MSA-測量系統(tǒng)分析(課件)

MSA－測量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemsAnalysisMSA－測量系統(tǒng)分析

MeasurementSyst課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量系統(tǒng)分析的目的

現(xiàn)在普遍依據(jù)測量數(shù)據(jù)來決定是否調整制造過程，因此應用以數(shù)據(jù)為基礎的方法的收益，很大程度上決定于所用測量數(shù)據(jù)的質量。測量數(shù)據(jù)質量是由在穩(wěn)定條件下運行的某一測量系統(tǒng)得到的多次測量結果的統(tǒng)計特性確定。例如：假定用在穩(wěn)定條件下運行的某測量系統(tǒng)，得到某一特性的多次測量數(shù)據(jù)。如果這些測量數(shù)據(jù)與這一特性的標準值都很“接近”，那么可以說這些測量數(shù)據(jù)的質量“高”，反之則認為“低”。測量系統(tǒng)分析的目的現(xiàn)在普遍依據(jù)測量數(shù)據(jù)來決定是否調整制造過MSA-測量系統(tǒng)分析(課件)課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量:

賦值（或數(shù)）給具體物以表示它們之間關于特定特性的關系。賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值量具:用于獲得測量的裝置測量系統(tǒng):是用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設的集合；用來獲得測量結果的整個過程。測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念標準：用于比較的可接受的基準用于接受的準則已知數(shù)值，在表明的不確定度界限內，作為真值被接受基準值。一個標準應該是一個可操作的定義：由供應商和顧客應用時，在昨天、今天和明天都具有同樣的含義，產(chǎn)生同樣的結果。測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念分辨率：測量系統(tǒng)檢測并如實指示被測特性的微小變化的能力。被測特性根據(jù)測量值分為不同的數(shù)據(jù)組，同一數(shù)據(jù)組內的零件之被測特性具有同樣的數(shù)值。有設計決定的固有特性測量或儀器輸出的最小刻度單位總是以測量單位報告

1：10經(jīng)驗法則測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念AvgR.140.143.137.134.135.1378.009.138.143.143.145.146.1430.008.139.133.147.148.149.1432.015.143.141.137.138.140.1398.006.142.142.145.135.136.1400.010單位：0.001英寸AvgR.14.14.14.13.14.138.01.14.14.14.14.15.142.01.14.13.15.15.15.144.02.14.14.14.14.14.1400.14.14.14.14.14.1400單位：0.01英寸不適當?shù)姆直媛蕦е洛e誤的圓整測量和測量系統(tǒng)基本概念AvgR.140.143.137.13基準值人為規(guī)定的可接受值需要一個可操作的定義作為真值的替代真值物品的實際值未知的和不可知的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念誤差：定義：測量時，實際測量值（或測量平均值）與真值之間的差異，稱為“誤差”；公式：誤差=測量值-真值分類：若就誤差的性質區(qū)分，一般可分為，其特質如下圖：系統(tǒng)性誤差：隨機性誤差：重大誤差（粗大誤差）：測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念人為疏忽氣流輻射噪聲塵埃儀器環(huán)境觀察溫度歸零負載水平磨耗混用干擾振動壓力濕度記憶力讀取視差量具誤用標準件分辨率遲滯現(xiàn)象測量誤差重大誤差系統(tǒng)性誤差隨機性誤差人氣流輻射噪聲塵埃儀器環(huán)境觀察溫度歸零負載水平磨耗混用測量數(shù)據(jù)的質量:真值基準值一個好的或高質量的測量具備哪些特點？一個差的或低質量的測量具備哪些特點？如何表征數(shù)據(jù)質量的統(tǒng)計特性偏倚：位置方差：分布測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念正確錯誤精確不精確位置分布測量和測量系統(tǒng)基本概念正確錯誤精確不精確位置分測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）穩(wěn)定性（Stability）線性（Linearity）重復性（Repeatability）再現(xiàn)性（Reproducibility）測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均值與基準值的差值測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性（或飄移），是測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值的總變差偏移隨時間的變化一個穩(wěn)定的測量過程是關于位置的統(tǒng)計受控穩(wěn)定性時間2時間1穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性（或飄移），是測量系統(tǒng)在當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的。

