MSA測量系統(tǒng)分析與EXCEL公式軟件

1、 測量系統(tǒng)分析 MSAMEASUREMENT SYSTEM ANALYSIS1一、引言二、測量系統(tǒng)統(tǒng)的組成成三、變差的來源四、變差的類型五、測量系統(tǒng)分析析之準備備六、如何進進行測量系統(tǒng)分析析七、測量系統(tǒng)分析析-計量值示示范八、測量系統(tǒng)分析析-計數(shù)值示示范 2一.引言言 請參看案案例3數(shù)一數(shù)在在下文中中位于字字母表第第6位字母（提示：F/f）出現(xiàn)的的次數(shù)Thenecessity of training farmhandsfor thefirstclassfarmsinthefatherlyhandlingoffarmlive stock is foremost in theeyes of the

2、farm owners.Since theforefathersofthefarmownerstrainedthefarmhandsforfirstclassfarmsinthe fatherly handling of farmlivestock,the farmowners felttheyshouldcarryonwiththefamily traditionoftrainingfarm hands of thefirstclassfarmers in thefatherlyhandlingoffarm livestockbecausethey believeitisthe basis

3、of goodfundamentalfarmmanagement.4二、測量系統(tǒng)統(tǒng)的組成成：標準：零件：儀器：人/程序：環(huán)境S W IPE測量數(shù)值分析輸入輸出可接受可能可接接受須改善測 量系 統(tǒng)5三、變差的來源(一)儀器(量具)工作件(零件)擴大測量系統(tǒng)變異異變異性敏感性接觸幾何何變形效應應一致性單一性重復性再現(xiàn)性使用假設設穩(wěn)健設計計偏移線性穩(wěn)定性校準預防性維維護維護創(chuàng)建公差差發(fā)展的變變異發(fā)展設計變異異夾持位置測量站站測量探探測器相互關連連的特性清潔適合的數(shù)據(jù)工作的定義彈性變形形質量彈性特性性支撐特性性隱藏的幾幾何可追溯性性校準熱擴散系系數(shù)彈性特性性人員/程序環(huán)境教育身體的限制程序目視標準準工

4、作規(guī)定定工作態(tài)度度經(jīng)驗培訓經(jīng)驗培訓理解技能人因工程程照明壓力振動空氣污染染幾何的兼兼容性陽光人工光陽陽光陽溫度人員空氣流程程熱的系統(tǒng)統(tǒng)平等化系統(tǒng)構成成要素周期標準與環(huán)環(huán)境的關系標準準6三、變差的來源(二)7五、變差的類型：(一)位置變差(LocationVariation)(二)寬度變差(WidthVariation)(三)測量系統(tǒng)變差(MeasurementSystemVariation)位置(Location)寬度(Width)8(一)位置變異異準確度度(Accuracy)：指一個或或多個量量測結果果的平均均數(shù)與參參考值之之間一致致的接近近程度。9偏倚(Bias)偏倚(Bias)：通常被稱

5、稱為準準確度，但準確確度有多種種解釋，建議不要要用準確確度來代代表偏倚倚。偏倚是指指對相同同零件上上同一特性性觀測平平均值與真值（參考值值）的差異。偏倚(Bias)VAVTVT：真值（可可由較高高等級量量具多次測量的平均值）VA：測量平均值10穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性性(Stability)：又稱漂移移(Drift)，指經(jīng)過一一段長期時時間下，用相同同的測量系統(tǒng)標準準，對同同一基準或零件件的同一一特性進行測量量所得到的的總變差。時間11線性(Linearity)線性(Linearity)：線性是在在測量設備備預期工作（測量）量程內，偏倚值的的差異?？梢暈闉槠袑α砍檀蟠笮〔煌l(fā)

6、生生的變化化。數(shù)值A偏倚數(shù)值B偏倚12(二)寬度變異異精確度(Precision)：測量系統(tǒng)整個個作業(yè)量量程范圍內(尺寸、范范圍和時時間) 的解析度（分辨力）、敏感度度和重復復性的最最終影響響。13重復性(Repeatability)重復性性(Repeatability)：又稱設備變差(EquipmentVariation，EV )是用一個個評價人人使用相相同的測測量儀器器，對同一個個零件上上的同一一特性進進行多次次測量所所得到的的變差，它是設設備本身身的固有有變差。重復性參考值14再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性性(Reproducibility)：又稱評價價人之間的的變差(A

7、ppraiserVariation,AV)，用不同評價價人使用相同的測量儀儀器，對同一產產品上的的同一特特性，進進行測量量所得到到的平均均值的變變差。再現(xiàn)性評價者A評價者C評價者B15五、測量系統(tǒng)分析析之準備備1.人員和產產品（零零件）準準備確定測量量系統(tǒng)中中人員，如一個個人使用用，或幾幾個人共共用一個個測量儀儀器；確定測量量系統(tǒng)中中所檢測測的產品品特性，并選取取相應的的樣本，樣本的的選取與與選擇的的分析方方法有關關。16測量系統(tǒng)分析析之準備備(續(xù))2.基本設備備條件(BasicEquipment)分辨力(Discrimination)、分辨率(Resolution)：(1)最小可讀讀單位。(

