MSA測量系統(tǒng)課程

1、1 日京企業(yè)管理咨詢有限公司 2 n測量測量賦值給具體事物以表示它們之間關于特殊特性的關系賦值給具體事物以表示它們之間關于特殊特性的關系 。 賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。 n量具量具任何用來獲得測量結果的裝置；經(jīng)常用來特指用在車間任何用來獲得測量結果的裝置；經(jīng)常用來特指用在車間 的裝置；包括通過不通過裝置。的裝置；包括通過不通過裝置。 n測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)用來對被測特性定量或定性評價的儀器或量具、標用來對被測特性定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；用來準、操作、方法、夾具、軟件、人

2、員、環(huán)境和假設的集合；用來 獲得測量結果的整個過程。獲得測量結果的整個過程。 n基準基準認為規(guī)定的可接受值。認為規(guī)定的可接受值。 n真值真值物品的真實值。物品的真實值。 n溯源性溯源性測量的特性或標準值，此標準是規(guī)定的基準，通常是測量的特性或標準值，此標準是規(guī)定的基準，通常是 國家或國際標準，通過全部規(guī)定了不確定度的不間斷的比較鏈相國家或國際標準，通過全部規(guī)定了不確定度的不間斷的比較鏈相 聯(lián)系。聯(lián)系。 3 測量系統(tǒng)的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因測量系統(tǒng)的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因 造成的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性；造成的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性； 測量系統(tǒng)的變異必須比制造過程的

3、變異??；測量系統(tǒng)的變異必須比制造過程的變異?。?變異應小于公差帶；變異應小于公差帶； 測量精度應高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者，一測量精度應高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者，一 般來說，測量精度是過程變異和公差帶兩者中精度較高者般來說，測量精度是過程變異和公差帶兩者中精度較高者 的十分之一，即十進位或的十分之一，即十進位或10-1法則。這表明儀器的分辨率法則。這表明儀器的分辨率 應把公差分為十份或更多；應把公差分為十份或更多； 測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨被測項目的改變而變化。若真的測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨被測項目的改變而變化。若真的 如此，則測量系統(tǒng)最大的（最壞）變差應小于過程變差和如此，

4、則測量系統(tǒng)最大的（最壞）變差應小于過程變差和 公差帶兩者中的較小者。公差帶兩者中的較小者。 4 誤差源誤差源別名或分量別名或分量 P P零件零件生產件、樣本、被測體、測試單元（生產件、樣本、被測體、測試單元（UUTUUT），人工制品、檢），人工制品、檢 查標準查標準 I I儀器儀器量具、量具、M&TEM&TE單元、主量具、測量機器、試驗臺單元、主量具、測量機器、試驗臺 S S標準標準刻度、基準、人工制品、檢查標準、固有的標準、一致意刻度、基準、人工制品、檢查標準、固有的標準、一致意 見、標準基準材料（見、標準基準材料（SRMSRM）、等級、接受準則）、等級、接受準則 M M方法方法崗位培訓、口

5、述、作業(yè)指導書、控制計劃、檢驗計劃、試崗位培訓、口述、作業(yè)指導書、控制計劃、檢驗計劃、試 驗程序、零件程序驗程序、零件程序 O O操作者操作者評價人、校準或試驗技師、評估人、檢查員評價人、校準或試驗技師、評估人、檢查員 E E環(huán)境環(huán)境溫度、濕度、濃度、現(xiàn)場清潔、照明、位置、振動、動力、溫度、濕度、濃度、現(xiàn)場清潔、照明、位置、振動、動力、 電磁干擾（電磁干擾（EMIEMI）、噪聲、時間、空氣）、噪聲、時間、空氣 A A假設假設統(tǒng)計的、操作的、標準、常數(shù)、手冊值、熱穩(wěn)定、彈性模統(tǒng)計的、操作的、標準、常數(shù)、手冊值、熱穩(wěn)定、彈性模 數(shù)、科學定律數(shù)、科學定律 5 在評價一個測量系統(tǒng)時需要確定三個基本問題

6、：在評價一個測量系統(tǒng)時需要確定三個基本問題： n這種測量系統(tǒng)有足夠的分辨力嗎？這種測量系統(tǒng)有足夠的分辨力嗎？ n這種測量系統(tǒng)在一定時間內是否在統(tǒng)計上保持這種測量系統(tǒng)在一定時間內是否在統(tǒng)計上保持 一致？一致？ n這些統(tǒng)計性能在預期范圍內是否一致，并且用這些統(tǒng)計性能在預期范圍內是否一致，并且用 于過程分析或控制是否可接受？于過程分析或控制是否可接受？ 1.測量同樣的零件特性在不同的場合是否采用了測量同樣的零件特性在不同的場合是否采用了 不同的測量系統(tǒng)不同的測量系統(tǒng) 6 n偏倚偏倚 n重復性重復性 n再現(xiàn)性再現(xiàn)性 n穩(wěn)定性穩(wěn)定性 n線性線性 7 偏倚是對同偏倚是對同 樣的零件的樣的零件的 同樣特性，

