MSA測量系統(tǒng)講義kaa

1MSA—測量系統(tǒng)分析講義培訓教材20、相關(guān)定義分析的原理：當我們在跳動時，目標也許沒有跳動，但測量的結(jié)果也許是對方在動（如在火車上的人---）；測量系統(tǒng)分析的目的是不要把測量系統(tǒng)的波動（如自己的波動）當成過程的波動，造成基于數(shù)據(jù)的過程控制為錯誤的行動。目的：要研究測量過程帶來的測量誤差是否會導致基于測量的控制被誤導。3測量系統(tǒng)分析的范圍：當確定測量系統(tǒng)分析的范圍從標準的符合性角度出發(fā)，需要將控計劃上涉及的測量系統(tǒng)納入，包括對產(chǎn)品特性和過程特性進行測量的系統(tǒng)（對進行初始能力研究和PPAP的產(chǎn)品特性測量系統(tǒng)，需要進行MSA；對實施SPC的測量系統(tǒng)需要進行MSA）；4分析方法：對計數(shù)數(shù)據(jù)測量的測量系統(tǒng)，可采用小樣法，以及MSA第三版所建議的方法；標準允許使用任何顧客不反對的方法。計量數(shù)據(jù)也是采用標準允許使用任何顧客不反對的方法（如均值極差、方差等方法）。對于那些無法使用常規(guī)測量系統(tǒng)方法的測量系統(tǒng)，需要和顧客溝通。5測量系統(tǒng)分析輸入:SWIPE輸出:測量數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)分析是一個過程6ＭＳＡ實施步驟１、根據(jù)控制計劃，針對被測量的特性選擇適當?shù)臏y量工具；２、確定測量系統(tǒng)分析方法（計數(shù)／計量，大樣／小樣）；３、確定要進行分析所需的樣品容量（從一定容量大小的總體內(nèi)選取以保證ＭＳＡ的質(zhì)量）；４、確定為開展ＭＳＡ所需的時間（采集數(shù)據(jù)的時間有時會大于數(shù)據(jù)分析的時間）；５、選擇并實施分析（事先策劃的零件數(shù)、測量者、測量次數(shù)）；６、分析結(jié)果；７、接受還是拒收測量系統(tǒng)；８、拒收，則可考慮更換合適的測量系統(tǒng)。71、測量定義為賦值（或數(shù)）給具體事物以表示它們之間關(guān) 于特定性的關(guān)系。賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。2、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；包括通過/不通過裝置。8測量系統(tǒng)：是用來對被測特性定量測量或定性評價的儀 器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。S

標準W

工件(如,零件)I

儀器P

人/程序E

環(huán)境9分辨力、可讀性、分辨率 √別名：最小的讀數(shù)的單位、測量分辨率、刻度 限度或探測度 √由設(shè)計決定的固有特性 √測量或儀器輸出的最小刻度單位 √總是以測量單位報告 √1：10經(jīng)驗法則有效分辨率 √對于一個特定的應用，測量系統(tǒng)對過程變差的靈敏性 √產(chǎn)生有用的測量輸出信號的最小輸入值 √總是以一個測量單位報告10基準值 √人為規(guī)定的可接受值 √需要一個可操作的定義 √作為真值的替代真值 √物品的實際值 √未知的和不可知的11位置變變差●準確度度√“接接近””真值值或可可接受受的基基準值值√ASTM包括位位置和和寬度度誤差差的影影響●偏倚√測量的觀觀測平均值值和基準值值之間的差差異√測量系統(tǒng)的的系統(tǒng)誤差分分量●穩(wěn)定性√偏倚隨時間間變化√一個穩(wěn)定的的測量過程是是關(guān)于位置的的統(tǒng)計受控√別名：漂移移●線性√整個正常操操作范圍的偏偏倚改變√整個操作規(guī)規(guī)程范圍的多多個并且獨立立的偏倚誤差差的相互關(guān)關(guān)系√測測量系統(tǒng)的系系統(tǒng)誤差分量量12寬度變差●精密度√重復讀數(shù)彼彼此之間的““接近度”√測量系統(tǒng)的的隨機誤差分分量●重復性√由一位評價價人多次使用用同一種測量量儀器，測量量同一零件的的同一特性時時獲得的測量量變差√在固定和規(guī)規(guī)定的測量條條件下連續(xù)（（短期）試驗驗變差√通常指E．Ｖ．-設(shè)備變差√儀器（量具具）的能力或或潛能√系統(tǒng)內(nèi)變差差●再現(xiàn)性√由不同的評評價人使用同同一個量具，，測量一個零零件的一個特特性時產(chǎn)生的的測量平均值值的變差?！虒τ诋a(chǎn)品和和過程條件，，可能是評價價人、環(huán)境（（時間）或方方法的誤差。?！掏ǔＶ窤．Ｖ-評價人變差√系統(tǒng)間（條條件）變差√ASTME456-96包括重復性、、實驗室、環(huán)環(huán)境及評價人人影響13一、測量系統(tǒng)統(tǒng)所應具有之之統(tǒng)計特性1、測量系統(tǒng)必必須處于統(tǒng)計計控制中，這這意味著測量量系統(tǒng)中的變變差只能是由由于普通原因因而不是由于于特殊原因造造成的。這可可稱為統(tǒng)計穩(wěn)穩(wěn)定性

