五大工具之-MSA.

1测量系统分析汽车行业质量体系系列培训教材2课程大纲：测量系统分析的意义和目的；测量系统分析的定义：测量系统、量具、测量、测量过程；测量系统分析的基础知识：1）、测量系统的统计特性：偏倚、重复性、再现性、稳定性、线性、分辨力2）、理想的测量系统3）、测量系统的共同特性4）、测量系统的评定步骤和准备计量型测量系统的分析方法1）偏倚2）稳定性3）线性4）重复性和再现性（R&R）计数型测量系统的分析方法1）小样法2）大样法3噢不做MSA，就进行SPC结果可能徒劳！4测量的重要性如果测量出现问题，那么合格的产品可能被判为不合格，不合格的产品可能被判为合格，此时便不能得到真正的产品或过程特性。因此，要保证测量结果的准确性和可信度。PROCESS原料人机法环测量测量结果合格不合格测量5测量系统分析MSAMSAQS9000/TS16949系列手册之一克莱斯勒福特通用6测量误差Y=x+ε测量值=真值(TrueValue)+测量误差戴明说没有真值的存在一致7测量误差的来源：nDiscrimination分辨能力nPrecision精密度(Repeatability重复性)nAccuracy准确度(Bias偏差)nDamage损坏nDifferencesamonginstrumentsandfixtures(不同仪器和夹具间的差异)nDifferenceinusebyinspector不同使用人员的差异(Reproducibility再现性)nDifferencesamongmethodsofuse(使用不同的方法所造成差异)nDifferencesduetoenvironment(不同环境所造成的差异)8测量的变异说明9为什么要进行测量系统分析即使量具经过检定或校准，由于人、机、料、法、环、测等五方面的原因，会带来测量误差。检测设备的检定或校准不能满足实际测量的需要。因此，还需要对测量系统进行评价，分析测量结果的变差，从而确定测量系统的质量，以满足测量的需要。满足QS9000、ISO/TS16949标准的要求：ISO/TS16949:2002标准7.6.1规定：为分析出现在各种测量和试验设备系统测量结果的变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须适用于在控制计划中提及的测量系统。这些分析方法以及接收准则的使用必须符合顾客的测量系统分析参考手册。采用其他的分析方法和接受准则必须获得顾客的批准。10测量系统分析的目的运用统计分析方法，确定测量系统测量结果的变差（测量误差），了解变差的来源。从而确定一个测量系统的质量，并且为测量系统的改进提供信息。保证所用统计分析方法及判定准则的一致性。11测量系统的基本知识和概念术语测量系统及其统计特性分辨力、稳定性、偏倚、重复性、再现性、线性理想的测量系统测量系统的共同特性测量系统的评定步骤和准备12术语测量：赋值给具体事物以表示他们之间的关系。而赋予的值定义为测量值。量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置，包括用来测量合格／不合格的装置。测量系统：用来对被测量特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合。13测量系统的组成测量系统人机料法环操作人员量具/测量设备/工装被测的材料/样品/特性操作方法、操作程序工作的环境14测量系统的统计特性通常使用测量数据的统计特性来衡量测量系统的质量：nDiscrimination分辨力(abilitytotellthingsapart);nBias偏倚;nRepeatability重复性;nReproducibility再现性;nLinearity线性;nStability稳定性。15分辨力（率）定义：指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。传统是公差范围的十分之一。建议的要求是总过程6σ(过程标准偏差)的十分之一。如最小量测刻度太大无法辨别被测特性很小变化称为鉴别力不足,鉴别力不足可以在R-Chart上显现出来.1.量测系统鉴别力不足,导致只有1-3个值落在管制界限内或1/4R=0如图1所示.2.量测系统鉴别力足夠,所有的值落在管制界限内.如图2所示.16分辨力不足对控制图的影响0.1350.1370.1390.1410.1430.145UCLLCL均值00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02UCL极差0.000.010.010.020.020.03UCL极差UCLLCL均值最小测量单位为0.001英寸数据控制图最小测量单位为0.01英寸数据控制图17不重叠的过程分布的的数据分级对控制与分析活动的影响分级数控制分析只有下列条件才可用于控制：与规范相比过程变差较小预期过程变差上的损失函数很平缓过程变差的主要原因导致均值偏移对过程参数及指数估计不可接受只能表明过程是否正在产生合格零件依据过程分布可用半计量控制技术可产生不敏感的计量控制图一般来讲对过程参数及指数的估计不可接受只提供粗略的估计可用于计量控制建议使用18测量系统特性及变差类型和定义类型定义图示分辨力Resolution测量系统检出并如实指出被测定特性微小变化的能力偏倚Bias观测平均值与基准值的差稳定性Stability在某种持续时间内测量同一基准或零件单一特性结果的总变差19线性Linearity量具的预期工作范围内偏倚的变化重复性Repeatability同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差再现性Reproducibi-lity不同评价人，测量同一特性观测平均值的变差20重复性(Repeatability)重复性又称为量具变异,是指用同一种量具,同一位作业者,当多次量测相同零件之指定特性时之变异在完全相同的量测条件下,复之量测值间的差异为量测系统本身产生的差异,随机误差范畴主值良好重复性不良重复性主值21重复性(Repeatability)重复性(Repeatability)计算:在R-chart图管制下,再现性的标准差估主值=R/d5.15C*C2C*2=5.15R/d重复性(Repeatability)