測量系統分析

MSA(第三版〕培訓教材1MSA課程目的2使參加培訓的人員??

----理解MSA在控制和改進過程中的重要性----具備開展測量系統分析所需要的實用知識----建立測量系統不確定度的量化方法、可測量指標

和接受準那么，從而作出專業的、客觀的評價課程目錄3第一章：MSA與ISO/TS16949關系第二章：測量系統簡介第三章：測量系統統計特征第四章：分辨率第五章：偏倚、線性和穩定性第六章：量具重復性與再現性第七章：屬性類測量系統第八章：方差分析第九章：MSA總結課程結構圖4第一章MSA與ISO/TS16949關系5ISO/TS16949：2002與MSA實施要點說明對控制方案中列入的測量系統要進行測量系統分析。測量分析方法及接受準那么應與測量系統分析參考手冊一致。經顧客批準，可以采用其它方法及接受準那么。強調要有證據證明上述要求已到達。PPAP手冊中規定：對新的或改進的量具、測量和試驗設備應參考MSA手冊進行變差研究。APQP手冊，MSA為“產品7/過程確認〞階段的輸出之一。優勝者方法最大限度的減少量具種類最大限度的減少量具的數量根據產品族添置量具只采用符合MSA要求的量具不允許個人量具

用6ó過程分布計算結果，而不是標準或公差9什么是測量系統人設備輸入輸出測量過程數據材料方法環境?測量系統

用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設備、軟件及操作人員的集合。11測量系統范例12例如要測量一個柱孔的內經，那其測量系統應包括：---測量工程---人員---測量儀器---儀器的使用方法---進行測量的環境條件作為測量活動的結果，產生一個數值以表示內經。什么是數據的質量13?數據的類型計量型數據Variable

data計數型數據Attribute

data什么是數據的質量?如何評定數據質量?--- 測量結果與“真〞值的差越小越好。?--- 數據質量是用屢次測量的統計結果進行評定。?計量型數據的質量?---?---均值與真值〔基準值〕之差。方差大小。?計數型數據的質量?--- 對產品特性產1生4

錯誤分級的概率。數據分析和使用15標準的傳遞17追溯性：通過應用連接標準等級體系的適當標準程序，使單個測量結果與國家標準或國家接受的測量系統相聯系。什么是測量系統分析18測量系統分析〔MSA〕---MSA用于分析測量系統對測量制的影響---強調儀器和人的影響

我們對測量系統作試驗，以確定系統的統計特性值與可接受的標準作比較測量系統評定的兩個階段19第一階段〔使用前〕---

確定統計特性是否滿足需要？---

確認環境因素是否有影響？?第二階段〔使用過程〕--- 確定是否持續地具備恰當的統計特性？評價測量系統的基本問題20是否有足夠的分辨力？是否具備時間意義的統計穩定？統計特性是否在期望的范圍內具備一致性，用于過程控制和分析是否可接受？所有的變差總和是否在一個可接受的量測不確定度的水平？MSA總目標21測量不確定度一個特性的估計真值所處的范圍，這類數據可表達為一系列測量值的統計分布、標準差、概率、百分比及實測值與真值的差，在控制圖或曲線圖表上的點等。評價測量系統的關鍵注意點23盲測法在實際測量環境下，在操作者事先不知正在對該測量系統進行評定的條件下，獲得測量結果。向傳統觀念挑戰長期存在的把測量誤差只作為公差范圍百分率來報告的傳統，是不能面臨未來持續改進的市場挑戰。材料、人員如何影響測量結果27材料 人員練習一：

定義測量系統28測量值并不總是精確的29理想的測量系統

每次都能獲得正確的測量值，每個測量值都與真值一致有以下統計特性：---零變差---零偏倚---零概率錯誤分類334346測量系統的分辨力建議的可視分辨率6≤10----過程的標準差(不是公差寬度的1/10)47第五章偏倚、線性和穩定性48準確度與精確度49準確度與精確度50偏倚51基準值52基準件53測量標準54使用國家測量標準的好處55應用局限性56選擇57測量不確定度58測量不確定度59測量不確定度與校準60測量不確定度與校準61偏移范例62偏移計算指南63偏移分析的意義64測量系統的偏倚實例：基準值0.8mm零件過程變差=0.7mm一位評價人對樣件測量10次結果(以mm為單位):0.750.75