測量系統(tǒng)的線性便是表征在量具的工作范圍內其偏倚變化規(guī)律的一個統(tǒng)計特性。

測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成線性（Linearity）當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人，采用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差在固定和規(guī)定的測量條件下連續(xù)（短期）試驗變差通常指E.V.--設備變差儀器（量具）的能力或潛能系統(tǒng)內變差基準不是必須的影響所有的隨機測量結果重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差對于產(chǎn)品和過程條件，可能是評價人、環(huán)境（時間）或方法的誤差通常指A.V.–評價人變差系統(tǒng)間（條件）變差包括重復性、實驗室、環(huán)境及評價人影響再現(xiàn)性操作者A操作者B操作者C再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用GRR或量具R&R量具重復性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性合成的評估測量系統(tǒng)能力測量系統(tǒng)變差的短期評估，如：“GRR”包括圖形測量系統(tǒng)性能測量系統(tǒng)變差的長期評估，長期控制圖法GRR或量具R&R量具重復性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量標準體系國家標準一級標準二級標準三級標準準確度下降、成本降低、對環(huán)境更加穩(wěn)健公司標準由公司的計量部門保持和使用工作標準，也稱為生產(chǎn)標準，由生產(chǎn)人員保持和使用，用來校準在生產(chǎn)設備中使用的測量系統(tǒng)測量標準體系國家標準一級標準二級標準三級標準準確度下降、成本合格的測量系統(tǒng)足夠的分辨率和靈敏度為了測量的目的，相對于過程變差和規(guī)范控制限，測量的增量應該很小。通常所知的十進位或10-1法則，表明儀器的分辨率應把公差（過程變差）分為十份或更多。這個規(guī)則是選擇量具期望的實際最低起點。測量系統(tǒng)應該是統(tǒng)計受控的在可重復條件下，測量系統(tǒng)的變差只能是由于不同原因而不是特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性且最好由圖形法評價合格的測量系統(tǒng)足夠的分辨率和靈敏度合格的測量系統(tǒng)產(chǎn)品控制要求對于產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。依據(jù)特性的公差評價測量系統(tǒng)過程控制要求對于過程控制，測量系統(tǒng)的變異性應該顯示有效的分辨率并且與制造過程變差相比要小。合格的測量系統(tǒng)產(chǎn)品控制要求理想的測量系統(tǒng)理想的測量系統(tǒng)：零方差、零偏倚和錯誤分類零概率；用多次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性來確定測量系統(tǒng)的質量測量數(shù)據(jù)的變差的統(tǒng)計特性:偏倚(Bias)穩(wěn)定性(Stability)線性（Linearity）重復性(Repeatability)再現(xiàn)性(Reproducibility)理想的測量系統(tǒng)理想的測量系統(tǒng)：零方差、零偏倚和錯誤分類零概率相對于公差，對零件作出錯誤決定的潛在因素只在測量系統(tǒng)誤差與公差交叉時存在，下面給出三個區(qū)分的區(qū)域；ⅡⅡⅠⅠⅢ目標此處：Ⅰ壞零件總是壞的Ⅱ可能作出潛在的錯誤決定Ⅲ好零件總是好的對于產(chǎn)品狀況，目標是最大限度地作出正確的決定，有兩種選擇：A、改進生產(chǎn)過程：減少過程變差，沒有零件生產(chǎn)在Ⅱ區(qū)域；B、改進測量系統(tǒng)：減少測量系統(tǒng)變差從而減少區(qū)域Ⅱ的面積，所有零件都在Ⅲ區(qū)，從而風險降低。LSLUSL相對于公差，對零件作出錯誤決定的潛在因素只在測量系統(tǒng)誤差與公測量過程示意圖※設備（量具：制造誤差……)※人員（熟練程度、認真程度、讀數(shù)等差別……)※原材料（被測對象：內部差別……)※操作規(guī)程※環(huán)境（溫度、濕度、灰塵、振動……)共同作用輸出顧客測量值測量過程示意圖※設備（量具：制造誤差……)共輸出顧客測量值變差源測量系統(tǒng)受隨機和系統(tǒng)變差源影響。這些變差源由普通原因和特殊原因造成。為了控制測量系統(tǒng)變差：識別潛在的變差源排除（可能時）或監(jiān)控這些變差源變差源測量系統(tǒng)受隨機和系統(tǒng)變差源影響。測量系統(tǒng)變差測量系統(tǒng)變差課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量的分類計量型數(shù)據(jù)：可以用數(shù)字表達的質量特性數(shù)據(jù)。如：厚度、壓力、長度等計數(shù)型數(shù)據(jù)：只能給出定性的結果的檢測數(shù)據(jù)。如：用通過/不通過量規(guī)檢測孔，只能告訴通過/不通過，而不能告訴孔的大小的具體數(shù)值。測量的分類計量型數(shù)據(jù)：可以用數(shù)字表達的質量特性數(shù)據(jù)。計數(shù)如何獲得數(shù)據(jù)檢查測量試驗包括感官如何獲得數(shù)據(jù)檢查包括感官分析時機新生產(chǎn)的產(chǎn)品，PV有不同時，如試生產(chǎn)；新儀器，EV有不同時；新操作人員，AV有不同時；易損耗之儀器必須注意其分析頻率；客戶要求的頻次。分析時機新生產(chǎn)的產(chǎn)品，PV有不同時，如試生產(chǎn)；分析的步驟——如何進行量測系統(tǒng)分析？建立必要之程序書、指導書文件，以管制所有量測系統(tǒng)維持在正常及最佳狀態(tài)。制定計劃：選擇分析對象/分析項目/分析時間，確定抽樣方法；須有合格之分析人員，待分析之量具，以及必要之環(huán)境。搜集足夠之數(shù)據(jù)，再依據(jù)所使用之分析記錄執(zhí)行分析作業(yè)?！y數(shù)據(jù)分析結論判定此量測系統(tǒng)是處于可接受、勉強接受或不能接受。分析的步驟——如何進行量測系統(tǒng)分析？建立必要之程序書、指導書測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）穩(wěn)定性（Stability）線性（Linearity）重復性（Repeatability）再現(xiàn)性（Reproducibility）零件變異（PartVariation）測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均值與基準值的差值測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均偏倚（Bias）(例1)1位作業(yè)者測量1個零件10次，測量值如下所示：X1=0.75 X6=0.80X2=0.75 X7=0.75X3=0.80 X8=0.75X4=0.80 X9=0.75X5=0.65 X10=0.70測量平均值VA=Xi/10=0.75，已知該零件之真值VT為0.8mm，零件的制造過程變差0.70mm(制程變差=6δ)則Bias=VA-VT=0.75－0.80=-0.05%Bias＝100（│Bias│/制造過程變差）＝100(0.05/0.70)=7.1%偏倚（Bias）(例1)1位作業(yè)者測量1個零件10次，測量值穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），是指不同時間測量值之變異，此量測之方式可有兩種：1.以相同標準件在不同時間量測同一量具所得之變異。2.以相同量具在不同時間量測同一零件所得之變異。穩(wěn)定性可右圖面圖形表示：穩(wěn)定性時間2時間1穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），是指不同時間測量值之變異，此量測之方式可有兩種：1.以相同標準件在不同時間量測同一量具所得之變異。2.以相同量具在不同時間量測同一零件所得之變異。穩(wěn)定性可右圖面圖形表示：穩(wěn)定性時間2時間1穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的。

