MSA測量系統(tǒng)分析演示幻燈片

MSA測量系統(tǒng)分析,1,講,2,測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)變差識別量具類型1研究偏倚線性重復(fù)性再現(xiàn)性穩(wěn)定性計數(shù)型測量系統(tǒng)分析,測量系統(tǒng)分析課程目錄：,一、測量系統(tǒng)基本理念推行背景,在QS9000（或TS16949等）汽車業(yè)質(zhì)量體系中，均具有針對測量系統(tǒng)分析的強制性要求。亦即：企業(yè)除應(yīng)對相關(guān)量具（或測量儀器）執(zhí)行至少每年一次的定期校正以外，還必須對其實施必要的“測量系統(tǒng)分析”（即：MSA),強制要求,一、測量系統(tǒng)基本理念推行背景,在產(chǎn)品的質(zhì)量管理中，數(shù)據(jù)的使用是極其頻繁和相當(dāng)廣泛的，產(chǎn)品質(zhì)量管理的成敗與收益在很大程度上決定于所使用數(shù)據(jù)的質(zhì)量，所有質(zhì)量管理中應(yīng)用的統(tǒng)計方法（SPC）都是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立起來的。為了獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，必須對產(chǎn)生數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)要有充分的理解和深入的分析。MSA是SPC的前提。,質(zhì)量保證,一、測量系統(tǒng)基本理念推行背景,對控制計劃中列入的測量系統(tǒng)要進(jìn)行測量系統(tǒng)分析,分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與測量系統(tǒng)分析參考手冊一致,經(jīng)顧客批準(zhǔn)，可以采用其他方法及接受準(zhǔn)則,與TS標(biāo)準(zhǔn)要求的關(guān)系,一、測量系統(tǒng)基本理念推行背景,與AIAG其它參考手冊的的關(guān)系,測量拓展活動,7,講師：,2020/5/5,一、測量系統(tǒng)基本理念測量誤差,通過數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)：不同測量人使用同一把卡尺，對同一個零部件進(jìn)行檢測，其測量結(jié)果存在巨大誤差，由此反映出，雖然量具校準(zhǔn)合格，但由于人員測量技能、操作方法、測量零部件的位置等不同，導(dǎo)致測量結(jié)果不一致，而這種測量誤差對產(chǎn)品質(zhì)量保證存在巨大風(fēng)險。,在生產(chǎn)現(xiàn)場，每個檢驗員都會認(rèn)為自己測量的結(jié)果都是準(zhǔn)確的，而他們的測量結(jié)果就是判定產(chǎn)品合格與否的依據(jù)，難道他們的測量不存在誤差嗎？如下表，為在一次測量比賽中，抽取各部門檢驗員，使用卡尺對某一零部件直徑進(jìn)行測量的結(jié)果：,一號檢驗員,二號檢驗員,一、測量系統(tǒng)基本理念測量誤差,9,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)變差的影響,1、測量結(jié)果在區(qū)（紅色區(qū)域），可判定該測量零部件肯定不合格2、測量結(jié)果在區(qū)（綠色區(qū)域），可判定該測量零部件肯定合格3、測量結(jié)果在區(qū)（灰色區(qū)域），由于測量誤差存在，會出現(xiàn)兩種誤判：合格品誤判為不合格品被拒收，不合格品誤判為合格品放行。,對產(chǎn)品決策的影響,好,壞,壞,LSL,USL,改進(jìn)方法一改進(jìn)過程減小偏差,改進(jìn)方法二減少測量系統(tǒng)誤差,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)變差的影響,11,一、測量系統(tǒng)基本理念測量誤差產(chǎn)生的原因,量具的分辨能力量具的精密度(重復(fù)性)量具準(zhǔn)確度(偏差)量具的損壞不同儀器和夾具間的差異不同使用人員的差異(再現(xiàn)性)使用不同的方法所造成差異不同環(huán)境所造成的差異測量零部件的清潔及測量位置,一、測量系統(tǒng)基本理念測量誤差產(chǎn)生的原因,例如，在測量前測量人員對量具表面進(jìn)行擦拭，實際應(yīng)該對測量面進(jìn)行擦拭,測量系統(tǒng)：對被測產(chǎn)品特性賦值所使用的設(shè)備（包括量具）、標(biāo)準(zhǔn)、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)果的整個過程稱為測量系統(tǒng)。,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)概念,14,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)概念,標(biāo)準(zhǔn),量具,過程的單個輸出之間不可避免的差異，變差的來源可分為：普通原因變差和特殊原因變差。