MSA測(cè)量系統(tǒng)分析培訓(xùn)教材

1、第 片1第 片2課程目標(biāo) 到本課程結(jié)束時(shí)，學(xué)員應(yīng)能： 識(shí)別測(cè)量系統(tǒng)分析是由哪些部分組成的； 完成并理解所有類型的測(cè)量系統(tǒng)分析。 第 片3測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析TS16949 要求必須對(duì)控制計(jì)劃中指示的所有檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。 第 片4測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 什么是測(cè)量系統(tǒng)分析什么是測(cè)量系統(tǒng)分析 (MSA)? 測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）是用于確定測(cè)量裝置與公差相比的誤差。第 片5測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 (MSA) 由哪些部分組成由哪些部分組成? 量具重復(fù)性量具重復(fù)性 量具再現(xiàn)性量具再現(xiàn)性 偏倚偏倚 線性線性 穩(wěn)定性穩(wěn)定性第 片6測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分

2、析那么什么是量具雙性？那么什么是量具雙性？量具雙性（量具雙性（R&R）是量具是量具重復(fù)性重復(fù)性 和和再現(xiàn)性再現(xiàn)性的首字母縮寫。的首字母縮寫。 第 片7測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 量具重復(fù)性的定義 重復(fù)性重復(fù)性 當(dāng)由同一操作人員多次測(cè)量同一特性時(shí)，測(cè)量裝置重復(fù)其讀數(shù)的能力。這通常被稱為設(shè)備變差。 重復(fù)性設(shè)備的變差重復(fù)性設(shè)備的變差第 片8測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 量具再現(xiàn)性的定義 再現(xiàn)性再現(xiàn)性 由不同操作人員使用同一測(cè)量裝置并測(cè)量同一特性時(shí)，測(cè)量平均值之間的變差。這通常被稱為操作員變差。再現(xiàn)性再現(xiàn)性 = 操作員變差操作員變差第 片9測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 有二種類型的量具雙性研究 計(jì)量型計(jì)

3、量型 - 大樣法大樣法 (均值和極差法) 計(jì)數(shù)型量具研究計(jì)數(shù)型量具研究第 片10測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第1步 在下表中記錄所有的初始信息。零零件件名名稱稱: 發(fā)動(dòng)機(jī)支座 特特性性: 硬度 容容差差: 10個(gè)單位 零零件件編編號(hào)號(hào): 92045612 量量具具名名稱稱/編編號(hào)號(hào): QA1234 日日期期: 1995年9月27日 計(jì)計(jì)算算者者: John Adamek 操操作作員員姓姓名名: 操操作作員員 A,操作員 B, 操作員 C 操操作作員員 A 操操作作員員 B 操操作作員員C 樣本 第一次 第二次 第三次 極差 第一次 第二次 第三次 極差

4、 第一次 第二次 第三次 極差 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 總計(jì) 測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第2步 選擇2個(gè)或3個(gè)操作員并讓每個(gè)操作員隨機(jī)測(cè)量10個(gè)零件2或3次并將結(jié)果填入表中。零件名稱零件名稱: 發(fā)動(dòng)機(jī)支座 特性特性: 硬度 容差容差: 10 個(gè)單位 零件編號(hào)零件編號(hào): 92045612 量具編號(hào)量具編號(hào): QA 1234 日期日期: 1995年 9月 27日 計(jì)算者計(jì)算者: John Adamek 操作員姓名操作員姓名: 操作員 A, 操作員 B, 操作員 C 操作員操作員 A 操作員操作員 B 操作員操作員 C 樣品 第一次 第二

5、次 第三次 極差 第一次 第二次 第三次 極差 第一次 第二次 第三次 極差 1 75 75 74 76 76 75 76 75 75 2 73 74 76 76 75 75 75 76 76 3 74 75 76 76 75 76 74 76 76 4 74 75 74 75 75 74 74 74 74 5 75 74 74 74 74 76 76 75 74 6 76 75 75 74 74 76 76 76 76 7 74 77 75 76 75 74 75 75 74 8 75 74 75 75 74 74 75 74 76 9 76 77 77 74 76 76 74 74 76

