MSA量測(cè)系統(tǒng)資料

MeasurementSystemAnalysis第一章 通用測(cè)量系統(tǒng)指南MSA 目的：選擇各種方法來評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量 。．．．．．．．．．被檢產(chǎn)品特性檢驗(yàn)／測(cè)量數(shù)據(jù)／測(cè)量結(jié)果輸入輸出賦值過程受控：量具、儀器、檢測(cè)人員、程序、軟件活動(dòng)：測(cè)量、分析、校正適用范圍：用于對(duì)每一零件能重復(fù)讀數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量和測(cè)量過程：賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系；賦值過程定義為測(cè)量過程；賦予的值定義為測(cè)量值；測(cè)量過程看成一個(gè)制造過程，它產(chǎn)生數(shù)字（數(shù)據(jù)）作為輸出。量具：任何用來獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來特指在車間的裝置；包括用來測(cè)量合格／不合格的裝置。測(cè)量系統(tǒng)：用來對(duì)被測(cè)特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件、以及操作人員的集合；用來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。測(cè)量變差：多次測(cè)量結(jié)果變異程度；常用σm表示；NO:LLC-ts06-1-MeasurementSystemAnalysis也可用測(cè)量過程過程變差 R&R表示。注：a. 測(cè)量過程（數(shù)據(jù)）服從正態(tài)分布；b. R&R=5.15 σm99%R&R=5.15 σm測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量特性：測(cè)量成本；測(cè)量的容易程度；最重要的是測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性。常用統(tǒng)計(jì)特性：重復(fù)性 （針對(duì)同一人，反映量具本身情況）再現(xiàn)性 （針對(duì)不同人，反映測(cè)量方法情況）穩(wěn)定性線性 （針對(duì)不同尺寸的研究）注：對(duì)不同的測(cè)量系統(tǒng)可能需要有不同的統(tǒng)計(jì)特性（相對(duì)于顧客的要求） 。測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其統(tǒng)計(jì)特性的基本要求：測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中；測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過程的變異??；變異應(yīng)小于公差帶；測(cè)量精度應(yīng)高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者（十分之一） ；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化時(shí)，其最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶中的較小者。評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)問題：有足夠的分辨力；（根據(jù)產(chǎn)品特性的需要）一定時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)上保持一致（穩(wěn)定性）；在預(yù)期范圍（被測(cè)項(xiàng)目）內(nèi)一致可用于過程分析或過程控制。 （線性）評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)：確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有滿足要求的統(tǒng)計(jì)特性；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；驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)特性持續(xù)滿足要求（ R&R）。NO:LLC-ts06 -2-MeasurementSystemAnalysis程序文件要求：示例；選擇待測(cè)項(xiàng)目和環(huán)境規(guī)范；規(guī)定收集、記錄、分析數(shù)據(jù)的詳細(xì)說明；關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和概念可操作的定義、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)說明、明確授權(quán)。包括：a. 評(píng)定，b. 評(píng)定機(jī)構(gòu)的職責(zé)，c. 對(duì)評(píng)定結(jié)果的處理方式及責(zé)任NO:LLC-ts06 -3-MeasurementSystemAnalysis第二章分析/評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的方法測(cè)量系統(tǒng)變差的類型：偏 倚重 復(fù) 性再 現(xiàn) 性穩(wěn) 定 性線 性NO:LLC-ts06 -4-MeasurementSystemAnalysis偏 倚：定義：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值。又稱為“準(zhǔn)確度”。注：基準(zhǔn)值可通過更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量取平均值。確定方法：

