MSA測量系統(tǒng)培訓課程

測量系統(tǒng)分析Preparedby:

Department:MeasurementSystemAnalysis內(nèi)容一、測量系統(tǒng)的定義二、認識誤差三、GR&R四、穩(wěn)定性五、不確定度六、測量系統(tǒng)分析內(nèi)容一、測量系統(tǒng)的定義二、認識誤差三、GR&R四、穩(wěn)定性五、不確定度六、測量系統(tǒng)分析1、什么是測量系統(tǒng)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(shè)的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。根據(jù)定義，一個測量過程可以看成是一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)值（數(shù)據(jù)）作為輸出。這樣看待測量系統(tǒng)是有用的，因為這可以使用權(quán)我們運用那些早已在統(tǒng)計過程控制領(lǐng)域證明了有效性的所有概念、原理和工具。2、測量系統(tǒng)的基本要素測量人員Person/Procedure儀器/工具Instrument工件/零件Workpiece測量環(huán)境Environment測量標準StandardSWIPE影響測量結(jié)果的因素有哪些？-測量工具（儀器、量具）?-測量人員?-被測對象（零件、工件）?-測量環(huán)境（溫度、濕度）?-測量標準（方法、軟件、操作）?思考題內(nèi)容一、測量系統(tǒng)的定義二、認識誤差三、GR&R四、穩(wěn)定性五、不確定度六、測量系統(tǒng)分析1、什么是誤差

由于測量系統(tǒng)的輸出值用于做出關(guān)于產(chǎn)品和過程的決策，所有變差源的累積影響通常為測量系統(tǒng)誤差，或有時稱為“誤差”。

測量系統(tǒng)誤差可以分成五種類型：偏倚、重復性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性和線性。

測量系統(tǒng)的波動通過對測量系統(tǒng)的可重復性和可再現(xiàn)性進行分析確定觀測的過程誤差過程實際誤差測量誤差長期過程誤差短期過程誤差樣本內(nèi)誤差測量儀器引起的誤差操作員引起的誤差準確性線性可再現(xiàn)性穩(wěn)定性可重復性2、測量系統(tǒng)誤差的來源我們即將了解的的測量系統(tǒng)分析方法將提供對總體測量誤差、由于測量儀器可重復性引起的誤差、由于測量者引起的誤差的估計。3、如何“減小”誤差？-多次測量取平均值 —避免失誤-多人測量取平均值 —“立場”問題使用更“高級”的測量設(shè)備 —設(shè)備的能力改進測量方法 —方法使用輔助工具 —方法向更高級別的標準看齊 —方法（規(guī)范）培訓 —人的能力測量環(huán)境的要求 —環(huán)境因素-改進被測工件，方便測量 —被測對象

