測(cè)量系統(tǒng)分析之誤差及能力分析(共73頁(yè)).ppt

1、MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析誤差及能力分析誤差及能力分析MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析的目的 測(cè)量系統(tǒng)分析的目的是確定所使用的數(shù)據(jù)是否可靠 測(cè)量系統(tǒng)分析還可以： 評(píng)估新的測(cè)量?jī)x器 將兩種不同的測(cè)量方法進(jìn)行比較 對(duì)可能存在問(wèn)題的測(cè)量方法進(jìn)行評(píng)估 確定并解決測(cè)量系統(tǒng)誤差問(wèn)題MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量 數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于從處于穩(wěn)定條件下進(jìn)行操作的測(cè)量系統(tǒng)中，多次測(cè)量的統(tǒng)計(jì)特性，如：假設(shè)使用某一在穩(wěn)定條件下操作的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)某一特定特性值進(jìn)行了幾次測(cè)量，如果這些測(cè)量值均與該特性的參考值（master value）“接近”），那么，數(shù)據(jù)的質(zhì)量被稱(chēng)為“高”；同樣，如果部份或所有的測(cè)

2、量值與參考值相差“很遠(yuǎn)”，則數(shù)據(jù)的質(zhì)量很“低”MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析描述測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特性 通常用來(lái)描述測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特性是某測(cè)量系統(tǒng)的偏倚（Bias）和變差（variance）。 被稱(chēng)為偏倚的統(tǒng)計(jì)特性指的是數(shù)據(jù)值相對(duì)于參考（基準(zhǔn)）值的位置。 被稱(chēng)為變差的特性指的是數(shù)據(jù)的分布寬度。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析低質(zhì)量數(shù)據(jù)的原因和影響 低質(zhì)量數(shù)據(jù)的普遍原因之一是變差太大 一組數(shù)據(jù)中的變差多是由于測(cè)量系統(tǒng)及其環(huán)境的相互作用造成的。 如果相互作用產(chǎn)生的變差過(guò)大，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會(huì)太低，從而造成測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法利用。如：具有較大變差的測(cè)量系統(tǒng)可能不適合用于分析制造過(guò)程，因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)的變差可能

3、掩蓋制造過(guò)程的變差。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)的常見(jiàn)問(wèn)題什么是測(cè)量？ 將一個(gè)未知量與一個(gè)已知的或已經(jīng)接受的參照值進(jìn)行的比較為什么我們需要測(cè)量數(shù)據(jù)？ 我們使用測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)判斷產(chǎn)品是否合格，制定有關(guān)過(guò)程管理的決策。 我接受這件產(chǎn)品嗎？ 過(guò)程是很好，還是需要進(jìn)行調(diào)整？我們對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有什么期望？ 準(zhǔn)確性：數(shù)據(jù)必須告訴我們真相！ 重復(fù)性：重復(fù)測(cè)量必須產(chǎn)生同樣的結(jié)果！ 再現(xiàn)性：結(jié)果不應(yīng)該受檢驗(yàn)員的影響。什么是測(cè)量?jī)x器？ 用來(lái)進(jìn)行測(cè)量的任何儀器。什么是檢驗(yàn)員（或者鑒定人）？ 使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量的個(gè)人或裝置MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)的常見(jiàn)問(wèn)題 測(cè)量系統(tǒng)：不僅指量具。 測(cè)量系統(tǒng)包

4、括：人（及其培訓(xùn)）、過(guò)程（測(cè)量程序）、設(shè)備（量具或測(cè)量工具）、系統(tǒng)的控制點(diǎn)、及所有這些因素的相互作用。 測(cè)量總偏差： 總的觀察偏差=過(guò)程偏差+測(cè)量系統(tǒng)偏差 測(cè)量是一個(gè)能影響所觀察值的中心值和偏差的過(guò)程。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)的常見(jiàn)問(wèn)題 Gage R&R分析是用來(lái)分析測(cè)量系統(tǒng)的方法，目的是確定測(cè)量某種東西時(shí)出現(xiàn)的波動(dòng)（誤差）的大小和類(lèi)型。 將“測(cè)量系統(tǒng)”看作是會(huì)給測(cè)量數(shù)據(jù)帶來(lái)額外誤差的子過(guò)程，其目的就是使用誤差盡可能小的測(cè)量過(guò)程。 任何觀測(cè)數(shù)據(jù)的誤差，都是部件的實(shí)際誤差和測(cè)量系統(tǒng)誤差的總和。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析過(guò)程變差剖析長(zhǎng)期過(guò)程變差短期抽樣產(chǎn)生的變差實(shí)際過(guò)程變差穩(wěn)