測量系統(tǒng)的線性便是表征在量具的工作范圍內其偏倚變化規(guī)律的一個統(tǒng)計特性。

測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成線性（Linearity）當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的線性（Linearity）作業(yè)者測量5個不同零件，其真值分別為2.00mm，4.00mm，6.00mm，8.00mm及10.00mm，每個零件測量12次，如下頁所示：

0.600.400.200-0.20-0.40-0.602.004.006.008.0010.00×××××(偏倚值)(真值)回歸線線性（Linearity）作業(yè)者測量5個不同零件，其真值分別線性（Linearity）0.600.400.200-0.20-0.40-0.602.004.006.008.0010.00×××××(偏倚值)(真值)回歸線線性（Linearity）0.600.400.200-0.2重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人，采用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差在固定和規(guī)定的測量條件下連續(xù)（短期）試驗變差通常指E.V.--設備變差儀器（量具）的能力或潛能系統(tǒng)內變差基準不是必須的影響所有的隨機測量結果重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人重復性（Repeatability）重復性又稱為量具變異，是指用同一種量具，同一位作業(yè)者，當多次量測同一零件之指定特性時所得之變異，以公式表示如下：EV=，%EV＝100（EV／TV）公式說明：EV為重復性，TV為全變異。

為所有作業(yè)者執(zhí)行多次量測所得之變異平均值。K1為重復性之系數(shù)，與量測次數(shù)有關。TV為全變異，TV=重復性（Repeatability）重復性又稱為量具變異，重復性計算A測的所有樣品的總平均值XA。同樣方法計算RB,XB,RC,Xc對每個樣品由三個人所測得的9個測試值求平均值，計算這些均值的極差Rp計算A對每個樣品三次測試結果的極差，然后計算10個樣品的極差的均值RA重復性計算A測的所有樣品同樣方法計算對每個樣品由三個人所測得重復性（Repeatability）(例2)三位作業(yè)者對10個零件分別量測，每個零件量測兩次，數(shù)值如下表所列