……4、小結(jié)√誤差是不不可避免免的，有有測量就就有誤差差?！陶`差來自自測量系系統(tǒng)?！陶`差隨著著測量系系統(tǒng)、時時間的改改變而變變化，從從而產(chǎn)生生誤差的變變異，即即測量變變異。√通過改進進測量系系統(tǒng)，可可以減小小誤差。。內(nèi)容容一、測量系統(tǒng)統(tǒng)的定義義二、認認識誤差差三、GR&R四、穩(wěn)穩(wěn)定性五、不不確定度度六、測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析A、GR&R：GageRepeatability&Reproducibility量具的重復性性和再現(xiàn)性1、名詞解釋-GR&R是對測量系統(tǒng)統(tǒng)重復性和再再現(xiàn)性合成的的評估，體現(xiàn)現(xiàn)了測量工具和和測量人員兩兩者綜合的變變異。-GR&R體現(xiàn)了測量系系統(tǒng)的能力。。-GR&R是幫我們量化化、評估工具具變異和人員員變異大?。ㄔ跍y量系統(tǒng)統(tǒng)總變異中所所占比例）的的工具。B、重復性：√由一位評價人人多次使用一一種測量儀器器，測量同一一零件的同一特特性時獲得的的測量變差√在固定和規(guī)定定的測量條件件下連續(xù)（短短期）試驗變變差√通常指EＶ（EquipmentVariant)-設(shè)備變差√儀器（量具））的能力或潛潛能√系統(tǒng)內(nèi)變差C、再現(xiàn)性：√由不同的評價價人使用同一一個量具，測測量一個零件件的一個特性時產(chǎn)生生的測量平均均值的變差√對于產(chǎn)品和過過程條件，可可能是評價人人、環(huán)境（時時間）或方法的誤差差√通常指AＶ(AppraiserVariant)-評價人變差√系統(tǒng)間（條件件）變差√ASTME456-96包括重復性、、實驗室、環(huán)環(huán)境及評價人人影響2、重復性與再再現(xiàn)性的差異異3、造成重復性性誤差的原因因√零件內(nèi)部（抽抽樣樣本，被被測試部件））：形狀、位位置、表面光光度、錐度、、樣本的一致致性√儀器內(nèi)部：維維修、磨損、、設(shè)備或夾具具失效、質(zhì)量量或保養(yǎng)不好好√標準內(nèi)部：質(zhì)質(zhì)量、等級、、磨損√方法內(nèi)部：作作業(yè)準備、技技巧、歸零、、固定、夾持持、點密度的的變差√評價人人內(nèi)部部：技技巧、位置、、缺乏乏經(jīng)驗驗、操操作技技能或或培訓訓、意意識、、疲勞勞√環(huán)境內(nèi)內(nèi)部：：對溫溫度、、濕度度、振振動、、清潔潔的小小幅度度波動動√錯誤的的假設(shè)設(shè)—穩(wěn)定，，適當當?shù)牟俨僮鳌倘狈Ψ€(wěn)穩(wěn)健的的儀器器設(shè)計計或方方法，，一致致性不不好√量具誤誤用√失真（（量具具或零零件））、缺缺乏堅堅固性性√應用—零件量量、位位置、、觀測測誤差差（易易讀性性、視視差））4、造成成再現(xiàn)現(xiàn)性誤誤差的的原因因√零件之之間(抽樣樣樣本本)：相同的的儀器器、操操作者者和方方法測測量A、B、C零件時時的平平均差差異√儀器器之之間間：：在在相相同同零零件件、、操操作作者者和和環(huán)環(huán)境境下下A、、B、、C儀器器測測量量的的平平均均值值差差異異。。注注意意：：在在這這種種情情況況下下，，再再現(xiàn)現(xiàn)性性誤誤差差通通常常還還混混有有方方法法和和/或或操操作作者者的的誤誤差差。?！虡藴蕼手g間：：在在測測量量過過程程中中，，不不同同的的設(shè)設(shè)定定標標準準的的平平均均影影響響。?！谭椒ǚㄖg間：：由由于于改改變變測測量量點點密密度度、、手手動動或或自自動動系系統(tǒng)統(tǒng)、、歸歸零零、、固固定定或或夾夾緊緊方方法法等等所所造造成成的的平平均均值值差差異異。。√評價人人（操操作者者）之之間：：評價價人A、B、C之間由由于培培訓、、技巧巧、技技能和和經(jīng)驗驗所造造成的的平均均值差差異。。推薦薦在為為產(chǎn)品品和過過程鑒鑒定和和使用用手動動測量量儀器器時使使用這這種研研究方方法。?！汰h(huán)境之之間：：在經(jīng)經(jīng)過1、2、3等時時段所所進行行的測測量，，由于于環(huán)境境周期期所造造成的的平均均值差差異。。這種種研究究常用用在使使用高高度自自動化化測量量系統(tǒng)統(tǒng)對產(chǎn)產(chǎn)品和和過程程的鑒鑒定。?！萄芯恐兄械募偌僭O(shè)有有誤√缺乏穩(wěn)穩(wěn)健的的儀器器設(shè)計計或方方法√操作者者培訓訓的有有效性性√應用—零件數(shù)數(shù)量、、位置置、觀觀測誤誤差（（易讀讀性、、視差差）內(nèi)容容一、測量系系統(tǒng)的的定義義二、認認識識誤差差三、GR&R四、穩(wěn)穩(wěn)定定性五、不不確確定度度六、測測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析1、測量量系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定性性穩(wěn)定性性（或或漂移移）是是測量量系統(tǒng)統(tǒng)在某某一階段時時間內(nèi)內(nèi)，測量量同一基準準或零零件的的單一一特性性時獲獲得的的測量量總變變差。。