MSA培訓(xùn)材料(完整版)課件(PPT 77頁)

1、MSA測(cè)量系統(tǒng)分析第1頁，共77頁。一、MSA簡(jiǎn)介 1.什么是MSA M: 指Measurement 測(cè)量 S: 指System 系統(tǒng) A: 指 Analysis 分析 MSA也就是對(duì)量測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法!第2頁，共77頁。2.MSA 的重要性如果測(cè)量的方式不對(duì)，那么好的結(jié)果可能被測(cè)為壞的結(jié)果，壞的結(jié)果也可能被測(cè)為好的結(jié)果，此時(shí)便不能得到真正的產(chǎn)品或過程特性。PROCESS原料人機(jī)法環(huán)測(cè)量測(cè)量結(jié)果好不好測(cè)量第3頁，共77頁。 新生產(chǎn)的產(chǎn)品存在較大的產(chǎn)品變差（PV）; 引進(jìn)新儀器時(shí)（EV）; 測(cè)量操作更換新的人員時(shí)（AV）; 易損耗之儀器必須注意其分析頻率 ;3.什么情況下做MSA第4頁，共7

2、7頁。通過測(cè)量用數(shù)字體現(xiàn)的數(shù)據(jù)，并不是總能代表事實(shí)。因此，有必要對(duì)數(shù)據(jù)的信賴性進(jìn)行確認(rèn)。= 真實(shí)值(實(shí)際產(chǎn)品變差)測(cè)量誤差(測(cè)量變差 )測(cè)量值(觀察的變差)4.測(cè)量值的組成要素第5頁，共77頁。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程，因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)的變差可能掩蓋制造過程的變差。第6頁，共77頁。理想的測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該是每次都能測(cè)出真實(shí)值。測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量通常僅僅取決于經(jīng)過一段時(shí)間后產(chǎn)生數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性：

3、 Bias 偏倚 Repeatability 重復(fù)性 Reproducibility 再現(xiàn)性 Linearity 線性 Stability 穩(wěn)定性6.MSA的統(tǒng)計(jì)屬性第7頁，共77頁。要觀察測(cè)量誤差的主要原因, “重復(fù)性(repeatability)” 和“再現(xiàn)性(reproducibility)”. 要想解決實(shí)際PROCESS的波動(dòng)，應(yīng)把握測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)，并把它與PROCESS波動(dòng)分離. 穩(wěn)定性 線性長(zhǎng)期PROCESS波動(dòng)短期PROCESS波動(dòng)樣品的 波動(dòng) 實(shí)際PROCESS波動(dòng)重復(fù)性校正測(cè)量?jī)x器波動(dòng)作業(yè)者波動(dòng) (再現(xiàn)性) 測(cè)量波動(dòng) 觀察到的PROCESS波動(dòng)7.過程波動(dòng)的主要來源第8頁，共

4、77頁。Environme設(shè)備不穩(wěn)定性測(cè)量?jī)x器環(huán)境 方法配件磨損電力不穩(wěn)定性 標(biāo)準(zhǔn)次序 測(cè)量系統(tǒng)變差濕度清潔度震動(dòng)電壓變化氣溫變化材料 測(cè)量者灰塵/噪音標(biāo)準(zhǔn)材料量產(chǎn)材料良品材料不良材料保管/管理感覺,氣氛熟練度測(cè)量位置測(cè)量次數(shù)測(cè)量條件8.MSA變差的因果分析第9頁，共77頁。 用來獲得表示產(chǎn)品或過程特性的數(shù)值的系統(tǒng)，稱之為測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)是與測(cè)量結(jié)果有關(guān)的儀器、設(shè)備、軟件、測(cè)量程序、測(cè)量人員、被測(cè)物品和環(huán)境的集合。 二、MSA相關(guān)術(shù)語1.測(cè)量系統(tǒng)定義第10頁，共77頁。12345好的分辨率12345差的分辨率 是指測(cè)量裝置能夠測(cè)量到最小可檢出的單位。測(cè)量刻度應(yīng)為產(chǎn)品規(guī)格或過程波動(dòng)的十分之一。

5、2.分辨率第11頁，共77頁。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。看看下面的部件A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=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。第12頁，共77頁。測(cè)量系統(tǒng)的有效分辨率（ discrimination）要求不低于過程變差或允許偏差（ toleranc

6、e）的十分之一零件之間的差異必須大于最小測(cè)量刻度不同數(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才可接受第13頁，共77頁。儀器 2平均值真實(shí)值平均值儀器 1儀器 2 偏倚儀器 1 偏倚某一物品理論上的真實(shí)值或參考值。測(cè)量值平均和真實(shí)值的差異。3.真實(shí)值4.偏倚（Bias)第14頁，共77頁?；鶞?zhǔn)值偏倚觀測(cè)的平均值測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型偏倚料被測(cè)量的產(chǎn)品的特性值、過程參數(shù)等。它們的變化會(huì)影響偏倚。這個(gè)變差是我們最關(guān)注的，測(cè)量系統(tǒng)對(duì)它們?cè)矫舾性胶?。BIAS 測(cè)量結(jié)果的平均值與基準(zhǔn)值的差異. 基準(zhǔn)值（reference-value）是一個(gè)預(yù)先認(rèn)定的參考標(biāo)準(zhǔn).