5、定性線性重復(fù)性重復(fù)性 準(zhǔn)確度 量具變差操作員造成的變差測(cè)量誤差過(guò)程變差觀測(cè)值“重復(fù)性” 和 “再現(xiàn)性” 是測(cè)量誤差的主要來(lái)源再現(xiàn)性再現(xiàn)性過(guò)程變差MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析連續(xù)變量測(cè)量系統(tǒng)分析分辨率偏移？“準(zhǔn)確性”（居中性均值）線 性？穩(wěn)定性？校準(zhǔn)？“準(zhǔn)確性”（R&R）（離散性偏差）OKOKOKOKMSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量?jī)x器分辨率（測(cè)量?jī)x器的分辨率必須小于或等于規(guī)范或過(guò)程誤差的10%）測(cè)量?jī)x器分辨率可定義為測(cè)量?jī)x器能夠讀取的最小測(cè)量單位?？纯聪旅娴牟考嗀和部件B，它們的長(zhǎng)度非常相似。測(cè)量分辨率描述了測(cè)量?jī)x器分辨兩個(gè)部件的測(cè)量值之間的差異的能力。部件A部件B部件A部件BA=2.0B

6、=2.0A=2.25B=2.00因?yàn)樯厦婵潭鹊姆直媛时葍蓚€(gè)部件之間的差異要大，兩個(gè)部件將出現(xiàn)相同的測(cè)量結(jié)果。第二個(gè)刻度的分辨率比兩個(gè)部件之間的差異要小，部件將產(chǎn)生不同的測(cè)量結(jié)果。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)的有效分辨率（ discrimination）l要求不低于過(guò)程變差或允許偏差（ tolerance）的十分之一l零件之間的差異必須大于最小測(cè)量刻度l極差控制圖可顯示分辨率是否足夠 看控制限內(nèi)有多少個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí)l不同數(shù)據(jù)分級(jí)(ndc)的計(jì)算為 零件的標(biāo)準(zhǔn)偏差/ 總的量具偏差* 1.41. 一般要求它大于5才可接受直尺直尺卡尺卡尺千分尺千分尺.28.279.2794.28.282.282

7、2.28.282.2819.28.279.2791MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析分辨率不足的表現(xiàn) 在過(guò)程變差的SPC極差圖上可看出： 當(dāng)極差圖中只有一、二或三種可能的極差值在控制界限內(nèi)時(shí)。 如果及差圖顯示有四種可能的極差值在控制界限內(nèi)，且超過(guò)1/4以上的極差值為零。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析敏感度（Sensitivity） 敏感度是指能產(chǎn)生一個(gè)可檢測(cè)到（有用的）輸出信號(hào)的最小輸入。它是測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被測(cè)特性變化的回應(yīng)。敏感度由量具設(shè)計(jì)（分辨力）、固有質(zhì)量（OEM）、使用中保養(yǎng)，以及儀器操作條件和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。它通常被表示為一測(cè)量單位。 影響敏感度的因素包括： 一個(gè)儀器的衰減能力 操作者的技能 測(cè)

8、量裝置的重復(fù)性 對(duì)于電子或氣動(dòng)量具，提供無(wú)漂移操作的能力 儀器使用所處的條件，例如：大氣條件、塵土、濕度MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度(Accuracy)l準(zhǔn)確度(Accuracy) 測(cè)量的平均值是否與真值吻合?l真值(True Value): 理論上正確的值 國(guó)際度量衡標(biāo)準(zhǔn)l偏倚（Bias) 測(cè)量值的均值與真值的距離 測(cè)量系統(tǒng)持續(xù)地偏離目標(biāo) 系統(tǒng)錯(cuò)誤MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析BIAS 測(cè)量結(jié)果的平均值與參測(cè)量結(jié)果的平均值與參考值的差異考值的差異. 參考值（reference-value）是一個(gè)預(yù)先認(rèn)定的參考標(biāo)準(zhǔn). 該標(biāo)準(zhǔn)可用更高一級(jí)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的平均值來(lái)確定(例如：高一級(jí)計(jì)量

