MSA測(cè)量系統(tǒng)分析

測(cè)量系統(tǒng)分析

MSAMEASUREMENTSYSTEMANALYSIS1一、引言

二、測(cè)量系統(tǒng)的組成三、變差的來源四、變差的類型五、測(cè)量系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備六、如何進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析七、測(cè)量系統(tǒng)分析-計(jì)量值示范八、測(cè)量系統(tǒng)分析-計(jì)數(shù)值示范

2一.引言

請(qǐng)參看案例3數(shù)一數(shù)在下文中位于字母表第6位字母（提示：F/f）出現(xiàn)的次數(shù)

Thenecessityoftrainingfarmhandsforthefirstclassfarmsinthefatherlyhandlingoffarmlivestockisforemostintheeyesofthefarmowners.Sincetheforefathersofthefarmownerstrainedthefarmhandsforfirstclassfarmsinthefatherlyhandlingoffarmlivestock,thefarmownersfelttheyshouldcarryonwiththefamilytraditionoftrainingfarmhandsofthefirstclassfarmersinthefatherlyhandlingoffarmlivestockbecausetheybelieveitisthebasisofgoodfundamentalfarmmanagement.4二、測(cè)量系統(tǒng)的組成：標(biāo)準(zhǔn)：零件：儀器：人/程序：環(huán)境SWIPE測(cè)量數(shù)值分析輸入輸出可接受可能可接受須改善測(cè)量系統(tǒng)5三、變差的來源(一)儀器(量具)工作件(零件)擴(kuò)大測(cè)量系統(tǒng)變異變異性敏感性接觸幾何變形效應(yīng)一致性單一性重復(fù)性再現(xiàn)性使用假設(shè)穩(wěn)健設(shè)計(jì)偏移線性穩(wěn)定性校準(zhǔn)預(yù)防性維護(hù)維護(hù)創(chuàng)建公差發(fā)展的變異發(fā)展設(shè)計(jì)變異－夾持－位置－測(cè)量站－測(cè)量探測(cè)器相互關(guān)連的特性清潔適合的數(shù)據(jù)工作的定義彈性變形質(zhì)量彈性特性支撐特性隱藏的幾何可追溯性校準(zhǔn)熱擴(kuò)散系數(shù)彈性特性人員/程序環(huán)境教育身體的限制程序目視標(biāo)準(zhǔn)工作規(guī)定工作態(tài)度經(jīng)驗(yàn)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)培訓(xùn)理解技能人因工程照明壓力振動(dòng)空氣污染幾何的兼容性陽光人工光陽光陽溫度人員空氣流程熱的系統(tǒng)平等化－系統(tǒng)構(gòu)成要素周期標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)6三、變差的來源(二)7五、變差的類

型：(一)位置變差(LocationVariation)(二)寬度變差(WidthVariation)(三)測(cè)量系統(tǒng)變差(MeasurementSystemVariation)位置(Location)寬度(Width)8(一)位置變異準(zhǔn)確度(Accuracy)：指一個(gè)或多個(gè)量測(cè)結(jié)果的平均數(shù)與參考值之間一致的接近程度。9偏倚(Bias)偏倚(Bias)：通常被稱為「準(zhǔn)確度」，但「準(zhǔn)確度」有多種解釋，建議不要用準(zhǔn)確度來代表偏倚。偏倚是指對(duì)相同零件上同一特性觀測(cè)平均值與真值（參考值）的差異。偏倚(Bias)VAVTVT：真值（可由較高等級(jí)量具多次測(cè)量的平均值）VA：測(cè)量平均值10穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性(Stability)：又稱漂移(Drift)，指經(jīng)過一