6、10 77 77 76 76 74 75 75 76 74 總計(jì) 第 片12測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第3步 計(jì)算極差和均值，如：零件名稱零件名稱: 發(fā)動(dòng)機(jī)支座 特性特性: 硬度 容差容差: 10 個(gè)單位 零件編號(hào)零件編號(hào): 92045612 量具編號(hào)量具編號(hào): QA 1234 日期日期: 1995年 9月 27日 計(jì)算者計(jì)算者: John Adamek 操作員姓名操作員姓名: 操作員操作員 A, 操作員 B, 操作員 C 操作員操作員 A 操作員操作員 B 操作員操作員 C 樣品 第一次 第二次 第三次 極差 第一次 第二次 第三次 極差 第一次

7、第二次 第三次 極差 1 75 75 74 1 76 76 75 1 76 75 75 1 2 73 74 76 3 76 75 75 1 75 76 76 1 3 74 75 76 2 76 75 76 1 74 76 76 2 4 74 75 74 1 75 75 74 1 74 74 74 0 5 75 74 74 1 74 74 76 2 76 75 74 2 6 76 75 75 1 74 74 76 2 76 76 76 0 7 74 77 75 3 76 75 74 2 75 75 74 1 8 75 74 75 1 75 74 74 1 75 74 76 2 9 76 77 7

8、7 1 74 76 76 2 74 74 76 2 10 77 77 76 1 76 74 75 2 75 76 74 2 均值 74.9 75.3 75.2 75.2 74.8 75.1 75.0 75.1 75.1 第 片13測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第4步 計(jì)算均值的平均值，然后確定最大差值并確定平均極差的平均值，如：操操作作員員 A操操作作員員 B操操作作員員 C樣品第一次第二次第三次極差第一次 第二次第三次極差第一次第二次第三次極差1757574176767517675751273747637675751757676137475762767

9、5761747676247475741757574174747405757474174747627675742676757517474762767676077477753767574275757418757475175747417574762976777717476762747476210777776176747527576742均值74.975.375.21.575.274.875.11.575.075.175.11.3XXXXABCdiff = ( 74.9 + 75.3 + 75.2) / 3 = 75.1 R = average of the average ranges = ( 75

10、.2 + 74.8+ 75.1) / 3 = 75.0 R = (1.5+1.5+1.3) / 3 = 1.43 = ( 75.0+ 75.1+ 75.1) / 3 = 75.1= Xmax - Xmin = 75.1- 75.0 = 0.1均值的平均值第 片14測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第5步 計(jì)算 UCLR 并放棄或重復(fù)其值大于UCLR 的讀數(shù)。 既然極差已沒有大于3.70 的值，那么繼續(xù)進(jìn)行。測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法)*RUCL = R x D4 = 1.43 x 2.58 = 3.70第 片15測(cè)量系

11、統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第6步 用以下公式計(jì)算設(shè)備變差 ：Repeatability - Equipment Variation (E.V.)E.V. = R x K %E.V. = 100 (E.V.)/(TOL)E.V. = 1.43 x 3.05 %E.V. = 100(4.36)/(10)E.V. = 4.36 %E.V. = 43.6 %1試驗(yàn)次數(shù)23K14.563.05重復(fù)性設(shè)備變差（EV）第 片16測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第7步 用以下公式計(jì)算操作員變差： Reproducibilty - Ope

12、rator Variation (O.V.)O.V. = (Xx KE.V)N x R) %O.V. = 100(O.V.) / (TOL)O.V. = (0.1 x 2.7) - (4.36)/ (10 x 3) %O.V. = 100 (0.0) / (10)O.V. = 0 %O.V. = 0.0%diff 22222)(/ (操作員編號(hào) 2 3 K2 3.65 2.70 重復(fù)性操作員變差（O.V）第 片17測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第8步 用以下公式計(jì)算重復(fù)性和再現(xiàn)性：Repeatability and Reproducibility (R&

