MSA測(cè)量系統(tǒng)分析專題講座(共31頁(yè)).ppt

1、1MSAMSA量測(cè)系統(tǒng)分析量測(cè)系統(tǒng)分析2 1. MSA的來(lái)源的來(lái)源 2. 實(shí)施實(shí)施MSA的目的的目的 3. 量測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成量測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成 4. 量測(cè)系統(tǒng)變異的產(chǎn)生量測(cè)系統(tǒng)變異的產(chǎn)生 5. 量測(cè)系統(tǒng)變異類型及分析量測(cè)系統(tǒng)變異類型及分析 6. GRR分析之執(zhí)行分析之執(zhí)行 7. 偏性分析之執(zhí)行偏性分析之執(zhí)行 8. 穩(wěn)定性分析之執(zhí)行穩(wěn)定性分析之執(zhí)行 9. 線性分析之執(zhí)行線性分析之執(zhí)行目錄目錄3 MSA(Measurement Systems Analysis)即量即量測(cè)系統(tǒng)分析測(cè)系統(tǒng)分析.是是由美國(guó)三大汽車公司由美國(guó)三大汽車公司( (克萊斯勒克萊斯勒, ,福特福特, ,通用通用) )聯(lián)合推出聯(lián)合推出.

2、 .主要應(yīng)用于產(chǎn)品尺寸主要應(yīng)用于產(chǎn)品尺寸. .1.MSA1.MSA的來(lái)源的來(lái)源4 MSA專注于了解某量測(cè)過程專注于了解某量測(cè)過程,確定這過程中誤確定這過程中誤差的大小差的大小,并評(píng)估這量測(cè)系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和并評(píng)估這量測(cè)系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和制程的管制制程的管制.MSA提升了解和改進(jìn)量測(cè)過程減提升了解和改進(jìn)量測(cè)過程減小變異小變異, 確保產(chǎn)品品質(zhì)確保產(chǎn)品品質(zhì).2. 2.實(shí)施實(shí)施MSAMSA的目的的目的53. 3.量測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成量測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成量測(cè)系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng)1.量具量具.設(shè)備設(shè)備(軟軟.硬體硬體)2.操作操作(人員人員.過程過程)3.測(cè)試環(huán)境測(cè)試環(huán)境4.待測(cè)試件待測(cè)試件量測(cè)系統(tǒng)包含以下要素量測(cè)系統(tǒng)包含以

3、下要素:64. 4.量測(cè)系統(tǒng)變異的產(chǎn)生量測(cè)系統(tǒng)變異的產(chǎn)生量測(cè)系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng)實(shí)際值實(shí)際值測(cè)量值實(shí)際產(chǎn)品變異實(shí)際產(chǎn)品變異長(zhǎng)期產(chǎn)品變動(dòng)長(zhǎng)期產(chǎn)品變動(dòng)短期產(chǎn)品變異短期產(chǎn)品變異樣本變異樣本變異量檢具造成的變異量檢具造成的變異操作員造成的變異操作員造成的變異觀察到的產(chǎn)品變異觀察到的產(chǎn)品變異7 在工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中，許多評(píng)價(jià)量測(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法均被廣泛的應(yīng)用，其中包括：再現(xiàn)性(Repeatability)、再生性(Reproducibility)、穩(wěn)定性(Stability)、線性 (Linearity)與偏性(Bias)等.5.15.1 量具的再現(xiàn)性與再生性量具的再現(xiàn)性與再生性(GR&R)(GR&

4、R) 再現(xiàn)性:一個(gè)操作員使用一個(gè)量具，量測(cè)相同零件的相同特性數(shù)次，所產(chǎn)生量測(cè)數(shù)據(jù)的變異，此一又稱之為量具的變異 (Gauge Variation) 。 再生性:不同的操作員使用相同的一個(gè)量具，量測(cè)相同零件之相同特性數(shù)次後，所得到操作員數(shù)據(jù)平均值之間的變異，此一又稱之為操作員的變異(Operation Variation) 。 註：此所謂相同零件是指自一批生產(chǎn)出相同規(guī)格的零件中所抽取出樣品。相同特性是指每一零件所被量測(cè)的特性(如：長(zhǎng)度、重量) 皆相同。所謂數(shù)次是指每一個(gè)零件皆被量測(cè)好幾次。5. 5.量測(cè)系統(tǒng)變異類型及分析量測(cè)系統(tǒng)變異類型及分析85.2 5.2 偏性偏性 (Bias)(Bias)