9、室)觀測(cè)平均值參考值偏倚偏倚BIAS MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析X1=0.75mmX6=0.8mmX2=0.75mmX7=0.75mmX3=0.8mmX8=0.75mmX4=0.8mmX9=0.75mmX5=0.65mmX10=0.7mm同一操作者對(duì)同一工件測(cè)量10次如果參考標(biāo)準(zhǔn)是 0.80mm. 過(guò)程變差為0.70mm = 0.75Bias = 0.75-0.8= -0.05% Bias=1000.05/0.70=7.1%表明表明 7.1% 的過(guò)程變差是偏倚的過(guò)程變差是偏倚 BIASXX10偏倚偏倚BIAS 實(shí)例實(shí)例:MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析準(zhǔn)確度的問(wèn)題可以通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)探測(cè).偏倚也可

10、以與過(guò)程的容差相比較判斷準(zhǔn)確度的簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)為. 小于過(guò)程變差或容差的 1%, 可認(rèn)為是精確的. 小于過(guò)程變差或容差的 1% 則需要研究和調(diào)整測(cè)量系統(tǒng), 或者臨時(shí)用補(bǔ)償值來(lái)修正以后的測(cè)量值偏倚的研究還可以通過(guò)作圖的方式來(lái)進(jìn)行, 即作出直方圖, 然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷是否可以接受.偏倚的研究還可以通過(guò)計(jì)算置信區(qū)間來(lái)判斷是否可以接受測(cè)量平均值測(cè)量平均值 參考值參考值x (100)容差寬度容差寬度MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析0.650.700.750.80012345WidthFrequency作圖分析MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析偏倚研究的分析 如果偏倚在統(tǒng)計(jì)上不等于0，檢查是否存在以下原因： 基準(zhǔn)件或參

11、考值有誤檢查確定標(biāo)準(zhǔn)件的程序 儀器磨損維修 儀器所測(cè)量的特性有誤 儀器沒(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男?zhǔn)對(duì)校準(zhǔn)程序進(jìn)行評(píng)審 評(píng)價(jià)者使用儀器的方法不正確對(duì)測(cè)量指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行評(píng)審MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析偏倚的調(diào)整 如果偏倚不等于零，應(yīng)采用硬體修正法和軟體修正法對(duì)量具進(jìn)行重新校準(zhǔn)以達(dá)到零偏倚；如果偏倚不能調(diào)整為零，通過(guò)變更程序（每個(gè)讀值根據(jù)偏倚進(jìn)行修正）還可繼續(xù)使用該測(cè)量系統(tǒng)。由于存在評(píng)價(jià)誤差這一高度風(fēng)險(xiǎn)，因此這種方法只能在取得顧客同意后方可使用。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析線性 在量具正常工作量程內(nèi)的偏倚變化量 多個(gè)獨(dú)立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關(guān)系 是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差構(gòu)成MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析

12、線性的探測(cè)可以在校準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行 線性的好壞可以通過(guò)作圖來(lái)顯示 線性的研究也可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)進(jìn)行, 即用最小二乘法來(lái)計(jì)算最佳的擬合直線, 再用假設(shè)檢驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其線性是否可以接受.MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析線性誤差的原因 造成線性誤差的可能原因如下： 儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期 儀器、設(shè)備或夾具的磨損 維護(hù)保養(yǎng)不好空氣、動(dòng)力、液體、過(guò)濾器、腐蝕、塵土、清潔 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差最小/最大MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析l在一段時(shí)間內(nèi)，測(cè)量結(jié)果的分布無(wú)論是均值還是標(biāo)準(zhǔn)偏差都保持不變和可預(yù)測(cè)的l通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，用被監(jiān)視的量具對(duì)相同的標(biāo)準(zhǔn)或 標(biāo)準(zhǔn)件的同一特性進(jìn)行測(cè)量的總變異來(lái)監(jiān)視l可用時(shí)間走勢(shì)圖進(jìn)

