MSA培訓(xùn)教材-完整版ppt課件

MSA測(cè)量系統(tǒng)分析,2020/5/18,一、MSA簡(jiǎn)介,1.什么是MSAM: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!,2020/5/18,2.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(guò)程特性。,2020/5/18,3.什么情況下做MSA,2020/5/18,通過(guò)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)。,4.測(cè)量值的組成要素,2020/5/18,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(guò)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(wú)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(guò)程，因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)的變差可能掩蓋制造過(guò)程的變差。,2020/5/18,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(guò)一段時(shí)間后產(chǎn)生數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性：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,2020/5/18,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.,7.過(guò)程波動(dòng)的主要來(lái)源,2020/5/18,8.MSA變差的因果分析,2020/5/18,用來(lái)獲得表示產(chǎn)品或過(guò)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(yǔ),1.測(cè)量系統(tǒng)定義,2020/5/18,好的分辨率,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(guò)程波動(dòng)的十分之一。,2.分辨率,2020/5/18,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(guò)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?？纯聪旅娴牟考嗀和部件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B,A=2.0B=2.0,A=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。,2020/5/18,測(cè)量系統(tǒng)的有效分辨率（discrimination）,要求不低于過(guò)程變差或允許偏差（tolerance）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,2020/5/18,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),2020/5/18,基準(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(guò)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)矫舾性胶谩?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).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(lái)確定(例如：高一級(jí)計(jì)量室),2020/5/18,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(guò)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(guò)程變差是偏倚BIAS,偏倚BIAS實(shí)例,2020/5/18,某標(biāo)準(zhǔn)件，已知值為25.4mm，某機(jī)械檢查工用精度為0.025mm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,2020/5/18,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(shuō)明其線性好。,5.線性,2020/5/18,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,2020/5/18,穩(wěn)定性良好,時(shí)間2,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(shuō)明該測(cè)量系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定性。,6.穩(wěn)定性,2020/5/18,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,2020/5/18,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。,7.重復(fù)性,2020/5/18,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,2020/5/18,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。,8.再現(xiàn)性,2020/5/18,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(kāi)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,2020/5/18,現(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容易。,例題,2020/5/18,1）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(guò)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(guò)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,2020/5/18,1）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(guò)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),2020/5/18,測(cè)量系統(tǒng)分析(試生產(chǎn))階段,階段一：理解測(cè)量過(guò)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。,2020/5/18,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(shuō)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-CrossedANOVA;GRR-NestedANOVA;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,2020/5/18,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(guò)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(穩(wěn)定性均值極差法）,2020/5/18,取得包含1個(gè)零件的樣本，選取了生產(chǎn)過(guò)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,2020/5/18,計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值。,2020/5/18,2020/5/18,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)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）,2020/5/18,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(huà)直方圖：畫(huà)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%90%;