MSA測(cè)量系統(tǒng)培訓(xùn)課程

測(cè)量系統(tǒng)分析Preparedby:

Department:MeasurementSystemAnalysis內(nèi)容一、測(cè)量系統(tǒng)的定義二、認(rèn)識(shí)誤差三、GR&R四、穩(wěn)定性五、不確定度六、測(cè)量系統(tǒng)分析內(nèi)容一、測(cè)量系統(tǒng)的定義二、認(rèn)識(shí)誤差三、GR&R四、穩(wěn)定性五、不確定度六、測(cè)量系統(tǒng)分析1、什么是測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)：是用來對(duì)被測(cè)特性定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；用來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。根據(jù)定義，一個(gè)測(cè)量過程可以看成是一個(gè)制造過程，它產(chǎn)生數(shù)值（數(shù)據(jù)）作為輸出。這樣看待測(cè)量系統(tǒng)是有用的，因?yàn)檫@可以使用權(quán)我們運(yùn)用那些早已在統(tǒng)計(jì)過程控制領(lǐng)域證明了有效性的所有概念、原理和工具。2、測(cè)量系統(tǒng)的基本要素測(cè)量人員Person/Procedure儀器/工具Instrument工件/零件Workpiece測(cè)量環(huán)境Environment測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)StandardSWIPE影響測(cè)量結(jié)果的因素有哪些？-測(cè)量工具（儀器、量具）?-測(cè)量人員?-被測(cè)對(duì)象（零件、工件）?-測(cè)量環(huán)境（溫度、濕度）?-測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)（方法、軟件、操作）?思考題內(nèi)容一、測(cè)量系統(tǒng)的定義二、認(rèn)識(shí)誤差三、GR&R四、穩(wěn)定性五、不確定度六、測(cè)量系統(tǒng)分析1、什么是誤差

由于測(cè)量系統(tǒng)的輸出值用于做出關(guān)于產(chǎn)品和過程的決策，所有變差源的累積影響通常為測(cè)量系統(tǒng)誤差，或有時(shí)稱為“誤差”。

測(cè)量系統(tǒng)誤差可以分成五種類型：偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性和線性。

測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)通過對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的可重復(fù)性和可再現(xiàn)性進(jìn)行分析確定觀測(cè)的過程誤差過程實(shí)際誤差測(cè)量誤差長期過程誤差短期過程誤差樣本內(nèi)誤差測(cè)量?jī)x器引起的誤差操作員引起的誤差準(zhǔn)確性線性可再現(xiàn)性穩(wěn)定性可重復(fù)性2、測(cè)量系統(tǒng)誤差的來源我們即將了解的的測(cè)量系統(tǒng)分析方法將提供對(duì)總體測(cè)量誤差、由于測(cè)量?jī)x器可重復(fù)性引起的誤差、由于測(cè)量者引起的誤差的估計(jì)。3、如何“減小”誤差？-多次測(cè)量取平均值 —避免失誤-多人測(cè)量取平均值 —“立場(chǎng)”問題使用更“高級(jí)”的測(cè)量設(shè)備 —設(shè)備的能力改進(jìn)測(cè)量方法 —方法使用輔助工具 —方法向更高級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)看齊 —方法（規(guī)范）培訓(xùn) —人的能力測(cè)量環(huán)境的要求 —環(huán)境因素-改進(jìn)被測(cè)工件，方便測(cè)量 —被測(cè)對(duì)象

……4、小結(jié)√誤差是不不可避免免的，有有測(cè)量就就有誤差差?！陶`差來自自測(cè)量系系統(tǒng)?！陶`差隨著著測(cè)量系系統(tǒng)、時(shí)時(shí)間的改改變而變變化，從從而產(chǎn)生生誤差的變變異，即即測(cè)量變變異?！掏ㄟ^改進(jìn)進(jìn)測(cè)量系系統(tǒng)，可可以減小小誤差。。