13、行分析穩(wěn)定性（穩(wěn)定性（Stability）時(shí)間-1時(shí)間-2時(shí)間穩(wěn)定性量值MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析穩(wěn)定性的判定 確定參考值 長(zhǎng)期測(cè)量：例如每班5次測(cè)20個(gè)班 做出穩(wěn)定性的-R控制圖 如測(cè)量過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒(méi)有明顯的特殊原因結(jié)果發(fā)生，則判定穩(wěn)定性合格。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析造成不穩(wěn)定的可能因素（一） 儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期 儀器、設(shè)備或夾具的磨損 正常的老化或損壞 維護(hù)保養(yǎng)不好：空氣、動(dòng)力、液體、過(guò)濾器、腐蝕、塵土、清潔 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析造成不穩(wěn)定的可能因素（二） 儀器質(zhì)量不好設(shè)計(jì)或符合性 儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計(jì)

14、或方法 不同的測(cè)量方法作業(yè)準(zhǔn)備、載入、夾緊、技巧 變形（量具或零件） 環(huán)境變化溫度、濕度、振動(dòng)、清潔 錯(cuò)誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對(duì) 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析校 準(zhǔn) 對(duì)比一個(gè)已知的真實(shí)值檢查測(cè)量系統(tǒng)或相對(duì)于一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整量具以至讀數(shù)正確。 所有的測(cè)量系統(tǒng)需要校準(zhǔn)： 校準(zhǔn)時(shí)可參考量具制造者的建議。 定期對(duì)操作員培訓(xùn)考核。 相關(guān)軟件。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析精確性（重復(fù)性和再現(xiàn)性） 精確性描述了測(cè)量系統(tǒng)的偏差 可重復(fù)性偏差由量具本身造成；（測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部變差） 可再現(xiàn)性偏差由測(cè)量者的技巧造成；（測(cè)量系統(tǒng)之間或條件之間的變差）測(cè)

15、量系統(tǒng)=重復(fù)性+再現(xiàn)性MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析l測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)在的變異性l基于重復(fù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，用分組后組內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)估算 l小于測(cè)量系統(tǒng)的總變差G 重復(fù)性：重復(fù)性：指同指同一一 人使用同一測(cè)量工具對(duì)同一人使用同一測(cè)量工具對(duì)同一對(duì)象（產(chǎn)品）的同一特性進(jìn)行多次測(cè)量中產(chǎn)生的對(duì)象（產(chǎn)品）的同一特性進(jìn)行多次測(cè)量中產(chǎn)生的變差，變差，用于估計(jì)短期的變差用于估計(jì)短期的變差Master Value精確度：重復(fù)性精確度：重復(fù)性MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析造成重復(fù)性的可能原因 零件內(nèi)部（抽樣樣本）：形狀、位置、表面光度、錐度、樣本的一致性 儀器內(nèi)部：維修、磨損、設(shè)備或夾具的失效、質(zhì)量或保養(yǎng)不好 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量

16、、等級(jí)、磨損 方法內(nèi)部：作業(yè)準(zhǔn)備、技巧、歸零、固定、夾持、點(diǎn)密度的變差 評(píng)價(jià)人內(nèi)部：技巧、位置、缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作技能或培訓(xùn)、意識(shí)、疲勞MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析造成重復(fù)性的可能原因（續(xù)） 環(huán)境內(nèi)部：對(duì)溫度、濕度、振動(dòng)、清潔的小幅度波動(dòng) 錯(cuò)誤的假設(shè)穩(wěn)定，適當(dāng)?shù)牟僮?缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計(jì)或方法，一致性不好 量具誤用 失真（量具或零件）、缺乏堅(jiān)固性 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析精確度：再現(xiàn)性精確度：再現(xiàn)性l測(cè)量系統(tǒng)中操作員產(chǎn)生的變異l基于不同操作者的測(cè)量數(shù)據(jù)，按操作員分組，通過(guò)組平均值的差來(lái)估。 l應(yīng)扣除量具的因素（組內(nèi)變差）l比測(cè)量系統(tǒng)總變差小OIns