。2、測量系統(tǒng)的的變差必須比比制造過程的的變差小。。3、變差應小于于公差帶。。144、測量精度應應高于過程變變差和公差帶帶兩者中精度度較高者，一一般來說，測測量精度是過過程變差和公公差帶兩者中中精度較高者者的十分之一一

。5、測量系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)計特性可能能隨被測項目目的改變而變變化。若真的的如此，則測測量系統(tǒng)的最最大的變差應應小于過程變變差和公差帶帶兩者中的較較小者

。15二、標準1、國家標準2、第一級標準準(連接國家標準準和私人公司司、科科研機構(gòu)等)

3、第二級標準準(從第一級標準準傳遞到第二二級標準)

4、工作標準(從第二級標準準傳遞到工作作標準)16三、測量系統(tǒng)統(tǒng)的評定測量系統(tǒng)的評評定通常分為為兩個階段，，稱為第一階階段和第二階階段

第一一階段：明白白該測量過程程并確定該測測量系統(tǒng)是否否滿足我們的的需要。第一一階段試驗主主要有二個目目的

：確確定該測量系系統(tǒng)是否具有有所需要的統(tǒng)統(tǒng)計特性，此此項必須在使使用前進行。。17發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境境因素對測量量系統(tǒng)有顯著著的影響，例例如溫度、濕濕度等，以決決定其使用之之空間及環(huán)境境

。第二階段的評評定

目的的是在驗證一一個測量系統(tǒng)統(tǒng)一旦被認為為是可行的，，應持續(xù)具有有恰當?shù)慕y(tǒng)計計特性

。常常見的就是是“量具R&R”是其中的一種種型式

。18四、各項定義義v量具:任何用來獲得得測量結(jié)果的的裝置，包括括用來測量合合格/不合格的裝置置

。v測量系統(tǒng)：用用來獲得表示示產(chǎn)品或過程程特性的數(shù)值值的系統(tǒng)，稱稱之為測量系系統(tǒng)。測量系系統(tǒng)是與測量量結(jié)果有關(guān)的的儀器、設(shè)備備、軟件、程程序、操作人人員、環(huán)境的的集合。v量具重復性：：指同一個評評價人，采用用同一種測量量儀器，多次次測量同一零零件的同一特特性時獲得的的測量值（數(shù)數(shù)據(jù)）的變差差。19v量具再現(xiàn)性：：指由不同的的評價人，采采用相同的測測量儀器，測測量同一零件件的同一特性性時測量平均均值的變差。。v穩(wěn)定性：指測測量系統(tǒng)在某某持續(xù)時間內(nèi)內(nèi)測量同一基基準或零件的的單一特性時時獲得的測量量值總變差。。v偏倚:指同一操作人人員使用相同同量具，測量量同一零件之之相同特性多多次數(shù)所得平平均值與采用用更精密儀器器測量同一零零件之相同特特性所得之平平均值之差，，即測量結(jié)果果的觀測平均均值與基準值值的差值，也也就是我們通通常所稱的““準確度”v線性：指測量量系統(tǒng)在預期期的工作范圍圍內(nèi)偏倚的變變化。20五、分析時機機對特殊特性測測量的測量系系統(tǒng)需要根據(jù)據(jù)顧客要求或或程序規(guī)定定定期進行測量量系統(tǒng)分析；；當能力研究究發(fā)覺可能是是測量系統(tǒng)的的問題時，需需要在確定問問題原因時進進行測量系統(tǒng)統(tǒng)分析。v新生產(chǎn)之產(chǎn)品品PV有不同時v新儀器，EV有不同時v新操作人員，，AV有不同時v易損耗之儀器器必須注意其其分析頻率。。R&R之分析v決定研究主要要變差形態(tài)的的對象.21v使用「全距及及平均數(shù)」或或「變差數(shù)分分析」方法對對量具進行分分析.

