測量系統(tǒng)分析（msa）

測量系統(tǒng)分析（msa）內(nèi)容概要一、基本概念二、測量系統(tǒng)的變差類型三、計量型量具雙性的分析與研究—極差法—均值和極差法—方差分析法四、計數(shù)測量系統(tǒng)的分析與研究—小樣法五、測量系統(tǒng)分析的時機與方式方法一、基本概念

1、量具2、測量系統(tǒng)3、測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量4、測量過程5、測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性1、量具任何用來獲得測量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來特指用在車間的裝置；包括用來測量合格/不合格的裝置（如：塞規(guī)）。2、測量系統(tǒng)用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件、操作人員以及環(huán)境的集合，用來獲得測量結(jié)果的整個過程。3、測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量用穩(wěn)定條件下的某一測量系統(tǒng)得到的多次測量結(jié)果的統(tǒng)計特性來評價。例如，用在穩(wěn)定條件下運行的測量系統(tǒng)得到某一特性的多次測量結(jié)果，若這些結(jié)果與基準值（或真值）都很“接近”，則稱這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量“高”，否則若“遠離”其基準值（或真值），則稱這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量“低”。表征測量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計特性是編倚（偏移）和方方差。所謂偏倚的特性，是指數(shù)據(jù)相對基位值的位置，而所謂方差的特性，是指數(shù)據(jù)離散程度。一組測量數(shù)據(jù)遠離基準值，或其變差太大，則此測量系統(tǒng)的變差，可能會掩蓋制造過程的變差。

4、測量過程賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。5、測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性用于輸出數(shù)據(jù)制作控制圖或計算過程能力的測量系統(tǒng)應(yīng)具備如下的統(tǒng)計特性：（1）測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（2）測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程的變差（6σ）及公差帶（3）測量系統(tǒng)的最小增量，一般說來應(yīng)為制造過程變差（6σ）或公差帶兩者中較窄的十分之一（4）制造過程的總變差相對測量系統(tǒng)的變差的分級數(shù)應(yīng)大于5（5）隨著時間的推移或被測物改變時（即量程變化），也應(yīng)滿足上述要求。二、測量系統(tǒng)的變差類型

1、偏倚（bias）2、穩(wěn)定性（stability）3、線性（linearity）4、重復(fù)性（repeatability）5、再現(xiàn)性（reproducibility）1、偏倚偏移，又稱為“準確度”，是指測量結(jié)果的觀測平均值與基準值的差值?；鶞手?，也稱為標(biāo)準值，是充當(dāng)測量值的一個一致認可的基準，一個基準值可以通過采用更高級別的測量設(shè)備（例如，計量實驗室或全尺寸檢驗設(shè)備）進行多次測量，取其平均值來確定。偏倚觀測平均值基準值2、穩(wěn)定性或稱飄移，指測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差，即偏倚隨時間的增量。時間1時間2穩(wěn)定性3、線性指測量系統(tǒng)在預(yù)期的工作范圍內(nèi)偏移（準確度）的變化。基準值偏倚觀測平均偏倚基準值觀測平均觀測平均值有偏倚無偏倚基準值4、重復(fù)性又稱量具變差/設(shè)備變差，指由一個評價人采用同一個測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。重復(fù)性5、再現(xiàn)性又稱作業(yè)者變差/評價人變差，指由不同的評價人，采用同一個測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。再現(xiàn)性作業(yè)者B作業(yè)者A作業(yè)者C三、計量型量具雙性的分析與研究