0.800.800.650.800.75

0.750.750.70∑X7.5X==10=0.75mm10偏倚=0.75-0.8=-0.05mm偏倚靠占過程變差百分比=0.05/0.70=7.1%65測量系統的偏倚66偏倚相對較大的可能原因---

基準的誤差---

元器件磨損---

儀器尺寸錯誤---

測量錯誤的特性---

儀器未經正確校準---

不正確使用儀器練習二偏移67線性68量具的線性69量具線性的分析70量具線性的分析71測量系統的線性實例:(1)測量數據零件72基準值12.0024.0036.0048.00510.00試

驗

次

數

82.503.906.107.709.5012.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40零件平均值2.494.136.037.719.38基準值2.004.006.008.0010.00偏倚+0.49+0.13+0.03-0.29-0.62極差0.41.30.70.30.5測量系統的線性73(2)線性回歸公式: Y

=

b+aXX基準值Y偏倚a斜率擬合結果:Y

=

0.7367

–

0.1317X線性=a×過程變差=0.1317×6.00=0.79%線性=a×100%=13.17%擬合優度=0.98線性圖析74練習三線性75線性分析76非線性的原因77穩定性78穩定性范例79測量系統的穩定性?兩種穩定性---一般概念：隨著時間變化系統偏倚的總變差。---統計穩定性概念：測量系統只存在普通原因變差，而沒有特殊原因變差。利用控制圖評價測量系統穩定性〔穩定性分析實例〕---保持基準件或標準樣件---極差圖〔標準差圖〕出現失控時，說明存在不穩定的重復性。---均值圖出現失控時，說明偏倚不穩定。80穩定性81量具穩定性82對量具穩定性的影響83穩定性不好的原因84量具穩定性分析85量具穩定性分析86穩定性圖析87測量系統的穩定性88第六章量具重復性與再現性89量具R&R90重復性91重復性范例92再現性93再現性范例94量具R&R分析95量具R&R分析96量具R&R分析97測量系統的重復性與再現性(1)測量數據項目評價人1評價人2零件1234512345測量次序121722021721421621621621621622022162162162122192192162152122203216218216212220220220216212220均值X極差R216.31.0218.04.0216.31.0212.72.0218.34.0218.34.0217.34.0215.74.0213.34.0220.00.0X216.3216.9R2.598測量系統的重復性與再現性(2)重復性分析EV

=

5.15σe

=

5.15=

5.15×?

繪極差圖?

計算控制限?

UCLR

=

R×D4

=

2.5×2.575

=

6.4mm?

UCLR

=

R×D3

=

0.00mm?

分析控制圖?

計算重復性〔量具變差〕?

R??d2*2.5=

7.5mm1.7299測量系統的重復性與再現性100樣本容量A2D3D421.88003.26731.02302.57540.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.2231.777110.2850.2561.744120.2660.2841.716130.2490.3081.692140.2350.3291.672150.2230.3481.652控制常數圖2〔d2*值g＞15的〕101測量系統的重復性與再現性(平均極差分布的d＊值）m2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1511.41

