測量系統(tǒng)分析MSA-原理和通用方法

測量系統(tǒng)分析（MSA）

原理和通用方法2021/5/91測量系統(tǒng)誤差的五種類型偏倚重復(fù)性再現(xiàn)性穩(wěn)定性線性2021/5/92偏倚是指測量結(jié)果的觀察平均值與基準(zhǔn)值的差值。基準(zhǔn)值偏倚觀測的平均值2021/5/93重復(fù)性由一個評價人，采用一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差。重復(fù)性2021/5/94再現(xiàn)性由不同的評價人，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。操作者B操作者C操作者A再現(xiàn)性2021/5/95穩(wěn)定性測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一樣本或零件的單一特性時獲得的測量值總變差.穩(wěn)定性時間1時間22021/5/96線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。線性小偏倚觀測的平均值基準(zhǔn)值觀測的平均值基準(zhǔn)值大偏倚范圍較低的部分范圍較高的部分2021/5/97線性觀測的平均值基準(zhǔn)值無偏倚有偏倚2021/5/98分辨力對測量系統(tǒng)變差的影響分辨力合適的控制圖2021/5/99分辨力對測量系統(tǒng)變差的影響分辨力不足的控制圖2021/5/910測量系統(tǒng)穩(wěn)定性測量系統(tǒng)穩(wěn)定性是指系統(tǒng)處于穩(wěn)定的時間長度。測量系統(tǒng)穩(wěn)定性與周圍環(huán)境密切相關(guān)。應(yīng)努力使測量系統(tǒng)對所有產(chǎn)生統(tǒng)計不穩(wěn)定性的條件不敏感。通過使用統(tǒng)計圖來確定統(tǒng)計穩(wěn)定性，必須注意各種異常情況。2021/5/911如何確定穩(wěn)定性獲得一個標(biāo)準(zhǔn)樣本，或選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本。定期（天、周）測量標(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)。計算測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測量過程偏差相比較，確定測量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用。2021/5/912如何確定偏倚（獨立樣本法）獲取一個樣本并確定其基準(zhǔn)值；或選擇一個落在產(chǎn)品中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本，在工具間測量零件10次，計算平均值作為基準(zhǔn)值。讓一位評價人以通常的方法測量該零件10次，計算這10次讀數(shù)的平均值。通過該平均值減去基準(zhǔn)值來計算偏倚： 偏倚=觀察平均-基準(zhǔn)值 過程變差=6σ極差 偏倚%=偏倚/過程變差2021/5/913使用X-R圖表測量偏倚值：獲取一個樣本并確定其基準(zhǔn)值；或選擇一個落在產(chǎn)品中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本，在工具間測量零件10次，計算平均值作為基準(zhǔn)值。從圖表中計算X值。通過X減去基準(zhǔn)值來計算偏倚： 偏倚=X-參考值 過程變差=6σ極差 偏倚%=偏倚/過程變差如何確定偏倚（圖表法）2021/5/914偏倚較大的原因標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗校準(zhǔn)程序；儀器磨損。制造的儀器尺寸不對；儀器測量了錯誤的特性；儀器校準(zhǔn)不正確。復(fù)查校準(zhǔn)方法；評價人操作設(shè)備不當(dāng)。復(fù)查檢驗說明書；儀器校正算法不正確。2021/5/915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個零件的一個樣本，指定評價人A、B和C并按1至10給零件編號，評價人不應(yīng)看到這些數(shù)字。對評價人A以隨機的順序測量10個零件,并讓另一個觀測人將結(jié)果記錄在第1行。讓測試人B和C測量這10個試件并相互看不到對方的數(shù)據(jù)。然后將結(jié)果分別填入第6行和第11行。使用不同的隨機測量順序重復(fù)上述操作過程，數(shù)據(jù)填入第2、7、12行。

2021/5/916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σe）由平均極差R乘以一個常數(shù)（K1）得出。K1取決于量具分析中的試驗次數(shù)。再現(xiàn)性或評價人變差（AV或σo）由評價人的最大平均差（XDIFF）乘以一個常數(shù)（K2）得出。K2取決于量具分析中的評價人數(shù)量。評價人變差包含設(shè)備變差，必須減去設(shè)備變差來校正。

AV=√[XDIFF×K2]2-（EV）2/n*rn=零件數(shù)，r=試驗次數(shù)2021/5/917測量系統(tǒng)變差重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R或σm）的計算是將設(shè)備變差的平方與評價人變差的平方相加并開方得出：

R&R=√[(EV)2+(AV)2]試件間變差（PV或σp）由零件平均值的極差（Rp）乘以一個常數(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2021/5/918分析的總變差（TV或σt）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平方相加并開方得出：

TV=√[(R&R)2+(PV)2]%AV=100[AV/TV],%R&R=100[R&R/TV],%PV=100[PV/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2021/5/919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，維修的費用等可能是可以接受的；大于３０％的誤差——測量系統(tǒng)需要改進。重復(fù)性和再現(xiàn)性——數(shù)據(jù)分析2021/5/920如果重復(fù)性比再現(xiàn)性大，原因可能是：儀器需要維護；量具需要重新設(shè)計得更精密；定位和夾緊裝置需要改進；存在過大的零件內(nèi)變差。如果再現(xiàn)性比重復(fù)性大，原因可能是：評價人需要更好的培訓(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價人提高使用量具的一致性。2021/5/921確定線性用指南選擇5個零件，由于過程變差，這些零件的測量值覆蓋量具工作范圍；用規(guī)定的檢測方式測量每個零件以確定其基準(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量每個零件12次；計算每個零件平均值和偏移平均值；計算回歸直線和直線的擬合優(yōu)度。2021/5/922線性計算方法 Y=b+aX其中：X=基準(zhǔn)值；Y=偏倚；a=斜率a= b=R2=線性由最佳擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)度（R2）的值