13、amp; R)R& R = (E.V.)+ (A.V.) %R& R = 100(R& R) / (TOL)R& R = (4.36)+ (0.0) %R& R = 100(4.36) / (10)R& R = 4.36 %R& R = 43.6%2222重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）第 片18測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 - 大樣法大樣法 (極差法) 第9步 對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋： 量具 %R&R 結(jié)果大于30，因此驗(yàn)收不合格。 操作員變差為零，因此我們可以得出結(jié)論認(rèn)為由操作員造成的誤差可忽略。 要達(dá)到可接受的量具R&am

14、p;R，必須把重點(diǎn)放在設(shè)備上。第 片19測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)量型計(jì)量型 重復(fù)性再現(xiàn)性重復(fù)性再現(xiàn)性(GR&R)判定原則為判定原則為: %RR10%，測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)可以可以接受！接受！ 10%RR30%，測(cè)量系統(tǒng)尚可接受！測(cè)量系統(tǒng)尚可接受！ %RR30%，測(cè)量系統(tǒng)不可以接受！測(cè)量系統(tǒng)不可以接受！ 此外，此外，ndc(有效分辨率有效分辨率)取整整，且應(yīng)該大于取整整，且應(yīng)該大于等于等于5。 第 片20測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)數(shù)型量具研究計(jì)數(shù)型量具研究 任何量具的目的都是為了發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品。如果它能夠發(fā)現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，那么它就是合格的，否則量具就是不合格的。 計(jì)數(shù)型量具研究無(wú)法對(duì)量

15、具有多“好”作出量化判斷，它只能用于確定量具合格與否。第 片21測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)數(shù)型量具研究計(jì)數(shù)型量具研究 方法 - 第1步 選擇20個(gè)零件。選擇這些零件時(shí)應(yīng)確保有些零件（假定為26個(gè)）稍許低于或高于規(guī)范限值。 第2步 給這些零件編上號(hào)碼。如果可能的話，最好是在操作員不會(huì)注意到的部位。第 片22測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)數(shù)型量具研究計(jì)數(shù)型量具研究 第3步 由兩位操作員對(duì)零件進(jìn)行兩次測(cè)量。確保零件為隨機(jī)抽取以避免偏倚。 第4步 記錄結(jié)果。 第5步 評(píng)定量具的能力。第 片23測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)數(shù)型量具研究計(jì)數(shù)型量具研究 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 如果所有的測(cè)量結(jié)果都一致，則該量具是

16、合格的，即所有四次測(cè)量必須是相同的。請(qǐng)參閱下一頁(yè)的示例。第 片24測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 計(jì)數(shù)型量具研究計(jì)數(shù)型量具研究 - 示例示例零件名稱零件名稱: 橡皮 軟管I.D.量具名稱量具名稱/ID: Go/No-Go Gauge零件編號(hào)零件編號(hào): 92015623日期日期: 1995年10月3日操作員A操作員 B第一次第二次第一次第二次1GGGG2NGNGNGNG3NGNGGG4GGGG5GGGG6NGNGNGNG7NGGGNG8GGGG9GGGG10GGGG11GGGG12NGNGNGG13GGNGG14GGGG15GGGG16GGGG17GGGG18GGGG19GGGG20NGNGNGNG結(jié)

17、果：合格不合格測(cè)量結(jié)果說(shuō)明測(cè)量結(jié)果說(shuō)明1. 假設(shè)零件 2,3,6,12和 20 為不合格零件。2. 量具發(fā)現(xiàn)2號(hào)零件不合格。3. 盡管3號(hào)零件也不合格，但操作員B沒有發(fā)現(xiàn)，因此量具是不合格的。4. 6號(hào)零件是不合格的，這一點(diǎn)兩位操作員都發(fā)現(xiàn)了。5. 7號(hào)零件是合格的，但兩位操作員使用該量具進(jìn)行一次測(cè)量時(shí)都判其為不合格。6.第 片25測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 偏倚偏倚偏倚的定義偏倚的定義 偏倚被定義為測(cè)量值的平均值 與 實(shí)際值 之間的差值。第 片26測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 偏倚偏倚 偏倚與準(zhǔn)確度有關(guān)，因?yàn)槿绻麥y(cè)量值的平均值相同或近似于相同，就可以說(shuō)是零偏倚。這樣的話，所用的量具便是“準(zhǔn)確的”。