重復性（Repeatability）(例2)三位作業(yè)者對1重復性（Repeatability）重復性（Repeatability）再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差對于產(chǎn)品和過程條件，可能是評價人、環(huán)境（時間）或方法的誤差通常指A.V.–評價人變差系統(tǒng)間（條件）變差包括重復性、實驗室、環(huán)境及評價人影響再現(xiàn)性操作者A操作者B操作者C再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用再現(xiàn)性（Reproducibility）(例2)同例1，亦是三位作業(yè)者10個零件分別測量，每個零件測量兩次，如下表：再現(xiàn)性（Reproducibility）(例2)同例1，亦再現(xiàn)性（Reproducibility）再現(xiàn)性（Reproducibility）零件變異（PartVariation）零件變異（PartVariation）能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響例如，如果測量系統(tǒng)Cp指數(shù)是2，為了計算的（觀測）指數(shù)為1.33,實際過程需要Cp大于或等于1.79。如果測量系統(tǒng)Cp本身是1.33，最終結果也要求是1.33，那么過程必須完全沒有變差，這顯然是一個不可能的條件。在采購時使用的（高等級）測量系統(tǒng)的GRR為10%且實際過程Cp為2.0的情況下，在采購時觀測過程Cp將為1.96。這一過程是在生產(chǎn)中用生產(chǎn)量具研究時，將會觀測到更大的變差（如，較小的Cp）。例如，如果生產(chǎn)量具的GRR為30%且實際過程Cp仍是2.0，那么觀測的過程Cp為1.71。最壞的假想情況是如果生產(chǎn)用量具不具備資格卻被使用了如果測量系統(tǒng)的GRR實際為60%（但不知到這個事實），那么觀測的Cp將是1.20。能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響例如，如果測量系統(tǒng)能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的計量型量測系統(tǒng)分析方法偏倚分析：獨立樣本法控制圖法穩(wěn)定性分析線性分析重復性和再現(xiàn)性分析（GRR）極差法均值極差法方差分析法（ANOVA）計量型量測系統(tǒng)分析方法偏倚分析：偏倚－獨立樣本法：取樣本并建立可溯源的標準值。在工具室測量把其當作“基準值”。讓一個評價人，以通常方法測量樣本10次以上。相對與基準值將數(shù)據(jù)畫出直方圖并評價，用專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)分析，對于n小于等于30時的解釋或分析，應當特別謹慎。計算n個讀數(shù)的均值偏倚＝觀測測量平均值－基準值偏倚－獨立樣本法：舉例－穩(wěn)定性為了確定一個新的測量裝置穩(wěn)定性是否可以接受，工藝小組在產(chǎn)品中值數(shù)附近選擇了一個零件，實驗室測量結果是6.01。小組每班測量這個零件5次，共測量4周（20個子組）。收集所有數(shù)據(jù)后均值極差圖就作出來了?？刂茍D分析顯示，測量過程是穩(wěn)定的，因為沒有出現(xiàn)明顯的特殊原因。(TheX-Rcontrolchartinthenextpage.)舉例－穩(wěn)定性偏倚研究的分析如果偏倚從統(tǒng)計上非0，尋找以下可能的原因：標準和基準值誤差，檢查標準程序儀器磨損，這在穩(wěn)定性分析可以表現(xiàn)出，建議按計劃維護或修整儀器制造尺寸有誤儀器測量了錯誤的特性儀器未得到完善的校準，評審校準程序評價人設備操作不當，評審測量指導書儀器修正運算不正確偏倚研究的分析線性-擇不少于5個覆蓋量具操作范圍的零件；-確認其基準值；-由儀器操作者隨機測量（盲測）每個零件m≥10次。-計算每次測量的偏倚及偏倚均值；-在線性圖上畫出單值偏倚和相關基準值的偏倚均值-用下面等式計算和畫出最佳擬合線和置信帶線性重復性和再現(xiàn)性常用方法有：均值極差法：是一種可提供可對測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性兩個特性作估計評價的方法。與極差法不同，這種方法可以將測量系統(tǒng)的變差分成兩個部分，而不是他們的交互作用。重復性和再現(xiàn)性收集數(shù)據(jù)（零件數(shù)可超過10，最好大于15，可以減少抽樣變差和結果的風險），完成GRR數(shù)據(jù)表。均值圖：可以確定評價人之間的一致性（一半以上的點超出控制線）極差圖：用于確定過程是否受控。如果所有的極差都受控（趨勢分析不適用），則所有評價人的工作狀態(tài)都是相同的。如果一個人不受控，說明他的方法與其他人不同。如果所有評價人都不受控，則測量系統(tǒng)對評價人的技術很敏感，需要改善。其它圖形如鏈圖、散點圖、震蕩圖、誤差圖、歸一化直方圖、均值－基準值圖、比較圖等MSA-測量系統(tǒng)分析(課件)數(shù)值的計算重復性(設備變差)EV再現(xiàn)性(評價人變差)AV重復性和再現(xiàn)性R&R=零件變差PV總變差TV=%R&R=R&R/TV%R&R=R&R/TV用于過程的控制的測量，如SPC%R&R=R&R/Tolerance用于產(chǎn)品控制的測量，如100%檢驗、抽樣檢驗數(shù)值的計算

如果重復性比再現(xiàn)性大，原因可能是：設備需要維護、量具需要重新設計增加剛度、測量的夾緊或定位需要改進、零件內的變差過大；

如果再現(xiàn)性比重復性大，原因可能是：評價人需要更好地接受如何使用測量儀器和度數(shù)培訓、量具刻度盤校準部清晰。MSA-測量系統(tǒng)分析(課件)反應措施：位置誤差：再校準調零寬度誤差：重新校準量具的維護量具的改進設計夾具的調整崗位操作培訓…反應措施：例:游標卡尺測量一金屬零部件的長度