1.91 2.24

2.48

2.67

2.83 2.96

3.08

3.18

3.27

3.35

3.42

3.49

3.5521.28

1.81 2.15

2.40

2.60

2.77 2.91

3.02

3.13

3.22

3.30

3.38

3.45

3.5131.23

1.77 2.12

2.38

2.58

2.75 2.89

3.01

3.11

3.21

3.29

3.37

3.43

3.5041.21

1.75 2.11

2.37

2.57

2.74 2.88

3.00

3.10

3.20

3.28

3.36

3.43

3.4951.19

1.74 2.10

2.36

2.56

2.73 2.87

2.99

3.10

3.19

3.28

3.35

3.42

3.4961.18

1.73 2.09

2.35

2.56

2.73 2.87

2.99

3.10

3.19

3.27

3.35

3.42

3.4971.17

1.73 2.09

2.35

2.55

2.72 2.87

2.99

3.10

3.19

3.27

3.35

3.42

3.48g

88 1.17

1.72 2.08

2.35

2.55

2.72 2.87

2.98

3.09

3.19

3.27

3.35

3.423.4891.16

1.72 2.08

2.34

2.55

2.72 2.86

2.98

3.09

3.18

3.27

3.35

3.42

3.48:1.16

1.72 2.08

2.34

2.55

2.72 2.86

2.98

3.09

3.18

3.27

3.34

3.42

3.48;1.16

1.71 2.08

2.34

2.55

2.72 2.86

2.98

3.09

3.18

3.27

3.34

3.41

3.481.15

1.71 2.07

2.34

2.55

2.72 2.85

2.98

3.09

3.18

3.27

3.34

3.41

3.48=1.15

1.71 2.07

2.34

2.55

2.71 2.85

2.98

3.09

3.18

3.27

3.34

3.41

3.48>1.15

1.71 2.07

2.34

2.54

2.71 2.85

2.98

3.08

3.18

3.27

3.34

3.41

3.48?1.15

1.71 2.07

2.34

2.54

2.71 2.85

2.98

3.08

3.18

3.26

3.34

3.41

3.48@＞1A51.128

2.059

2.534

2.847

3.078

3.258

3.407B3.472

1.639

2.326

2.704

2.907

3.173

3.336測量系統的重復性與再現性102測量系統的重復性與再現性103圖示分析----均值/鏈圖分析:---

評價人之間的一致性---

測量系統的適用性119圖示分析----歸一化單值圖120圖示分析----歸一化單值圖121最一化單值=單個數據-總平均值分析:---

再現性---

異常讀數---

零件與評價人的交互作用圖示分析----振蕩圖分析:---

評價人一致性---

異常讀數---

零件與評價人的交互作用122圖示分析----XY均值-基準圖分析:---

線性---

評價人線性一致性123圖示分析----XY比較圖誤差=觀測值-零件平均值〔或基準值〕分析：評價人B

10號零件124圖示分析----散點圖讀數A

B

C1A

B

C2A

B

C3A

B

C

A

B

C4

5X

X

XX X

XX

X

XX

X

XX X

XX

XXX X

XX

X

XX

X

XX

X

X

X

X

XXXXX

X

XX

X

XX

X

X評價人零件分析:---評價人一致性---異常讀數---零件與評價人的交互作用125計量型----均值極差法量具重復性和再現性報告126計量型----均值極差法評定原那么%R&R%R&R127﹤10%10~30%可接受臨界%R&R﹥30%需改進計量型----均值極差法128分析:--重復性比再現性大1)儀器需要維護。2)量具剛度缺乏。3)夾緊和檢測點需改進。4)零件內變差(失圓錐度等)過大。--再現性比重復性大1)評價人培訓缺乏。2)刻度不清晰。3)需要某種輔助器具。計量型----均值極差法重復性極差控制圖----示例129計量型----均值極差法零件評價人均值圖---示例130第七章屬性類測量系統131計數型----短期研究橡膠軟管內徑通過/不通過塞規A評價人B評價人11G2G1G2G2GGGG3NGGGG4NGNGNGNG5GGGG6GGGG7NGNGNGNG8NGNGGG9GGGG10GGGG1方1

法：2個評價G

人，20個零G

件，每人試驗G

2次。

G評定：每個零件4次結果一致那么接受。G

G

G

G132G

NG

G

G屬性測量133分析例如136第八章方差分析137計量型----方差分析法（ANOVA）138ANOVA

〔Analysis

Or

Variance〕優點---

更精確估計方差。---

適用于任何試驗調試。---

從數據中別離出更多的信息。缺點---計算量大，需要計算機。計量型----方差分析法（ANOVA）139數學模型觀測值=〔零件均值+量具偏倚〕+零件效應?

+評價人效應+評價人與零件間效應?

+重復檢驗誤差何時使用？140計量型----方差分析法（ANOVA）用公式表達：yijm=〔μ

+b〕+αi+βj+λij+eijmyijm----第i個零件，第j個評價人，第m次觀測值。μ

----零件均值b----量具偏倚αi----第i個零件效應，均值為0，方差為σ2βj----第j個評價人效應，均值為0，方差為ω2λij----第i個零件與第j個評價人效應，均值為