MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析課件

1、測(cè)測(cè) 量量 系系 統(tǒng)統(tǒng) 分分 析析1234量規(guī)儀器的分類量規(guī)儀器的分類 一般分為物理量和電量?jī)深悺?按其是否與品質(zhì)判定及制程監(jiān)控有關(guān)可分為： 標(biāo)準(zhǔn)件或參考物質(zhì)；檢驗(yàn)用量規(guī)儀器（量測(cè)設(shè)備）；試驗(yàn)儀器；監(jiān)控儀器；感測(cè)器；生產(chǎn)用量規(guī)儀器；輔助用量規(guī)儀器；測(cè)試硬件；測(cè)試軟件。 標(biāo)準(zhǔn)件：用來比對(duì)的量規(guī)儀器。 檢測(cè)設(shè)備：用來檢測(cè)的儀器。5檢測(cè)設(shè)備之管制檢測(cè)設(shè)備之管制 購買驗(yàn)收編號(hào)保管 購買檢測(cè)設(shè)備必需滿足適用性和耐用性。 適用性是指設(shè)備精度符合測(cè)量要求精度的1/31/10。 6量規(guī)儀器校準(zhǔn)的方法量規(guī)儀器校準(zhǔn)的方法 1絕對(duì)法以自然現(xiàn)象作標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)； 2直讀法待校件，標(biāo)準(zhǔn)件； 3比較法標(biāo)準(zhǔn)件，待校件，比較件；

2、4比對(duì)法利用標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)出被校件與其之間的關(guān)系。7量規(guī)儀器的標(biāo)識(shí)量規(guī)儀器的標(biāo)識(shí) 1限用證限定在某個(gè)范圍內(nèi)使用； 2合格證所有功能都能使用； 3停用證禁止使用，不合格 4參考使用與品質(zhì)無關(guān)； 5報(bào)廢8測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)的PDCA P校驗(yàn)計(jì)劃，儀器失效校準(zhǔn)計(jì)劃 D實(shí)施校驗(yàn)，校準(zhǔn) C日常點(diǎn)檢保養(yǎng)，校驗(yàn)結(jié)果確認(rèn) A修理，調(diào)校，重新校驗(yàn) 內(nèi)校：在儀器同種數(shù)量較多的情況下進(jìn)行。內(nèi)校必備條件：內(nèi)校室（有溫濕度控制），有資歷的校驗(yàn)人員。 9國際基本單位國際基本單位單位名稱代號(hào)備注公尺M(jìn)長(zhǎng)度公斤Kg質(zhì)量開爾文K溫度安培A電流坎德拉Cd光強(qiáng)度摩爾mol物質(zhì)秒s時(shí)間10量規(guī)儀器誤差的分類量規(guī)儀器誤差的分類 人為過失儀器

3、誤用重大誤差重大誤差準(zhǔn)確度精密度隨機(jī)誤差氣流輻射遲滯噪音塵埃解析度系統(tǒng)誤差水平儀器負(fù)載歸零磨損環(huán)境干擾溫度振動(dòng)濕度壓力觀測(cè)讀取記憶視差11量規(guī)儀器誤差的分類量規(guī)儀器誤差的分類 誤差 誤差：所有測(cè)量結(jié)果都存在一定的誤差。 絕對(duì)誤差=測(cè)量值-真值（一般用近似值替代） 引用誤差（相對(duì)誤差）=絕對(duì)誤差/標(biāo)稱值 真值的計(jì)算方法 A多次測(cè)量的平均值，B用精度更高的量規(guī)儀器測(cè)量值，C用標(biāo)稱值。 誤差位與測(cè)量尾數(shù)一致。 近似值取舍規(guī)則 四舍六入五考慮，五后有數(shù)則進(jìn)一；五后為零看奇偶，偶數(shù)舍去奇進(jìn)一；不得做連續(xù)修約。12校校 驗(yàn)驗(yàn) 報(bào)報(bào) 告告 書書13測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計(jì)特性測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計(jì)特性 v 測(cè)

4、量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中，這意味著測(cè)量系統(tǒng)中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(jì)穩(wěn)定性 。 v 測(cè)量系統(tǒng)的變差必須比制造過程的變差小 。 v 變差應(yīng)小于公差帶 。 v 測(cè)量精度應(yīng)高于過程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測(cè)量精度是過程變差和公差帶兩者中精度較高者的十分之一 。 v 測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此，則測(cè)量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者 。14標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) v 國家標(biāo)準(zhǔn) v 第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(連接國家標(biāo)準(zhǔn)和私人公司、科研機(jī)構(gòu)等) v 第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(從第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)) v 工作標(biāo)準(zhǔn)(從第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作