內(nèi)容容一、測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的定義義二、認(rèn)認(rèn)識(shí)誤差差三、GR&R四、穩(wěn)穩(wěn)定性五、不不確定度度六、測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析A、GR&R：GageRepeatability&Reproducibility量具的重復(fù)性性和再現(xiàn)性1、名詞解釋-GR&R是對(duì)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)重復(fù)性和再再現(xiàn)性合成的的評(píng)估，體現(xiàn)現(xiàn)了測(cè)量工具和和測(cè)量人員兩兩者綜合的變變異。-GR&R體現(xiàn)了測(cè)量系系統(tǒng)的能力。。-GR&R是幫我們量化化、評(píng)估工具具變異和人員員變異大?。ㄔ跍y(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)總變異中所所占比例）的的工具。B、重復(fù)性：√由一位評(píng)價(jià)人人多次使用一一種測(cè)量?jī)x器器，測(cè)量同一一零件的同一特特性時(shí)獲得的的測(cè)量變差√在固定和規(guī)定定的測(cè)量條件件下連續(xù)（短短期）試驗(yàn)變變差√通常指EＶ（EquipmentVariant)-設(shè)備變差√儀器（量具））的能力或潛潛能√系統(tǒng)內(nèi)變差C、再現(xiàn)性：√由不同的評(píng)價(jià)價(jià)人使用同一一個(gè)量具，測(cè)測(cè)量一個(gè)零件件的一個(gè)特性時(shí)產(chǎn)生生的測(cè)量平均均值的變差√對(duì)于產(chǎn)品和過過程條件，可可能是評(píng)價(jià)人人、環(huán)境（時(shí)時(shí)間）或方法的誤差差√通常指AＶ(AppraiserVariant)-評(píng)價(jià)人變差√系統(tǒng)間（條件件）變差√ASTME456-96包括重復(fù)性、、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)環(huán)境及評(píng)價(jià)人人影響2、重復(fù)性與再再現(xiàn)性的差異異3、造成重復(fù)性性誤差的原因因√零件內(nèi)部（抽抽樣樣本，被被測(cè)試部件））：形狀、位位置、表面光光度、錐度、、樣本的一致致性√儀器內(nèi)部：維維修、磨損、、設(shè)備或夾具具失效、質(zhì)量量或保養(yǎng)不好好√標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)質(zhì)量、等級(jí)、、磨損√方法內(nèi)部：作作業(yè)準(zhǔn)備、技技巧、歸零、、固定、夾持持、點(diǎn)密度的的變差√評(píng)價(jià)人人內(nèi)部部：技技巧、位置、、缺乏乏經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)、操操作技技能或或培訓(xùn)訓(xùn)、意意識(shí)、、疲勞勞√環(huán)境內(nèi)內(nèi)部：：對(duì)溫溫度、、濕度度、振振動(dòng)、、清潔潔的小小幅度度波動(dòng)動(dòng)√錯(cuò)誤的的假設(shè)設(shè)—穩(wěn)定，，適當(dāng)當(dāng)?shù)牟俨僮鳌倘狈Ψ€(wěn)穩(wěn)健的的儀器器設(shè)計(jì)計(jì)或方方法，，一致致性不不好√量具誤誤用√失真（（量具具或零零件））、缺缺乏堅(jiān)堅(jiān)固性性√應(yīng)用—零件量量、位位置、、觀測(cè)測(cè)誤差差（易易讀性性、視視差））4、造成成再現(xiàn)現(xiàn)性誤誤差的的原因因√零件之之間(抽樣樣樣本本)：相同的的儀器器、操操作者者和方方法測(cè)測(cè)量A、B、C零件時(shí)時(shí)的平平均差差異√儀器器之之間間：：在在相相同同零零件件、、操操作作者者和和環(huán)環(huán)境境下下A、、B、、C儀器器測(cè)測(cè)量量的的平平均均值值差差異異。。注注意意：：在在這這種種情情況況下下，，再再現(xiàn)現(xiàn)性性誤誤差差通通常常還還混混有有方方法法和和/或或操操作作者者的的誤誤差差。?！虡?biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)之之間間：：在在測(cè)測(cè)量量過過程程中中，，不不同同的的設(shè)設(shè)定定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的平平均均影影響響。?！谭椒ǚㄖg間：：由由于于改改變變測(cè)測(cè)量量點(diǎn)點(diǎn)密密度度、、手手動(dòng)動(dòng)或或自自動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)、、歸歸零零、、固固定定或或夾夾緊緊方方法法等等所所造造成成的的平平均均值值差差異異。?！