17、pector AMaster ValueInspector BInspector CInspector AInspector BInspector C再現(xiàn)性：再現(xiàn)性：指不同的人在對(duì)同種特性進(jìn)行指不同的人在對(duì)同種特性進(jìn)行測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的變差測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的變差MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因 零件之間（抽樣樣本）：使用相同的儀器、操作者和方法測(cè)量A、B、C零件類(lèi)型時(shí)的平均差異 儀器之間：在相同零件、操作者和環(huán)境下使用A、B、C儀器測(cè)量的平均值差異。注意：在這種情況下，再現(xiàn)性誤差通常還混有方法和/或操作者的誤差。 標(biāo)準(zhǔn)之間：在測(cè)量過(guò)程中，不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)

18、量系統(tǒng)分析造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因（續(xù)） 方法之間：由于改變測(cè)量點(diǎn)密度、手動(dòng)或自動(dòng)系統(tǒng)、歸零、固定或夾緊方法等所造成的平均值差異。 評(píng)價(jià)人（操作者）之間：評(píng)價(jià)人A、B、C之間由于培訓(xùn)、技巧、技能和經(jīng)驗(yàn)所造成的平均值差異。推薦在為產(chǎn)品和過(guò)程鑒定和使用手動(dòng)測(cè)量?jī)x器時(shí)使用這種研究方法。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因（續(xù)） 環(huán)境之間：在經(jīng)過(guò)1、2、3等時(shí)段所進(jìn)行的測(cè)量，由于環(huán)境周期所造成的平均值差異。這種研究常用在使用高度自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品和過(guò)程的鑒定。 研究中的假設(shè)有誤 缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計(jì)或方法。 操作者培訓(xùn)的有效性。 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）MSA測(cè)量

19、系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備工作 確定要測(cè)量的對(duì)象 確定評(píng)價(jià)人的人數(shù)，抽樣零件的數(shù)量 重復(fù)測(cè)量的次數(shù) 評(píng)價(jià)人的選擇 樣件的選擇 儀器有足夠的分辨率 確定測(cè)量程度MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析的兩個(gè)階段 階段一：理解測(cè)量過(guò)程，確定它是否滿足要求？ 第一階段是驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)是否滿足其設(shè)計(jì)規(guī)范要求。此外驗(yàn)證是否存在任何與測(cè)量相互依賴的重要環(huán)境問(wèn)題。 第一階段驗(yàn)證的結(jié)果可能說(shuō)明操作環(huán)境不會(huì)對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)變差產(chǎn)生重大影響。另外，與重復(fù)性和再現(xiàn)性要素相比較，測(cè)量裝置的偏倚和線性影響應(yīng)該較小。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析的兩個(gè)階段（續(xù)） 階段二：隨著時(shí)間推移，測(cè)量系統(tǒng)是否能

20、持續(xù)滿足要求？ 從階段一所得到知識(shí)應(yīng)該被用于改進(jìn)第二階段的測(cè)量。例如，如果在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)變差中，重復(fù)性和再現(xiàn)性的影響很大，那么在第二階段中可能要周期性簡(jiǎn)單地進(jìn)行這兩個(gè)因素的統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 第二階段是對(duì)變差的主要原因提供持續(xù)的監(jiān)控，從而說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)是持續(xù)可信的，或隨著時(shí)間的推移，測(cè)量系統(tǒng)是否出現(xiàn)變壞的信號(hào)。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析連續(xù)變量測(cè)量系統(tǒng)分析 極差法：短期方法，快速的近似值 均值極差法：長(zhǎng)期方法，將變差分解為重復(fù)性和再現(xiàn)性、但不確定兩者的相互作用。 ANOVA分析法：標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，可將變差分為四類(lèi)：零件、評(píng)價(jià)人、零件與評(píng)價(jià)人之間的相互作用，以及量具造成的重復(fù)誤差。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)