5、同一人使用同一量測(cè)工具，量測(cè)同一零件相同特性次數(shù)所得之觀測(cè)平均值與實(shí)驗(yàn)室或精密儀器量測(cè)同一零件相同特性所得之真值或（參考值）之間的偏差值 即偏性=觀測(cè)平均值-真值 真值(參考值)觀測(cè)平均值偏差95.3 5.3 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 (Stability)(Stability) 同一量具於不同時(shí)間，量測(cè)同一零件之相同特性數(shù)次之平均值，在不同時(shí)間差所得之變異。穩(wěn)定性穩(wěn)定性Time 2Time 1基準(zhǔn)值時(shí)間105.45.4 線性線性 (Linearity)(Linearity) 指量具各有效使用作業(yè)範(fàn)圍內(nèi)之高、中、低量測(cè)點(diǎn)之偏差量。真值(參考值)零偏差線觀測(cè)平均值真值(參考值)觀測(cè)平均值真值(參考值)觀測(cè)平

6、均值一致性的偏差線性- 不一致性的偏差真值(參考值)觀測(cè)平均值真值(參考值)觀測(cè)平均值真值(參考值)觀測(cè)平均值一致性的偏差線性- 不一致性的偏差11GRR實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)要求 在進(jìn)行一個(gè)Gauge R&R試驗(yàn)之前，操作員的人數(shù)、被量測(cè)的零件數(shù)目、每一個(gè)零件被反覆量測(cè)的次數(shù)、被量測(cè)的零件特性，與量測(cè)的環(huán)境都必須先行決定。通常我們重點(diǎn)考慮下列幾點(diǎn)： 操作員：隨機(jī)選取幾個(gè)使用量具的操作員。這可以讓我們?cè)u(píng)估量具對(duì)不同操作員的敏感度。 零件：自同一規(guī)格的零件中隨機(jī)選取 510 個(gè)零件進(jìn)行量測(cè)。 反覆量測(cè)的次數(shù)：每一個(gè)零件的量測(cè)特性被每一個(gè)操作員反覆量測(cè)至少2次。6.GR&R6.GR&

7、R分析之執(zhí)行分析之執(zhí)行12 量測(cè)系統(tǒng)研究之準(zhǔn)備 像任一項(xiàng)研究或分析，在執(zhí)行量測(cè)系統(tǒng)研究之前應(yīng)有足夠的規(guī)劃及準(zhǔn)備，在執(zhí)行研究前一般的準(zhǔn)備如下： 方法在使用前應(yīng)先予確認(rèn)。例如：以工程判斷來(lái)決定目視觀測(cè)或量具研究是否在校正或使用量具時(shí)有人為影響。某些量具，如：按鈕則數(shù)據(jù)被顯示出來(lái)，則其再生性的影響可不予考慮。 應(yīng)預(yù)先決定操作員人數(shù)、樣本數(shù)及重複量測(cè)次數(shù)，其考慮的因素如： 尺寸的關(guān)健性關(guān)鍵尺寸因量具研究估計(jì)可信度的需求需更多的零件或量測(cè)次數(shù)。 零件結(jié)構(gòu)大型或重型零件可能意味樣本數(shù)量較少但測(cè)量次數(shù)多。 應(yīng)該從日常使用此量具的操作員中選擇測(cè)試者，如果并非此量具的日常操作員，則選擇的每人均應(yīng)受過足夠的訓(xùn)練以

