五大核心工具之MSA(共34頁).ppt

1、MSA測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析Measurement Systems Analysis測量系統(tǒng)分析1、名詞、術(shù)語2、測量過程3、測量系統(tǒng)誤差類型4、測量系統(tǒng)分析方法5、顧客要求測量系統(tǒng)分析1 1、名詞、術(shù)語、名詞、術(shù)語1.1、測量： 對某具體事物賦予數(shù)字（或數(shù)值），以表示它們對于特定特性之間的關(guān)系。1.2、量具：任何用來進行測量的裝置，也包括通/止規(guī)。1.3、測量系統(tǒng)：是對測量單元進行量化或?qū)Ρ粶y的特性進行評估，其所用的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的集合，用來獲得測量結(jié)果的整個過程1.4、 測量系統(tǒng)分析：它使用數(shù)理統(tǒng)計和圖表的方法對測量系統(tǒng)的誤差進行分析,以評估測

2、量系統(tǒng)對於被測量的參數(shù)來說是否合適,并確定測量系統(tǒng)誤差的主要成份。 2、測量過程2.1、測量系統(tǒng)誤差的影響、測量系統(tǒng)誤差的影響 不好的零件永遠視為不好的零件 可能做出潛在的錯誤決定 好零件永遠被視為好零件 “取偽”、“棄真”的過程發(fā)生在區(qū)。2、測量過程2.22.2、影響測量系統(tǒng)的因素：、影響測量系統(tǒng)的因素：2、測量過程2.32.3、測量系統(tǒng)變差、測量系統(tǒng)變差a.a.位置變差：位置變差：準確度、偏倚、穩(wěn)定性、線性b.b.寬度變差：寬度變差：精確度、重復(fù)性、再現(xiàn)性、GRR(量具和重復(fù)性、再現(xiàn)性)或Gage RR（測量系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性、測量系統(tǒng)能力、測量系統(tǒng)性能、敏感度、均一性、一致性等）位置的

3、不同尺寸尺寸分布寬度不同2、測量過程2.4、好的測量系統(tǒng)a.a.具有足夠的分辨力和敏感度具有足夠的分辨力和敏感度 測量增量測量目的測量增量測量目的 10:1 10:1 原則，即儀器的分辨力能將公差原則，即儀器的分辨力能將公差 分分成成1010份以上份以上 b.b.系統(tǒng)系統(tǒng)“受控受控”，在重復(fù)測量條件下，測量系統(tǒng)變差原因只能由普通原，在重復(fù)測量條件下，測量系統(tǒng)變差原因只能由普通原因造成因造成c.c.為了產(chǎn)品控制，變差應(yīng)小于規(guī)范限值為了產(chǎn)品控制，變差應(yīng)小于規(guī)范限值d.d.為了過程控制，測量系統(tǒng)應(yīng)小于制造過程變差為了過程控制，測量系統(tǒng)應(yīng)小于制造過程變差 一個理想的測量系統(tǒng)每次均產(chǎn)生“正確的”測量結(jié)果

4、，零變差、零偏移2、測量過程2.5、為什么要進行測量系統(tǒng)分析？、為什么要進行測量系統(tǒng)分析？ 測量數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用：探測、評價，如產(chǎn)品檢驗；還應(yīng)用于探測、測量數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用：探測、評價，如產(chǎn)品檢驗；還應(yīng)用于探測、研究，如過程能力研究。研究，如過程能力研究。 數(shù)據(jù)質(zhì)量決定了以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的程序的利益。數(shù)據(jù)質(zhì)量決定了以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的程序的利益。 數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于處于穩(wěn)定條件下進行操作的測量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于處于穩(wěn)定條件下進行操作的測量系統(tǒng)。 如：過程能力分析之前需對測量系統(tǒng)進行分析如：過程能力分析之前需對測量系統(tǒng)進行分析3.1、偏倚、偏倚 (Bias) 測量的觀測平均值和基準值之間的差異 3、測量系統(tǒng)

5、誤差類型、測量系統(tǒng)誤差類型3.2、線性、線性 (Linearity) 整個量程范圍的偏倚改變 3 3、測量系統(tǒng)誤差類型、測量系統(tǒng)誤差類型3.3、重復(fù)性、重復(fù)性 (Repeatability)3、測量系統(tǒng)誤差類型、測量系統(tǒng)誤差類型由一位評價人多次使用一種測量儀器，測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差 3.4、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性 (Stability) 偏倚隨時間的變化 3、測量系統(tǒng)誤差類型、測量系統(tǒng)誤差類型3.5、再現(xiàn)性、再現(xiàn)性 (Reproducibility)五大核心工具簡介-MSA由不同的評價人使用同一個量具，測量一個零由不同的評價人使用同一個量具，測量一個零件的一個特性時產(chǎn)生的件的一個特性