,接受的用于比較的基準(zhǔn)。,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，包括通過/不通過裝置。,用于判定接受與否的數(shù)據(jù)。,變差,15,理想的測量系統(tǒng)零方差零偏倚零錯誤概率實際上是不存在的!,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)概念,16,盡可能好的測量系統(tǒng)足夠的分辨率和靈敏度變異和公差相對較小有良好穩(wěn)定的溯源性受控制運行實際上是存在的!,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)概念,17,尋找盡可能好的測量系統(tǒng)識別變差源識別潛在的變差源監(jiān)視這些變差源排除所有的變差源使測量系統(tǒng)受控制運行實際上是可以做到的!,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)概念,18,19,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)變差類型及基本概念,我們對測量數(shù)據(jù)有什么期望？準(zhǔn)確性：數(shù)據(jù)必須告訴我們真相！重復(fù)性：重復(fù)測量必須產(chǎn)生同樣的結(jié)果！再現(xiàn)性：結(jié)果不應(yīng)該受檢驗員的影響。,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)變差類型及基本概念,22,測量系統(tǒng)分析：指用統(tǒng)計學(xué)的方法來了解測量系統(tǒng)的各個變差源，以及他們對測量結(jié)果的影響，最后給出測量系統(tǒng)是否符合使用要求的明確判斷。,測量系統(tǒng)分析的目的是確定所使用的數(shù)據(jù)是否可靠,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)分析,MSA分析時機：,新生產(chǎn)之產(chǎn)品PV(零件)有不同時新儀器，EV(設(shè)備)有不同時新操作人員，AV(人員)有不同時校準(zhǔn)周期(文件規(guī)定)。,測量系統(tǒng)分析可以：評估新的測量儀器將兩種不同的測量方法進(jìn)行比較對可能存在問題的測量方法進(jìn)行評估確定并解決測量系統(tǒng)誤差問題,一、測量系統(tǒng)基本理念測量系統(tǒng)分析,一、測量系統(tǒng)基本理念分析前的準(zhǔn)備,測試人員和分析人員的選擇,測試人員和分析人員不能是同一個人,測試人員實施測量并讀數(shù),分析人員進(jìn)行記錄并分析。評價人應(yīng)是日常使用被分析檢具的操作工/檢驗員。測試操作人員和分析人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn),熟悉操作方法和分析方法。測量時應(yīng)盡量采用盲測，以排除人為的干擾。,一、測量系統(tǒng)基本理念分析前的準(zhǔn)備,量具的準(zhǔn)備,應(yīng)針對具體尺寸/特性選擇控制計劃指定的量具，若控制計劃未明確規(guī)定某種編號的量具，則應(yīng)根據(jù)實際情況對現(xiàn)場使用的量具進(jìn)行MSA分析確保要分析的量具是經(jīng)校準(zhǔn)合格的儀器的分辨率應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過程變差的十分之一（1/10）。,一、測量系統(tǒng)基本理念分辨率,指測量系統(tǒng)識別并反映被測量最微小變化的能力；測量儀器分辨率可定義為測量儀器能夠讀取的最小測量單位。通常要求量具的最小精度，小于公差寬度的1/10和過程分布6寬度的1/10中的較小者。（具體選擇和CP值大小有關(guān)系，越小量具要求的分辨率就越高）,分辨率,一、測量系統(tǒng)基本理念分辨率,另外還可以通過可區(qū)分的類別數(shù)ndc來表示:ndc=INT（1.41過程總變差波動寬度/測量系統(tǒng)的波動寬度）,其中INT表示取整數(shù)，通常要求ndc大于等于5時，測量系統(tǒng)具備起碼的分辨率極差控制圖可顯示分辨率是否足夠：（看控制限內(nèi)有多少個數(shù)據(jù)分級）,一、測量系統(tǒng)基本理念分析前的準(zhǔn)備,樣品必須從過程中選取并代表其整個工作范圍。有時每一天取一個樣本，持續(xù)若干天。這樣做是有必要的，因為分析中這些零件被認(rèn)為生產(chǎn)過程中產(chǎn)品變差的全部范圍。一般來說，樣品的抽樣原則是1-2-4-2-1。,樣品的選擇,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制測量變差識別,方法的選擇,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制測量變差標(biāo)準(zhǔn)化,對每一項測量系統(tǒng)建立測量規(guī)范，對測量系統(tǒng)變差影響因素進(jìn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化，保證測量過程的一致性和可靠性。