1、測量系統(tǒng)變差的接受準則2、極差法3、均值和極差法4、方差分析法1、測量系統(tǒng)變差的接受準則（1）若數(shù)據(jù)用于計算過程能力或制作控制圖，雙性變差（GR＆R）的大小應(yīng)和既包含制造系統(tǒng)變差與測量系統(tǒng)變差的總過程變差進行比較，雙性占總過程變差的百分比：小于10%—測量系統(tǒng)可接受；10%至30%—根據(jù)應(yīng)用的重要性，量具的成本，維修的費用等，可能是可接受的；大于30%—不可接受。但能否用于判斷零件合格與否，需與產(chǎn)品公差進行比較。（2）偏倚、線性及穩(wěn)定性變差的大小通常是可修復(fù)的，應(yīng)比雙性變差小很多。2、極差法典型的極差法使用2名評價人和5個零件進行分析1）評價人A和B各測量零件一次；2）計算零件測量的極差R，測量的極差為評價人A和B測量結(jié)果差的絕對值；3）計算零件測量的平均極差4）計算量具的雙性，即測量過程變差；5）計算雙性占總過程變差的百分數(shù)；%GR&R=100(GR&R/過程變差)例：零件甲乙極差112142214131317161417152518191總和7注：4.33由5.15/D2而來，D2請參考下表零件人員數(shù)234511.411.912.242.4821.281.812.152.4031.231.772.122.3841.211.752.112.3751.191.742.102.3661.181.732.092.3571.171.732.092.3581.171.722.082.3591.161.7202.082.34101.161.722.082.34極差法的限制*無法將測量工具之重復(fù)性及再現(xiàn)性分開來計算*它所反應(yīng)之GR＆R值為此2種量測誤差之組合3、GR&R—均值極差法GR&R分析指南—均值極差法（1）：*選取10個零件，要求覆蓋過程變差的實際或預(yù)期范圍；*指定評價人A、B、C。*按1~10給零件編號，并使評價人不能看到編號數(shù)字；*如果校準是正常程序的一部分，則校準量具；GR&R—均值極差法GR&R分析指南—均值極差法（2）：*讓評價人A以隨機的順序測量10個零件，由監(jiān)督者將結(jié)果記錄在第1行。讓評價人B和C同樣隨機測量這10個零件，并互相不看對方的數(shù)據(jù)。然后將結(jié)果分別填入第6行和第11行；*使用不同的隨機測量順序重復(fù)上述操作過程。把數(shù)據(jù)填入第2、7和12行以及第3、8和13行。*要求同一個零件的數(shù)據(jù)記錄在同一列。GR&R分析指南—均值極差法（3）：*當(dāng)零件過大或無法獲得所需零件時，可減少零件的數(shù)量。*從第1、2、3行中的最大值減去它們中的最小值，結(jié)果填入第5行；將1、2、3行的數(shù)值平均，結(jié)果填入第4行。如此類推。*分別將第1~15行的數(shù)值平均，填在本行的最后一列；*對應(yīng)第5、10、15行的平均值分別是該評價人的測量平均極差mRa、mRb、mRc。GR&R分析指南—均值極差法（4）：*將第5、10、15行的數(shù)據(jù)（mRa、mRb、mRc）記入第17行，并取平均值mmR（所有極差的平均值）；*將mmR記入第19、20行，得到控制上、下限，同SPC方法。應(yīng)描繪均值極差控制圖；*如果有測量值超控制限，應(yīng)由相應(yīng)的評價人對相應(yīng)的零件重新測量或剔除該測量值，重新按上述方法計算；GR&R分析指南—均值極差法（5）：*應(yīng)糾正造成失控狀態(tài)的特殊原因；*將第4、9和14這三行中的最大值和最小值填入第18行中的相應(yīng)處，得到其差值*計算每個零件每次測量的平均值（包括三個評價人的測量值），結(jié)果填入第16行；*計算第16行的極差，得到零件平均值的極差GR&R分析指南—均值極差法（6）：*將mmR、mXdiff和Rp的計算值轉(zhuǎn)填入包括表格的欄內(nèi)；*在表格左邊標(biāo)有“測量系統(tǒng)分析”的欄下進行計算；*在表格右邊標(biāo)有“總變差%”的欄下進行計算；*檢查結(jié)果，確認沒有錯誤。評價人/試驗次數(shù)量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表平均值123456789101.A10.651.000.850.850.551.000.950.851.000.600.8302.A20.601.000.800.950.451.000.950.801.000.700.8253.A34.平均值0.6251.0000.8250.9000.5001.0000.9500.8251.0000.650mXa=0.82755.極差0.050.000.050.100.100.000.000.050.000.10mRa=0.04506.B10.551.050.800.800.401.000.950.751.000.550.7857.B20.550.950.750.750.401.050.900.700.950.500.7508.B39.平均值0.5501.0000.7750.7750.4001.0250.9250.7250.9750.525mXb=0.767510.極差0.000.100.050.050.000.050.050.050.050.05mRb=0.045011.C10.501.050.800.800.451.000.950.801.050.850.82512.C20.551.000.800.800.501.050.950.801.050.800.83013.C314.平均值0.5251.0250.8000.8000.4751.0250.9500.8001.0500.825mXc=0.827515.極差0.050.050.000.000.050.050.000.000.000.05mRc=0.025016.零件0.5671.0080.8000.8250.4581.0170.9420.7831.0080.667mX=0.8075Rp=0.55817.（[mRa=0.045]+[mRb=0.045]+[mRc=0.025])/[#評價人數(shù)=3]mmR=0.0418.[Max(mX)=0.8275]-[Min(mX)=0.7675]=mXdiff0.0619.[mmR=0.04]×[D4=3.27]=UCLR0.1320.[mmR=0.04]×[D3=3.27]=UCLR0說明：1.2次試驗時D4=3.27,3次試驗時D4=2.58.7次試驗以內(nèi)D3=0。2.圈出那些超出控制限的值，查明原因并糾正。由同一評價人采用最初的量具重復(fù)這些數(shù)或剔除這些值并由其余觀測值重新計算mR和控制限。

GR&R---控制圖

4、方差分析法在方差分析中，將變差源分為4個：零件、評價人、零件與評價人的交互作用、量具造成的重復(fù)性誤差。與均值和極差法相比，方差分析法的優(yōu)點是：它適用于任何試驗調(diào)試；可以更精確地估計方差；可以從試驗數(shù)據(jù)中分離更多的信息。缺點是需要計算機來計算，并要求使用者有一定的統(tǒng)計知識來解釋結(jié)果。四、計算測量系統(tǒng)的分析研究—小樣法

小樣法分析指南：*選取20個零件，其中有一些零件高于或低于規(guī)范限值；*給零件編號并不讓評價人看見號碼；*每位評價人分別測量所有零件兩次；*如果所有的測量結(jié)果一樣，則零件可接受；否則應(yīng)改進或重新評價該量具。小樣法

示例

五、測量系統(tǒng)分析的時機與方式方法

1、測量系統(tǒng)分析的兩個階段2、測量系統(tǒng)分析的方式3、測量系統(tǒng)分析時應(yīng)注意事項1、測量系統(tǒng)分析的兩個階段測量系統(tǒng)分析分為兩個階段：第一階段在測量系統(tǒng)投入使用前或即將投入使用時，目的是判斷測量系統(tǒng)是否具有可接受的統(tǒng)計特性；第二階段是在使用中，目的是判斷測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性是否持續(xù)滿足要求。兩個階段的間隔要視量具固有特性及使用的頻繁程度而定。2