測(cè)量系統(tǒng)分析MSA--原理和通用方法

1、測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）原理和通用方法測(cè)量系統(tǒng)誤差的五種類型 偏倚 重復(fù)性 再現(xiàn)性 穩(wěn)定性 線性偏 倚 是指測(cè)量結(jié)果的觀察觀察平均值與基準(zhǔn)基準(zhǔn)值的差值。基準(zhǔn)值偏倚觀測(cè)的平均值重 復(fù) 性 由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量變差。重復(fù)性再 現(xiàn) 性 由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。操作者B操作者C操作者A再現(xiàn)性穩(wěn) 定 性 測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一樣本或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差.穩(wěn)定性時(shí)間1時(shí)間2 線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。線 性小偏倚觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值

2、觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值大偏倚范圍較低的部分范圍較高的部分線 性觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值無(wú)偏倚有偏倚分辨力對(duì)測(cè)量系統(tǒng)變差的影響 分辨力合適的控制圖0.1350.1360.1370.1380.1390.140.1410.1420.1430.1440.1450.14555(UCL) 控制上限0.13571(LCL) 控制下限00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.1810(UCL) 控制上限分辨力對(duì)測(cè)量系統(tǒng)變差的影響 分辨力不足的控制圖0.1360.1380.1400.1420.1440.1431(UCL) 控制上限0.1375(LCL) 控制下限00.0

3、10.020.0102(UCL)控制上限測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性 測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性是指系統(tǒng)處于穩(wěn)定的時(shí)間長(zhǎng)度。 測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性與周圍環(huán)境密切相關(guān)。 應(yīng)努力使測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所有產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)不穩(wěn)定性的條件不敏感。 通過(guò)使用統(tǒng)計(jì)圖來(lái)確定統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性，必須注意各種異常情況。如何確定穩(wěn)定性 獲得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本，或選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本。 定期（天、周）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣本3至5次。 在X-R或X-S控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)。 確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。 計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測(cè)量過(guò)程偏差相比較，確定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用。如何確定偏倚（獨(dú)立樣本法） 獲取一個(gè)樣本并確定其基準(zhǔn)值；

4、或選擇一個(gè)落在產(chǎn)品中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本，在工具間測(cè)量零件10次，計(jì)算平均值作為基準(zhǔn)值。 讓一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次，計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值。 通過(guò)該平均值減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚：偏倚=觀察平均-基準(zhǔn)值過(guò)程變差=6極差偏倚%=偏倚/過(guò)程變差使用X-R圖表測(cè)量偏倚值： 獲取一個(gè)樣本并確定其基準(zhǔn)值；或選擇一個(gè)落在產(chǎn)品中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本，在工具間測(cè)量零件10次，計(jì)算平均值作為基準(zhǔn)值。 從圖表中計(jì)算X值。 通過(guò)X減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚：偏倚=X-參考值過(guò)程變差=6極差偏倚%=偏倚/過(guò)程變差如何確定偏倚（圖表法）偏倚較大的原因 標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序； 儀器磨損。 制

5、造的儀器尺寸不對(duì)； 儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性； 儀器校準(zhǔn)不正確。復(fù)查校準(zhǔn)方法； 評(píng)價(jià)人操作設(shè)備不當(dāng)。復(fù)查檢驗(yàn)說(shuō)明書； 儀器校正算法不正確。確定重復(fù)性和再現(xiàn)性的方法均值和極差法 取得包含10個(gè)零件的一個(gè)樣本，指定評(píng)價(jià)人A、B和C并按1至10給零件編號(hào)，評(píng)價(jià)人不應(yīng)看到這些數(shù)字。 對(duì)評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)的順序測(cè)量10個(gè)零件,并讓另一個(gè)觀測(cè)人將結(jié)果記錄在第1行。讓測(cè)試人B和C測(cè)量這10個(gè)試件并相互看不到對(duì)方的數(shù)據(jù)。然后將結(jié)果分別填入第6行和第11行。 使用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)上述操作過(guò)程，數(shù)據(jù)填入第2、7、12行。重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)分析 重復(fù)性或設(shè)備變差（EV或e）由平均極差R乘以一個(gè)常數(shù)（K1）得出。K1取

6、決于量具分析中的試驗(yàn)次數(shù)。 再現(xiàn)性或評(píng)價(jià)人變差（AV或o）由評(píng)價(jià)人的最大平均差（XDIFF）乘以一個(gè)常數(shù)（K2）得出。K2取決于量具分析中的評(píng)價(jià)人數(shù)量。評(píng)價(jià)人變差包含設(shè)備變差，必須減去設(shè)備變差來(lái)校正。AV=XDIFFK22-（EV）2/n*rn=零件數(shù)，r=試驗(yàn)次數(shù) 測(cè)量系統(tǒng)變差重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R或m）的計(jì)算是將設(shè)備變差的平方與評(píng)價(jià)人變差的平方相加并開(kāi)方得出：R&R=(EV)2+(AV)2 試件間變差（PV或p）由零件平均值的極差（Rp）乘以一個(gè)常數(shù)（K3）。K3依賴于量具分析使用的零件數(shù)。重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)分析 分析的總變差（TV或t）由重復(fù)性和再現(xiàn)性的變差（R&R）的平方和零件間變差的

7、平方相加并開(kāi)方得出：TV=(R&R)2+(PV)2 %AV=100AV/TV,%R&R=100R&R/TV,%PV=100PV/TV 各因素占總誤差的百分?jǐn)?shù)和不等于100%。重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)分析 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）的可接受性準(zhǔn)則是： 低于10%的誤差測(cè)量系統(tǒng)可接受； 10%至30%的誤差根據(jù)應(yīng)用的重要性，量具成本，維修的費(fèi)用等可能是可以接受的； 大于的誤差測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn)。重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)分析 如果重復(fù)性比再現(xiàn)性大，原因可能是： 儀器需要維護(hù)； 量具需要重新設(shè)計(jì)得更精密； 定位和夾緊裝置需要改進(jìn)； 存在過(guò)大的零件內(nèi)變差。 如果再現(xiàn)性比重復(fù)性大，原因可能是： 評(píng)價(jià)人需要更好的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)； 量具刻度盤上的刻度不清楚； 需要某種夾具幫助評(píng)價(jià)人提高使用量具的一致性。確定線性用指南 選擇5個(gè)零件，由于過(guò)程變差，這些零件的測(cè)量值覆蓋量具工作范圍； 用規(guī)定的檢測(cè)方式測(cè)量每個(gè)零件以確定其基準(zhǔn)值和確認(rèn)包含了被檢量具的工作范圍； 讓通常情況下使用該量具的操作人之一用該量具測(cè)量每個(gè)零件12次； 計(jì)算每個(gè)零件平均值和偏移平均值； 計(jì)算回歸直線和直線的擬合優(yōu)度。線性計(jì)算方法Y=b+aX