8、2)10/1的比例法法則參考值(ReferenceValue)(1)某一對象象可接受受的數(shù)值值(2)常被用來來替代真真值。真值(True Value)(1)某一對象象的真實實數(shù)值。(2)不可知且且無法知知道。17分辨率(分辨力)：分辨率不不足分辨率良良好18六、如何進進行測量系統(tǒng)分析析1.確定測量量系統(tǒng)的的組成；標準、零件、儀器、人/程程序、環(huán)環(huán)境；2.確定定該測量量系統(tǒng)是是否處于于統(tǒng)計穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，測量量儀器已已經(jīng)過校校準，并分分析該測測量系統(tǒng)統(tǒng)的變差差來源（定性分分析）；3.選擇擇適用的的測量系系統(tǒng)分析析方法：如計量量值的偏偏倚、線線性、穩(wěn)穩(wěn)定性、重重復性、再現(xiàn)性性、計數(shù)數(shù)值的風風險分析析

9、法、解解析法、破壞性測量系系統(tǒng)的控控制圖法法、變差差分析法法等；5.選擇樣本本零件，按照“盲測”的方法法收集數(shù)據(jù)，按照相相關軟件件進行計算算。6.與接收準準則相比比較，如如不能接接收，則則采取相相應措施施，措施施采取后應再再次進行行測量系系統(tǒng)分析析。19七、測量系統(tǒng)分析析-計量值示示范：1.偏倚示范范：一個制造造工程師師對量測測設備系系統(tǒng)進行行分析，證明該該量測系系統(tǒng)應該該沒有線線性誤差差的考量量，所以以該工程程師只對對偏倚進進行評價價。他在在這量測測系統(tǒng)范范圍內選選定了一一個零件件；并對對該零件件進行量量測15次來確定定它的參參考值。20偏倚數(shù)據(jù)據(jù)：(續(xù))測量次數(shù)零件編號參考值=16.00量

10、測值偏倚115.8-0.2215.7-0.3315.9-0.1415.9-0.1516.00.0616.10.1716.00.0816.10.1916.40.41016.30.31116.00.01216.10.11316.20.21415.6-0.41516.00.021偏倚數(shù)值值分析：1.計算n個讀值的的平均數(shù)數(shù)2.計算重復復性標準準差：式中d2*可查表得得知，g=1，且m=n最大值(Xi)-最小值(Xi)d2*22偏倚數(shù)值值分析：3.確定偏倚倚的t統(tǒng)計量(t-statistic)偏倚=觀測到的的平均測測量值一一參考值值t =4.如果0落在偏倚倚值附近近95%自信度界界限內，則偏倚倚在95

11、%的水平上上是可可接受的的。偏倚偏偏倚式中，d2及d2*及v可從附錄錄中查到到，令g=1，且m=n，tv,1-/2可以利用用標準t分配查到到。偏倚23偏倚直方方圖：(續(xù))43210量測值次數(shù)15.615.715.815.916.016.116.216.316.424偏倚分析析表：(續(xù))n(m)平均值，標準差，標準誤差的平均值，測量值1516.0067.2120.0547參考值=16.00，=.05，g=1，d2=3.55統(tǒng)計的t值df顯著的t值(2-有尾數(shù)的)偏倚偏倚的95%置信度下限上限測量值.115310.8.22514.0067-.1107.1241252.穩(wěn)定性示示范：某工廠為為了確定

12、定某一新新量測儀儀器的穩(wěn)穩(wěn)定性是是否為可可接受，評價人人員選定定了接近近中間值值的一個個零件。該零件件被送到到了量測測實驗室室，經(jīng)量量測其參參考值確確定為6.01。評價人人員量測測該零件件5次，共量量測了一一個月(20個小組)；收集到到所有數(shù)數(shù)據(jù)后，畫出了了&R圖。26穩(wěn)定性示示范：(續(xù))UCL=1.010LCL=00.47791.00.50.0樣本全距距6.36.26.16.05.95.85.7UCL=6.267LCL=5.7466.02101020樣本平均均子組271.計算零件件每次量量測的偏偏倚，以以及平均均數(shù)。偏倚i,j=Xi,j（參考值）2.在線性圖圖上劃出出相對參參考值的的每個偏偏

13、倚及偏偏倚平均均數(shù)。3.計算并劃劃出最適適當?shù)木€線及該線線的自信信度區(qū)間間。3.線性分析析：(圖示法)偏倚i,jm偏倚i28Yi=aXi+b式中Xi=參考值，yi偏倚平均均數(shù)，而對一個已已知X0，自信度區(qū)區(qū)間為：線性分析析：(圖示法)斜率(Slope)中心29上限：b+aX0下限：b+aX04.劃出偏倚=0的線，并并對圖進進行審查查，以觀觀察是否否存在特特殊原因因，以及及線性是是否可接接受。線性分析析：(圖示法)305.如果偏倚0的整個直直線都位位于自信信度區(qū)間間以內，則該量測系系統(tǒng)的線線性是可可接受。6.若圖標法法表示線線性是可可接受的的，則以以下假設設應該為為真：H0：a=0斜率=0如果下