段長期時(shí)間下，用相同的測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)同一基準(zhǔn)或零件的同一特性進(jìn)行測(cè)量所得到的總變差。時(shí)間11線性(Linearity)線性(Linearity)：線性是在測(cè)量設(shè)備預(yù)期工作（測(cè)量）量程內(nèi)，偏倚值的差異?？梢暈槠袑?duì)量程大小不同所發(fā)生的變化。數(shù)值A(chǔ)偏倚數(shù)值B偏倚12(二)寬度變異精確度(Precision)：測(cè)量系統(tǒng)整個(gè)作業(yè)量程范圍內(nèi)

(尺寸、范圍和時(shí)間)的解析度（分辨力）、敏感度和重復(fù)性的最終影響。13重復(fù)性(Repeatability)重復(fù)性(Repeatability)：又稱設(shè)備變差(EquipmentVariation，EV)是用一個(gè)評(píng)價(jià)人使用相同的測(cè)量儀器，對(duì)同一個(gè)零件上的同一特性進(jìn)行多次測(cè)量所得到的變差，它是設(shè)備本身的固有變差。重復(fù)性參考值14再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性(Reproducibility)：又稱評(píng)價(jià)人之間的變差(AppraiserVariation,AV)，用不同評(píng)價(jià)人使用相同的測(cè)量儀器，對(duì)同一產(chǎn)品上的同一特性，進(jìn)行測(cè)量所得到的平均值的變差。

再現(xiàn)性評(píng)價(jià)者A評(píng)價(jià)者C評(píng)價(jià)者B15五、測(cè)量系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備1.人員和產(chǎn)品（零件）準(zhǔn)備確定測(cè)量系統(tǒng)中人員，如一個(gè)人使用，或幾個(gè)人共用一個(gè)測(cè)量儀器；確定測(cè)量系統(tǒng)中所檢測(cè)的產(chǎn)品特性，并選取相應(yīng)的樣本，樣本的選取與選擇的分析方法有關(guān)。16測(cè)量系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備(續(xù))2.基本設(shè)備條件(BasicEquipment)

分辨力(Discrimination)、分辨率(Resolution)：(1)最小可讀單位。

(2)10/1的比例法則參考值(ReferenceValue)(1)某一對(duì)象可接受的數(shù)值

(2)常被用來替代真值。真值(TrueValue)(1)某一對(duì)象的真實(shí)數(shù)值。

(2)不可知且無法知道。17分辨率(分辨力)：分辨率不足分辨率良好18六、如何進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析1.確定測(cè)量系統(tǒng)的組成；標(biāo)準(zhǔn)、零件、儀器、人/程序、環(huán)境；2.確定該測(cè)量系統(tǒng)是否處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)，測(cè)量儀器已經(jīng)過校準(zhǔn)，并分析該測(cè)量系統(tǒng)的變差來源（定性分析）；3.選擇適用的測(cè)量系統(tǒng)分析方法：如計(jì)量值的偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性、計(jì)數(shù)值的風(fēng)險(xiǎn)分析法、解析法、破壞性測(cè)量系統(tǒng)的控制圖法、變差分析法等；

5.選擇樣本零件，按照“盲測(cè)”的方法收集數(shù)據(jù)，按照相關(guān)軟件進(jìn)行計(jì)算。6.與接收準(zhǔn)則相比較，如不能接收，則采取相應(yīng)措施，措施采取后應(yīng)再次進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。19七、測(cè)量系統(tǒng)分析-計(jì)量值示范：1.偏倚示范：一個(gè)制造工程師對(duì)量測(cè)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行分析，證明該量測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該沒有線性誤差的考量，所以該工程師只對(duì)偏倚進(jìn)行評(píng)價(jià)。他在這量測(cè)系統(tǒng)范圍內(nèi)選定了一個(gè)零件；并對(duì)該零件進(jìn)行量測(cè)15次來確定它的參考值。20偏倚數(shù)據(jù)：(續(xù))測(cè)量次數(shù)零件編號(hào)參考值=16.00量測(cè)值偏倚115.8-0.2215.7-0.3315.9-0.1415.9-0.1516.00.0616.10.1716.00.0816.10.1916.40.41016.30.31116.00.01216.10.11316.20.21415.6-0.41516.00.021偏倚數(shù)值分析：1.計(jì)算n個(gè)讀值的平均數(shù)2.計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差：式中d2*可查表得知，g=1，且m=n最大值(Xi)-最小值(Xi)d2*22偏倚數(shù)值分析：3.確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量(t-statistic)