18、第 片27第 片28第 片29第 片30第 片31穩(wěn)定性穩(wěn)定性 穩(wěn)定性定義穩(wěn)定性定義穩(wěn)定性被定義為在某時(shí)間段內(nèi)穩(wěn)定性被定義為在某時(shí)間段內(nèi)過(guò)程變差的差值。過(guò)程變差的差值。第 片32測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析穩(wěn)定性穩(wěn)定性 用以下步驟計(jì)算穩(wěn)定性： 第1步 取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品并確定其基準(zhǔn)值。取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品并確定其基準(zhǔn)值。 第2步 按固定周期對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行按固定周期對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行5次測(cè)量。次測(cè)量。第 片33測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析穩(wěn)定性穩(wěn)定性 第3步 在在 R圖上標(biāo)繪數(shù)據(jù)。圖上標(biāo)繪數(shù)據(jù)。 第4步 計(jì)算控制極限值并評(píng)估任何超出控制范圍的情計(jì)算控制極限值并評(píng)估任何超出控制范圍的情況。況。 第5步 如果存在超出控制

19、范圍的情況，則說(shuō)明測(cè)量系如果存在超出控制范圍的情況，則說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)不穩(wěn)定。統(tǒng)不穩(wěn)定。X第 片34測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 線性線性 線性的定義線性的定義線性被定義為線性被定義為在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，量具偏倚值間的差值。量具偏倚值間的差值。第 片35測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析如何確定線性的示例如何確定線性的示例 線性示例:一位工程師很想確定某測(cè)量系統(tǒng)的線一位工程師很想確定某測(cè)量系統(tǒng)的線性。量具的工作范圍是性。量具的工作范圍是2.0 毫米至毫米至 10.0 毫米。毫米。第 片36測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析如何確定線性的示例如何確定線性的示例 第1步 選擇至少5個(gè)零件用于進(jìn)行測(cè)

20、量，每個(gè)零件至少測(cè)量10次。在本例中，我們將選擇5個(gè)零件，每個(gè)零件測(cè)量12次。 參閱下一頁(yè)中的數(shù)據(jù)。第 片37測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析如何確定線性的示例如何確定線性的示例 零 件 1零 件 2零 件 3零 件4零 件 5基 準(zhǔn) 值2.004.006.008.0010.00第 一 次 測(cè) 量2.705.105.807.609.10第 二 次 測(cè) 量2.503.905.707.709.30第 三 次 測(cè) 量2.404.205.907.809.50第 四 次 測(cè) 量2.505.005.907.709.30第 五 次 測(cè) 量2.703.806.007.809.40第 六 次 測(cè) 量2.303.906.

21、107.809.50第 七 次 測(cè) 量2.503.906.007.809.50第 八 次 測(cè) 量2.503.906.107.709.50第 九 次 測(cè) 量2.403.906.407.809.60第 十 次 測(cè) 量2.404.006.307.509.20第 十 一 次 測(cè) 量 2.604.106.007.609.30第 十 二 次 測(cè) 量 2.403.806.107.709.40第 片38測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 線性線性 第2步 計(jì)算零件平均值零件平均值偏倚偏倚極差極差請(qǐng)參閱下一頁(yè)。請(qǐng)參閱下一頁(yè)。第 片39測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析如何確定線性的示例如何確定線性的示例零件 1零件 2零件 3零件 4零件 5基準(zhǔn)值2.004.006.008.0010.00第一次測(cè)量2.705.105.807.609.10第二次測(cè)量2.503.905.707.709.30第三次測(cè)量2.404.205.907.809.50第四次測(cè)量2.505.005.907.709.30