MSA測量系統(tǒng)培訓教材【免費下載】.ppt

1、1,第四部分 測量系統(tǒng)分析,( MSA ),6 培訓之四,2,1、測量（Measurement) 以確定實體或系統(tǒng)的量值大小為目標的一整套作業(yè)。 包括過程、產(chǎn)品、服務的輸入、輸出及性能/績效的定量化信息。,術語及其定義,3,2、Gage任何用以獲得測量結果的裝置，特別 指基層使用的量具，包括用來測量合格/不合格的裝置。,3、測量系統(tǒng)（Measurement System) 用以對被測特性賦值的作業(yè)、方法、步驟、量具、設備、軟件、人員的集合。 為獲得測量結果的完整過程。,術語及其定義,4,測量方法,測量環(huán)境,儀器設備,被測量對象的特征,測量人員,計量基準,測量系統(tǒng),測量系統(tǒng)的要素,5,測量系統(tǒng)的

2、組成,傳感器：感受被測物理量/特征量的變化（長度、溫度、重量、磁場、均勻性、舒適度等） 轉(zhuǎn)換器：物理量/特征量的轉(zhuǎn)換/放大（磁-電、光-電、熱-電等） 讀 出：模擬顯示、數(shù)字顯示、磁記錄、觀測記錄等（顯示器、記錄器、觀測人員等） 阻尼器：減少測量系統(tǒng)的高頻振蕩，有助于測量結果的平穩(wěn)輸出（濾波、磨擦、阻抗等） 校 準：系統(tǒng)驗收、周期校驗/使用前校驗、溯源,6,數(shù)據(jù)的真實性系統(tǒng)的穩(wěn)定性結果的精確性,測量系統(tǒng)的基本要求,7,觀測值=真值,？,觀測值,測量誤差,真值,觀測值,測量誤差,真值,數(shù)據(jù)的真實性,8,系統(tǒng)的穩(wěn)定性,不同的時間、環(huán)境、人員、儀器設備對測量結果影響如何？ 系統(tǒng)是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)？

3、,9,反映被測實體/系統(tǒng)微小變化的能力。 測量誤差與被測量的變化范圍（總變差）相比，是否可以接受？,測量結果的精確性,10,分辨力（Discrimination),概念：指示裝置可以有效辨別所指示的緊密相鄰量值能力的定量表示。 分辨力的要求：1、最小測量單位/容差10%（用于計量型合格判定）2、最小測量單位/過程變差10%（用于計量型過程控制） 影響分辨力的因素：1、傳感器的靈敏度2、讀出裝置的最小顯示單位,11,控 制 只有下列條件下才可用于控制： 1、與規(guī)范相比過程變差較小 2、預期過程變差上的損失函數(shù)很平緩 3、過程變差的主要原因?qū)е戮灯?分 析 1、對過程參數(shù)及指數(shù)估計不可接受。

4、2、只能表明過程是否正在產(chǎn)生合格零件,1、依據(jù)過程分布可用半計量控制技術 2、可產(chǎn)生不敏感的計量控制圖,1、一般來講對過程參數(shù)及指數(shù)的估計不可接受 2、只提供粗劣的估計,1、可用于計量控制圖,1、建議使用,不重疊的過程分布的數(shù)據(jù)分級對控制與分析活動的影響,分辨力,12,討 論,試舉一種實際使用的測量儀器，分析其分辨力,13,準確度（Accuracy),表示測量結果（單值或平均值）與真值的接近程度。 數(shù)量上，準確度可以用相對誤差數(shù)表示： 準確度=基準值多次測量平均值,14,精密度（Precision),在相同條件下進行重復測量或試驗，其結果相互間的一致程度。 表示測定結果中隨機誤差大小的程度。

5、精密度常用測量的標準差來表示，標準差越大，精密度越低。,15,Reference Value=.010,.015 xxx .014 xxxxxxx .013 xxxxxx .012 xx .011,.014 x .013 xx .012 xxx .011 xxx .010 xxxxx .009 xxxx .008 xx .007 x,.011 xxx .010 xxxxxxx .009 xxxxxx .008 xx,準確度與精密度,16,觀測值=真值,？,總變差,測量誤差,過程變差,觀測值,測量誤差,真值,數(shù)據(jù)的真實性,17,不合格產(chǎn)品被接收 合格產(chǎn)品被拒收 難以識別過程中發(fā)生的變化 控制圖失