5、標(biāo)準(zhǔn)) 15測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定 v 測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定通常分為兩個(gè)階段，稱為第一階段和第二階段 v 第一階段：明白該測(cè)量過程并確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。第一階段試驗(yàn)主要有二個(gè)目的 ： v 確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性，此項(xiàng)必須在使用前進(jìn)行 。 v 發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境 。 v 第二階段的評(píng)定 v 目的是在驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性 。 v 常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式 。16各各 項(xiàng)項(xiàng) 定定 義義 v 量具: 任何用來獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，包括用來測(cè)量合格/

6、不合格的裝置 。 v 測(cè)量系統(tǒng)：用來獲得表示產(chǎn)品或過程特性的數(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、程序、操作人員、環(huán)境的集合。 v 量具重復(fù)性：指同一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測(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)量值（數(shù)據(jù)）的變差。 17各各 項(xiàng)項(xiàng) 定定 義義 v 量具再現(xiàn)性：指由不同的評(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。 v 穩(wěn)定性：指測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。 v 偏倚:指同一操作人員使用相同量具，測(cè)量同一零件之相同特性多次數(shù)所得平均值與采用更精密儀器測(cè)量同一零件之相同特性

7、所得之平均值之差，即測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值，也就是我們通常所稱的“準(zhǔn)確度” v 線性：指測(cè)量系統(tǒng)在預(yù)期的工作范圍內(nèi)偏倚的變化。18分分 析析 時(shí)時(shí) 機(jī)機(jī) v 新生產(chǎn)之產(chǎn)品PV有不同時(shí) v 新儀器，EV有不同時(shí) v 新操作人員，AV有不同時(shí) v 易損耗之儀器必須注意其分析頻率 。19R&R 之之 分分 析析 v 決定研究主要變差形態(tài)的對(duì)象 . v 使用全距及平均數(shù)或變差數(shù)分析方法對(duì)量具進(jìn)行分析 . v 于制程中隨機(jī)抽取被測(cè)定材料需屬統(tǒng)一制程 . v 選3位操作員在不知情的狀況下使用校驗(yàn)合格的量具分別對(duì)10個(gè)零件進(jìn)行測(cè)量, 測(cè)試人員將操作員所讀數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄, 研究其重復(fù)性及再現(xiàn)

8、性(作業(yè)員應(yīng)熟悉并了解一般操作程序, 避免因操作不一致而影響系統(tǒng)的可靠度)同時(shí)評(píng)估量具對(duì)不同操作員熟練度. 20R&R 之之 分分 析析 v 針對(duì)重要特性(尤指是有特殊符號(hào)指定者)所使用量具的精確度應(yīng)是被測(cè)量物品公差的1/10, (即其最小刻度應(yīng)能讀到1/10過程變差或規(guī)格公差較小者; 如: 過程中所需量具讀數(shù)的精確度是0.01m/m, 則測(cè)量應(yīng)選擇精確度為0.001m/m), 以避免量具的鑒別力不足，一般之特性者所使用量具的精確度應(yīng)是被測(cè)量物品公差的1/5。 v 試驗(yàn)完后, 測(cè)試人員將量具的重復(fù)性及再現(xiàn)性數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算如附件一(R&R數(shù)據(jù)表), 附件二(R&R分析報(bào)告)

9、, 依公式計(jì)算并作成-R管制圖或直接用表計(jì)算即可 21R&R 之之 分分 析析 結(jié)果分析 : v 當(dāng)重復(fù)性(EV)變差值大于再現(xiàn)性 (AV) 時(shí) . 量具的結(jié)構(gòu)需在設(shè)計(jì)增強(qiáng). 量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗(yàn)點(diǎn))需加以改善 . 量具應(yīng)加以保養(yǎng). v 當(dāng)再現(xiàn)性(AV)變差值大于重復(fù)性(EV)時(shí) . 作業(yè)員對(duì)量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強(qiáng)教育, 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)再明確訂定或修訂 . 可能需要某些夾具協(xié)助操作員, 使其更具一致性的使用量具 . 量具與夾治具校驗(yàn)頻率于入廠及送修糾正后須再做測(cè)量系統(tǒng)分析, 并作記錄 .22測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)R & R分析分析（均值（均值極差法）極差法） n