7、 該標(biāo)準(zhǔn)可用更高一級(jí)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的平均值來確定(例如：高一級(jí)計(jì)量室)第15頁，共77頁。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. 過程變差為0.70mm Bias = 0.75-0.8= -0.05% Bias=1000.05/0.70=7.1%表明 7.1% 的過程變差是偏倚 BIAS偏倚BIAS 實(shí)例= 0.75XXi=10第16頁，共77頁。某標(biāo)準(zhǔn)件，已知值為25.4mm，某機(jī)械檢查工用精度為0.

8、025mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果如下：25.42525.42525.40025.40025.37525.40025.42525.40025.42525.375把10個(gè)測(cè)量值相加除以10，得到平均值：25.4051mm偏倚等于平均值減去參考值：25.405125.4000.0051mm 計(jì)算偏倚舉例第17頁，共77頁。儀器 1 : 線形性有問題. 測(cè)量單位0儀器 2 : 線形性沒有問題. 0測(cè)量單位線性是指量具在其工作范圍內(nèi)偏倚的變化規(guī)律。在全部測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量值和基準(zhǔn)值的差異保持穩(wěn)定，說明其線性好。5.線性第18頁，共77頁。測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型線性線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差

9、值。小偏倚觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值觀測(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觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值有偏倚無偏倚第19頁，共77頁。穩(wěn)定性 良好時(shí)間2時(shí)間 1時(shí)間 1時(shí)間 2真實(shí)值真實(shí)值穩(wěn)定性 不好時(shí)間 3時(shí)間 3是指隨時(shí)間變化的偏倚值。根據(jù)時(shí)間的推移測(cè)量結(jié)果互不相同時(shí)，說明該測(cè)量系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定性。6.穩(wěn)定性第20頁，共77頁。測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一樣本或產(chǎn)品的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性第21頁，共77頁。由一個(gè)人使用同一量具，對(duì)同一被測(cè)特性進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量 所得結(jié)果之間的偏差，即為測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性。真實(shí)值平均好的重復(fù)性平均差的重復(fù)性7.重復(fù)性第

10、22頁，共77頁。測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型重復(fù)性機(jī)量具在完全相同的條件下，重復(fù)工作，每次結(jié)果（數(shù)據(jù)）都不一樣，構(gòu)成重復(fù)性誤差。量具制造的越精密這個(gè)誤差越小，但永遠(yuǎn)不可能是零。如果有特殊原因（量具失常）發(fā)生，誤差立即變大，因此要進(jìn)行控制，只允許有普通原因存在。發(fā)現(xiàn)特殊原因，應(yīng)采取措施予以排除。由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量變差。重復(fù)性第23頁，共77頁。由不同的人使用同一量具，對(duì)同一被測(cè)特性進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量 所得結(jié)果之間的偏差，即為測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性。真實(shí)值好的再現(xiàn)性作業(yè)者 1差的再現(xiàn)性作業(yè)者 2作業(yè)者 3作業(yè)者 1作業(yè)者 2作業(yè)者 38.再現(xiàn)性第24頁，共77頁。

11、測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型再現(xiàn)性 人授權(quán)的量具操作者（又稱評(píng)價(jià)人），評(píng)價(jià)人之間差異構(gòu)成再現(xiàn)性，只有當(dāng)測(cè)量高度自動(dòng)化，操作僅需按一下開關(guān)，這項(xiàng)變差為零。由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量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第25頁，共77頁?，F(xiàn)有硬度為5.0（真實(shí)值）的材料.方法1得到的測(cè)量值是 : 3.8, 4.4, 4.2, 4.0方法2得到的測(cè)量值是 :6.5, 4.0, 3.2, 6.3哪一個(gè)方法更正確 ? 方法 2 因?yàn)槠骄蹬c“真實(shí)”硬度相同。哪一個(gè)方法更精密 ? 方法 1 因?yàn)樽儾詈苄?。?yīng)首先的方法是 ? 其理由是? 方法 1 : 比起變差，解決平均的變化更為