v于制程中隨機機抽取被測定定材料需屬統(tǒng)統(tǒng)一制程.

v選2-3位操作員在不不知情的狀況況下使用校驗驗合格的量具具分別對10個零件進行測測量,測試人員將操操作員所讀數(shù)數(shù)據(jù)進行記錄錄,研究其重復性性及再現(xiàn)性(作業(yè)員應熟悉悉并了解一般般操作程序,避免因操作不不一致而影響響系統(tǒng)的可靠靠度)同時評估量具具對不同操作作員熟練度22v針對重要特性性(尤指是有特殊殊符號指定者者)所使用量具的的精確度應是是被測量物品品公差的1/10,(即其最小刻度度應能讀到1/10過程變差或規(guī)規(guī)格公差較小小者;如:過程中所需量量具讀數(shù)的精精確度是0.01m/m,則測量應選擇擇精確度為0.001m/m),以避免量具的的鑒別力不足足，一般之特特性者所使用用量具的精確確度應是被測測量物品公差差的1/5。v試驗完后,測試人員將量量具的重復性性及再現(xiàn)性數(shù)數(shù)據(jù)進行計算算如附件一(R&R數(shù)據(jù)表),附件二(R&R分析報告),依公式計算并并作成-R管制圖或直接接用表計算即即可

結(jié)果果分析:23v當重復性(EV)變差值大于再再現(xiàn)性(AV)時.

?量具的結(jié)構(gòu)需需在設(shè)計增強強.

?量具的夾緊或或零件定位的的方式(檢驗點)需加以改善.

?量具應加以保保養(yǎng).

v當再現(xiàn)性(AV)變差值大于重重復性(EV)時.

?作業(yè)員對量具具的操作方法法及數(shù)據(jù)讀取取方式應加強強教育,作業(yè)標準應再再明確訂定或或修訂.

?可能需要某些些夾具協(xié)助操操作員,使其更具一致致性的使用量量具.