10、這里介紹常用的均值極差法，用來研究測(cè)量系統(tǒng)的雙性：R & R。它也稱大樣法（Long Method）。 n 研究R & R的前提是測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)過校準(zhǔn)，而其偏倚、線性及穩(wěn)定性已經(jīng)過評(píng)價(jià)并認(rèn)為可接受。 以下舉一典型情況說明此方法23測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)R & R分析分析 n 1 確定M名操作者A、B、C，選定N個(gè)被測(cè)零件，按1、2、，編號(hào)。被選定零件盡可能反映整個(gè)過程的變差。 n 1.1 測(cè)取數(shù)據(jù)：A以隨機(jī)順序測(cè)取所有數(shù)據(jù)并記錄之，B、C：在不知他人測(cè)量結(jié)果的前提下，以同樣方法測(cè)量各零件的數(shù)據(jù)并記錄之。 n 再以隨機(jī)順序重復(fù)上述測(cè)量r次(3次)。 n 2 數(shù)據(jù)處理 n 2.1

11、極差計(jì)算24測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)R & R分析分析 n 2.2 均值計(jì)算 n 3 結(jié)果分析 n 以下計(jì)算的變差均以99%的正態(tài)概率為基礎(chǔ)，即變差=5.15。 n 3.1 重復(fù)性 n 3.2 再現(xiàn)性 n 3.3 測(cè)量系統(tǒng)雙性（R & R） n 3.4 零件變差 n 3.5 總變差25測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)R & R分析分析 n 3.6 各變差占總變差的百分比 n %AV=AV/TV X 100% n %R&R=R&R/TV X 100% n %PV=PV/TV X 100% n %EV=EV/TV X 100% n 應(yīng)同時(shí)將EV、AV、R&R各值與公差帶寬度

12、比較，得出各變差占公差帶的百分比。 n %R&R可接受的條件是： n 30%不可接受，應(yīng)改進(jìn)。26測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)R & R分析分析 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性(R&R)的可接受性準(zhǔn)則： n 數(shù)值10%的誤差測(cè)量系統(tǒng)可接受 . n 10%數(shù)值30%的誤差測(cè)量系統(tǒng)不能接受, 須予以改進(jìn). 進(jìn)行各種勢(shì)力發(fā)現(xiàn)問題并改正，必要時(shí)更換量具或?qū)α烤咧匦逻M(jìn)行調(diào)整, 并對(duì)以前所測(cè)量的庫存品再抽查檢驗(yàn), 如發(fā)現(xiàn)庫存品已超出規(guī)格應(yīng)立即追蹤出貨通知客戶, 協(xié)調(diào)處理對(duì)策 .27習(xí)習(xí) 題：題： n XYZ公司根據(jù)控制計(jì)劃中要求針對(duì)游標(biāo)卡尺作R&R分析，選定3名操作者A、B、C，選定10個(gè)被測(cè)零件

13、，按1、2、10編號(hào)，其所測(cè)結(jié)果均記錄在表17-2中，請(qǐng)根據(jù)該表所測(cè)結(jié)果計(jì)算：EV=?,AV=?,R&R=?,PV=?,TV=?,%EV=?,%AV=?,%R&R=?,%PV=?,根據(jù)%R&R的計(jì)算結(jié)果請(qǐng)判定此游標(biāo)卡尺是否符合要求？28穩(wěn)定性分析之執(zhí)行穩(wěn)定性分析之執(zhí)行 v 選取一個(gè)樣品, 并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)之真值或基準(zhǔn)值, 若無樣本則可從生產(chǎn)線中取一個(gè)落在中心值域的零件, 當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值, 且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測(cè)試值的最低值，最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)各取得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件, 并對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件單獨(dú)測(cè)量并繪制控制圖.(所以可能是須做三張控制圖來管制儀器之高、中、低各端，但一般而言，只需做中間

14、值那個(gè)就可以了)29穩(wěn)定性分析之執(zhí)行穩(wěn)定性分析之執(zhí)行 v 定期(時(shí)、天、周)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件或樣本測(cè)量 5次. 注意, 決定樣本量及頻度的考慮因素應(yīng)包括要求多長(zhǎng)時(shí)間重新校正或修理次數(shù), 測(cè)量系統(tǒng)使用的頻度與操作環(huán)境(條件)等. v 將測(cè)量(數(shù)據(jù))值標(biāo)記在X-R CHART 或XS CHART上. v 計(jì)算管制界限, 確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài) 。 V 過程標(biāo)準(zhǔn)差之現(xiàn)象，如果有發(fā)生此現(xiàn)象，代表測(cè)量之變異大于制程變異，此項(xiàng)儀器是不可接受的 。 30穩(wěn)定性分析之執(zhí)行穩(wěn)定性分析之執(zhí)行 v 穩(wěn)定性之判定：穩(wěn)定性之判定一般之方式和控制圖之判定方式是一致的，(一)不可以有點(diǎn)子超出控制界限，(