14、式式成立，則不能能被否定定線性分析析：(圖示法)317.若以上假假設為真真，則量量測系統(tǒng)統(tǒng)對所有有參考值值具有相相同的偏偏倚。這個個偏倚必必為0，該線性性才可被被接受。H0：b=0中心（偏偏倚）0線性分析析：(圖示法)32線性示范范：MINITAB軟件示例例33線性示范范：(Minitab)34線性示范范：(續(xù))35線性示范范：(續(xù))36線性示范范：(續(xù))377.重復性再再現(xiàn)性測測量系統(tǒng)分析析準備：1.計量量器具確確定選擇一個個產品的的特性（計量值值特性），計量量器具的的精度（分辨率率）應該該是該特特性值公公差帶的的1/10，如如公差帶帶寬度為為0.20mm，則計量器器具的精精度（分分辨率）應

15、為0.02mm。2.評價人和和分析人人評價人是是指檢驗驗人員，對于重重復性和和再現(xiàn)性性分析來來講，評評價人應應在兩人人以上，四人以以內為好好。分析析人是指指對檢驗驗員進行行分析的的人員，可由相相關技術術質量管管理人員員擔任，人數(shù)為為12人。3.樣品品選擇樣品可選選擇10個，但但所有樣樣品應的的值，應應隨機分分布在公公差帶內內，即從從公差上上限到公公差下限限具有零零件覆蓋蓋。38零件人員12345678910A133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.60A233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.803

16、3.0033.70B133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.55B233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.50C133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.85C233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.80搜集GRR的數(shù)據(jù)采用盲測測的方式式進行。示范：重復性再再現(xiàn)性測測量系統(tǒng)分析析39示范：GRR作業(yè)者/量測次數(shù)零 件平均數(shù)123456789101.張三 133.653

17、3.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.602. 233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.703.平均數(shù)33.6333.0032.8332.9033.5033.0032.9532.8333.0033.65 =33.134.全距0.050.000.050.100.100.000.000.050.000.10Ra =0.055.李四 133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.556. 233.5532.9532.7532.7533.4033.

18、0532.9032.7032.9533.507.平均數(shù)33.5533.0032.7832.7833.4033.0332.9332.7332.9833.53 =33.078.全距0.000.100.050.05.000.050.050.050.050.05Rb =0.049.王五 133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.8510. 233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.8011.平均數(shù)33.5333.0332.8032.8033.4533.0332.9532.8033.0533.

19、83 =33.1312.全距0.050.050.000.000.100.050.000.000.000.05Rc =0.0313.零件平均數(shù)33.5733.0132.8032.8333.4533.0232.9432.7833.0133.67Rp=0.8914.公式：0.05+0.04+0.03/作業(yè)者人數(shù)= = 0.04015.作業(yè)者人數(shù)= 316. 公式：Max 33.13 Min 33.07= diff diff = 0.0617.公式： D4=UCLR=0.043.27=UCLR= 0.1318.公式： D3=LCLRLUCR= 0量具再現(xiàn)現(xiàn)性及再再生性數(shù)數(shù)據(jù)表 頁數(shù): 1/2零件件名名

20、：瓶嘴封口口量具名稱稱：作成日期期：零件件號號：量具編號號：#001作成單位位：特性：內徑尺寸寸量具精度度：作成者：規(guī)格：32.533.5mm量具范圍圍：審查者：xRRRx40零件件名名：瓶瓶嘴嘴封口零件件號號：特性：重重量規(guī)格：32.533.5mm由數(shù)據(jù)表表得：R0.04Xdiff=0.060Rp=0.89公式：%AV= 100AV/TV%AV=10.79%n =零件數(shù)r =量測次數(shù)數(shù)再現(xiàn)性作業(yè)業(yè)者變變異（AV）公式：AV=n =10r=2AV=0.0304公式：%EV= 100EV/TV%EV=12.59%重復性設備備變異（EV）公式：EV=R*K1EV=0.0355制程變變異量測單單元元

21、分析析量測次數(shù)數(shù)K1230.88620.5908作業(yè)者人人數(shù)23K20.70710.5231量具重復復性及再再現(xiàn)性報報告量具名稱稱：量具編號號：#001量具精度度：量具范圍圍：作成日期期：作成單位位：作成成者者：審查查：41全變異（TV）公式：TV=TV=0.2839公式：%PV=100PV/TVPV=98.62%公式：ndc=1.41PV/GRRndc=8.3978零件變異異（PV）公式：PV=Rp*K3PV=0.2800公式：%R&R=100GRR/TV%R&R =16.58%重復性&再現(xiàn)性（GRR）公式：GRR=GRR=0.04668制程變變異量測單單元元分析析0.70710.52310.44670.40300.37420.35340.33750.32490.31462345678910K3零件數(shù)全部的計計算是基基于