Wie führe ich eine Messsystemanalyse für quantitative Daten durch?
Datensatz für Gage Repeatability und Reproducibility XLS160 KB
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Voraussetzungen
- Windows:
- Versionen: 9x/Me/NT/2000/XP/Vista/Win 7
- Excel: 97 oder höher
- Prozessor: 32 oder 64 bit
- Festplattenspeicher: 150 MB
- Mac OS X:
- OS: OS X
- Excel: X, 2004 und 2011
- Festplattenspeicher: 150 MB
- Windows:
Vorteile von XLSTAT
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Praktisch und einfache Benutzung
Praktisch und einfache Benutzung XLSTAT ist perfekt in Microsoft Excel integriert, das das am meisten benutzte Tabellenkalkulationsprogramm ist. Dank dieser Integration und der gleichen Philosophie wie Excel, ist die Benutzung von XLSTAT leicht. Die Software ist in einem speziellen Reiter verfügbar, der das Menu der XLSTAT-Module enthält. Die verfügbaren Analysen sind in Gruppen ähnlicher Funktion zusammengefasst. Die Dialogfenster sind einfach und Ihre Einstellungen verständlich.
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Einfaches Mitteilen der Daten und Ergebnisse
Einfaches Mitteilen der Daten und Ergebnisse Einer der größten Vorteile von XLSTAT ist die Tatsache, das die Daten und Ergebnisse ohne Einschränkung kommuniziert werden können. Denn die Daten und Ergebnisse werden in Microsoft Excel gespeichert und sind daher allen zugänglich. Eine XLSTAT Lizenz oder ein Programm zur Ansicht ist nicht erforderlich, um die Daten und Ergebnisse zu empfangen und anzusehen. Darüber hinaus sind die Ergebnisse leicht in andere Programme von Microsoft Office, wie PowerPoint kopierbar, was Ihnen das Erstellen von Präsentationen mit ausgezeichneten Diagrammen in wenigen Minuten erlaubt.
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Modular
Modular XLSTAT ist ein modulares Produkt um XLSTAT-Pro herum, das die Basissoftware von XLSTAT darstellt. XLSTAT-Pro schließt bereits alle verbreiteten statistischen Funktionen und multivariaten Datenanalysen ein. Die fortgeschrittenen Funktionen sind ebenfalls in zusätzlichen Modulen verfügbar, die speziellen Anforderungen gerecht werden. So können Sie Ihre Software an Ihre eigenen Anforderungen anpassen, was sie attraktiver werden lässt.
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Didaktisch
Didaktisch Die XLSTAT Ergebnisse sind nach Analysen aufgebaut und einfach durchzublättern. Darüber hinaus sind den Ergebnissen nützliche Informationen hinzugefügt, um die Interpretation zu erleichtern.
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Preiswert
Preiswert XLSTAT ist eine modulare, komplette Statistik- und Datenanalysesoftware, die sich an alle Ihre analytischen Anforderungen Ihrer Organisation anpasst. Der Preis ist sehr gering, was Ihnen eine quasi sofortige Amortisierung erlaubt. Alle XLSTAT Lizenzen schließen ein Support und eine Unterstützung hervorragender Qualität ein.
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Zugänglich
Zugänglich Wir setzen uns ein, XLSTAT so vielen Personen wie möglich durch eine Benutzerschnittstelle in vielen Sprachen darunter Deutsch, englisch, französisch, spanisch, italienisch, portugiesisch, polnisch, chinesisch und japanisch zugänglich zu machen.
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Automatisierbar und personalisierbar
Automatisierbar und personalisierbar Die Mehrzahl der in XLSTAT verfügbaren Funktionen können direkt aus Visual Basic for Applications von Microsoft Excel heraus aufgerufen werden. Sie können in Ihre Routinen integriert werden, um Ihren Anforderungen einer speziellen Anwendung gerecht zu werden. Das Hinzufügen von Ergebnistabellen, Diagrammen, oder das Verändern bereits existierender ist vereinfacht. Darüber hinaus schließt XLSTAT die Werkzeuge zur Erzeugen des VBA Kodes für die Dialogfenster ein, so dass Sie Ihre Analysen vom VBA Editor heraus einfach reproduzieren können, indem Sie die Einstellungen automatisch laden. Diese Automatisierung der Analysen wird Ihnen viel Zeit einsparen.