15、二)不可以有連續(xù)三點(diǎn)中有二點(diǎn)在A區(qū)或A區(qū)以外之位置，(三)不可以有連續(xù)五點(diǎn)中有四點(diǎn)在B區(qū)或B區(qū)以外之位置，(三)不可有連續(xù)八點(diǎn)在控制圖之同一側(cè)，(四)不可以有連續(xù)七點(diǎn)持續(xù)上升或下降之情形；如果有以上之情形，代表儀器已不穩(wěn)定，須做維修或調(diào)整，維修及調(diào)整完后須再做校正以及穩(wěn)定性之分析 。31偏倚分析之執(zhí)行偏倚分析之執(zhí)行 v 獨(dú)立取樣法 : n 選取一個(gè)樣品, 并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)之真值或基準(zhǔn)值, 若無樣本則可從生產(chǎn)線中取一個(gè)落在中心值域的零件, 當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值, 且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測(cè)試值的最低值，最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)各取得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件,每個(gè)樣本都要求單獨(dú)分析，并對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量15次, 計(jì)算其平均值, 將

16、其當(dāng)成 “基準(zhǔn)值” . n 由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量15次. 并計(jì)算出平均值, 此值為 “觀測(cè)平均值” . 32偏倚分析之執(zhí)行偏倚分析之執(zhí)行 v 計(jì)算偏倚 : n 偏倚= 觀察平均值 基準(zhǔn)值 n 制程變異= 6 n 如果需要一個(gè)指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過程變差(或公差)，就把偏倚轉(zhuǎn)化為過程變差(或公差)的百分比，偏倚占過程變差的百分比計(jì)算如下： n 偏倚%=100(偏倚)/過程變差 n 偏倚占公差百分比采用同樣方法計(jì)算，式中用公差代替過程變差。33偏倚分析之執(zhí)行偏倚分析之執(zhí)行 n 判定:針對(duì)偏倚之部份，判定之原則為： n 重要特性部份其偏倚%須=10%； n 一般特性其

17、偏倚%須30%；應(yīng)依據(jù)儀器之使用目的來說明其接受之原因。 n 其偏倚%大于30%者，此項(xiàng)儀器不適合使用。 34偏倚分析之執(zhí)行偏倚分析之執(zhí)行 如果偏倚較大，查找以下可能的原因： n 標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序。 n 儀器磨損，主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上，應(yīng)制定維護(hù)或重新修理的計(jì)劃。 n 制造的儀器尺寸不對(duì)。 n 儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性。 n 儀器校準(zhǔn)不正確，復(fù)查校準(zhǔn)方法。 n 評(píng)價(jià)人員操作儀器不當(dāng)，復(fù)查檢驗(yàn)方法。 n 儀器修正計(jì)算不正確。35線性分析之執(zhí)行線性分析之執(zhí)行 v 獨(dú)立取樣法 : n 針對(duì)產(chǎn)品所須使用之范圍，利用標(biāo)準(zhǔn)件或產(chǎn)品樣本(一般區(qū)分為五個(gè)等分，其范圍須包括測(cè)量系統(tǒng)的全部工作量程)來

18、做儀器之線性分析，如果是采用標(biāo)準(zhǔn)件須有真值，如果是使用產(chǎn)品樣本時(shí)，則這些的產(chǎn)品樣本須先經(jīng)精密測(cè)量十次以上，再予以平均，以此當(dāng)做是真值或基準(zhǔn)值 。 n 由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量10次. 并計(jì)算出平均值, 此值為 “觀察平均值” . 36線性分析之執(zhí)行線性分析之執(zhí)行 v 計(jì)算偏倚 : n 偏倚= 觀察平均值 基準(zhǔn)值 n 過程變差= 6 v 繪圖 : n X軸=基準(zhǔn)值 n Y軸= 偏倚 n 其方程式為: y=a+bx n 再分別計(jì)算其 n 截距，斜率，擬合優(yōu)度，線性，線性%等 37線性分析之執(zhí)行線性分析之執(zhí)行 v 判定 : v 針對(duì)重要特性其線性度%5% v 一般特性其線性度%10%以上者判為不合格，此項(xiàng)之儀器不適合使用。 如果測(cè)量系統(tǒng)為非線性，查找以下可能原因： n 在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn) n 最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差 n 磨損的儀器 n 儀