?量具與夾治具具校驗頻率于于入廠及送修修糾正后須再再做測量系統(tǒng)統(tǒng)分析,并作記錄.24測量系統(tǒng)R

&

R分析（均值—極差法）n這里介紹常用用的均值—極差法，用來來研究測量系系統(tǒng)的雙性：：R

&

R。它也稱大樣樣法（LongMethod）。n研究R

&

R的前提是測量量系統(tǒng)已經(jīng)過過校準，而其其偏倚、線性性及穩(wěn)定性已已經(jīng)過評價并并認為可接受受。

以下舉舉一典型情況況說明此方法法n1確定M名操作者A、B、C……，選定N個被測零件，，按1、2、……，編號。被選選定零件盡可可能反映整個個過程的變差差。25n1.1測取數(shù)據(jù)：A以隨機順序測測取所有數(shù)據(jù)據(jù)并記錄之，，B、C：在不知他人人測量結(jié)果的的前提下，以以同樣方法測測量各零件的的數(shù)據(jù)并記錄錄之。n再以隨機順序序重復上述測測量r次(如2~3次)。n2數(shù)據(jù)處理n2.1極差計算n2.2均值計算n3結(jié)果分析26n以下計算的變變差均以99%的正態(tài)概率為為基礎(chǔ)，即變變差=5.15σσ。n3.1重復性n3.2再現(xiàn)性n3.3測量系統(tǒng)雙性性（R&R）n3.4零件變差n3.5總變差n3.6各變差占總變變差的百分比比n%AV=AV/TVX100%n%R&R=R&R/TVX100%n%PV=PV/TVX100%n%EV=EV/TVX100%27n應同時將EV、AV、R&R各值與公差帶帶寬度比較，，得出各變差差占公差帶的的百分比。n%R&R可接受的條件件是：n<10%可接受；n10~30%——有條件可接受受；n>30%——不可接受，應應改進。28量具重復性和和再現(xiàn)性(R&R)的可接受性準準則：n數(shù)值<10%的誤差測量系系統(tǒng)可接受.

n10%<數(shù)值<30%的誤差測量系系統(tǒng)可接受或或不接受,決定于該測量量系統(tǒng)之重要要性,量具成本、修修理所需之費費用等因素，，可能是可接接受的.

n數(shù)值>30%的誤差測量系系統(tǒng)不能接受受,須予以改進.進行各種勢力力發(fā)現(xiàn)問題并并改正，必要要時更換量具具或?qū)α烤咧刂匦逻M行調(diào)整整,并對以前所測測量的庫存品品再抽查檢驗驗,如發(fā)現(xiàn)庫存品品已超出規(guī)格格應立即追蹤蹤出貨通知客客戶,協(xié)調(diào)處理對策策.習題(計算千分尺GR&R—附頁)29穩(wěn)定性分析之之執(zhí)行v選取一個樣品品,并建立可追溯溯標準之真值值或基準值,若無樣本則可可從生產(chǎn)線中中取一個落在在中心值域的的零件,當成標準值,且應針對預期期測試值的最最低值，最高高值及中程數(shù)數(shù)的標準各取取得樣本或標標準件,并對每個樣本本或標準件單單獨測量并繪繪制控制圖.(所以可能是須須做三張控制制圖來管制儀儀器之高、中中、低各端，，但一般而言言，只需做中中間值那個就就可以了)v定期(時、天、周)對標準件或樣樣本測量3～5次.注意,決定樣本量及及頻度的考慮慮因素應包括括要求多長時時間重新校正正或修理次數(shù)數(shù),測量系統(tǒng)使用用的頻度與操操作環(huán)境(條件)等.30v將測量(數(shù)據(jù))值標記在X-RCHART或X–SCHART上.v計算管制界限限,確定每個曲線線的控制限并并按標準圖判判斷失控或不不穩(wěn)定狀態(tài)。v計算標準差,并與測量過程程偏差相比較較,以評估測量系系統(tǒng)的重復性性是否適于應應用.不可以發(fā)生此此項之標準大大于過程標準準差之現(xiàn)象，，如果有發(fā)生生此現(xiàn)象，代代表測量之變變異大于制程程變異，此項項儀器是不可可接受的。31v穩(wěn)定性之判定定：穩(wěn)定性之之判定一般之之方式和控制制圖之判定方方式是一致的的，(一)不可以有點子子超出控制界界限，(二)不可以有連續(xù)續(xù)三點中有二二點在A區(qū)或A區(qū)以外之位置置，(三)不可以有連續(xù)續(xù)五點中有四四點在B區(qū)或B區(qū)以外之位置置，(三)不可有連續(xù)八八點在控制圖圖之同一側(cè)，，(四)不可以有連續(xù)續(xù)七點持續(xù)上上升或下降之之情形；如果果有以上之情情形，代表儀儀器已不穩(wěn)定定，須做維修修或調(diào)整，維維修及調(diào)整完完后須再做校校正以及穩(wěn)定定性之分析。。32偏倚分析之執(zhí)執(zhí)行:v獨立取樣法:選取一個樣品品,并建立可追溯溯標準之真值值或基準值,若無樣本則可可從生產(chǎn)線中中取一個落在在中心值域的的零件,當成標準值,且應針對預期期測試值的最最低值，最高高值及中程數(shù)數(shù)的標準各取取得樣本或標標準件,每個樣本都要要求單獨分析析，并對每個個樣本或標準準件測量10次,計算其平均值值,將其當成“基準值”.