Eine Excel-Mappe mit den Daten und den Ergebnissen, die in diesem Tutoriel behandelt werden, kann hier heruntergeladen werden. Die Daten stammen aus [Montgomery, D.C. (2001), Introduction to Statistical Quality Control, 4th edition, John Wiley & Sons] und entsprechen einer Messsystemanalyse mit 10 Teilen, 3 Prüfern und je 3 Wiederholungen von Messungen.
Die Messsystemanalyse (MSA) oder Gage R&R (Gage Repeatability und Reproducibility) ist ein Verfahren zum Überwachen und Beurteilen des Messprozesses. Es ist nützlich, um die für die Streuung der Messdaten verantwortlichen Quellen zu ermitteln. Die Streuung kann durch das Messgerät, den Prüfer und durch die Teile verursacht werden.
Das Wort „Gage" (oder Messgerät) geht darauf zurück, dass diese Methode darauf zielt ein Messgerät zu prüfen.
Eine Messung ist „wiederholbar", falls die Messungen eines bestimmten Prüfers für das gleiche Objekt (Produkt, Einheit, Teil oder Stichprobe je nach dem Anwendungsgebiet) wiederholt nicht weiter als ein vorgegebener Schwellwert variieren. Falls die Wiederholbarkeit eines Messsystems nicht befriedigend ist, sollte man die Qualität des Messinstrument in Frage stellen oder die Prüfer schulen, die keine wiederholbaren Ergebnisse erhalten, so fern man annehmen kann, dass das Messsystem nicht für die hohe Variabilität verantwortlich ist.
Eine Messung ist „reproduzierbar", falls die Messungen für ein bestimmtes Objekt (Produkt, Einheit, Teil oder Stichprobe je nach dem Anwendungsgebiet) von verschiedenen Prüfern nicht weiter als ein vorgegebener Schwellwert variiert. Falls die Reproduzierbarkeit eines Messsystems nicht befriedigend ist, so sollten die Prüfer geschult werden, damit die Ergebnisse homogener werden.
Das Ziel der Gage R&R Analyse ist es die Quellen der Variabilität zu identifizieren und notwendige Maßnahmen zur Reduktion einzuleiten, falls notwendig.
Wenn die Messwerte als quantitative Daten vorliegen, so stehen zwei alternative Methoden zur Gage R&R Analyse zur Auswahl. Die erste basiert auf der Varianzanalyse (ANOVA) und die zweite basiert auf R-Kontrollkarten (Bereich-Kontrollkarten).
Im vorliegenden Beispiel wird die ANOVA-Methode verwandt, um das Messsystem zu beurteilen.
Nach dem Öffnen von XLSTAT, wählen Sie den Befehl XLSTAT/XLSTAT-SPC/RRX oder klicken Sie auf den entsprechenden Button in der Toolbar " XLSTAT-SPC " (siehe unten).
Nach dem Klicken des Buttons erscheint das entsprechende Dialogfenster der Messsystemanalyse. Sie können nun die Daten im Excel-Blatt auswählen. Es gibt mehrere Arten die Daten in den XLSTAT Dialogfenstern auszuwählen (siehe auch das Tutoriel zu diesem Thema). Im untersuchten Beispiel beginnen die Daten in der ersten Zeile; es ist daher schneller die Spaltenauswahl zu benutzen. Daher erscheinen im Dialogfenster unten die Auswahlen in Form von Spalten. Die Option „Variablenbeschriftungen“ ist aktiviert, da die erste Zeile der Daten die Namen der Variablen enthält.
Wählen Sie die Spalte „Messwert“ als Y / Mass, die Spalte „Prüfer“ als X / Prüfer und die Spalte „Teil“ als Teile. Wählen Sie die Methode „ANOVA“ 
Im Reiter „Optionen“ wählen Sie „k Sigma“ als 6 und wählen Sie die gekreuzte ANOVA, um die Varianz in der Untersuchung als das 6fache der globalen Standardabweichung der Stichprobe zu wählen.