EV=5.15•其中5.15表示常态分配中具有99%的信赖度(99%的信赖度=)5.15C22再现性(Reproducibility)再现性又称作业者变异,指不同作业者以相同量具量测相同产品之特性时,量测平均值之变异在量测之条件有所变化下,重复之量测值之间的变异(操作者,装夹,位置,环境条件,较长的时间段)为外在因素引起之量测系统的变异Reproducibility檢查員B檢查員C檢查員A檢查員B檢查員C檢查員A主值OperatorAOperatorBOperatorC23再现性(Reproducibility)计算:再现性的标准差估计值再现性(Reproducibility)AV1=5.155.15oOperatorAOperatorBOperatorC=(Xmax-Xmin)/do*2o*2=5.15(Xmax-Xmin)/d因以上计算变异包含量测系統的影响所以必须进行修正:AV=(AV1)-(EV)/(nr)22•n零件数•r量测次数再现性(Reproducibility)24量具重复性和再现性GageR&R(repeatabilityandreproducibility)适用于所有列入控制计划的测量系统计量型(Variable)计数型(Attribute)25零件间变异X-Chart图分析:图1图•若测量平均值全部落在管制界限内,则零件变异隐藏在再现性之内,且量测变异支配制程变异------如图1•反之若测量平均值过半落在管制界限外,则此量测系统适用------如图2此时可以计算出零件变异p*2=Rp/d零件间的标准差:零件间变异:PV=5.15p26偏倚(Bias)：基准值观测平均值偏倚偏倚：是测量结果的观测平均值与基准值的差值。基准值的取得可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量，取其平均值来确定。27稳定性(Stability)：稳定性时间1时间2稳定性：是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的相同特性时获得的测量值的总变差。28线性(Linearity)：量程基准值观测平均值基准值线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值29观测的平均值基准值无偏倚有偏倚线性(Linearity)：30测量系统的分析测量系统的变差类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性、线性测量系统特性可用下列方式来描述：位置：稳定性、偏倚、线性。宽度或范围：重复性、再现性。31位置和宽度位置寬度位置寬度标准值32理想的测量系统n理想的测量系统在每次使用时：应只产生“正确”的测量结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有零方差、零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。33IDEALMEASUREMENTSYSTEM真值真值34测量系统所应具有的特性：测量系统必须处于统计控制中，这意味着测量系统中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。这可称为统计稳定性；测量系统的变异必须比制造过程的变异小；变异应小于公差带；测量精密应高于过程变差和公差带两者中精度较高者，一般来说，测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者的十分之一；测量系统统计特性可能随被被测项目的改变而变化。若真的如此，则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。35计量型测量系统研究-指南36良好？GR&R良好？GR&R良好？制程能力改善?评估制程能力改善GR&R不必做量测评估结束开始37量测系统评估之准备必需考虑之问题：1.使用何种方法进行2.多少量测人员要参与3.使用多少样品来测试4.重复多少次才恰当38量具偏倚（Bias)的研究－独立样件法1、取一个已知参考值的样品。如果不能获得参考值，就在生产线上取在测量范围中的零件，把它作为偏倚分析的主样品。在工具室内测量这个零件10次并计算这10次读数的均值，把这个均值作为“参考值”2、让一名评价者以正常的方式测量样件N＞＝10次3、计算N个数据的平均值Xbar4、计算偏倚见下案例39已知：基准值=0.8mm零件过程变差=0.7mm一位评价人对样件测量10次结果（以mm为单位）：0.750.750.800.800.650.800.750.750.750.70X=x/10=0.75偏倚=0.75-0.8=-0.05mm偏倚占过程变差的百分比=0.05/0.70=7.1%40偏倚相对较大的可能原因：——基准的误差——元器件磨损——仪器尺寸错误——测量误差的特性——仪器未经正确校准——不正确使用仪器41量具稳定性(Stability)的研究步骤(1)取一个已知参考值的样品。如果不能获得参考值，就在生产线上取在测量范围中的零件，把它作为偏倚分析的主样品。在工具室内测量这个零件10次并计算这10次读数的均值，把这个均值作为“参考值”。测量系统的稳定并不严格要求已知样品的参考值。(2)每隔一段时间测量样品3-5次。样本大小及测量频率由测量系统来决定，包括测量系统规定的校准和修理周期，使用寿命以及操作条件的限制。42(3)绘制控制图。(4)建立控制限，分析失控或不稳定的原因。(5)计算测量的标准差并与过程相比较，以确定测量系统的稳定性是否达到标准。量具稳定性的研究步骤43仪器需要校准，缩短校准周期；仪器、设备磨损正常老化维护保养不好不同的测量方法变形（量具或零件）造成不稳定的因素可能有：44量具线性的研究步骤(1)选择5个其测量值能够代表整个测量变差范围的零件(2)采用更精密的仪器或方法测量每一个零件的参考值并确保这些值均落在测量范围内(3)令一正常使用仪器的操作者使用仪器对每个零件都测量12次—随机选择零件以使测量系统偏倚达到最小.(4)计算每个零件的均值及偏倚的均值—零件偏倚均值等于零件参考值减去零件均值(5)在坐标平面内标出偏倚均值和参考值(6)用简单线性回归的方法计算回归模型