基準(zhǔn)值偏倚觀測(cè)的平均值在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量；讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少10次；計(jì)算讀數(shù)的平均值。偏倚原因：基準(zhǔn)的誤差；磨損的零件；制造的儀器尺寸不對(duì)；儀器測(cè)量非代表性的特性；儀器沒有正確校準(zhǔn)；評(píng)價(jià)人員使用儀器不正確。NO:LLC-ts06 -5-MeasurementSystemAnalysis重復(fù)性：定義：是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(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)量值變差。測(cè)量過程的重復(fù)性意味著測(cè)量系統(tǒng)自身的變異是一致的。重復(fù)性確定方法：采用極差圖；如果極差圖受控，則儀器變差及測(cè)量過程在研究期間是一致的；重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差距(σe)的估計(jì)為R／d2*；儀器變差或重復(fù)性將為5.15R／d2*或4.65R；注（假定為兩次重復(fù)測(cè)量，評(píng)價(jià)人數(shù)乘以零件數(shù)量大于15）此時(shí)代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99％。極差圖失控：調(diào)查識(shí)別為失控不一致性原因加以糾正；例外：當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分辨率不足時(shí)。NO:LLC-ts06 -6-MeasurementSystemAnalysis再現(xiàn)性：定義：是由不同的評(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 操作者B差。操作者C操作者A確定方法： 再現(xiàn)性確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值；從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差(R0)來估計(jì)；再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ0)估計(jì)為R0／d2*；再現(xiàn)性為5.15R0／d2*或3.65R0；代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99%。NO:LLC-ts06 -7-MeasurementSystemAnalysis穩(wěn)定性：定義：是測(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。

穩(wěn)定性時(shí)間2時(shí)間1NO:LLC-ts06 -8-MeasurementSystemAnalysis零件間變差：定義： ――零件間固有的差異；――不包含測(cè)量的變差。確定方法：使用均值控制圖：子組平均值反映出零件間的差異；零件平均值的控制限值以重復(fù)性誤差為基礎(chǔ)，而不是零件間的變差；沒有一個(gè)子組平均值在這些限值之外，則零件間變差隱蔽在重復(fù)性中，測(cè)量變差支配著過程變差，如果這些零件用來代表過程變差，則此測(cè)量系統(tǒng)用于分析過程是不可接受的；如果越多的平均值落在限值之外，該測(cè)量越有用。（注：非受控，50％以上為好；即：R圖受控，X圖大部分點(diǎn)在界外）測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差：σm=(σe2+σ02)零件之間標(biāo)準(zhǔn)偏差的確定：――可由測(cè)量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或由獨(dú)立的過程能力研究決定。確定每一零件平均值；找出樣品平均值極差(RP)；零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差(σP)估計(jì)為RP／d2*；4) 零件間變差PV為5.15RP／d2*或3.65 RP；代表正態(tài)分布的 99％測(cè)量結(jié)果。總過程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差：σt=(σp2+σm2)；則零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差：σP＝(σt2-σm2)；6)與測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的容差的百分比R&R為5.15*[σm／容差]100；產(chǎn)品尺寸的數(shù)：[σp/σm]*1.41或1.41(PV/R&R)確定。PV=5.15σpTV=5.15σTNO:LLC-ts06 -9-MeasurementSystemAnalysis線 性：定義：是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)值偏倚較大偏倚較小觀測(cè)的平均值 觀測(cè)的平均值范圍的較低部分 范圍的較高部分觀測(cè)的平均值注：在量程范圍內(nèi)，偏倚不是基準(zhǔn)值的線性無(wú)偏倚函數(shù)。有偏倚不具備線性的測(cè)量系統(tǒng)不是合格的，需要校正?；鶞?zhǔn)值確定方法：在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)選擇一些零件；被選零件的偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀察平均值之間的差值確定；最佳擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的直線的斜率乘以零件的過程變差是代表量具線性的指數(shù)；將線性乘以100然后除以過程變差得到“%線性”。非線性原因：在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)；最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差；NO:LLC-ts06 -10-MeasurementSystemAnalysis磨損的儀器；儀器固有的設(shè)計(jì)特性。NO:LLC-ts06 -11-MeasurementSystemAnalysis第三章 測(cè)量系統(tǒng)研究程序準(zhǔn)備工作：1）先計(jì)劃將要使用的方法；2）確定評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)：關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和／或試驗(yàn)；大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)；3）從日常操作該儀器的人中挑選評(píng)價(jià)人；4）樣品必須從過程中選取并代表其整個(gè)工作范圍；5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過程變差的十分之一；6）確保測(cè)量方法（即評(píng)價(jià)人和儀器）在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸。測(cè)量順序：1） 測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序；2） 評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)；3） 研究人應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)；即：評(píng)價(jià)人A，零件1，第一次試驗(yàn)；評(píng)價(jià)人B，零件2，第二次試驗(yàn)等；4） 讀數(shù)就取至最小刻度的一半；5） 研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行；6） 每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同的方法（包括所有步驟）來獲得讀數(shù)。計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南：確定穩(wěn)定性用指南：1）獲得一樣本并確定其相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；2）定期（天、周）測(cè)量基準(zhǔn)樣品3~5次；3）在X&R或X&S控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)；4）確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)；5）計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測(cè)量過程偏差相比較，確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性是否適于應(yīng)用。NO:LLC-ts06 -12-MeasurementSystemAnalysis確定偏倚用指南：獨(dú)立樣本法：1）獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；2）讓一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次；3）計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值；4）通過該平均值減去基準(zhǔn)值來計(jì)算偏倚：偏 倚＝觀測(cè)平均值－基準(zhǔn)值過程變差＝6δ極差偏 倚偏倚％＝過程變差確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南：常用方法：極差法、均值和極差法．方差分析法等。極差法：極差法是一種改進(jìn)的計(jì)量型量具研究方法，可迅速提供一個(gè)測(cè)量變異的近似值。使用兩名評(píng)價(jià)人和五個(gè)零件進(jìn)行分析：例：零件評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B極差（A－B）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10平均極差（R）＝∑Ri/5=0.35/5=0.07GR&R=5.15(R)/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303過程變差＝0.40%GR&G=100[GR&G/過程變差]＝100[0.303/0.40]=75.5%NO:LLC-ts06 -13-MeasurementSystemAnalysis均值和極差法：均值和極差法是一種提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法。重復(fù)性比再現(xiàn)性大的原因：儀器需要維護(hù)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來提高剛度；夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需要改進(jìn)；存在過大的零件變差。再現(xiàn)性比重復(fù)性大的原因：評(píng)價(jià)人需要更好的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)；量具刻度盤上的刻度不清楚；需要某種夾具幫助評(píng)價(jià)人提高使用量具的一致性。研究程序：取等得包含10個(gè)零件的一個(gè)樣本，代表過程變差的實(shí)際或預(yù)期范圍；指定評(píng)價(jià)人A、B和C，并按1至10給零件編號(hào)（評(píng)價(jià)人不能看到數(shù)字）；如果校準(zhǔn)是正常程序中的一部分，則對(duì)量具進(jìn)行校準(zhǔn)；IV. 讓評(píng)價(jià)人 A隨機(jī)測(cè)量 10個(gè)零件，由觀測(cè)人記錄結(jié)果填入第 1行，讓評(píng)價(jià)人B和C隨機(jī)測(cè)量這 10個(gè)零件，由觀測(cè)人記錄結(jié)果填入第 6、11行，三人測(cè)量時(shí)應(yīng)互相不看對(duì)方的數(shù)據(jù)；使用不同的隨機(jī)順序重復(fù)上述操作過程；VI.數(shù)值計(jì)算：VII.從第1、2、3行的最大值減去它們中的最小值；把結(jié)果記入第5行。在第6、7和8行，11、12和13行重復(fù)這一步驟，并將結(jié)果記錄在第10和15行；VIII.把填入第5、10和15行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)；IX.將第5行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到第一個(gè)評(píng)價(jià)人的測(cè)量平均極差Ra。同樣對(duì)第10和15行的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到Rb和Rc；將第5、10和15行的數(shù)據(jù)（Ra、Rb、Rc）轉(zhuǎn)記到第17行，將它們相加并除以評(píng)價(jià)人數(shù)，將結(jié)果記為R（所有極差的平均值）；XI.將R（平均值）記入第19和20行并與D3和D4相乘得到控制下限和上限。注意：如果進(jìn)行2次試驗(yàn)則，D3為零，D4為3.27。單個(gè)極差的上限值（UCLR）填入第19行。小于7次測(cè)量的控制下限極差值（LCLR）等于0；XII.使用原來的評(píng)價(jià)人和零件重復(fù)讀取任何極差大于計(jì)算的UCLR的讀數(shù)，或剔除那些值并重新計(jì)算平均值；XIII.將行（第1、2、3、6、7、8、11、12和13行）中的值相加。把每行的和除以零件數(shù)并將結(jié)果填入表中最右邊標(biāo)有“平均值“的列內(nèi)；NO:LLC-ts06 -14-MeasurementSystemAnalysisXIV.將第1、2第3行的平均值相加除以試驗(yàn)次數(shù)。結(jié)果填入第4行的Xa格內(nèi)。對(duì)第6，7和8；第11，12和13行重復(fù)這個(gè)過程，將結(jié)果分別填入第9和14行的Xb，Xc格內(nèi)；XV.將第4、9和14行的平均值中最大和最小值填入第18行中適當(dāng)?shù)目崭裉?，確定它們的差值，填入第18行XDiff處的空格內(nèi)；XVI.將每個(gè)零件每次測(cè)量值相加并除以總的測(cè)量次數(shù)，填入第16行零件