21、量系統(tǒng)分析零件操作員1操作員2范圍(R)14222341367145725981范圍之和7平均范圍1.4平均范圍 = = (2+1+1+2+1)/5 = 7/5 = 1.4量具誤差 = 5.15 * /d =5.15 / 1.19 * = 4.33 * = 4.33 * 1.4 = 6.1% Gage R&R = 量具誤差Gage Error / 允差Tolerance = 6.1 / 20 * 100 % = 30.5%零件個(gè)數(shù)2個(gè)操作員3個(gè)操作員4個(gè)操作員11.411.912.2421.281.812.1531.231.772.1241.211.752.1151.191.742.161.1

22、81.732.0971.171.732.0981.171.722.0891.161.722.08101.161.722.08快速快速GR&R（極差法（極差法/短期模式）短期模式）d常數(shù)表常數(shù)表允差Tolerance = 20= 最大值-最小值RRRRRMSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析短期模式練習(xí)短期模式練習(xí)PartOperator A Operator BRange12012032203198320620741982015203199Sum of RangesAverage RangeAverage range = R = ( + + + + )/_ = _ / _Gage Error = 5.

23、15 / d * R = 5.15 /_ * R = _ * R = _ * _ = _% Gage R&R = Gage Error / Tolerance = _ / _ * 100 %) = _%Spec range = 185 - 215MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析計(jì)量型數(shù)據(jù)的計(jì)量型數(shù)據(jù)的 均值均值- -極差法極差法均值-極差（X-R）法是確定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的數(shù)學(xué)方法，步驟如下：1 選擇三個(gè)測(cè)量人（A, B,C）和10個(gè)測(cè)量樣品。 測(cè)量人應(yīng)有代表性，代表經(jīng)常從事此項(xiàng)測(cè)量工作的QC人員或生產(chǎn)線人員 10個(gè)樣品應(yīng)在過(guò)程中隨機(jī)抽取，可代表整個(gè)過(guò)程的變差，否則會(huì)嚴(yán)重影響研究結(jié)果。2

24、 校準(zhǔn)量具3 測(cè)量，讓三個(gè)測(cè)量人對(duì)10個(gè)樣品的某項(xiàng)特性進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣品每人測(cè)量 三次，將數(shù)據(jù)填入表中。試驗(yàn)時(shí)遵循以下原則： 盲測(cè)原則1：對(duì)10個(gè)樣品編號(hào)，每個(gè)人測(cè)完第一輪后，由其他人對(duì)這10個(gè)樣品進(jìn)行隨機(jī)的重新編號(hào)后再測(cè)，避免主觀偏向。 盲測(cè)原則2：三個(gè)人之間都互相不知道其他人的測(cè)量結(jié)果。4 計(jì)算MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)試人BC樣品號(hào)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 樣品均值12345678910平均值平均值A(chǔ)verage XARAAverage XBRBAverage XCRCRpA計(jì)算A測(cè)的所有樣品的總平均值XA。同樣方法計(jì)算RB, XB, RC

25、, Xc對(duì)每個(gè)樣品由三個(gè)人所測(cè)得的9個(gè)測(cè)試值求平均值，計(jì)算這些均值的極差Rp計(jì)算A對(duì)每個(gè)樣品三次測(cè)試結(jié)果的極差，然后計(jì)算10 個(gè)樣品的極差的均值RAMSA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R=(RA+RB+RC)/3XDIFF=MaxXA,XB,XC-MinXA,XB,XC重復(fù)性-設(shè)備變差 EV=RK1 再現(xiàn)性-測(cè)驗(yàn)人變差 AV= (XDIFF K2)2-(EV2/nr)過(guò)程變差 PV=RP K3R&R= (EV2+AV2)總變差 TV= (R&R2+PV2)%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TVP/T=R&R/Tolerancen=樣品個(gè)數(shù)

26、r=每個(gè)人對(duì)每個(gè)樣品的試驗(yàn)次數(shù)rK1234.563.05K2233.652.70測(cè)試人數(shù)nK3789101.821.741.671.62K1=5.15/d*2*AV計(jì)算中，如根號(hào)下出現(xiàn)負(fù)值，AV取值0MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析lEV= Equipment Variation (Repeatability)lAV= Appraiser Variation (Reproducibility)lR&R= Repeatability & ReproducibilitylPV= Part VariationlTV= Total Variation of R&R and PVlK1-Trial, K2