淘u(píng)價(jià)人人（操操作者者）之之間：：評(píng)價(jià)價(jià)人A、B、C之間由由于培培訓(xùn)、、技巧巧、技技能和和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)所造造成的的平均均值差差異。。推薦薦在為為產(chǎn)品品和過過程鑒鑒定和和使用用手動(dòng)動(dòng)測(cè)量量?jī)x器器時(shí)使使用這這種研研究方方法。?！汰h(huán)境之之間：：在經(jīng)經(jīng)過1、2、3等時(shí)時(shí)段所所進(jìn)行行的測(cè)測(cè)量，，由于于環(huán)境境周期期所造造成的的平均均值差差異。。這種種研究究常用用在使使用高高度自自動(dòng)化化測(cè)量量系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品和和過程程的鑒鑒定。。√研究中中的假假設(shè)有有誤√缺乏穩(wěn)穩(wěn)健的的儀器器設(shè)計(jì)計(jì)或方方法√操作者者培訓(xùn)訓(xùn)的有有效性性√應(yīng)用—零件數(shù)數(shù)量、、位置置、觀觀測(cè)誤誤差（（易讀讀性、、視差差）內(nèi)容容一、測(cè)量系系統(tǒng)的的定義義二、認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)誤差差三、GR&R四、穩(wěn)穩(wěn)定定性五、不不確確定度度六、測(cè)測(cè)量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析1、測(cè)量量系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定性性穩(wěn)定性性（或或漂移移）是是測(cè)量量系統(tǒng)統(tǒng)在某某一階段時(shí)時(shí)間內(nèi)內(nèi)，測(cè)量量同一基準(zhǔn)準(zhǔn)或零零件的的單一一特性性時(shí)獲獲得的的測(cè)量量總變變差。。時(shí)間參考值2、系統(tǒng)統(tǒng)不穩(wěn)穩(wěn)定性性的可可能原原因√儀器校校準(zhǔn)周周期過過長，，需要要減少少校準(zhǔn)準(zhǔn)時(shí)間間間隔隔√儀器、、設(shè)備備或夾夾緊裝裝置的的磨損損√正常老老化或或退化化√維護(hù)保保養(yǎng)不不好：：空氣氣、動(dòng)動(dòng)力、、液體體、過過濾器器、腐腐蝕、、塵土土、清清潔√基準(zhǔn)的磨損損或損壞，，基準(zhǔn)的誤誤差√不適當(dāng)?shù)男Ｐ?zhǔn)或使用用基準(zhǔn)設(shè)定定√儀器質(zhì)量不不好，缺少少穩(wěn)健的設(shè)設(shè)計(jì)或方法法√不同的測(cè)量量方法：作作業(yè)設(shè)備、、載入、夾夾緊、技巧巧√變形（量具具或零件））√環(huán)境變化：：溫度、濕濕度、振動(dòng)動(dòng)、清潔√錯(cuò)誤的假設(shè)設(shè)，應(yīng)用的的常數(shù)不對(duì)對(duì)√應(yīng)用：零件件數(shù)量、位位置、操作作者技能、、疲勞、觀觀測(cè)誤差（（易讀性、、視差）內(nèi)容容一、測(cè)量系統(tǒng)的的定義二、認(rèn)識(shí)識(shí)誤差三、GR&R四、穩(wěn)定定性五、不確確定度六、測(cè)量量系統(tǒng)分析析1、測(cè)量不確確定度不確定度是是用來描述述一個(gè)測(cè)量量值的質(zhì)量量的術(shù)語。。本質(zhì)上，不確定定度是賦值值給測(cè)量結(jié)結(jié)果的范圍圍，在規(guī)定定的置信水水平內(nèi)描述為預(yù)期期包含有真真測(cè)量結(jié)果果的范圍。。測(cè)量的不確確定度是在在測(cè)量時(shí)間間上測(cè)量值值可能變化化多少的一一個(gè)簡(jiǎn)單估計(jì)值值。要考慮慮在測(cè)量過過程中所有有重要的測(cè)測(cè)量變差源源加上校準(zhǔn)、基準(zhǔn)、、方法、環(huán)環(huán)境及其它它前面沒有有考慮到的的因素的重重要誤差。。定期重復(fù)評(píng)評(píng)價(jià)與測(cè)量量過程有關(guān)關(guān)的不確定定度以確保保持續(xù)保持持所預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確確度是適宜宜的。2、測(cè)量不確確定度和MSA的主要區(qū)別別：MSA測(cè)量的不確確定度和MSA的重點(diǎn)是了了解測(cè)量過過程，確定定在測(cè)量過程程中的誤差差總量，及及評(píng)估（測(cè)測(cè)量系統(tǒng)分分析）用于于生產(chǎn)和過程控控制中的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的的充分性。。MSA促進(jìn)了解和和改進(jìn)（減減少變差））。