偏倚=觀測(cè)到的平均測(cè)量值一參考值

t=4.如果0落在偏倚值附近95%自信度界限內(nèi)，則偏倚在95%的水平上是可接受的。偏倚－偏倚式中，d2及d2*及v可從附錄中查到，令g=1，且m=n，tv,1-/2可以利用標(biāo)準(zhǔn)t分配查到。偏倚23偏倚直方圖：(續(xù))43210量測(cè)值次數(shù)15.615.715.815.916.016.116.216.316.424偏倚分析表：(續(xù))n(m)平均值，標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值，測(cè)量值1516.0067.2120.0547參考值=16.00，=.05，g=1，d2=3.55統(tǒng)計(jì)的t值df顯著的t值(2-有尾數(shù)的)偏倚偏倚的95%置信度下限上限測(cè)量值.115310.8.22514.0067-.1107.1241252.穩(wěn)定性示范：某工廠為了確定某一新量測(cè)儀器的穩(wěn)定性是否為可接受，評(píng)價(jià)人員選定了接近中間值的一個(gè)零件。該零件被送到了量測(cè)實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)量測(cè)其參考值確定為6.01。評(píng)價(jià)人員量測(cè)該零件5次，共量測(cè)了一個(gè)月(20個(gè)小組)；收集到所有數(shù)據(jù)后，畫出了&R圖。26穩(wěn)定性示范：(續(xù))UCL=1.010LCL=00.47791.00.50.0樣本全距6.36.26.16.05.95.85.7UCL=6.267LCL=5.7466.02101020樣本平均子組271.計(jì)算零件每次量測(cè)的偏倚，以及平均數(shù)。偏倚i,j=Xi,j－（參考值）

2.在線性圖上劃出相對(duì)參考值的每個(gè)偏倚及偏倚平均數(shù)。3.計(jì)算并劃出最適當(dāng)?shù)木€及該線的自信度區(qū)間。3.線性分析：(圖示法)偏倚i,jm偏倚i28Yi=aXi+b式中Xi=參考值，yi＝偏倚平均數(shù)，而對(duì)一個(gè)已知X0，α自信度區(qū)間為：線性分析：(圖示法)斜率(Slope)中心29上限：b+aX0下限：b+aX04.劃出〝偏倚=0〞的線，并對(duì)圖進(jìn)行審查，以觀察是否存在特殊原因，以及線性是否可接受。線性分析：(圖示法)305.如果〝偏倚＝0〞的整個(gè)直線都位于自信度區(qū)間以內(nèi)，則該量測(cè)系統(tǒng)的線性是可接受。6.若圖標(biāo)法表示線性是可接受的，則以下假設(shè)應(yīng)該為真：

H0：a=0斜率=0

如果下式成立，則不能被否定線性分析：(圖示法)317.若以上假設(shè)為真，則量測(cè)系統(tǒng)對(duì)所有參考值具有相同的偏倚。這個(gè)偏倚必為0，該線性才可被接受。

H0：b=0中心（偏倚）＝0線性分析：(圖示法)32線性示范：MINITAB軟件示例33線性示范：(Minitab)34線性示范：(續(xù))35線性示范：(續(xù))36線性示范：(續(xù))377.重復(fù)性再現(xiàn)性測(cè)量系統(tǒng)分析準(zhǔn)備：1.計(jì)量器具確定