,30,進(jìn)行評價時應(yīng)注意一下幾點：對于測量次數(shù)多、頻次高的量具，應(yīng)做穩(wěn)定性；對于通用量具，在量程范圍內(nèi)許多點都測，通常做線性不做偏倚性，但是對于專用量具必要時做偏倚；一個人專用一把量具時，不需要再現(xiàn)性分析，只需做重復(fù)性；再現(xiàn)性分析時，要覆蓋所有測量人員；,建立測量系統(tǒng)變差分析矩陣：（三坐標(biāo)）,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制確定分析特性,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制確定分析特性,測量系統(tǒng)包括操作者、儀器、零件、方法、環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)、假設(shè)等各種影響因素，在進(jìn)行測量系統(tǒng)分析之前，我們必須充分識別影響測量的各種因素，可以使用的工具是測量系統(tǒng)變差的因果圖或測量系統(tǒng)變差分析矩陣表，考慮到后者能夠?qū)ψ儾铑愋团c變差來源的相關(guān)性進(jìn)行量化，這里建議使用測量系統(tǒng)變差分析矩陣表。,注：在此基礎(chǔ)上制定MSA分析計劃，選擇所需的分析方法。,制定測量系統(tǒng)分析計劃：（變差分析后再做MSA計劃）,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制測量系統(tǒng)分析計劃,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制測量變差識別,測試環(huán)境的確定：,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制測量系統(tǒng)分析流程,分析要點：1.改變MSA就是作分析報告的理念！我們分析的是測量系統(tǒng)，而非測量數(shù)據(jù)！2.學(xué)會用分析結(jié)果思考問題，清楚分析結(jié)論意味著什么！有什么后果！3.理解、分析和標(biāo)準(zhǔn)化測量系統(tǒng)變差。,二、測量系統(tǒng)變差分析與控制測量系統(tǒng)分析要點,三、量具類型1研究,三、量具類型1研究,三、量具類型1研究,39,匯報人：,2020/5/5,三、量具類型1研究,40,匯報人：,2020/5/5,三、量具類型1研究,41,匯報人：,2020/5/5,規(guī)范前：1、運行圖中絕大部分點超出控制限，說明存在負(fù)偏移的現(xiàn)象，偏移量為-0.08362、cg=0.18和cgk=-0.58說明測量能力嚴(yán)重不足，存在較大的測量誤差；3、重復(fù)性（EV%）為109.90%，大部分點子超出下限，說明測量誤差占公差的109.90%，且存在偏移現(xiàn)象。,規(guī)范后：1、運行圖中大部分點子在參考值上下波動，過程不存在偏移；2、cg=0.3510%，大部分點子超出上下限，說明測量誤差約占公差寬度的57%；綜上所述：改進(jìn)后測量能力Cg由0.36提升至0.70，但該測量能力不足需進(jìn)行改進(jìn),三、量具類型1研究,42,匯報人：,2020/5/5,測量誤差為公差的109%,測量誤差為公差的57%,目標(biāo)：測量誤差為公差的20%,三、量具類型1研究,43,匯報人：,2020/5/5,偏倚對相同零件上的同一特性的觀測平均值與真值的差距。,2012年抽取馬波斯測量機數(shù)據(jù)，PPM值達(dá)到49048，嚴(yán)重影響產(chǎn)品一致性；從2009年至2012年7月，缸體線馬波斯測量機測量缸孔數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，屏蔽一半檢測功能，導(dǎo)致不能對缸孔特性100%監(jiān)控，存在質(zhì)量隱患。發(fā)生源在OP100珩磨工序，流出源在OP150馬波斯測量機工序，首先應(yīng)對馬波斯測量機的測量系統(tǒng)進(jìn)行分析。（先進(jìn)行偏倚性）,方法：選取一個落在生產(chǎn)測量范圍中間的樣件，作為基準(zhǔn)件，在測量室中或應(yīng)用更為精確的工具，進(jìn)行多次重復(fù)測量，n10次，求平均值，作為參考值（參考真值）。實際操作：選取1件缸體，在機加二車間珩磨機測量工位測量10次，取其平均值75.0053為基準(zhǔn)值（機加二珩磨機測量缸孔測量精度0.1um、該過程測量系統(tǒng)合格）,4.1確定參考值：,所選缸體在機加一車間馬波斯測量機，測量15次獲得如下測量數(shù)據(jù)：,4.2收集數(shù)據(jù)：,注意：測量系統(tǒng)分析必須在平時測量的方法、環(huán)境等條件下進(jìn)行，對于需進(jìn)行刻度讀取的必須進(jìn)行盲測。