6、時產(chǎn)生的測量平均值的變差。測量平均值的變差。3.6、量具重復(fù)性和再現(xiàn)性、量具重復(fù)性和再現(xiàn)性Gage R&R (repeatability and reproducibility)n 適用于所有列入控制計劃的測量系統(tǒng)適用于所有列入控制計劃的測量系統(tǒng)v計量型計量型 (Variable)v計數(shù)型計數(shù)型 (Attribute)3 3、測量系統(tǒng)誤差類型、測量系統(tǒng)誤差類型4、測量系統(tǒng)分析方法4.1、常用測量系統(tǒng)分析方法分類基本計量型極差法、均值與極差法、方差分析法、偏倚、極差法、均值與極差法、方差分析法、偏倚、線性、控制圖法線性、控制圖法備注備注基本計數(shù)型信號探測法、假設(shè)試驗分析法、信號探測法、假

7、設(shè)試驗分析法、小樣法小樣法不可重復(fù)的（破壞性試驗）控制圖法控制圖法復(fù)合的系統(tǒng)、量具或試驗標準控制圖法、方差分析法、回歸分析法控制圖法、方差分析法、回歸分析法4、測量系統(tǒng)分析方法4.2、測量系統(tǒng)分析的順序 偏倚穩(wěn)定性線性重復(fù)性再現(xiàn)性GRR4、測量系統(tǒng)分析方法4.3、測量系統(tǒng)分析對象 列入控制計劃的測量系統(tǒng) 是否每一個都要做： 相同的系列測一個 長度游標卡千分尺力學(xué)電子稱拉力機4、測量系統(tǒng)分析方法4.4、量具量具 R&R R&R 或或 GRRGRR 量具量具R&RR&R或或GRRGRR是重復(fù)性和再是重復(fù)性和再現(xiàn)性合成變差的一個估計。現(xiàn)性合成變差的一個估計。換句話說，

8、換句話說，GRRGRR等于系統(tǒng)內(nèi)部等于系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的方差的總和。和系統(tǒng)之間的方差的總和。4、測量系統(tǒng)分析方法、量具量具 R&R R&R 或或 GRRGRR分析方法分析方法 均值和極差法（XR）是一種提供測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計的數(shù)學(xué)方法。值得注意的是，均值和極差分析方法忽略了被測量的對象零件的內(nèi)變差（如零件的圓度、錐度、平面度等）。分析步驟： 由分析人員從現(xiàn)場抽取10個零件，作為樣本，代表過程變差的實際或預(yù)期范圍。 指定三位在生產(chǎn)中實施測量的檢驗人員作為評價人。對抽取的10 個零件進行編號，評價人應(yīng)不能看到這些編號。4、測量系統(tǒng)分析方法、量具、量具 R&R R&

9、amp;R 或或 GRRGRR分析分析請評價人A以隨機的順序測量抽取的10個零件，由分析人員依據(jù)零件的編號將測量結(jié)果記錄在量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表上。請評價人B和C分別對這10個零件按隨機的順序進行測量，并讓他們互不知道對方的測量結(jié)果。由分析人員將評價人B和C的測量結(jié)果分別按量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表的對應(yīng)關(guān)系填寫記錄數(shù)據(jù)。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法均值和極差法4、測量系統(tǒng)分析方法、數(shù)據(jù)計算 依據(jù)表格量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表進行計算。a）用第1、2、3行中的最大值減去它們中的最小值，把結(jié)果記入第5行。用第6、7、8行中的最大值減去它們中的最小值，把結(jié)果記

10、入第10行。用第11、12、13行中的最大值減去它們中的最小值，把結(jié)果記入第15行； b）把填入5、10、15行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)； c）把第5行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到評價人A的測量平均極差Ra。同樣對第10行、第15行的數(shù)據(jù)進行處理得到Rb和 Rc；4、測量系統(tǒng)分析方法d）將第5、10、15行的測量平均極差（Ra、Rb、Rc）轉(zhuǎn)記到第17行，將它們相加并除以評價人數(shù)，將結(jié)果記為R（所有極差的平均值）；e）將R（所有極差的平均值）記入第19行、20行并與D3和D4（控制圖常數(shù)）相乘，得到極差圖的控制下限和上限。如果進行2次實驗則D3值為零，D4值為3.27。將計算出的單個極差的上限值（UC