n由一位作業(yè)者者以常規(guī)方式式對每個樣本本或標準件測測量10次.并計算出平均均值,此值為“觀測平均值”.33v計算偏倚:偏倚=觀察平均值–基準值制制程變異=

6δ如果需要一個個指數(shù)，把偏偏倚乘以100再除以過程變變差(或公差)，就把偏倚轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為過程變變差(或公差)的百分比，偏偏倚占過程變變差的百分比比計算如下：：

偏倚%=100[(偏倚)/過程變差]偏倚占公差百百分比采用同同樣方法計算算，式中用公公差代替過程程變差。34判定:針對偏倚之部部份，判定之之原則為：---重要特性部份份其偏倚%須<=10%；---一般特性其偏偏倚%須<30%；應依據(jù)儀器器之使用目的的來說明其接接受之原因。。---其偏倚%大于30%者，此項儀器器不適合使用。如果偏倚較大大，查找以下下可能的原因因：---標準或基準值值誤差，檢驗驗校準程序。。---儀器磨損，主主要表現(xiàn)在穩(wěn)穩(wěn)定性分析上上，應制定維護或重新新修理的計劃劃。---制造的儀器尺尺寸不對。---儀器測量了錯錯誤的特性。。---儀器校準不正正確，復查校校準方法。---評價人員操作作儀器不當，，復查檢驗方方法。---儀器修正計算算不正確。35習題：計算偏倚(已知基準值=1.435)123456789101.4351.4351.4351.4351.4301.4351.4351.4301.4351.435過程變差=0.01264偏倚=觀察平均值-基準值=0.001偏倚占過程變變差的百分比比計算：偏倚%=100﹝﹝∣偏倚∣/過程變差﹞=7.91%36線性分析之執(zhí)執(zhí)行v獨立取樣法:

n針對產(chǎn)品所須須使用之范圍圍，利用標準準件或產(chǎn)品樣樣本(一般區(qū)分為五五個等分，其其范圍須包括括產(chǎn)品之規(guī)格格公差之范圍圍)來做儀器之線線性分析，如如果是采用標標準件須有真真值，如果是是使用產(chǎn)品樣樣本時，則這這些的產(chǎn)品樣樣本須先經(jīng)精精密測量十次次以上，再予予以平均，以以此當做是「「真值」或「「基準值」。n由一一位位作作業(yè)業(yè)者者以以常常規(guī)規(guī)方方式式對對每每個個樣樣本本或或標標準準件件測測量量10次.并計計算算出出平平均均值值,此值值為為“觀察察平平均均值值”.37v計算算偏偏倚倚:n偏倚倚=觀察察平平均均值值–基準準值值n過程程變變差差=6δδv繪圖圖:nX軸=基準準值值nY軸=偏倚倚n其方方程程式式為為:y=a+bxn再分分別別計計算算其其n截距距，，斜斜率率，，擬擬合合優(yōu)優(yōu)度度，，線線性性，，線線性性%等38v判定定:v針對對重重要要特特性性其其線線性性度度%<5%v一般般特特性性其其線線性性度度%<10%v線性性度度%>10%以上上者者判判為為不不合合格格，，此此項項之之儀儀器器不不適適合合使使用用。。如如果果測測量量系系統(tǒng)統(tǒng)為為非非線線性性，，查查找找以以下下可可能能原原因因：：n在工工作作范范圍圍內(nèi)內(nèi)上上限限或或下下限限內(nèi)內(nèi)儀儀器器沒沒有有正正確確校校準準n最小小或或最最大大值值校校準準量量具具的的誤誤差差n磨損損的的儀儀器器n儀器器固固有有的的設(shè)設(shè)計計特特性性39v就是是把把各各個個零零件件與與某某些些指指定定限限值值相相比比較較，，如如果果滿滿足足限限值值則則接接受受該該零零件件否否則則拒拒收收。。v計數(shù)型量量具不能能象計量量型量具具指示一一個零件件多幺好好或多幺幺壞，它它只能指指示該零零件被接接受還是是拒收。。小樣法之之做法v先選取二二十個零零件來進進行。v選取二位位評價人人以一種種能防止止評價人人偏倚的的方式兩兩次測量量所有零零件。何謂計數(shù)數(shù)型量具具40v在選取二二十個零零件時，，必須有有一些零零件稍許許高或低低于規(guī)范范限值。。v所有的測測量結(jié)果果(每個零件件測四次次)一致則接接受該量量具，否否則應改改進或重重新評價價該量具具，如果果不能改改進該量量具，則則不能被被接受并并且應找找到一個個可接受受之替代代測量系系統(tǒng)。習題(XXXXXX)41測量和測測量過程程：賦值給具具體事物物以表示示它們之之間關(guān)于于特殊特特性的關(guān)關(guān)系；賦值過程程定義為為測量過過程；賦予的值值定義為為測量值值；測量過程程看成一一個制造造過程，，它產(chǎn)生生數(shù)字（（數(shù)據(jù)））作為輸輸出。附(一)42附(二)量具具：任何用來來獲得測測量結(jié)果果的裝置置；經(jīng)常常用來特特指在車車間的裝裝置；包包括用來來測量合合格／不不合格的的裝置。。測量系統(tǒng)統(tǒng)：用來獲得得表示產(chǎn)產(chǎn)品或過過程特性性的數(shù)值值的系統(tǒng)統(tǒng)，稱之之為測量量系統(tǒng)。。測量系系統(tǒng)是與與測量結(jié)結(jié)果有關(guān)關(guān)的儀器器、設(shè)備備、軟件件、程序序、操作作人員、、環(huán)境的的集合。測量變差差：多次測量量結(jié)果變變異程度度；常用σm表示；也可用測測量過程程過程變變差R&R表示。43注：測量過程程（數(shù)據(jù)據(jù)）服從從正態(tài)分分布；R&R=5.15σm測量系統(tǒng)統(tǒng)質(zhì)量特特性：測量成本本；測量的容容易程度度；最重要的的是測量量系統(tǒng)的的統(tǒng)計特特性。44附(三)評價測量量系統(tǒng)的的三個問問題：有足夠的的分辨力力；（根根據(jù)產(chǎn)品品特性的的需要））一定時間間內(nèi)統(tǒng)計計上保持持一致（（穩(wěn)定性性）；在預期范范圍（被被測項目目）內(nèi)一一致可用用于過程程分析或或過程控控制。（（線性））45附(四)程序文件件要求：：示例；選擇待測測項目和和環(huán)境規(guī)規(guī)范；規(guī)定收集集、記錄錄、分析析數(shù)據(jù)的的詳細說說明；關(guān)鍵術(shù)語語和概念念可操作作的定義義、相關(guān)關(guān)標準說說明、明明確授權(quán)權(quán)。包括：a.評定，b.評定機構(gòu)構(gòu)的職責責，c.對評定結(jié)結(jié)果的處處理方式式及責任任46測量系統(tǒng)統(tǒng)分析－實施方法法（計數(shù)數(shù)值）NO-GOGOErrorOperator2Operator1Operator347測量系統(tǒng)統(tǒng)分析－實施方法法（計數(shù)數(shù)值）Kappa—如果不知知道標準準樣品（（即：樣樣品的真真?zhèn)危㎏appa用來分析操作作者之間間的一致致性,但不說明明真實的的對錯。。Kappa=(Pobserved-Pchance)/(1-Pchance)(實際判定定數(shù)-期望判定定數(shù))÷(100%-期望判定定數(shù))Pobserved(實際判定定數(shù))為操作員員實際判判斷一致致的比例例=(PassPass+FailFail)/總的檢驗驗次數(shù)Pchance(期望判定定數(shù))為在隨機機狀態(tài)下下操作員員判斷一一致的機機會=[(PassPass+FailPass)*(PassPass+PassFail]/總檢驗次次數(shù)之平平方+[(PassFail+FailFail)*(FailPass+FailFail)]/總檢驗次次數(shù)之平平方=[(良品正確確判定數(shù)數(shù)+不良判良良