1.分析變差的來源。主要變差來源：

a.人員讀數(shù)，手勢，方法

b.卡尺本身游隙

2.選擇恰當?shù)姆椒▍⒖挤椒ǎ褐貜托院驮佻F(xiàn)性分析。（前提偏倚已在控制范圍內。）例:游標卡尺測量一金屬零部件的長度1.分析變差的來源。2EV,AV及R&R之接受標準如下:數(shù)值<10%，測量系統(tǒng)可接受.10%<數(shù)值30%，測量系統(tǒng)可接受或不接受,決定于該測量系統(tǒng)之重要性、修理所需之費用等因素.數(shù)值>30%，測量系統(tǒng)不能接受,須予以改進.必要時更換量具或對量具重新進行調整,并對以前所量測的庫存品再抽查檢驗,如發(fā)現(xiàn)庫存品已超出規(guī)格應立即追蹤出貨通知客戶,協(xié)調處理對策.EV,AV及R&R之接受標準如下:課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的計數(shù)型測量系統(tǒng)是測量系統(tǒng)中的一種，其測量值是一種有限的分級數(shù)，最常見的是通過/不通過量具，其它如視覺標準，分成5－7個不同的等級（很好，好，一般，差，很差）不在本冊討論這種測量系統(tǒng)最大的風險來自于分區(qū)的邊界，最適當?shù)姆椒ㄊ怯昧烤咝阅芮€GPC將處理系統(tǒng)變差量化兩種風險分析方法假設檢驗分析、信號探測理論計數(shù)型測量系統(tǒng)變差源應通過人的因素及人機工程學的研究結果最小化計數(shù)型測量系統(tǒng)分析法計數(shù)型測量系統(tǒng)是測量系統(tǒng)中的一種，其測量值是一種有限的分級數(shù)試驗條件：20個零件、2個評價人、每人測量2次接收準則：必須一致樣本選擇準則？計數(shù)型測量系統(tǒng)分析法計數(shù)型測量系統(tǒng)分析法不能重復測量的測量系統(tǒng)分析（如破壞性檢驗，動態(tài)測量等）考慮零件內變差更復雜的測量系統(tǒng)分析更復雜的測量系統(tǒng)分析MSA在質量管理體系中的應用使用時機與APQP、SPC、PPAP的關系與質量管理體系的關系MSA在質量管理體系中的應用

并不是所有產(chǎn)品和過程特性都需要測量系統(tǒng)分析。簡單地測量工具被排除在外，但一個基本準則是看特性是否在控制計劃中被識別或該特性在確定產(chǎn)品或過程是否可接受時的重要性，并不是所有產(chǎn)品和過程特性都需要測量系統(tǒng)分析。簡單地測量工具被接收新測量設備的標準一種測量裝置與另外一種測量裝置的比較評價懷疑有缺陷的量具的基礎測量設備維修前與維修后的比較計算過程變差的一個必要部分，以及一個生產(chǎn)過程的可接受性的水平接收新測量設備的標準

MSA－測量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemsAnalysisMSA－測量系統(tǒng)分析

MeasurementSyst課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量系統(tǒng)分析的目的

現(xiàn)在普遍依據(jù)測量數(shù)據(jù)來決定是否調整制造過程，因此應用以數(shù)據(jù)為基礎的方法的收益，很大程度上決定于所用測量數(shù)據(jù)的質量。測量數(shù)據(jù)質量是由在穩(wěn)定條件下運行的某一測量系統(tǒng)得到的多次測量結果的統(tǒng)計特性確定。例如：假定用在穩(wěn)定條件下運行的某測量系統(tǒng)，得到某一特性的多次測量數(shù)據(jù)。如果這些測量數(shù)據(jù)與這一特性的標準值都很“接近”，那么可以說這些測量數(shù)據(jù)的質量“高”，反之則認為“低”。測量系統(tǒng)分析的目的現(xiàn)在普遍依據(jù)測量數(shù)據(jù)來決定是否調整制造過MSA-測量系統(tǒng)分析(課件)課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量:

賦值（或數(shù)）給具體物以表示它們之間關于特定特性的關系。賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值量具:用于獲得測量的裝置測量系統(tǒng):是用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設的集合；用來獲得測量結果的整個過程。測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念標準：用于比較的可接受的基準用于接受的準則已知數(shù)值，在表明的不確定度界限內，作為真值被接受基準值。一個標準應該是一個可操作的定義：由供應商和顧客應用時，在昨天、今天和明天都具有同樣的含義，產(chǎn)生同樣的結果。測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念分辨率：測量系統(tǒng)檢測并如實指示被測特性的微小變化的能力。被測特性根據(jù)測量值分為不同的數(shù)據(jù)組，同一數(shù)據(jù)組內的零件之被測特性具有同樣的數(shù)值。有設計決定的固有特性測量或儀器輸出的最小刻度單位總是以測量單位報告