6、真，不能提供正確信息,測量誤差可能導致,18,隨機誤差-突然發(fā)生、不可預測、可通過重復測量避免； 可能源于： 環(huán)境因素的波動 測量位置的不同 人員作業(yè)的偶然性 儀器、設備的重復特性,隨機誤差和系統(tǒng)誤差,19,系統(tǒng)誤差：不可能通過重復測量避免： 可能源于： 不同的時間 不同的環(huán)境因素 不同的測量方法（程序） 人員素質(zhì)的差異 校準錯誤 儀器設備內(nèi)在偏差,隨機誤差和系統(tǒng)誤差,20,測量系統(tǒng)誤差的類型,1）偏倚（Bias): 測量值或估計量的分布中心（平均值）與真值（基準值）之差。 偏倚屬于系統(tǒng)性誤差，直接影響測量系統(tǒng)的準確度。,偏倚,21,2）重復性（Repeatability) 相同的測量人員、使

7、用同一設備、在同一次校準期間、同一實驗室、采用相同的方法，在較短時間內(nèi)，對同一零件的同一特性測量的結果，其相互接近的程度。,測量系統(tǒng)誤差的類型,22,3）再現(xiàn)性（Reproducibility) 不同的測量人員、使用不同設備、在不同實驗室、在不同時間，采用相同的方法對同一零件的同一特性測量的結果，其相互接近的程度。,測量系統(tǒng)誤差的類型,23,4）穩(wěn)定性Stability 測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量單一零件單一特性時，測量值的總變差。,測量系統(tǒng)誤差的類型,24,5）線性 Linearity量具在預期工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。6）線性度 % Linearity在預期工作范圍內(nèi)線性誤差的變化率。,測

8、量系統(tǒng)誤差的類型,觀測的平均值,基準值,觀測的平均值,范圍的較低部分,范圍的較高部分,無偏倚,25,重復性與再現(xiàn)性,GR&R Gage Repeatability & Reproducibility -對測量系統(tǒng)隨機誤差的綜合評定，目前已成為測量系統(tǒng)分析的主要指標。,26,系統(tǒng)性誤差：偏倚、線性、穩(wěn)定性隨機性誤差：重復性、再現(xiàn)性、GR&R,測量系統(tǒng)誤差的類型,27,計量型測量系統(tǒng)誤差的估計,28,選定基準值 重復測量并記錄 觀測平均值 偏倚量= 偏倚百分比：偏倚量/過程變差100%,確定偏倚Bias,29,產(chǎn)生偏倚的原因,校準環(huán)境不符合規(guī)定的要求 不合理地延長了校準的周期 測量人員變動、測量程

9、序未形成文件 測量時間規(guī)定不嚴、條件變動 疏忽與失誤,30,測量前儀器/量具未校零 忽略了多次測量取平均值的要求 測量位置不正確,常見的疏忽與失誤,31,(1) 小樣法 Short Method (2) 大樣法 Long Method (3) 圖 法 Graphical Analysis,GR&R的研究方法,32,GR&R研究中的主要因素,應根據(jù)測量系統(tǒng)不同的實際使用情況，確定GR&R研究相應的測量條件。,33,GR&R研究的準備,確定（方法、人員、被測零件數(shù)、重復測量次數(shù)）。 被測零件應為生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，變差范圍能代表允差范圍，最好由不同日期的產(chǎn)品中每天選一件，并予以編號標識。 由日常從事該

10、測量活動的人員進行并事先進行培訓。,34,測量注意事項,盲測隨機抽取 估讀最小刻度的1/2 記錄防止混淆,35,小樣法實例,36,計算平均極差:,=1.4,量具綜合誤差（GRR）=,注：,d,2,查表,-,-,*,容差百分率（設容差為20） % GR&R= GR&R/容差=6.1/20100=30.5%,小樣法實例,37,大樣法,至少2名測量人員 至少10個零件 每人對每個零件至少重復測2遍,38,步驟： 10個零件逐一編號 量具校準 人員A對零件進行測量（隨機順序），記錄員記錄讀數(shù) 人員B、C對零件進行測量（隨機順序），記錄員記錄讀數(shù)。 上述循環(huán)重復3遍，測量順序打亂。,大樣法,39,確定重