不確定定度是測(cè)量量值的一個(gè)范圍，，由置信區(qū)區(qū)間來定義義，與測(cè)量量結(jié)果有關(guān)關(guān)并希望包包括測(cè)量的真值。。內(nèi)容容一、測(cè)量系統(tǒng)的的定義二、認(rèn)識(shí)識(shí)誤差三、GR&R四、穩(wěn)定定性五、不確確定度六、測(cè)量量系統(tǒng)分析析1、測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的類型與與分析方法法2、初始MSA分析的目標(biāo)標(biāo)：√量具重復(fù)性性（GR）與重復(fù)性性和再現(xiàn)性性（GRR）的對(duì)比√偏倚和/或線性的評(píng)評(píng)估√顧客測(cè)量的的目的的評(píng)評(píng)估3、“好的的”測(cè)量系系統(tǒng)的基本本特性有：：1>足夠的分辨辨率和靈敏敏度。為了測(cè)量的的目的，相相對(duì)于過程程變差的規(guī)規(guī)范控制限限，測(cè)量的的增量應(yīng)該該很小。2>測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)該是統(tǒng)計(jì)計(jì)受控制的的。這意味著在在可重復(fù)條條件下，測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的的變差只能能是由于普普通原因而而不是特殊原因因造成。。3>對(duì)于產(chǎn)品品控制，，測(cè)量系系統(tǒng)的變變異性與與公差相相比必須須小。4>對(duì)于過程程控制，，測(cè)量系系統(tǒng)的變變異性應(yīng)應(yīng)該顯示示有效的的分辨率率并且與與制造過程程變差相相比要小小。測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特特性可能能隨被測(cè)測(cè)項(xiàng)目的的變化而而改變。。如果是是這樣，，則測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)最大的的（最壞壞）變差差應(yīng)小于于過程變變差和規(guī)規(guī)范控制制限兩者者中的較較小者。4、測(cè)量系系統(tǒng)的接接受標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對(duì)于以分分析過程程為目的的的測(cè)量量系統(tǒng)，，通常單單憑經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)來確定定測(cè)量系統(tǒng)的可可接受性性的規(guī)則則如下：：●誤差低于于10%—測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)是可接接受的。。●誤差在10%到30%之間—基于應(yīng)用用的重要要性、測(cè)測(cè)量裝置置成本、、維修成本本等方面面的考慮慮，可能能是可接接受的。?！裾`差超過過30%—不可接受受的，必必須改進(jìn)進(jìn)測(cè)量系系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的最終終可接受受性不應(yīng)應(yīng)該單純純由一組組指數(shù)來來決定。。測(cè)量系統(tǒng)的的長期表表現(xiàn)也應(yīng)應(yīng)該利用用長性能能的圖形形分析得得到評(píng)審審。5、系統(tǒng)測(cè)測(cè)量中的的注意點(diǎn)點(diǎn)：為最大限限度地減減少誤導(dǎo)導(dǎo)結(jié)果的的可能性性，應(yīng)采采取下列列步驟：：1>測(cè)量應(yīng)按按照隨機(jī)機(jī)順序，，以確保保整個(gè)研研究過程程中產(chǎn)生生的任何何漂移或或變化將隨機(jī)機(jī)分布。。評(píng)價(jià)人不不應(yīng)知道道哪個(gè)被被編號(hào)的的零件正正在被檢檢查，以以避免可可能的認(rèn)認(rèn)識(shí)偏倚倚。但是進(jìn)行行研究的的人應(yīng)知知道正在在檢查哪哪一零件件，并相相應(yīng)記下下數(shù)據(jù)，，即評(píng)價(jià)價(jià)人A，零件1，第一次次試驗(yàn)；；評(píng)價(jià)人人B，零件4，第二次次試驗(yàn)等等。2>在設(shè)備讀讀數(shù)中，，測(cè)量值值應(yīng)記錄錄到儀器器分辨率率的實(shí)際際限度。。機(jī)械裝置置必須讀讀到和記記錄到最最小的刻刻度單位位。對(duì)于于電子讀讀數(shù)，測(cè)測(cè)量計(jì)劃劃必須為記錄錄所顯示示的最右右有效數(shù)數(shù)位建立立一個(gè)通通用的原原則。模模擬裝置置應(yīng)記錄錄到最小刻度的一半半或靈敏度和和分辨力的極極限。對(duì)于模模擬裝置，如如果最小刻