8、正確的使用量具。 樣本應(yīng)在能代表整個(gè)作業(yè)範(fàn)圍的製程中挑選，有時(shí)是在幾天之內(nèi)每天取一件樣本，這種作法是必須的，因?yàn)檫@些零件被認(rèn)為代表在現(xiàn)行生產(chǎn)中全部的生產(chǎn)變異，又因每個(gè)零件將被重複量測(cè)，故須加以編號(hào)以便區(qū)別。 儀器應(yīng)該有足夠的分辨力,其刻度應(yīng)直接讀取特性的預(yù)期製程變異的1/10 值，例如：此特性的變異為0.001，則儀器可直接讀取的刻度應(yīng)不大於0.0001。13 如果想取得合理的結(jié)果，則執(zhí)行研究的方法很重要，為了將不準(zhǔn)確結(jié)果的可能性降至最低，應(yīng)採(cǎi)取下列步驟： 應(yīng)以隨機(jī)抽樣的方式取得量測(cè)數(shù)據(jù)，以確保在整個(gè)研究的隨機(jī)性，而不致有任何的偏移或改變，操作員亦應(yīng)不知道何種號(hào)碼零件已檢驗(yàn)過以避免任何可能之偏

9、差，當(dāng)然，執(zhí)行研究者應(yīng)了解那個(gè)零件已檢驗(yàn)過而且同時(shí)記錄數(shù)據(jù)，例如：這是作業(yè)者A、零件1、第一次量測(cè)；這是作業(yè)者B、零件4、第二次量測(cè)等。 讀取儀器，其讀值應(yīng)被估計(jì)至能取得的最近數(shù)值。最少其讀值應(yīng)取至1/2最小刻度，例如：如最小刻度為0.001，則每一個(gè)估計(jì)的讀值應(yīng)在0.0005附近。 此研究工作應(yīng)由了解實(shí)施一個(gè)可靠研究的重要性人員負(fù)責(zé)管理和監(jiān)督。141) 取得一個(gè)能代表過程變差實(shí)際或預(yù)期範(fàn)圍的樣本,為n5個(gè)零件的樣本,如我們選擇10個(gè)樣本.2) 給操作員編號(hào)為A,B,C等,并將零件從1到10進(jìn)行編號(hào),但零件的編號(hào)不要讓操作員看到.3) 確保所使用的儀器都經(jīng)過校準(zhǔn).讓操作員A以隨機(jī)順序測(cè)量10個(gè)

10、零件,并將結(jié)果記錄在第1行.4) 讓操作員B和C依次測(cè)量這些一樣的10個(gè)零件,不要讓他們知道相互的讀值,然后將結(jié)果分別記錄在第6行和第11行.5) 用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重複以上循環(huán),并將數(shù)據(jù)記錄在第2,7和12行.注意將數(shù)據(jù)記錄在適當(dāng)?shù)臋谖恢?例如:如果首先被測(cè)量的是零件7,然后將數(shù)據(jù)記錄在標(biāo)有零件7的欄位中.如果需要進(jìn)行三次測(cè)量,則重複以上循環(huán),并將數(shù)據(jù)記錄在第3,8和13行中.GRRGRR實(shí)施步驟實(shí)施步驟1516定義：Ro 操作員全距(操作員平均值之最大值減最小值)。Rp 零件全距(零件平均值之最大值減最小值)。 R 所有全距之總平均。量具的再現(xiàn)性量具的再現(xiàn)性: :EVR K1 (EV為E

11、quipment Variation，設(shè)備變異之縮寫)量具的再生性量具的再生性: : AV (AV為Appraiser Variation，零件間變異的縮寫)再現(xiàn)性與再生性：再現(xiàn)性與再生性：R&R 零件變異零件變異: : PVRpK3 ( PV為Part-to-Part Variation，零件間變異的縮寫)全變異全變異:TV ( TV為Total Variation的縮寫)22)AV()EV(nt)EV()Ro(222K22)PV()R&R(=1718 將計(jì)算所得的R, Ro , Rp填入報(bào)告表格所提供的空白處. 進(jìn)行報(bào)告表格左側(cè)標(biāo)題為“量測(cè)單元分析”欄之下的計(jì)算. 進(jìn)行報(bào)告

