測量系統(tǒng)分析培訓課件

測量系統(tǒng)分析培訓課件2測量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemsAnalysis

（MSA）3測量系統(tǒng)分析（MSA）概述與測量系統(tǒng)有關(guān)的術(shù)語和定義三.測量系統(tǒng)變差的類型四.測量系統(tǒng)研究的準備五.計量型測量系統(tǒng)研究（偏倚、穩(wěn)定性、線性、重復性&再線性）六.計數(shù)型測量系統(tǒng)研究目錄41.測量系統(tǒng)的定義一、測量系統(tǒng)分析（MSA）概述

測量系統(tǒng)：對測量單元進行量化或?qū)Ρ粶y的特性進行評估，其所使用的儀器

或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的

集合；也就是說用來獲得測量結(jié)果的整個過程。變差制程輸入/輸出測量過程變差測量變差＋制程變差所得結(jié)果輸有多大有什么影響？5不同檢驗者的差異

訓練、技能、疲勞、無聊、眼力、舒適、檢驗的速度、指導書的誤解儀器

分辨力、精密度、準確度、損壞、不同儀器和夾具間的差異3.不同環(huán)境所造成的差異

溫度、濕度、振動、照明、腐蝕、污染(油脂)4.方法方面測試方法、測試標準5.材料方面準備的樣本本身有差異、收集的樣本本身有差異

制程原料人機法環(huán)測量測量結(jié)果好不好測量2.測量系統(tǒng)變差的來源6不同檢驗者的差異

訓練、技能、疲勞、無聊、眼力、舒適、檢驗的速度、指導書的誤解儀器

分辨力、精密度、準確度、損壞、不同儀器和夾具間的差異3.不同環(huán)境所造成的差異

溫度、濕度、振動、照明、腐蝕、污染(油脂)4.方法方面測試方法、測試標準5.材料方面準備的樣本本身有差異、收集的樣本本身有差異

制程原料人機法環(huán)測量測量結(jié)果好不好測量3.測量系統(tǒng)變差的來源7把普通原因報告為特殊原因。

誤檢，α錯誤，好的當成壞的。把特殊原因報告為普通原因。

漏檢，?錯誤，壞的當成好的。4.測量系統(tǒng)分析的意義對過程決策的影響過度調(diào)整8第Ⅱ區(qū)域的寬度直接影響產(chǎn)品測量過程做成100%正確決定的寬度為避免/減少錯誤決定的風險,應(yīng)：改進過程能力，減少過程變差，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品不要落在第Ⅱ區(qū)域，最小限度降低做出錯誤決定的風險。改進測量系統(tǒng)，減少測量系統(tǒng)變差，使第Ⅱ區(qū)域變小。Ⅱ

對產(chǎn)品決策的影響相對于公差，對零件做出錯誤決定的潛在因素只在測量系統(tǒng)誤差與公差交叉時存在，下面給出三個區(qū)分的區(qū)域。9Ⅱ

10Ⅱ

高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，基于事實的決策

115、ISO/TS16949：2009質(zhì)量管理體系對測量系統(tǒng)分析（MSA）的要求：

7.6.1測量系統(tǒng)分析

為分析每種測量和試驗設(shè)備系統(tǒng)得出的測量結(jié)果存在的變差，必須進行適當?shù)慕y(tǒng)計研究。此要求必須適用于在控制計劃中提出的測量系統(tǒng)。所用的分析方法及接收準則必須與顧客關(guān)于測量系統(tǒng)分析的參考手冊相一致。如果得到顧客的批準，也可采用其它分析方法和接收準則。12控制計劃136、MSA與APQP/CP、FMEA、PPAP和SPC的關(guān)系MSAII

階段MSAII計劃MSAI計劃MSAI階段MSAI階段MSA14測量系統(tǒng)評定的兩個階段■第一階段（使用前）：明白該測量過程并確定該測量系統(tǒng)是否滿足組織的需要。

目的：

—確定該測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計特性？此項必須在使用前進行。

—發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)有顯著的影響？例如溫度、濕度等，以決

定其使用的空間及環(huán)境。短期能力的評估■第二階段（使用過程中）：目的：

—是在驗證一個測量系統(tǒng)一旦被認為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當?shù)慕y(tǒng)計特性。

—常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式。151.量具：指任何獲得測量的裝置。2.計量型數(shù)據(jù):指定量的數(shù)據(jù)，可用測量值來分析。