1：10經(jīng)驗法則測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念AvgR.140.143.137.134.135.1378.009.138.143.143.145.146.1430.008.139.133.147.148.149.1432.015.143.141.137.138.140.1398.006.142.142.145.135.136.1400.010單位：0.001英寸AvgR.14.14.14.13.14.138.01.14.14.14.14.15.142.01.14.13.15.15.15.144.02.14.14.14.14.14.1400.14.14.14.14.14.1400單位：0.01英寸不適當?shù)姆直媛蕦е洛e誤的圓整測量和測量系統(tǒng)基本概念AvgR.140.143.137.13基準值人為規(guī)定的可接受值需要一個可操作的定義作為真值的替代真值物品的實際值未知的和不可知的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念誤差：定義：測量時，實際測量值（或測量平均值）與真值之間的差異，稱為“誤差”；公式：誤差=測量值-真值分類：若就誤差的性質區(qū)分，一般可分為，其特質如下圖：系統(tǒng)性誤差：隨機性誤差：重大誤差（粗大誤差）：測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念人為疏忽氣流輻射噪聲塵埃儀器環(huán)境觀察溫度歸零負載水平磨耗混用干擾振動壓力濕度記憶力讀取視差量具誤用標準件分辨率遲滯現(xiàn)象測量誤差重大誤差系統(tǒng)性誤差隨機性誤差人氣流輻射噪聲塵埃儀器環(huán)境觀察溫度歸零負載水平磨耗混用測量數(shù)據(jù)的質量:真值基準值一個好的或高質量的測量具備哪些特點？一個差的或低質量的測量具備哪些特點？如何表征數(shù)據(jù)質量的統(tǒng)計特性偏倚：位置方差：分布測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念測量和測量系統(tǒng)基本概念正確錯誤精確不精確位置分布測量和測量系統(tǒng)基本概念正確錯誤精確不精確位置分測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）穩(wěn)定性（Stability）線性（Linearity）重復性（Repeatability）再現(xiàn)性（Reproducibility）測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均值與基準值的差值測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性（或飄移），是測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值的總變差偏移隨時間的變化一個穩(wěn)定的測量過程是關于位置的統(tǒng)計受控穩(wěn)定性時間2時間1穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性（或飄移），是測量系統(tǒng)在當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的。