7、同樣特性， 真值（基準真值（基準 值）和觀測值）和觀測 到的測量平到的測量平 均值的差值。均值的差值。 8 n儀器需要校準 n儀器、設備或夾緊裝置的磨損 n磨損或損壞的基準，基準出現(xiàn)誤差 n校準不當或調整基準的使用不當 n儀器質量差設計或一致性不好 n線性誤差 n應用錯誤的量具 n不同的測量方法設置、安裝、夾緊、技術 n測量錯誤的特性 n（量具或零件）變形 n環(huán)境溫度、濕度、振動、清潔的影響 n違背假定，在應用常量上出錯 n應用零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯誤（易讀性、視 差） 9 由一個評價由一個評價 人，采用一人，采用一 種測量儀器，種測量儀器， 多次測量同多次測量同 一零件的同

8、一零件的同 一特性時所一特性時所 獲得的測量獲得的測量 值變差。值變差。 10 n零件內部：形狀、位置、表面加工、樣品一致性、變形、硬度不夠。零件內部：形狀、位置、表面加工、樣品一致性、變形、硬度不夠。 n儀器內部：修理、磨損、設備或夾緊裝置故障、質量差、維護不當、儀器內部：修理、磨損、設備或夾緊裝置故障、質量差、維護不當、 變形、硬度不夠。變形、硬度不夠。 n基準內部：質量、級別、磨損?；鶞蕛炔浚嘿|量、級別、磨損。 n方法內部：設置、技術、零件調整、夾持、夾緊、點密度的變差。方法內部：設置、技術、零件調整、夾持、夾緊、點密度的變差。 n評價人內部：技術、職位、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓、感覺、

9、疲評價人內部：技術、職位、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓、感覺、疲 勞。勞。 n環(huán)境內部：溫度、濕度、振動、亮度、清潔。環(huán)境內部：溫度、濕度、振動、亮度、清潔。 n應用錯誤的量具。應用錯誤的量具。 11 12 由不同的評價人，采用相同的測量儀器，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測量同一零件的同一特性時測量平均值 的變差。的變差。 13 n零件（樣品）之間：使用同樣的儀器、同樣的操作者和方法時，當測量 零件的類型為A、B、C時的均值差。 n儀器之間：同樣的零件、操作者、和環(huán)境，使用儀器A、B、C等的均值 差。注意：在這種研究情況下，再現(xiàn)性錯誤常與方法和/或操作者

10、混淆。 n標準之間：測量過程中不同的設定標準的平均影響 n方法之間：改變點密度，手動與自動系統(tǒng)相比，零點調整，夾持或夾緊 方法等導致的均值差。 n評價人（操作者）之間：評價人A、B、C等的訓練、技術、技能和經(jīng)驗 不同導致的均值差。對于產品及過程資格以及一臺手動測量儀器，推薦 進行此研究。 n環(huán)境之間：在第1、2、3等時間段內測量，由環(huán)境循環(huán)引起的均值差。 這是對較高自動化系統(tǒng)在產品和過程資格中最常見的研究。 n操作者訓練效果 n應用零件尺寸、位置、觀察誤差（易讀性、視差） 14 15 偏依隨時間偏依隨時間 的變化的變化 別名：漂移別名：漂移 16 n儀器需要校準，需要減少校準時間間隔 n儀器、

11、設備或夾緊裝置的磨損 n正常老化或退化 n缺乏維護通風、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔 n磨損或損壞的基準，基準出現(xiàn)誤差 n校準不當或調整基準的使用不當 n儀器質量差設計或一致性不好 n不同的測量方法設置、安裝、夾緊、技術 n（量具或零件）變形 n環(huán)境變化溫度、濕度、振動、清潔度 n應用零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、 視差） 17 整個正常操作范圍的偏倚改變。整個正常操作范圍的偏倚改變。 18 19 n儀器需要校準，需要減少校準時間間隔 n儀器、設備或夾緊裝置的磨損 n缺乏維護通風、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔 n磨損或損壞的基準，基準出現(xiàn)誤差最小/最大 n

12、校準（不包括工作范圍）不當或調整基準的使用不當 n儀器質量差設計或一致性不好 n儀器設計或方法缺乏穩(wěn)健性 n應用錯誤的量具 n不同的測量方法設置、安裝、夾緊、技術 n（量具或零件）隨零件尺寸變化的變形 n環(huán)境溫度、濕度、振動、清潔度 n違背假定，在應用常量上出錯 n應用零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視 差） 20 1）位置位置 穩(wěn)定性；穩(wěn)定性； 偏倚；偏倚； 線性。線性。 2）寬度或范圍）寬度或范圍 重復性；重復性； 再現(xiàn)性。再現(xiàn)性。 21 22 控 制分 析 只有下列條件才可用于控制： 與規(guī)范相比過程變差較小 對過程參數(shù) 預期過程變差上的損失函數(shù)很 平緩 只能表明過程是

