统,统计指标,是,是波动(variation)。表,示,示在相同,条,条件下多,次,次重复测,量,量结果的,分,分散程度,，常用测,量,量结果的,标,标准差,ms,或过程波,动,动PV表,示,示。测量,波,波动是指,置,置信度为99%的,测,测量结果,所,所占区间,的,的长度。,通常，测,量,量的结果,服,服从正态,分,分布N(,)，根,据,据正态检,验,验得到如,下,下概率等,式,式：,p(,|x-,|2.575,)=0.99,因此，所,占,占区间为(-2.575，,+2.575,)。区,间,间长度为5.15,。,测量数据,质,质量高，,既,既要求偏,倚,倚小，又,要,要求波动,小,小。若其,中,中一项偏,大,大，就不,能,能说所测,数,数据质量,高,高。,偏倚小波动小,偏倚大波动小,偏倚小波动大,偏倚大波动大,重复性（repeatability),重复性是,指,指在尽可,能,能相同的,测,测量条件,下,下，对同,一,一测量对,象,象进行多,次,次重复测,量,量所得结,果,果间的一,致,致性。通,常,常记为EV。,“尽可能,相,相同的测,量,量条件”,下,下进行测,量,量是指同,一,一操作员,、,、对同一,个,个测量对,象,象的同一,部,部位，放,在,在同一测,量,量仪器的,同,同一位置,、,、在较短,时,时间内进,行,行多次测,量,量。此时,重,重复性误,差,差的产生,就,就只能是,由,由仪器本,身,身的固有,波,波动引起,。,。,因此，重,复,复性常作,为,为量具固,有,有波动大,小,小的度量,。,。,好的,重复性,不好 重复性,参考值,平均值,平均值,再现性（reproducility),再现性是,指,指在各种,可,可能变化,的,的测量条,件,件下，对,同,同一测量,对,对象进行,多,多次重复,测,测量所得,结,结果间的,一,一致性。,通,通常记为AV。,改变测量,的,的条件，,可,可以是更,换,换操作者,、,、改变操,作,作方法、,改,改变测量,中,中的夹具,卡,卡具、改,变,变零件放,置,置位置、,改,改变测量,位,位置、改,变,变测量时,间,间等。,较为普遍,的,的是更换,操,操作人员,，,，用相同,的,的仪器，,对,对同一测,量,量对象进,行,行测量时,产,产生的波,动,动，此时叫做,人,人员间再,现,现性,。,好的,再现性,不好的,再现性,参考值,2.3,测,测量系统,能,能力评价,准,准则,评价方法,有,有两种：,一,将测量系,统,统的波动GAG/R&R,值,值与总波,动,动之比来,度,度量，通,常,常记为P/TV,。,P/TV=GAGR&R/TV*100%=(,o+,e,)/,T,*100%,二,将,测,测,量,量,系,系,统,统,的,的,波,波,动,动GAGR&R,与,与,被,被,测,测,对,对,象,象,的,的,质,质,量,量,特,特,性,性,的,的,容,容,差,差,之,之,比,比,来,来,度,度,量,量,。,P/T=GAGR&R/(USL-LSL)*100%=5.15(,o+,e,),/(USL-LSL)*100%,测量系统能力,说明,P/TV或P/T20%,测量系统能力很好,20%30%,不好，需改进,练,习,习,：,：,观,观,察,察,以,以,下,下,图,图,示,示,，,，,请,请,说,说,出,出,是,是,那,那,一,一,类,类,不,不,好,好,的,的,量,量,测,测,系,系,统,统,特,特,性,性,。,。,第,三,三,节,节,：,：,非,非,连,连,续,续,型,型,数,数,据,据MSA,两,两,大,大,技,技,术,术,3.1,有,有,效,效,性,性,技,技,术,术,3.2Kappa,技,技,术,术,3.1,有,有,效,效,性,性,技,技,术,术,性质,分析对象,假设,公式,重复性,单个测试者,样本量N，测试人数k，测试i次，一个人i次都一致的样本数n,n/N*100%,单人有效性,单个测试者,样本量N，测试人数k，测试i次，一个人i次都一致的样本个数n，n个样本中与标准一致的个数是m个,m/N*100%,再现性,所有测试