27、-Operator, & K3-Part ConstantsGR&R研究中的名詞研究中的名詞MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析GR&R sheetR&R = (EV)2 + (AV)2P/T = 100 x (R&R) / Tolerance% R&R = 100 x(R&R)/TVLong Method 0.1019.1318.91測(cè)試人ABC樣品號(hào)第1次第2次第3次極差第1次第2次第3次極差第1次第2次第3次極差樣品均值15.325.325.320.005.345.345.360.025.305.345.300.045.3325.445.405.440.045.465.465.480.025.

28、465.405.420.065.4435.485.485.500.025.505.465.480.045.505.505.500.005.4945.205.225.200.025.245.265.260.025.225.225.240.025.2355.245.245.240.005.245.245.260.025.285.245.240.045.2565.525.505.500.025.545.525.560.045.585.545.560.045.5475.385.385.380.005.405.425.440.045.405.365.380.045.3985.345.345.360.02

29、5.365.385.380.025.365.345.360.025.3695.445.445.420.025.465.445.440.025.445.465.420.045.44105.405.405.400.005.405.425.400.025.405.425.400.025.40平均值平均值5.385.375.385.395.395.415.395.385.38RpAverage XA5.37RA0.01Average XB5.40RB0.03Average XC5.39RC0.030.307R=0.02UCLR = (R) X (D4)# trial D4 X diff.=0.02UC

30、LR2 =0.07823.27UCLR3 =0.06232.58Total Tolerance0.5重復(fù)性-Equipment Variation(EV)EV = R X K1# trialK124.56EV =0.07333.05% EV =14.47再現(xiàn)性-Appraiser Variation(AV)AV= (Xdiff. x K2) 2 - (EV)2 / (n x r)OperatorK2n = 樣品個(gè)數(shù)23.65AV =0.06r= 測(cè)試次數(shù)32.7% AV =12.17過(guò)程變差-Process Variation(PV)PV=Rp X K3#PartsK3PV=0.49771.8

31、281.7491.67101.62總變差-Total Variation(TV)TV= (R&R2+PV2)TV=0.506卡尺的R&R研究 Excel 運(yùn)算MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 StdDev Study Var %Study Var %ToleranceSource (SD) (5.15*SD) (%SV) (SV/Toler) Total Gage R&R 1.85E-02 0.095449 18.87 19.09 Repeatability 1.42E-02 0.073006 14.44 14.60 Reproducibility 1.19E-02 0.061486 12.16

32、 12.30 Part-to-Part 9.64E-02 0.496646 98.20 99.33 Total Variation 9.82E-02 0.505735 100.00 101.15 Number of distinct categories = 7Minitab 計(jì)算計(jì)算GR&RXbar-R 均值極差法注：使用同組數(shù)據(jù)Discrim98.218.9=pms*.227.3MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 %ContributionSource VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 0.000459 4.53 Repeatability 0.00023

33、1 2.28 Reproducibility 0.000228 2.25 Operator 0.000117 1.16 Operator*Part No 0.000111 1.09 Part-To-Part 0.009670 95.47 Total Variation 0.010129 100.00 StdDev Study Var %Study Var %ToleranceSource (SD) (5.15*SD) (%SV) (SV/Toler) Total Gage R&R 0.021430 0.110366 21.29 22.07 Repeatability 0.015202 0.07

34、8292 15.11 15.66 Reproducibility 0.015105 0.077789 15.01 15.56 Operator 0.010834 0.055793 10.76 11.16 Operator*Part No 0.010525 0.054205 10.46 10.84 Part-To-Part 0.098336 0.506430 97.71 101.29 Total Variation 0.100644 0.518317 100.00 103.66 Number of Distinct Categories = 6Minitab 計(jì)算計(jì)算GR&R-ANOVA 法法T