測量系統(tǒng)的線性便是表征在量具的工作范圍內其偏倚變化規(guī)律的一個統(tǒng)計特性。

測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成線性（Linearity）當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人，采用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差在固定和規(guī)定的測量條件下連續(xù)（短期）試驗變差通常指E.V.--設備變差儀器（量具）的能力或潛能系統(tǒng)內變差基準不是必須的影響所有的隨機測量結果重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差對于產(chǎn)品和過程條件，可能是評價人、環(huán)境（時間）或方法的誤差通常指A.V.–評價人變差系統(tǒng)間（條件）變差包括重復性、實驗室、環(huán)境及評價人影響再現(xiàn)性操作者A操作者B操作者C再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用GRR或量具R&R量具重復性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性合成的評估測量系統(tǒng)能力測量系統(tǒng)變差的短期評估，如：“GRR”包括圖形測量系統(tǒng)性能測量系統(tǒng)變差的長期評估，長期控制圖法GRR或量具R&R量具重復性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量標準體系國家標準一級標準二級標準三級標準準確度下降、成本降低、對環(huán)境更加穩(wěn)健公司標準由公司的計量部門保持和使用工作標準，也稱為生產(chǎn)標準，由生產(chǎn)人員保持和使用，用來校準在生產(chǎn)設備中使用的測量系統(tǒng)測量標準體系國家標準一級標準二級標準三級標準準確度下降、成本合格的測量系統(tǒng)足夠的分辨率和靈敏度為了測量的目的，相對于過程變差和規(guī)范控制限，測量的增量應該很小。通常所知的十進位或10-1法則，表明儀器的分辨率應把公差（過程變差）分為十份或更多。這個規(guī)則是選擇量具期望的實際最低起點。測量系統(tǒng)應該是統(tǒng)計受控的在可重復條件下，測量系統(tǒng)的變差只能是由于不同原因而不是特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性且最好由圖形法評價合格的測量系統(tǒng)足夠的分辨率和靈敏度合格的測量系統(tǒng)產(chǎn)品控制要求對于產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。依據(jù)特性的公差評價測量系統(tǒng)過程控制要求對于過程控制，測量系統(tǒng)的變異性應該顯示有效的分辨率并且與制造過程變差相比要小。合格的測量系統(tǒng)產(chǎn)品控制要求理想的測量系統(tǒng)理想的測量系統(tǒng)：零方差、零偏倚和錯誤分類零概率；用多次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性來確定測量系統(tǒng)的質量測量數(shù)據(jù)的變差的統(tǒng)計特性:偏倚(Bias)穩(wěn)定性(Stability)線性（Linearity）重復性(Repeatability)再現(xiàn)性(Reproducibility)理想的測量系統(tǒng)理想的測量系統(tǒng)：零方差、零偏倚和錯誤分類零概率相對于公差，對零件作出錯誤決定的潛在因素只在測量系統(tǒng)誤差與公差交叉時存在，下面給出三個區(qū)分的區(qū)域；ⅡⅡⅠⅠⅢ目標此處：Ⅰ壞零件總是壞的Ⅱ可能作出潛在的錯誤決定Ⅲ好零件總是好的對于產(chǎn)品狀況，目標是最大限度地作出正確的決定，有兩種選擇：A、改進生產(chǎn)過程：減少過程變差，沒有零件生產(chǎn)在Ⅱ區(qū)域；B、改進測量系統(tǒng)：減少測量系統(tǒng)變差從而減少區(qū)域Ⅱ的面積，所有零件都在Ⅲ區(qū)，從而風險降低。LSLUSL相對于公差，對零件作出錯誤決定的潛在因素只在測量系統(tǒng)誤差與公測量過程示意圖※設備（量具：制造誤差……)※人員（熟練程度、認真程度、讀數(shù)等差別……)※原材料（被測對象：內部差別……)※操作規(guī)程※環(huán)境（溫度、濕度、灰塵、振動……)共同作用輸出顧客測量值測量過程示意圖※設備（量具：制造誤差……)共輸出顧客測量值變差源測量系統(tǒng)受隨機和系統(tǒng)變差源影響。這些變差源由普通原因和特殊原因造成。為了控制測量系統(tǒng)變差：識別潛在的變差源排除（可能時）或監(jiān)控這些變差源變差源測量系統(tǒng)受隨機和系統(tǒng)變差源影響。測量系統(tǒng)變差測量系統(tǒng)變差課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量的分類計量型數(shù)據(jù)：可以用數(shù)字表達的質量特性數(shù)據(jù)。如：厚度、壓力、長度等計數(shù)型數(shù)據(jù)：只能給出定性的結果的檢測數(shù)據(jù)。如：用通過/不通過量規(guī)檢測孔，只能告訴通過/不通過，而不能告訴孔的大小的具體數(shù)值。測量的分類計量型數(shù)據(jù)：可以用數(shù)字表達的質量特性數(shù)據(jù)。計數(shù)如何獲得數(shù)據(jù)檢查測量試驗包括感官如何獲得數(shù)據(jù)檢查包括感官分析時機新生產(chǎn)的產(chǎn)品，PV有不同時，如試生產(chǎn)；新儀器，EV有不同時；新操作人員，AV有不同時；易損耗之儀器必須注意其分析頻率；客戶要求的頻次。分析時機新生產(chǎn)的產(chǎn)品，PV有不同時，如試生產(chǎn)；分析的步驟——如何進行量測系統(tǒng)分析？建立必要之程序書、指導書文件，以管制所有量測系統(tǒng)維持在正常及最佳狀態(tài)。制定計劃：選擇分析對象/分析項目/分析時間，確定抽樣方法；須有合格之分析人員，待分析之量具，以及必要之環(huán)境。搜集足夠之數(shù)據(jù)，再依據(jù)所使用之分析記錄執(zhí)行分析作業(yè)?！y數(shù)據(jù)分析結論判定此量測系統(tǒng)是處于可接受、勉強接受或不能接受。分析的步驟——如何進行量測系統(tǒng)分析？建立必要之程序書、指導書測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）穩(wěn)定性（Stability）線性（Linearity）重復性（Repeatability）再現(xiàn)性（Reproducibility）零件變異（PartVariation）測量系統(tǒng)分析的項目偏倚（Bias）偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均值與基準值的差值測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成偏倚（Bias）偏倚的定義為對一個被測特性的多次測量值的平均偏倚（Bias）(例1)1位作業(yè)者測量1個零件10次，測量值如下所示：X1=0.75 X6=0.80X2=0.75 X7=0.75X3=0.80 X8=0.75X4=0.80 X9=0.75X5=0.65 X10=0.70測量平均值VA=Xi/10=0.75，已知該零件之真值VT為0.8mm，零件的制造過程變差0.70mm(制程變差=6δ)則Bias=VA-VT=0.75－0.80=-0.05%Bias＝100（│Bias│/制造過程變差）＝100(0.05/0.70)=7.1%偏倚（Bias）(例1)1位作業(yè)者測量1個零件10次，測量值穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），是指不同時間測量值之變異，此量測之方式可有兩種：1.以相同標準件在不同時間量測同一量具所得之變異。2.以相同量具在不同時間量測同一零件所得之變異。穩(wěn)定性可右圖面圖形表示：穩(wěn)定性時間2時間1穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），是指不同時間測量值之變異，此量測之方式可有兩種：1.以相同標準件在不同時間量測同一量具所得之變異。2.以相同量具在不同時間量測同一零件所得之變異。穩(wěn)定性可右圖面圖形表示：穩(wěn)定性時間2時間1穩(wěn)定性（Stability）穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift），當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的。

測量系統(tǒng)的線性便是表征在量具的工作范圍內其偏倚變化規(guī)律的一個統(tǒng)計特性。

測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差造成線性（Linearity）當用量具在工作范圍上測量不同大小的特性時，其偏倚可能是不同的線性（Linearity）作業(yè)者測量5個不同零件，其真值分別為2.00mm，4.00mm，6.00mm，8.00mm及10.00mm，每個零件測量12次，如下頁所示：