12、容易。例 題第26頁，共77頁。1）計(jì)劃要使用的方法；2）確定評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)；3）從日常操作該儀器的人中挑選評(píng)價(jià)人；4）樣品必須從過程中選取并代表整個(gè)工作范圍；5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少讀取特性的預(yù)期過程變差的十分之一；6）確保測(cè)量方法（即評(píng)價(jià)人和儀器）在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸；2.測(cè)量系統(tǒng)研究準(zhǔn)備第27頁，共77頁。1）測(cè)量必須按照隨機(jī)順序進(jìn)行；2）不應(yīng)讓評(píng)價(jià)人知道正在檢查零件的編號(hào)；3）測(cè)量讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字；4）研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行；5）每一位評(píng)價(jià)人在整個(gè)研究過程中應(yīng)采用相同的測(cè)量方法；3.測(cè)量系統(tǒng)研究注意事項(xiàng)第28頁，共

13、77頁。測(cè)量系統(tǒng)分析(試生產(chǎn))階段 階段一：理解測(cè)量過程，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。發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素是否對(duì)系統(tǒng)有顯著影響。第一階段驗(yàn)證的內(nèi)容主要是偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性和再現(xiàn)性等試驗(yàn)分析。第29頁，共77頁。測(cè)量系統(tǒng)分析(批量生產(chǎn))階段 階段二：隨著時(shí)間推移，測(cè)量系統(tǒng)是否能持續(xù)滿足要求？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)。主要確定“量具的R&R”。通常做為校準(zhǔn)、維修計(jì)量工作的一部分。第30頁，共77頁。1）測(cè)量必須按照隨機(jī)順序進(jìn)行；2）不應(yīng)讓評(píng)價(jià)人知道正在檢查零件的編號(hào)；3

14、）測(cè)量讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字；4）研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行；5）每一位評(píng)價(jià)人在整個(gè)研究過程中應(yīng)采用相同的測(cè)量方法；3.測(cè)量系統(tǒng)研究注意事項(xiàng)第31頁，共77頁。計(jì)量型MSA穩(wěn)定性-均值極差法;偏倚-獨(dú)立樣本法;偏倚-均值極差法;線性-一元線性回歸法;GRR-均值極差法;GRR-Crossed ANOVA;GRR-Nested ANOVA;計(jì)數(shù)型MSA解析法;交叉表法;信號(hào)探測(cè)法;測(cè)量系統(tǒng)分析方法分類第32頁，共77頁。確定某一測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是否為可接受。同一評(píng)價(jià)人對(duì)同一樣品進(jìn)行多次測(cè)量的情況。通過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出分析結(jié)論。1）穩(wěn)定性均值極差法1.計(jì)量型MSA

15、(穩(wěn)定性均值極差法）第33頁，共77頁。取得包含1個(gè)零件的樣本，選取了生產(chǎn)過程輸出范圍中接近中間值的一個(gè)零件。（不能給評(píng)價(jià)人看到）指定1位操作人員在不知情的狀況下使用校驗(yàn)合格的量具，共測(cè)了5周（25個(gè)子組）以上個(gè)零件進(jìn)行測(cè)量, 并重復(fù)3次，將操作員所讀數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄, 研究其設(shè)備的穩(wěn)定性。試驗(yàn)完后, 測(cè)試人員將量具測(cè)出數(shù)據(jù)計(jì)算均值、極差和控制限，并作成均值極差控制圖。計(jì)算結(jié)果均值、極差及控制限等。2）分析步驟第34頁，共77頁。計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值。第35頁，共77頁。第36頁，共77頁。前提條件: 只有當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),進(jìn)行偏倚研究才有意義。什么是偏倚-獨(dú)立樣件法? 利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣件對(duì)

16、量測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行偏倚的分析方法。1）偏倚獨(dú)立樣本法2.計(jì)量型MSA(偏倚獨(dú)立樣本法）第37頁，共77頁。a) 取得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣件,并確定其參考值。參考值=XT(注:如不能取得標(biāo)準(zhǔn)值,則選擇一件落在生產(chǎn)測(cè)量范圍中間的生產(chǎn)件作為基準(zhǔn)件,將其用更精密的儀器測(cè)量該零件N10次,取平均值作為參考值)b) 讓一名評(píng)價(jià)人以正常方式測(cè)量樣件N10次,并記錄結(jié)果。c) 畫直方圖：畫出數(shù)據(jù)相對(duì)于參考值的直方圖,根據(jù)專業(yè)知識(shí)判斷是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常.如果不存在,繼續(xù)分析,當(dāng)n30%,則表明系統(tǒng)不可接受。 10%GRR%30,系統(tǒng)可接受亦可不接受。 GRR%90%; 評(píng)價(jià)人和參考值相比較的正確百分比90%; 所有評(píng)價(jià)人一致的百分比