测量系统分析仪表板插件
测量系统分析(MSA)
工业制造过程通常存在诸多变异来源和严格的公差要求。因此,了解数据背后的变异性往往是改进流程的关键步骤。
测量系统分析是一类广泛的统计工具和方法,旨在分析过程的变异性。具体而言,量具重复性和再现性 (GRA) 方法将变异性划分为不同的类别。这些类别包括重复性和再现性,它们有助于衡量过程在相同和不同条件下的一致性。
适用于 JMP 19 或更高版本的测量系统分析仪表板插件旨在为用户提供便捷的测量系统概览。该插件创建了一个精简且可自定义的仪表板,并可通过多种方式轻松共享,从而最大限度地满足用户需求。该插件利用 JMP 更广泛的测量系统分析 (MSA) 平台中的特定元素,提供可视化和统计信息,从而高效地展现特定过程的变异性。
该插件可在MSA Dashboard: JMP Marketplace中找到。
MSA 控制面板插件
本节将以 Gasket.jmp(Wheeler 2006)示例数据为例,解释 MSA Dashboard 插件的各个组成部分。相关脚本的数据表已附在本博客中。
对话
首先,要访问初始对话框,请转到加载项菜单并选择“MSA 控制面板”以查看初始对话框。该对话框的设计与 JMP 的 MSA 平台类似。要继续操作,只需两列即可。至少需要将一列连续列指定为 Y/测量值,并将另一列指定为零件/样品 ID 变量。此外,还可以选择一个或多个分组列。
Figure 1: Menu selection图 1:菜单选择
接下来,还有其他几个选项可供选择。首先,用户可以根据研究设计选择合适的模型类型。可选类型包括交叉模型和嵌套模型。此外,用户还可以选择使用标准差或极差来绘制离散度图,以及选择某些计算中使用的显著性水平(α)和标准差乘数(σ)。
Figure 2: Dialog图 2:对话
该应用程序还提供添加或编辑可选 MSA 元数据(例如公差范围、公差限值、历史均值和历史标准差)的选项,这些元数据可能包含在您的流程中。默认情况下,如果 MSA 元数据部分未选中任何内容,MSA 控制面板将尝试使用已保存的 MSA 列属性来获取流程的 MSA 元数据,例如历史标准差和公差范围。但是,可以通过两种方式更改此设置。首先,用户可以选中“启动元数据对话框”复选框,在初始对话框中单击“确定”后,将启动一个额外的对话框。元数据对话框允许用户通过多种方式输入公差范围,包括范围、双侧限值或单侧限值。元数据对话框会自动填充 MSA 列属性中已有的任何元数据。此外,如果用户选中“使用规格限值作为公差”复选框,则公差限值和范围将使用已保存到“规格限值”列属性中的任何规格限值。
Figure 3: Metadata entry图 3:元数据条目
最后,启动仪表板时可以选择显示或隐藏所有可用的图表控制面板。选择所有所需选项并设置好所需的列后,单击“确定”即可开始生成仪表板。
整体布局
MSA仪表盘主要由图表网格组成,可快速有效地展现给定流程的测量系统。影响整个仪表盘的选项位于主红色三角形菜单中。各个组件的选项位于包含该组件的相应框的红色三角形菜单中。
Figure 4: Full default dashboard图 4:完整默认仪表板
方差分量柱状图
位于左上角的方差分量条形图旨在显示测量系统中变异的来源。其控制面板或红色三角形菜单中提供了多个选项。这些选项分为三大类:
图形选项类别包括切换标签以显示或隐藏图表中每个条形的值;切换详细信息条形以将可重复性条形展开为各个组成部分或将其缩减回可重复性条形;以及切换总计条形以显示或隐藏表示总过程变异的条形。
“指标”类别包含除百分比指标之外的所有指标选项。这些选项包括方差分量、标准差和变异系数(6*标准差) 。这些选项在初始启动时默认均未启用。
“百分比指标”类别包含所有基于百分比的指标选项,包括“总方差分量百分比”、“标准差百分比”、“容差百分比”和“过程百分比”。“总方差分量百分比”选项在启动时默认选中。“容差百分比”选项仅在提供了容差范围或限值时可用,“过程百分比”选项仅在提供了历史标准差时可用。
除“指标”和“百分比指标”外,所有选项均可同时使用。选择任一指标类别中的选项后,另一类别中的选项将自动禁用。