者,样本量N，测试人数k，测试i次，k个人i次都一致样本数p,p/N*100%,总体有效性,所有测试者,样本量N，测试人数k，测试i次，k个人i次都一致样本数n，n中与标准一致的个数是q,q/N*100%,判,定,定,标,标,准,准,：,：,每,每,项,项,指,指,标,标,都,都,应,应80,样本,操作员A,操作员B,操作员C,序号,真实结果,第一次,第二次,第一次,第二次,第一次,第二次,1,合格,合格,合格,合格,合格,合格,合格,2,合格,合格,合格,合格,不合格,合格,合格,3,不合格,不合格,不合格,合格,合格,不合格,不合格,4,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,5,合格,不合格,合格,合格,合格,合格,合格,6,合格,合格,合格,合格,不合格,合格,合格,7,不合格,不合格,不合格,不合格,合格,不合格,不合格,8,不合格,合格,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,9,合格,合格,合格,合格,合格,合格,合格,10,合格,合格,合格,合格,合格,合格,合格,操作者,重复性,个人有效性,再现性,全体有效性,A,B,C,解,答,答,：,：,结,论,论,：,：,该,该,测,测,量,量,系,系,统,统,是,是,不,不,可,可,靠,靠,。,。,例3-1,：,：,某,部,部,门,门,针,针,对,对,其,其,某,某,种,种,关,关,键,键,输,输,出,出,做,做,了,了,非,非,连,连,续,续,型,型,数,数,据,据,的,的MSA,。,。,试,试,分,分,析,析,其,其,测,测,量,量,系,系,统,统,是,是,否,否,可,可,靠,靠,？,？,判,定,定,准,准,则,则,：,：,K0.7,测,测,量,量,系,系,统,统,不,不,好,好,；,；,0.7K0.8,测,测,量,量,系,系,统,统,一,一,般,般,；,；,0.9K,测,测,量,量,系,系,统,统,很,很,好,好,。,。,3.2Kappa,技,技,术,术,Pobserved,-,判,断,断,一,一,致,致,性,性,比,比,率,率;Pchance-,偶,偶,然,然,达,达,成,成,一,一,致,致,比,比,率,率;,Pobserved,等,于,于,上,上,表,表,对,对,角,角,线,线,上,上,概,概,率,率,的,的,总,总,和,和,：,：,P,observed,=(0.500+0.350)=0.850,Pchance,等,于,于,每,每,个,个,分,分,类,类,概,概,率,率,乘,乘,积,积,的,的,总,总,和,和,：,：,P,chance,=(0.600*0.55)+(0.400*0.45)=0.51,K,raterA,=(0.85-0.51)/(1-0.51)=0.693 0.7,？,样本,操作员A,操作员B,操作员C,序号,真实结果,第一次,第二次,第一次,第二次,第一次,第二次,1,合格,合格,合格,合格,合格,合格,合格,2,合格,合格,合格,合格,不合格,合格,合格,3,不合格,不合格,不合格,合格,合格,不合格,不合格,4,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,5,合格,不合格,合格,合格,合格,合格,合格,6,合格,合格,合格,合格,不合格,合格,合格,7,不合格,不合格,不合格,不合格,合格,不合格,不合格,8,不合格,合格,不合格,不合格,不合格,不合格,不合格,9,合格,合格,合格,合格,合格,合格,合格,10,合格,合格,合格,合格,合格,合格,合格,操作者,K,个人有效性,再现性,全体有效性,A,B,C,解答：,结论：,例3-2：,某部门针对,其,其某种关键,输,输出做了非,连,连续型数据,的,的MSA。,试,试分析其测,量,量系统是否,可,可靠？,第四节：有,关,关MSA的MINITAB实践,在MSA里,，,，有关统计,的,的测量系统,特,特性有：偏,倚,倚、