0.600.400.200-0.20-0.40-0.602.004.006.008.0010.00×××××(偏倚值)(真值)回歸線線性（Linearity）作業(yè)者測量5個不同零件，其真值分別線性（Linearity）0.600.400.200-0.20-0.40-0.602.004.006.008.0010.00×××××(偏倚值)(真值)回歸線線性（Linearity）0.600.400.200-0.2重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人，采用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差在固定和規(guī)定的測量條件下連續(xù)（短期）試驗變差通常指E.V.--設備變差儀器（量具）的能力或潛能系統(tǒng)內變差基準不是必須的影響所有的隨機測量結果重復性（Repeatability）重復性定義：同一評價人重復性（Repeatability）重復性又稱為量具變異，是指用同一種量具，同一位作業(yè)者，當多次量測同一零件之指定特性時所得之變異，以公式表示如下：EV=，%EV＝100（EV／TV）公式說明：EV為重復性，TV為全變異。

為所有作業(yè)者執(zhí)行多次量測所得之變異平均值。K1為重復性之系數(shù)，與量測次數(shù)有關。TV為全變異，TV=重復性（Repeatability）重復性又稱為量具變異，重復性計算A測的所有樣品的總平均值XA。同樣方法計算RB,XB,RC,Xc對每個樣品由三個人所測得的9個測試值求平均值，計算這些均值的極差Rp計算A對每個樣品三次測試結果的極差，然后計算10個樣品的極差的均值RA重復性計算A測的所有樣品同樣方法計算對每個樣品由三個人所測得重復性（Repeatability）(例2)三位作業(yè)者對10個零件分別量測，每個零件量測兩次，數(shù)值如下表所列

重復性（Repeatability）(例2)三位作業(yè)者對1重復性（Repeatability）重復性（Repeatability）再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差對于產(chǎn)品和過程條件，可能是評價人、環(huán)境（時間）或方法的誤差通常指A.V.–評價人變差系統(tǒng)間（條件）變差包括重復性、實驗室、環(huán)境及評價人影響再現(xiàn)性操作者A操作者B操作者C再現(xiàn)性（Reproducibility）由不同的評價人，采用再現(xiàn)性（Reproducibility）(例2)同例1，亦是三位作業(yè)者10個零件分別測量，每個零件測量兩次，如下表：再現(xiàn)性（Reproducibility）(例2)同例1，亦再現(xiàn)性（Reproducibility）再現(xiàn)性（Reproducibility）零件變異（PartVariation）零件變異（PartVariation）能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響例如，如果測量系統(tǒng)Cp指數(shù)是2，為了計算的（觀測）指數(shù)為1.33,實際過程需要Cp大于或等于1.79。如果測量系統(tǒng)Cp本身是1.33，最終結果也要求是1.33，那么過程必須完全沒有變差，這顯然是一個不可能的條件。在采購時使用的（高等級）測量系統(tǒng)的GRR為10%且實際過程Cp為2.0的情況下，在采購時觀測過程Cp將為1.96。這一過程是在生產(chǎn)中用生產(chǎn)量具研究時，將會觀測到更大的變差（如，較小的Cp）。例如，如果生產(chǎn)量具的GRR為30%且實際過程Cp仍是2.0，那么觀測的過程Cp為1.71。最壞的假想情況是如果生產(chǎn)用量具不具備資格卻被使用了如果測量系統(tǒng)的GRR實際為60%（但不知到這個事實），那么觀測的Cp將是1.20。能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響例如，如果測量系統(tǒng)能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響能力指數(shù)Cp-GRR對能力指數(shù)CP的影響課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的測量和測量系統(tǒng)基本概念測量系統(tǒng)的特性測量系統(tǒng)分析項目測量系統(tǒng)分析的方法計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析課程大綱測量系統(tǒng)分析的目的計量型量測系統(tǒng)分析方法偏倚分析：獨立樣本法控制圖法穩(wěn)定性分析線性分析重復性和再現(xiàn)性分析（GRR）極差法均值極差法方差分析法（ANOVA）計量型量測系統(tǒng)分析方法偏倚分析：偏倚－獨立樣本法：取樣本并建立可溯源的標準值。在工具室測量把其當作“基準值”。讓一個評價人，以通常方法測量樣本10次以上。相對與基準值將數(shù)據(jù)畫出直方圖并評價，用專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)分析，對于n小于等于30時的解釋或分析，應當特別謹慎。計算n個讀數(shù)的均值偏倚＝觀測測量平均值－基準值偏倚－獨立樣本法：舉例－穩(wěn)定性為了確定一個新的測量裝置穩(wěn)定性是否可以接受，工藝小組在產(chǎn)品中值數(shù)附近選擇了一個零件，實驗室測量結果是6.01。小組每班測量這個零件5次，共測量4周（20個子組）。收集所有數(shù)據(jù)后均值極差圖就作出來了?？刂茍D分析顯示，測量過程是穩(wěn)定的，因為沒有出現(xiàn)明顯的特殊原因。(TheX-Rcontrolchartinthenextpage.)舉例－穩(wěn)定性偏倚研究的分析如果偏倚從統(tǒng)計上非0，尋找以下可能的原因：標準和基準值誤差，檢查標準程序儀器磨損，這在穩(wěn)定性