13、否正在產生合 格零件 過程變差的主要原因導致均值 偏移 依據(jù)過程分布可用半計量 控制技術 一般來說對過程參數(shù)及指 數(shù)的估計不可接受 可產生不敏感的計量控制 圖 只提供粗劣的估計 可用于計量控制圖 建議使用 23 24 25 26 零件評價人A評價人B極差（AB） 10.850.800.05 20.750.700.05 31.000.950.05 40.450.550.10 50.500.600.10 平均極差（ ）Ri50.3550.07 GR&R5.15（ ） 5.15（ ）1.195.15（0.07）1.190.303 過程變差0.40 GR&R100GR城過程變差1000.3030.40

14、75.5 R R * 2 dR 27 28 29 30 31 32 33 A 評 價 人B 評 價 人 1212 1GGGG 2GGGG 3NGGGG 4NGNGNGNG 5GGGG 6GGGG 7NGNGNGNG 8NGNGGG 9GGGG 10GGGG 11GGGG 12GGGG 13GNGGG 14GGGG 15GGGG 16GGGG 17GGGG 18GGGG 19GGGG 20GGGG 34 測量系統(tǒng)分析本身也可以被看成是一個過程，其實施的步驟包括：測量系統(tǒng)分析本身也可以被看成是一個過程，其實施的步驟包括： n對測量設備進行分類；對測量設備進行分類； n針對被測量的特性選擇適當?shù)臏y量

15、工具（參照控制計劃）針對被測量的特性選擇適當?shù)臏y量工具（參照控制計劃） ； n確定測量系統(tǒng)分析方法（計數(shù)方法還是計量方法、小樣法還是大確定測量系統(tǒng)分析方法（計數(shù)方法還是計量方法、小樣法還是大 樣法）；樣法）； n確定要進行分析所需的樣品容量；確定要進行分析所需的樣品容量； n按事先策劃的零件數(shù)、測量者、測量次數(shù)進行測量數(shù)據(jù)收集；按事先策劃的零件數(shù)、測量者、測量次數(shù)進行測量數(shù)據(jù)收集； n分析結果；分析結果； n根據(jù)分析結果確定接受或拒收測量系統(tǒng)；根據(jù)分析結果確定接受或拒收測量系統(tǒng)； 1.如果拒收測量系統(tǒng)，需要確定是否更換更適合的測量系統(tǒng)并重復如果拒收測量系統(tǒng)，需要確定是否更換更適合的測量系統(tǒng)并重

16、復 以上步驟。以上步驟。 35 n測量前的測量設備的選擇； n不確定度確定 n具有資格的操作者 n具有資格的分析者（校準、維修等） n建立測量設備臺帳 n測量設備標識 n測量過程標識； n規(guī)定測量方法、技術和程序； n規(guī)定測量環(huán)境要求； n測量確認（MSA）； n測量過程監(jiān)控； n測量過程完成后的數(shù)據(jù)分析； n搬運、放置、調整等活動控制； n測量儀器失效的控制。 36 1. 校準 2. 驗證 3. 調整 4. 修理 5. 比較 6. 密封 7. 標識 37 n計量（metrological） 以確定可信賴量值為 目的的一組操作。 38 n校準（Calibration）在規(guī)定的條件下，為確定 測

17、量儀器、測量系統(tǒng)的示值、實物量具或標準物質 所代表的值與相對應的由參考標準確定的量值之間 關系的一組操作。 n注： 1）校準結果既可以給示值賦值，又可確定示 值的修正值。 2）校準也可確定其他計量特性，如影響量的 作用。 3）校準結果可以記錄在有時稱為“校準證書” 或“校準報告”的文件中。 39 n檢定（Verification）為評定計量器具的計 量特性，確定其是否符合法定要求所進行的全 部工作。 40 n調整 （Adjustment） 為使測量儀器達到性 能正常、消除偏差而 適于使用的狀態(tài)所進 行的操作。 41 計量檢定校準 檢定和校準是 計量的具體作 業(yè)。他們遵循 計量的有關規(guī) 定實施作業(yè)。 當無法對測量 設備進行檢定 或校準時，計 量還可以通過 其他的方式進 行，如驗證、 比較、測驗、 試驗等。 是法規(guī)行為，必須送檢或 獲得檢定資格。即是強制 性的，必須按檢定規(guī)程的 要求進行操作。往往是由 政府實施的一種管理和監(jiān) 督行為。 是組織行為，組織內部可以完 成，即非強制性的，可以按著 推薦性的校準規(guī)范操作。往往 是組織內部實施管理的一種行 為。 由