3.計數(shù)型數(shù)據(jù):可以用來記錄和分析的定性數(shù)據(jù)，結(jié)果只有好/不好，過/不過。二.與測量系統(tǒng)有關(guān)的術(shù)語和定義16三.測量系統(tǒng)變差的類型計量型位置分析離散分析R&R穩(wěn)定性分析偏倚分析線性分析重復性分析再現(xiàn)性分析穩(wěn)定性分析計數(shù)型風險分析法信號分析法數(shù)據(jù)解析法17四.測量系統(tǒng)研究的準備計劃所使用的方法通過利用工程決策，直觀觀察或量具研究決定，是否評價人在校準或使用儀器中產(chǎn)生影響。有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性(不同人之間)影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字。確定檢驗人員、樣本部件數(shù)量、量度次數(shù)

樣本選擇：尺寸的關(guān)鍵性：關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和／或試驗，原因是量具研究評價所需的置信度。

零件結(jié)構(gòu)：大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗。檢驗人員：

由于其目的是評價整個測量系統(tǒng)，評價人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選。

樣品范圍：樣品必須從過程中選取并代表其整個工作范圍，因為分析中這些零件被認為生產(chǎn)過程中產(chǎn)品變差的全部范圍。18盲測測量應(yīng)按照隨機順序，以確保整個研究過程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機分布。評價人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號，以避免可能的偏倚。但是進行研究的人應(yīng)知道正在檢查那一零件，并記下數(shù)據(jù)。4.測量系統(tǒng)分辨力至少能度量過程變差的1/10例如：特性的變差為0.001，儀器應(yīng)能讀取0.0001的變化，公差范圍：0.76±0.03，（0.03+0.03）/10=0.006量具精度達到0.0065.保證測量方法按規(guī)定程序進行按照規(guī)定的測量步驟測量特征尺寸。19偏倚：是指對同樣零件的同樣特性，真值（基準值）和觀測到的測量平均值的差值，即準確度?；鶞手悼梢詮墓ぞ叻炕蛉叽鐧z驗設(shè)備或更高級別的測量系統(tǒng)多次測量平均值得到。偏倚=X-基準值20偏倚分析步驟:取樣品，確定基準值。用同一評價人，以正常方法測量樣品10次以上。相對于基準值將數(shù)據(jù)畫在直方圖，并確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常（過程穩(wěn)定）。計算測量結(jié)果的平均值計算偏倚=-基準值計算重復性偏差σr=R/d2*EV%=100(EV/TV)=100(σr/TV),如果重復性評估結(jié)果不可接受，偏倚計算將沒有

意義。EV≤30%可繼續(xù)分析。Xd2*查表得到，詳見d2*常數(shù)表218.計算均值的標準差σb=σr/9.計算偏倚的t統(tǒng)計量=偏倚/σb10.計算偏倚值的1-α置信區(qū)間

偏倚-[σb*t]≤0≤偏倚+[σb*t]0落在偏移值的1-α置信區(qū)間內(nèi)，說明偏倚是可接受的。n這里的t值是顯著t值，是通過查表得出的，與上面的t統(tǒng)計量不同。22如果偏倚統(tǒng)計上非0，有一下可能原因：儀器需要校準；儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；校準不當或調(diào)整基準的使用不當；儀器質(zhì)量差—設(shè)計或一致性不好；應(yīng)用錯誤的量具；測量錯誤的特性；評價人設(shè)備操作不當，評審測量說明書；不同的測量方法—設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；應(yīng)用—零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）。23線性：指在量具預定的工作范圍內(nèi)，偏倚的差。線性一般也稱為偏倚量程的變化。

基準值較小的偏倚較大的偏倚測量平均值(低量程)基準值測量平均值(高量程)24線性分析步驟：選擇g≥5個零件，這些零件測量值覆蓋量具的操作范圍。用全尺寸檢驗測量每個零件以確定其準值，并確認了包括量具的操作范圍。通常用這個儀器的操作者中的一人測量每個零件m≥10次。計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚平均值。在線性圖上畫出單值偏倚和相關(guān)基準值的偏倚平均值，判斷過程穩(wěn)定后繼續(xù)分析。EV%=100(EV/TV)=100(σr/TV),如果重復性評估結(jié)果不可接受，偏倚計算將沒有意義。EV≤30%可繼續(xù)分析。7）計算最佳擬合線和置信帶。

確定“偏倚=0”線是否完全在擬合線置信帶以內(nèi)。

25如果測量儀器的線性結(jié)果并非直線，有以下可能原因:標準或基準值誤差儀器磨損儀器本身設(shè)計問題儀器并未在整個操作范圍內(nèi)（上、下限）作全面的校準缺乏維護—通風、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔

儀器需要校準，需要減少校準時間間隔儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性（量具或零件）隨零件尺寸變化的變形26穩(wěn)定性：測量系統(tǒng)在某一階段時間內(nèi)，測量同一基準或零件的某一特性時獲得的測量總變差。穩(wěn)定性一般也稱為偏倚隨時間的變化。穩(wěn)定性時間27穩(wěn)定性分析步驟：1.取樣品，確定基準值。2.定期測量標準樣品（天，周，等等），決定樣本容量和頻率時，考慮的因素有：校準周期、使用頻率、修理次數(shù)和使用環(huán)境等。3.應(yīng)在不同時間記錄讀數(shù)。4.將數(shù)據(jù)順序描在均值極差圖或均值標準差圖。5.建立控制限并用控制圖分析評價失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。注：除控制圖法，對穩(wěn)定性分析沒有特別的數(shù)據(jù)分析或指數(shù)。

測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析通過樣本的X-R或X-S圖控制圖進行分析，控制圖穩(wěn)定則代表測量系統(tǒng)穩(wěn)定28

不穩(wěn)定性可能的原因包括：儀器需要校準，需要減少校準時間間隔；儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；環(huán)境變化—溫度、濕度、振動、清潔度；（量具或零件）變形；正常老化或退化；缺乏維護—通風、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔；應(yīng)用—零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤

（易讀性、視差）。29重復性和再現(xiàn)性（GR&R研究）重復性：指同一評價人，采用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的

測量值的變差，一般認為量具是重復性變差的主要來源，因此常用EV表示。

系統(tǒng)內(nèi)的變差。30再現(xiàn)性：指不同一評價人，采用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時所發(fā)生的測量

變差。

測量值的變差，一般認為人是重復性變差的主要來源，因此常用AV表示。

系統(tǒng)間的變差。31GRR研究-均值極差法1.抽取樣本

抽取10個樣本，選擇同一零件的同一特性進行測量2.收集數(shù)據(jù)選三個測量人隨機測量樣本，并打亂順序后，重復測量三次，盲測。

注：需保證三人與三次測量之間的獨立性，減少人為趨向性測量誤差。32GRR研究-均值極差法3.結(jié)果分析-圖示法

平均值圖：確定測量系統(tǒng)的敏感性（是夠適用）a.50%或更多的點在控制限外，表明測量系統(tǒng)適合檢測出的產(chǎn)品間變差b.少于50%的點在控制限外，表明測量系統(tǒng)的有效分辨力不夠或樣本不能代表預期

的變差。

極差圖：確定測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性（是否受控）a、所有點均在控制限內(nèi)，表明3人進行了相同的工作b、任何點在控制限外，說明測量系統(tǒng)不穩(wěn)定，需查找原因。c、如三個測量人均有點在控制限外，說明測量系統(tǒng)對測量人員技巧比較敏感33GRR研究-均值極差法4.結(jié)果分析-數(shù)據(jù)法%GRR≦10%GRR對測量過程沒有顯著影響10%≦%GRR≦30%基于測量的影響和維護成本的考量進行判斷30%≦%GRRGRR對測量過程有顯著影響，不可接受并進行各種原因分

析以發(fā)現(xiàn)問題予以改進，必要時更換量具或?qū)α烤咧匦逻M

行調(diào)整，并對以前所測量的庫存品，再進行抽樣檢驗，如

發(fā)現(xiàn)庫存品已超出產(chǎn)品規(guī)格，差必須立即進行追蹤并通知

顧客，同時按顧客要求進行處理。5≦ndc測量系統(tǒng)有可接受的有效分辨力5>ndc測量系統(tǒng)的有效分辨能力不足，不能接受34重復性與再現(xiàn)性的比較如果重復性比再現(xiàn)性大，原因可能是：增強量具的設(shè)計結(jié)構(gòu)。

改善量具的夾緊或被測量產(chǎn)品定位的使用方式（檢驗點）。

對量具進行維護和保養(yǎng)。如果再現(xiàn)性比重復性大，原因可能是：確訂定或修改作業(yè)標準，加強操作員對量具的操作方法和數(shù)據(jù)讀

取方式的技能培訓。

可能需要采用某些夾具協(xié)助操作員，以提高操作量具的一致性。

量具經(jīng)維修校準合格后再進行%R＆R分析。35風險分析法步驟取樣：選取50個零件，以獲得覆蓋過程范圍的零件，然后由三位評價人采用盲測方

法三次測量所有零件，并將所測量的數(shù)據(jù)記錄于“計數(shù)型量具假設(shè)檢驗分析研究數(shù)據(jù)表”中；在選取的50個零件中，必須要求一些零件低于或高于產(chǎn)品規(guī)范限值。計數(shù)型量具假設(shè)檢驗分析研究數(shù)據(jù)表”中的（1）表示為可接受判斷，（0）表示為不可接受判斷，基準判斷和計量基準值不預先確定。表中“代碼”用“+”、“-”、“×”顯示了零件是否在Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ區(qū)域。根據(jù)“計數(shù)型量具假設(shè)檢驗分析研究數(shù)據(jù)表”中的（1）和（0）數(shù)據(jù)的結(jié)果將A評價人和B評價人、B評價人和C評價人、A評價