Figure 5: Bar chart图 5:柱状图
平均图表
均值图位于方差分量条形图下方,是一种控制图,旨在帮助可视化观察到的变异性。均值图显示了每种组合的零件平均值,并基于所有数据设置了控制限。这些控制限可用于帮助确定您的测量系统是否足以检测零件之间的差异。
Figure 6: Average chart图 6:平均值图
分散图
离散度图位于平均值图下方,是一种控制图,它显示了根据每组重复测量计算出的范围或标准差。它用于帮助直观地了解不同变量的重复测量之间的变异性是否一致。平均值图和离散度图均不提供自定义选项。
Figure 7: Dispersion chart图 7:离散度图
分组图
位于右上角的分组图用于显示按分组变量划分的各个数据点(如果已提供分组变量)。如果没有提供分组变量,则会显示所有数据点。如果提供了多个分组变量,用户可以通过控制面板或红色三角形菜单切换所使用的分组变量。此外,还可以通过切换“图形选项”中的“点”、“箱线图”和“连接均值”来更改图表。
Figure 8: Grouping chart图 8:分组图
零件图
位于分组图下方的部件图旨在突出显示各部件的总体趋势。它通过连接各部件均值的线条来实现这一点。如果提供了分组变量,它还会根据该变量对数据点进行着色。如果提供了多个分组变量,用户可以通过控制面板或红色三角形菜单来选择用于为图表中的数据点着色的分组变量。
Figure 9: Part chart图 9:零件图
交互图
交互图位于零件图下方,旨在显示分组变量与零件变量之间的交互作用。交互图仅显示在至少包含一个分组变量的交叉设计中。分组变量用作叠加变量。与零件图类似,如果提供了多个分组变量,用户可以通过控制面板或红色三角形菜单选择用于叠加的分组变量。
Figure 10: Interaction plot图 10:交互作用图
摘要报告
默认情况下,汇总报告处于隐藏状态,但可通过主红色三角形菜单访问。启用后,汇总报告将显示在图表下方。汇总报告拥有独立的红色三角形菜单,可用于访问不同的选项。默认情况下,显示 AIAG 仪表 R&R 结果,但也提供 EMP 仪表 R&R 结果和 EMP 结果。
自定义描述
MSA 控制面板报告顶部提供了一个可编辑的描述文本框。您可以通过控制面板主菜单中的红色三角形选择“编辑描述”来访问该文本框。选择后,控制面板顶部会显示一个可编辑的自动生成的描述文本框。该自动生成的描述包含研究设计信息,您可以自由编辑。完成所需的编辑后,您可以点击“设置描述”按钮将描述切换到静态视图。如果您希望进一步编辑或隐藏描述,只需再次从主菜单中选择“编辑描述”即可重新显示相应的选项。选择“隐藏描述”会将描述隐藏,但会保留所有已进行的编辑。
Figure 11: Custom description图 11:自定义描述
保存选项
主红色三角形菜单还提供了多种保存报告的选项,包括:
- 保存为PDF格式。
- 保存为图片。
- 保存为交互式 HTML 格式。
- 复制到剪贴板。
- 将脚本保存到数据表中。
- 将脚本保存到脚本窗口。
前四个选项会在保存时暂时隐藏图表控制面板。后两个选项会将通过红色三角形菜单或控制面板所做的所有更改保存为 JSL 脚本。但是,通过其他方式进行的更改,例如调整大小或右键单击找到的选项,不会保存到 JSL 脚本中。
Figure 12: Full customized dashboard图 12:完全自定义仪表板
更多资源
附件文件中保存了一个包含自定义仪表板的示例数据表: 垫片 - MSA 仪表板博客示例.jmp 。
如需进行更多测量系统分析,请尝试使用 JMP 中的 MSA 平台。完整的 MSA 平台包含更多工具、分析功能和选项,可用于评估测量系统,并支持更复杂的模型。
要了解测量系统分析 (MSA),您可以尝试 JMP 的免费课程“工业问题解决统计思维 (STIPS)” ,或访问 JMP 的统计知识门户网站,了解更多关于 MSA 和其他统计方法的信息。您可以在 STIPS 的第三章“质量方法”中找到 MSA 的相关内容。
参考
唐纳德·J·惠勒 (2006)。《EMP III:评估测量过程及使用不完美数据》。第二版,SPC出版社,田纳西州诺克斯维尔。