,4.3操作步驟,mu=75.0053與75.0053的檢驗平均值變量N平均值標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)誤95%置信區(qū)間TPC11575.00220.00040.0001(75.0020,75.0025)-27.040.000,4.4生成圖形,如上圖，查看直方圖，H0未落在藍(lán)線的置信區(qū)間之內(nèi)，且查看對話欄中，參考值75.0053未落在置信區(qū)間(75.0020,75.0025)內(nèi)，說明測量系統(tǒng)存在偏倚；（反之不偏倚）查看對話欄，P=0.0005，說明測量系統(tǒng)分辨力充分滿足要求；（注釋：量具的分辨率是指量具的精度是否能夠識別過程變差的變化，通常用ndc表示，ndc5說明分辨率合格，實際過程中評價一個量具分辨率是否合格，通常要求量具的最小精度，小于公差寬度的1/10和過程分布6寬度的1/10中的較小者。）GRR分析：GRR=16.11%、重復(fù)性變差為：16.11%，再現(xiàn)性變差、評價人、人與零部件的交互作用的變差占總變差的0%（注釋：a.GRR代表測量系統(tǒng)變差占過程總變差的比率，通常要求：GRR10%表明測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性合格、10%GRR30%表明為臨界狀態(tài)，可根據(jù)企業(yè)實際情況決定是否可接受、GRR30%，表明測量系統(tǒng)不可接受；b.在對話框中，%研究變異(%SV)列中，可以得到量具GRR、重復(fù)性、再現(xiàn)性、評價人、人與零部件、零部件變差分別占過程總變差的比率）總體評價：GRR=16.11%，且全部為重復(fù)性變差導(dǎo)致，測量系統(tǒng)合格但處于臨界范圍，需采取措施減小測量設(shè)備的重復(fù)性變差。,（1）獲取一個樣件并建立其與可可溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不能得到這一基準(zhǔn)值，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)件，指定它為穩(wěn)定性分析的基準(zhǔn)件。跟蹤測量系統(tǒng)穩(wěn)定性時，不要求該已知的參考值。（2）讓一個評價人使用被分析的量檢具以正常方式以一定的周期（每天、每周）測量基準(zhǔn)件3-5次（抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)該取決于對測量系統(tǒng)的認(rèn)識）。測量20組數(shù)據(jù)，并將所得測量數(shù)據(jù)記錄到下表。,70,穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)表,講師：,2020/5/5,71,（3）Minitab軟件操作步驟：,（a）將“穩(wěn)定性數(shù)據(jù)記錄表”中的數(shù)據(jù)輸入到工作表中；（b）點選統(tǒng)計控制圖子組的變量控制圖Xbar-R;,講師：,2020/5/5,72,（3）Minitab軟件操作步驟：,（c）點開“標(biāo)簽”，輸入“標(biāo)題”內(nèi)容；（d）點開“Xbar-R”選項檢驗，根據(jù)8大原則對“執(zhí)行選定的特殊原因檢驗”進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后點選“確定”生成圖形。,（4）依據(jù)8大原則對穩(wěn)定性進(jìn)行判定。,講師：,2020/5/5,73,造成不穩(wěn)定的可能因素有：,儀器需要校準(zhǔn)，需減少校準(zhǔn)時間間隔；儀器、設(shè)備或夾緊裝置磨損；正常的老化或損壞；維護保養(yǎng)不好空氣、動力液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔；基準(zhǔn)磨損或損壞，基準(zhǔn)偏差；不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定；儀器質(zhì)量差；設(shè)計或,符合性不好；儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計或方法；不同的測量方法作業(yè)準(zhǔn)備、加載、夾緊、技巧；測量的特性不對；變形（量具或零件）環(huán)境溫度、濕度、震動、清潔度；錯誤的假設(shè)，用錯常數(shù)；應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差（易讀性、視差）。,講師：,2020/5/5,穩(wěn)定性指在一段時間內(nèi)，用相同的測量系統(tǒng)對同一基準(zhǔn)或零件的同一特性，進(jìn)行測量所獲得的總變差，也就是說穩(wěn)定性是隨著時間的變化偏倚或波動寬度的變化。,穩(wěn)定性的分析方法均值極差控制圖,預(yù)見性：先知先得,均值圖（偏移大?。?極差圖（波動大?。?計數(shù)型測量系統(tǒng)是：測量值為一有限分類數(shù)量的測量系統(tǒng)，如通止規(guī)等，下面以動力缸蓋座圈跳動檢測為例進(jìn)行講解。,現(xiàn)狀：我司缸蓋加工中，缸蓋座圈跳動用紅丹粉檢測，抽檢頻次1/