Im Reiter „Schätzung“ wird die Option „R-quer“ ausgewählt.
Im Reiter „Ausgabe“ werden alle Optionen aktiviert. 
Im Reiter „Diagramme“ werden alle Optionen aktiviert. 
Die Berechnungen beginnen, sobald der Button "OK" geklickt wird. Falls Sie in den Optionen von XLSTAT die Option „Auswahl bestätigen lassen“ aktiviert haben, so bittet Sie XLSTAT die Anzahl der Zeilen und der Spalten der Auswahlen zu bestätigen.
Das erste Ergebnis sind Varianzkomponenten der Daten mit zugehöriger Grafik. Man erkennt, dass der größte Anteil der Varianz ist auf Unterschiede zwischen den Teilen zurückzuführen ist (96.4 % Beitrag zur Varianz). Das Messsystem hat einen sehr geringen Anteil an der Gesamtvarianz (3.6%) und kann daher als angemessen bezeichnet werden.
Die folgenden Tabellen geben Einzelheiten über die Aufteilung der Streuung und von den daraus abgeleiteten Kennzahlen an. Eine Tabelle mit den Werten der Streuung der Untersuchung (basiert Faktor k Sigma der vom Benutzer hier als 6 gewählt wurde).
Darüber hinaus sind Kennzahlen zur Beurteilung der Messsystems angeben.
Wurde wie in diesem Beispiel die ANOVA-Methode ausgewählt, so werden die Ergebnisse der ANOVA mit den Anpassungskoeffizienten und der Tabelle der Varianzanalyse angezeigt.
Die folgenden Tabellen mit ihrem zugehörigen Diagramm stellen die Kontrollkarte X-quer mit den verschiedenen Kontrollgrenzen und Zentrallinien dar.
In einer ersten Tabelle werden die Daten der X-quer Kontrollkarte mit dem Gruppenmittelwert, Gruppenminimum und Gruppenmaximum angezeigt. Darüber hinaus sind noch die Zentrallinie (CL), die untere (LCL) und obere (UCL) Kontrollgrenze sowie die unteren und oberen Zonengrenzen A und B für jede Gruppe angegeben.
Zusammenfassend kann man dies auch in der Kontrollkarte X-quer sehen. Die Mittelwerte liegen nicht zwischen dem unteren und oberen Kontrollgrenzen. Die Varianz zwischen den einzelnen Teilen ist deutlich nicht unter Kontrolle.
In der gleichen Weise sind auch die Daten des R Diagramms zu lesen. Sie liegen allesamt innerhalb der Kontrollgrenzen. Dies ist ein typisches Ergebnis eines gültigen Messsystems.
Die beiden Kontrollkarten lassen daher den Schluss zu, dass das Messsystem fähig ist.
Es folgen nun Diagramme mit Box-Plots und Scatterdiagrammen pro Teil und pro Prüfer. So kann man die unterschiedlichen Verteilungen visuell vergleichen.
Man kann erneut feststellen, dass die Varianz zwischen den Teilen sehr groß ist. Die Teile 2, 4, 6 und 8 weisen deutlich höhere Messwerte als die Teile 3, 5, 7 und 9 auf.
Die Streuung zwischen den Prüfern dagegen ist sehr gering. Man kann visuell keine Unterschiede feststellen.
Abschließend werden die Mittelwertprofile pro Teil, pro Prüfer und pro Teil*Prüfer dargestellt.
Im Mittelwertdiagramm der Teile kann man die unterschiedlichen Teilegruppen wiederfinden.
Im Mittelwertdiagramm der Prüfer kann man leichte Unterschiede zwischen den Prüfern feststellen, diese sind jedoch gering im Vergleich zu den Unterschieden zwischen den Teilen 10-mal geringer.
In den beiden Profildiagrammen der Interaktion Teil*Prüfer kann man erneut feststellen das die Profile der Prüfer pro Teil sehr eng beieinander liegen, jedoch die Profile der Teile pro Prüfer auseinandergehen.