11、LR）填入第19行。少于7次測量的控制下限極差值（LCLR）等于零。h）將第1、2、3行的“平均值”相加，除以實驗次數(shù)，并將結(jié)果填入第4行的Xa欄內(nèi)。同樣，將第6、7、8行的“平均值”相加，將11、12、13行的“平均值”相加，然后分別除以實驗次數(shù)，并將結(jié)果填入第9行、14行的Xb、Xc欄內(nèi)。4、測量系統(tǒng)分析方法f f）以計算出的極差上限值（UCLR）為對照，對那些大于計算極差的數(shù)據(jù)進行分析并采用原來的量具、零件和評價人重新進行實驗，或剔除那些數(shù)據(jù)并重新計算平均值；根據(jù)修改過的樣本容量重新計算所有極差的平均值R及極差的上限值（UCLR）；這樣做的目的是糾正造成失控狀態(tài)的特殊原因。g）將1、2、

12、3/6、7、8/11、12、13行中數(shù)值相加。把每行數(shù)值之和除以零件數(shù)并將結(jié)果填入量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表中最右邊“平均值”欄內(nèi)。4、測量系統(tǒng)分析方法i）將第4行、第9行、第14行的平均值中的最大值和最小值相減，將差值填入第18行中標有XDiff的欄內(nèi)。j）將每個零件的所有測量值相加并除以總的測量次數(shù)（實驗次數(shù)乘以評價人數(shù)）；將結(jié)果填入第16行零件平均值的欄中。 用此行中最大的零件平均值減去最小的零件平均值，求出零件平均值的極差Rp，也填入表格16行最右邊的“平均值”欄內(nèi)。k）將所有極差的平均值R，平均值中的最大值和最小值之差Xdiff和零件平均值的極差Rp的計算結(jié)果轉(zhuǎn)填入量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報

13、告表格。l）填寫表格量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報告文頭所要求的內(nèi)容。4、測量系統(tǒng)分析方法m）在表格左邊標有“測量系統(tǒng)分析”的欄內(nèi)，依據(jù)給定的公式，選擇適當?shù)膮?shù)，進行計算。n）在表格右邊標有“總變差%”的欄內(nèi)，依據(jù)給定的公式進行計算。o）檢查計算結(jié)果，確認沒有計算和其它錯誤。三個重要的數(shù)值 “ R”將第5、10、15行的測量平均極差（Ra、Rb、Rc）轉(zhuǎn)記到第17行，將它們相加并除以評價人數(shù)，將結(jié)果記為“ R” （所有極差的平均值）； “XDIFF” 將第4行、第9行、第14行的平均值中的最大值和最小值相減，將差值填入第18行中標有XDIFF的欄內(nèi)。 “ Rp”用16行中最大的零件平均值減去最小的零件

14、平均值，求出零件平均值的極差Rp4、測量系統(tǒng)分析方法 、 結(jié)果結(jié)果 - - 數(shù)值分析數(shù)值分析 根據(jù)量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報告的計算結(jié)果，對設(shè)備變差、評價人變差、重復(fù)性和再現(xiàn)性變差、零件變差占整個測量系統(tǒng)的過程變差的百分比進行評價，以確定測量系統(tǒng)是否被允許用于預(yù)期的測量用途。測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法均值和極差法4、測量系統(tǒng)分析方法、GRRGRR（量具的重復(fù)性、再現(xiàn)性）（量具的重復(fù)性、再現(xiàn)性）接收準則接收準則GRR決策意見10%10%可接收的測量系統(tǒng)可接收的測量系統(tǒng)過程控制圖過程控制圖10%30%10%30%可能接受，需得到顧客可能接受，需得到顧客同意同意根據(jù)測量應(yīng)用重要性、測量裝根據(jù)測量應(yīng)用重要性、測量裝置成本、維修費等因素決定置成本、維修費等因素決定（可用于檢驗）（可用于檢驗）30%不可接受不可接受需完善需完善4、測量系統(tǒng)分析方法接收準則接收準則 ndc:ndc:區(qū)別分類數(shù)，區(qū)別分類數(shù)， ndc5ndc5時測量系統(tǒng)方可接受。時測量系統(tǒng)方可接受。分析：EV%：設(shè)備誤差（重復(fù)性）；AV%：操作者誤差（再現(xiàn)性）EV%AV% 儀