11、復性 Repeatability,選取樣件（n)和評價人（r) 確定測量次數(shù)（m） 重復測量并記錄（xijk)I=1,r j=1,n k=1,m,40,子組極差： 平均極差： 標準差： 重復性變差： （概率99%）,重復性計算,41,確定再現(xiàn)性 Reproducibility,選取樣件（n）和評價人（r） 確定測量次數(shù)（m） 重復測量并記錄（xijk）I=1,r j=1,n k=1,m,42,再現(xiàn)性計算,i=1,r,再現(xiàn)性變差：,（概率99%）,校正后的再現(xiàn)性：,43,評價人標準差：,測量系統(tǒng)標準偏差：,測量系統(tǒng)（重復性與再現(xiàn)性）變差：,GR&R=5.15m(概率99%）,GR&R,44,容差

12、百分率過程變差百分率,%GR&R,判斷測量系統(tǒng)可否接受的量度,在MINITAB統(tǒng)計工具軟件處理結果中以（%SV）表示。,45,測量系統(tǒng)可接受條件,容差百分率10% 過程變差百分率10%,46,容差百分率30% 或 過程變差百分率30%,測量系統(tǒng)拒絕條件,47,需考慮: 被測特性的重要程度 測量系統(tǒng)的復雜程度 成本因素,10% 30%,測量系統(tǒng)有條件接受,48,小樣法: 簡單、快捷、綜合反映測量系統(tǒng)重復性與再現(xiàn)性（GR&R）誤差大樣法：數(shù)據(jù)量大、更具可信性、可區(qū)分重復性與再現(xiàn)性誤差（GR&R）的比重，有助于尋找原因，制訂改進措施。,兩種方法比較,49,當重復性誤差比重較大時，可能表明：,測量設備

13、需要保養(yǎng) 測量設備剛性不足 測量過程中零件的定位方式有待改進 零件內(nèi)變差影響過大,當再現(xiàn)性誤差比重較大時，可能表明：,需對測量人員進行操作培訓 應更明確規(guī)定校準測量的方法和要求,經(jīng)驗分析,50,（1）小樣法 Short Method（2）重復性與再現(xiàn)性 GR&R,計數(shù)型測量系統(tǒng)分析,51,小樣法研究,確定基準零件（n=20) 確定評價人r 確定重復測量次數(shù)m=2 判定準則： 所有測量結果一致接受 否則 不接受,52,設計試驗：,30個零件事先經(jīng)權威判斷作出結論 選擇3個檢驗員，每人對每個零件檢查2次（順序打亂）并給出接收/據(jù)收判斷結果 計算： 3人判斷結果的一致率（R&R） 3人判斷結果一致且

14、正確率（總體有效性）,計數(shù)型測量系統(tǒng)R&R研究實例,53,產(chǎn)品：緩沖器,質(zhì)量特性：噴漆表面質(zhì)量,計數(shù)型測量系統(tǒng)R&R研究實例,54,案例：膠印機零件測量系統(tǒng)分析,Gage R&R %Contribution Source VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 4.87E-06 44.31 Repeatability 1.07E-06 9.74 Reproducibility 3.80E-06 34.57 C1 3.54E-06 32.25 C1*C2 2.54E-07 2.32 Part-To-Part 6.12E-06 55.69 Total Variati

15、on 1.10E-05 100.00,55,StdDev Study Var %Study Var Source (SD) (5.15*SD) (%SV) Total Gage R&R 2.21E-03 1.14E-02 66.57 Repeatability 1.03E-03 5.33E-03 31.21 Reproducibility 1.95E-03 1.00E-02 58.80 C1 1.88E-03 9.69E-03 56.79 C1*C2 5.04E-04 2.60E-03 15.22 Part-To-Part 2.47E-03 1.27E-02 74.63 Total Variation 3.31E-03 1.71E-02 100.00,案例：膠印機零件測量系統(tǒng)分析,56,案例：膠印機零件測量系統(tǒng)分析,57,應 用,產(chǎn)品質(zhì)量改進時，可以進行MSA分析； 對測量系統(tǒng)有所懷疑時，可以進行MSA分析； 對檢驗人員進行評價時，可以進行MSA分析；,58,小 結,測量