12、表格右側(cè)標(biāo)題為“%制程變異”欄之下的計(jì)算. 檢查計(jì)算結(jié)果以確定沒有錯(cuò)誤1920再現(xiàn)性:EV(設(shè)備變異)再生性:AV(量測(cè)員變異)量具需加以保養(yǎng)量具需重新設(shè)計(jì),以提高適切性.量具之夾持或定位需改善.存在過大的零件變異再現(xiàn)性:EV(設(shè)備變異)再生性:AV(量測(cè)員變異)量測(cè)員訓(xùn)練不足.量具刻度校正不良.可能治具或軟體協(xié)助量測(cè)員進(jìn)行量測(cè)GR&RGR&R的判定的判定21GRR=10% 量具系統(tǒng)可接受10%GRR=30%量具系統(tǒng)不能接受,須予以改進(jìn)22 選取一個(gè)樣本,并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)的真值或參考值,若無(wú)樣本則可從生產(chǎn)線取得一個(gè)落在中間值域的零件,當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測(cè)試的高,中,低端各取

13、得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件并于實(shí)驗(yàn)室將各樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量10次.計(jì)算其平均值當(dāng)成“參考值”. 由一位作業(yè)人員以常規(guī)方式對(duì)每個(gè)樣本量測(cè)10次并計(jì)算出平均值.此值稱為“觀測(cè)平均值”. 計(jì)算偏性 偏性=觀測(cè)平均值-參考值 制程變異=6 %偏性=偏性/制程變異 偏性判定基準(zhǔn):偏性占制程變異的百分比在10%以下,即%偏性10%代表制程量測(cè)系統(tǒng)在可接受範(fàn)圍.7. 7.偏性分析之執(zhí)行偏性分析之執(zhí)行2324 若0落在偏性值附近的1信賴區(qū)間內(nèi),則偏性在水準(zhǔn)上是可接受的.即若計(jì)算出的偏性值落在上限值與下限值之間則判定偏性是可接受的. 如果量具的偏性較大,則可能原因是: 1.真值或參考值錯(cuò)誤 2.量具磨損 3.量具本身尺寸錯(cuò)誤

14、 4.量測(cè)到錯(cuò)誤的特性 5.量具未經(jīng)過適當(dāng)?shù)男Ｕ?6.作業(yè)者未正確使用量具偏性判定偏性判定25 選取一個(gè)樣本,并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)的真值或參考值,若無(wú)樣本則可從生產(chǎn)線取得一個(gè)落在中間值域的零件,指定它為基準(zhǔn)樣件進(jìn)行穩(wěn)定性分析. 以一定的周期基礎(chǔ)(每天,每周)測(cè)量基準(zhǔn)件三到五次,應(yīng)該在不同的時(shí)間下取得多次讀值,以代表測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際使用情況.將考慮到一天之中各種外界因素的影響而發(fā)生的變化. 將量測(cè)值標(biāo)記在X-R CHART或X- CHART控制圖上. 計(jì)算管制界限,并對(duì)失控或不穩(wěn)定作評(píng)估. 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差,并與制程標(biāo)準(zhǔn)差相比較,以評(píng)估量測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性. 穩(wěn)定性分析評(píng)估:如量測(cè)程序標(biāo)準(zhǔn)差小于制程標(biāo)準(zhǔn)差(制程公差)或代表量測(cè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定即量測(cè)程序標(biāo)準(zhǔn)差制程標(biāo)準(zhǔn)差(制程公差)8. 8.穩(wěn)定性分析之執(zhí)行穩(wěn)定性分析之執(zhí)行2627289. 9.線性分析之執(zhí)行線性分析之執(zhí)行在量具各作業(yè)範(fàn)圍內(nèi)選取5個(gè)零件,對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸測(cè)量確定其參考值,并確定涵蓋了此量具的工作量程.每一個(gè)零件由作業(yè)人員(經(jīng)常使用該量具)量測(cè)10或12次(要隨機(jī)的選擇零件,減少人員誤差).依據(jù)下列公式求出線性. yaxb a b R2 線性線性a製程變異製程變異(