選擇一個(gè)產(chǎn)品的特性（計(jì)量值特性），計(jì)量器具的精度（分辨率）應(yīng)該是該特性值公差帶的1/10，如公差帶寬度為0.20mm，則計(jì)量器具的精度（分辨率）應(yīng)為0.02mm。2.評(píng)價(jià)人和分析人評(píng)價(jià)人是指檢驗(yàn)人員，對(duì)于重復(fù)性和再現(xiàn)性分析來講，評(píng)價(jià)人應(yīng)在兩人以上，四人以內(nèi)為好。分析人是指對(duì)檢驗(yàn)員進(jìn)行分析的人員，可由相關(guān)技術(shù)質(zhì)量管理人員擔(dān)任，人數(shù)為1~2人。3.樣品選擇

樣品可選擇10個(gè)，但所有樣品應(yīng)的值，應(yīng)隨機(jī)分布在公差帶內(nèi)，即從公差上限到公差下限具有零件覆蓋。38零件人員12345678910A133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.60A233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.70B133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.55B233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.50C133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.85C233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.80搜集GRR的數(shù)據(jù)采用盲測(cè)的方式進(jìn)行。示范：重復(fù)性再現(xiàn)性測(cè)量系統(tǒng)分析39示范：GRR作業(yè)者/量測(cè)次數(shù)零件平均數(shù)123456789101.張三133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.602.233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.703.平均數(shù)33.6333.0032.8332.9033.5033.0032.9532.8333.0033.65

=33.134.全距0.050.000.050.100.100.000.000.050.000.10Ra=0.055.李四133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.556.233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.507.平均數(shù)33.5533.0032.7832.7833.4033.0332.9332.7332.9833.53

=33.078.全距0.000.100.050.05.000.050.050.050.050.05Rb=0.049.王五133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.8510.233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.8011.平均數(shù)33.5333.0332.8032.8033.4533.0332.9532.8033.0533.83

=33.1312.全距0.050.050.000.000.100.050.000.000.000.05Rc=0.0313.零件平均數(shù)33.5733.0132.8032.8333.4533.0232.9432.7833.0133.67Rp=0.8914.公式：[0.05+0.04+0.03]/[作業(yè)者人數(shù)]=

=0.04015.作業(yè)者人數(shù)=316.公式：[Max33.13–Min33.07]=diff

diff=0.0617.公式：[D4]=UCLR=0.043.27=UCLR=0.1318.公式：[D3]=LCLRLUCR=0量具再現(xiàn)性及再生性數(shù)據(jù)表

頁數(shù):1/2零件件名：瓶嘴封口量具名稱：作成日期：零件件號(hào)：量具編號(hào)：#001作成單位：特性：內(nèi)徑尺寸量具精度：作成者：規(guī)格：32.5~33.5mm量具范圍：審查者：xRRRx40零件件名：瓶嘴封口零件件號(hào)：特性：重量規(guī)格：32.5~33.5mm由數(shù)據(jù)表得：R0.04Xdiff=0.060Rp=0.89公式：%AV=100[AV/TV]%AV=10.79%n=零件數(shù)

r=量測(cè)次數(shù)再現(xiàn)性──作業(yè)者．變異（AV）公式：AV=n=10 r=2AV=0.0304 公式：%EV=100[EV/TV]%EV=12.59%重復(fù)性──設(shè)備變異（EV）公式：EV=R*K1EV=0.0355％制程變異量測(cè)單元分析量測(cè)次數(shù)K1230.88620.5908作業(yè)者人數(shù)23K20.70710.5231量具重復(fù)性及再現(xiàn)性報(bào)告量具名稱：量具編號(hào)：#001量具精度：量具范圍：作成日期：作成單位：作成者：審查：41全變異（TV）

公式：TV=TV=0.2839

公式：%PV=100[PV/TV]％PV=98.62%公式：ndc=1.41[PV/GRR]

ndc=8.3978零件變異（PV）

公式：PV=Rp*K3PV=0.2800公式：%R&R=100[GRR/TV]%R&R=16.58%

重復(fù)性&再現(xiàn)性（GRR）

公式：GRR=GRR=0.04668

％制程變異量測(cè)單元分析0.70710.52310.44670.4030