時間參考值2、系統(tǒng)統(tǒng)不穩(wěn)穩(wěn)定性性的可可能原原因√儀器校校準周周期過過長，，需要要減少少校準準時間間間隔隔√儀器、、設(shè)備備或夾夾緊裝裝置的的磨損損√正常老老化或或退化化√維護保保養(yǎng)不不好：：空氣氣、動動力、、液體體、過過濾器器、腐腐蝕、、塵土土、清清潔√基準的磨損損或損壞，，基準的誤誤差√不適當?shù)男Ｐ驶蚴褂糜没鶞试O(shè)定定√儀器質(zhì)量不不好，缺少少穩(wěn)健的設(shè)設(shè)計或方法法√不同的測量量方法：作作業(yè)設(shè)備、、載入、夾夾緊、技巧巧√變形（量具具或零件））√環(huán)境變化：：溫度、濕濕度、振動動、清潔√錯誤的假設(shè)設(shè)，應用的的常數(shù)不對對√應用：零件件數(shù)量、位位置、操作作者技能、、疲勞、觀觀測誤差（（易讀性、、視差）內(nèi)容容一、測量系統(tǒng)的的定義二、認識識誤差三、GR&R四、穩(wěn)定定性五、不確確定度六、測量量系統(tǒng)分析析1、測量不確確定度不確定度是是用來描述述一個測量量值的質(zhì)量量的術(shù)語。。本質(zhì)上，不確定定度是賦值值給測量結(jié)結(jié)果的范圍圍，在規(guī)定定的置信水水平內(nèi)描述為預期期包含有真真測量結(jié)果果的范圍。。測量的不確確定度是在在測量時間間上測量值值可能變化化多少的一一個簡單估計值值。要考慮慮在測量過過程中所有有重要的測測量變差源源加上校準、基準、、方法、環(huán)環(huán)境及其它它前面沒有有考慮到的的因素的重重要誤差。。定期重復評評價與測量量過程有關(guān)關(guān)的不確定定度以確保保持續(xù)保持持所預計的準確確度是適宜宜的。2、測量不確確定度和MSA的主要區(qū)別別：MSA測量的不確確定度和MSA的重點是了了解測量過過程，確定定在測量過程程中的誤差差總量，及及評估（測測量系統(tǒng)分分析）用于于生產(chǎn)和過程控控制中的測測量系統(tǒng)的的充分性。。MSA促進了解和和改進（減減少變差））。不確定定度是測量量值的一個范圍，，由置信區(qū)區(qū)間來定義義，與測量量結(jié)果有關(guān)關(guān)并希望包包括測量的真值。。內(nèi)容容一、測量系統(tǒng)的的定義二、認識識誤差三、GR&R四、穩(wěn)定定性五、不確確定度六、測量量系統(tǒng)分析析1、測量系統(tǒng)統(tǒng)的類型與與分析方法法2、初始MSA分析的目標標：√量具重復性性（GR）與重復性性和再現(xiàn)性性（GRR）的對比√偏倚和/或線性的評評估√顧客測量的的目的的評評估3、“好的的”測量系系統(tǒng)的基本本特性有：：1>足夠的分辨辨率和靈敏敏度。為了測量的的目的，相相對于過程程變差的規(guī)規(guī)范控制限限，測量的的增量應該該很小。2>測量系統(tǒng)應應該是統(tǒng)計計受控制的的。這意味著在在可重復條條件下，測測量系統(tǒng)的的變差只能能是由于普普通原因而而不是特殊原因因造成。。3>對于產(chǎn)品品控制，，測量系系統(tǒng)的變變異性與與公差相相比必須須小。4>對于過程程控制，，測量系系統(tǒng)的變變異性應應該顯示示有效的的分辨率率并且與與制造過程程變差相相比要小小。測量系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)計特特性可能能隨被測測項目的的變化而而改變。。如果是是這樣，，則測量系統(tǒng)統(tǒng)最大的的（最壞壞）變差差應小于于過程變變差和規(guī)規(guī)范控制制限兩者者中的較較小者。4、測量系系統(tǒng)的接接受標準準對于以分分析過程程為目的的的測量量系統(tǒng)，，通常單單憑經(jīng)驗驗來確定定測量系統(tǒng)的可可接受性性的規(guī)則則如下：：●誤差低于于10%—測量系統(tǒng)統(tǒng)是可接接受的。?！裾`差在10%到30%之間—基于應用用的重要要性、測測量裝置置成本、、維修成本本等方面面的考慮慮，可能能是可接接受的。。●誤差超過過30%—不可接受受的，必必須改進進測量系系統(tǒng)。測量系統(tǒng)統(tǒng)的最終終可接受受性不應應該單純純由一組組指數(shù)來來決定。。測量系統(tǒng)的的長期表表現(xiàn)也應應該利用用長性能能的圖形形分析得得到評審審。5、系統(tǒng)測測量中的的注意點點：為最大限限度地減減少誤導導結(jié)果的的可能性性，應采采取下列列步驟：：1>測量應按按照隨機機順序，，以確保保整個研研究過程程中產(chǎn)生生的任何何漂移或或變化將隨機機分布。。評價人不不應知道道哪個被被編號的的零件正正在被檢檢查，以以避免可可能的認認識偏倚倚。但是進行行研究的的人應知知道正在在檢查哪哪一零件件，并相相應記下下數(shù)據(jù)，，即評價價人A，零件1，第一次次試驗；；評價人人B，零件4，第二次次試驗等等。2>在設(shè)備讀讀數(shù)中，，測量值值應記錄錄到儀器器分辨率率的實際際限度。。機械裝置置必須讀讀到和記記錄到最最小的刻刻度單位位。對于于電子讀讀數(shù)，測測量計劃劃必須為記錄錄所顯示示的最右右有效數(shù)數(shù)位建立立一個通通用的原原則。模模擬裝置置應記錄錄到最小刻度的一半半或靈敏度和和分辨力的極極限。對于模模擬裝置，如如果最小刻