35、ot alr ptOpPxOPar t22222MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析% R&RResults 30%測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn)Gage R&R 判斷原則判斷原則MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析如果重復(fù)性大于再現(xiàn)性，原因可能是： 儀器需要維修 可能需要對(duì)量具進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以獲得更好的嚴(yán)格度 需要對(duì)量具的夾緊或固定裝置進(jìn)行改進(jìn) 零件內(nèi)變差太大MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析如果再現(xiàn)性大于重復(fù)性，原因可能是： 需要更好的對(duì)評(píng)價(jià)人進(jìn)行如何使用和判讀該量具儀器的培訓(xùn) 量具校準(zhǔn)，刻度不清晰 某種夾具幫助評(píng)價(jià)人更一致地使用量具。MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析短期與長(zhǎng)期方法的比較短期與長(zhǎng)期方法的比較短期模式短期模

36、式用生產(chǎn)設(shè)備 用生產(chǎn)操作員快速 - 只需幾個(gè)樣品(5)無(wú)反復(fù)（replicates）估計(jì)總的變差(Total Gage R&R)不能區(qū)分 AV 和EV不能指導(dǎo)改進(jìn)的方向可用于破壞性測(cè)試長(zhǎng)期模式長(zhǎng)期模式用生產(chǎn)設(shè)備 用生產(chǎn)操作員較多樣品 (5)要求反復(fù) Replicates (3)估計(jì)總的變差 (Total Gage R&R)可以區(qū)分 AV 和EV為測(cè)量系統(tǒng)的改進(jìn)提供指導(dǎo)MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&R 對(duì)產(chǎn)品決策的影響下限上限上限下限或或第II型錯(cuò)誤：漏判，將不合格的判斷成合格的 第I型錯(cuò)誤：誤判，將合格的判斷成不合格的 MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&R 對(duì)過(guò)程變差計(jì)算的影響觀測(cè)到的過(guò)程

37、變差實(shí)際的過(guò)程變差測(cè)量系統(tǒng)的變差MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&R 對(duì)過(guò)程能力計(jì)算的影響0.01.02.03.04.05.06.00.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0Observed CpActual Cp0%10%20%30%40%50%60%70%R&R70%60%50%40%30%10%MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析P/T 與 %R&R將測(cè)量系統(tǒng)的變差與產(chǎn)品容差比較是最常用的方法: P/T 可以表達(dá)與產(chǎn)品規(guī)范比較時(shí)的好壞程度. 產(chǎn)品規(guī)范的制訂有時(shí)會(huì)太緊，有時(shí)又太松。 一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)只是用來(lái)檢

38、驗(yàn)生產(chǎn)線樣品是否合格時(shí)， P/T 是很有效的。因?yàn)檫@時(shí)候，即使過(guò)程能力(Cpk)不足， P/T 也可以給你足夠的信心來(lái)判斷產(chǎn)品的好壞測(cè)量系統(tǒng)變差與過(guò)程變差的比較（%R&R）更適合于研究過(guò)程的能力與過(guò)程改進(jìn)。PTTolerance（容差）測(cè)量系統(tǒng)/.*515Tolerance = USL - LSL% &RR測(cè)量系統(tǒng)總過(guò)程變差100MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析%R&R = 20%R&R = 50%過(guò)程實(shí)際的變差%R&R = 100%產(chǎn)品的容差LSLUSL測(cè)量系統(tǒng)變差P/T = 20%P/T = 50%P/T = 100%MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析%R&R = 25%R&R = 50%過(guò)程實(shí)際變差%R&R = 100%產(chǎn)品容差（Tolerance）LSLUSL測(cè)量系統(tǒng)變差P/T = 50%P/T = 100%P/T = 200%MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析%R&R = 20%R&R = 40%R&R = 100%產(chǎn)品容差（ Tolerance）LSLUSL測(cè)量系統(tǒng)變差P/T = 10%P/T = 20%P/T = 50%過(guò)程實(shí)際變差MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析重復(fù)性和再現(xiàn)性在時(shí)間和量程上的穩(wěn)定性重復(fù)性和再現(xiàn)性在時(shí)間和量程上的穩(wěn)定性一致性: 重復(fù)性隨時(shí)間的變化均勻性: 重復(fù)性和再現(xiàn)性在整個(gè)量程上的變化MSA測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)