MSA测量系统分析教材(PPT-60页)

MSA–测量系统分析内容1、什么是测量系统2、为什么要进行测量系统分析3、测量系统变差的种类与定义4、测量系统研究的准备5、计量型测量系统分析指南（偏倚,稳定性,线性,重复性&再现性）6、计数型测量系统分析指南7、测量系统分析的时机21、什么是测量系统•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：赋值给具体事物以表示它们对于特定特性之间的关系。•测量过程：赋值过程定义为测量过程。•测量系统：是对测量单元进行量化或对被测特性进行评估，其所使用的仪器、量具、标准、操作、方法、夹具、人员、软件及环境的集合，用来获得测量结果的整个过程。•测量系统分为计量型测量系统与计数型测量系统31、什么是测量系统人数据设备测量过程材料方法程序输入输出42、为什么要进行测量系统分析2.1、TS16949标准要素7.6.1•为分析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。此要求应用于控制计划中提及的测量系统•所有的分析方法及接受准则必须与顾客关于测量系统分析参考手册一致。如经顾客批准，也可采用其它分析方法及接受准则52、为什么要进行测量系统分析要点：•对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。•测量分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一致。•经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。•PPAP手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备应参考MSA手册进行变差研究。•APQP手册中，MSA为“产品/过程确认”阶段输出之一。•SPC手册指出MSA是控制图必需的准备工作。62、为什么要进行测量系统分析2.2客观需要7輸入制程测量过程变差变差輸入/輸出製程變差+測量變差輸出有多大?有什么影响?所得結果若我们要知道制程输出是否达到要求及在控制之内,所用的测量系统必须具备足够能力去量度制程的变差,原因是测量过程本身亦存在一定的变差,所以我们必须对所选用的测量系统/仪器先作一些统计分析,才可决定这测量统/仪器是否适用.8TheMeasurementProcessshouldbemanagedasatruePROCESSProcessInputsOutputsMeasurementProcessInputsOutputs•Observations•Measurements•DataParts(Example)PhaseI:ProcessMeasurementPhaseII:ProcessAnalysisPhaseIII:ProcessImprovementPhaseIV:ProcessControl9测量系统误差或变动的类型位置(Location)或平均-偏离(Bias)-直线性(Linearity)-稳定性(Stability)宽度或散布-再现性(Repeatability)-重复性(Reproducibility)测量系统误差10意味着观测测量平均和基准值间的偏差。偏离又叫正确性。基准值Referencevalue观测平均ObservedAverage偏离偏离(Bais)测量系统误差真值测定值的平均值11仪器的全体测量可能范围内的倾斜差异。真值1观测值1倾斜小倾斜大真值2测定的下限范围测定的上限范围真值观测值倾斜无倾斜观测值2••••••线性测量系统误差12时间点1时间点2稳定性把同样的特性在不同的时间点用同样的Gage测量的结果平均值差异。测量系统误差稳定性13同样人使用同样部品、同样特性、同样机器反复测定得到的测量值之间散布。基准值平均平均好的重复性不好的重复性基准值测量系统误差重复性14测量同一特性时，互相不同的人使用同样机器得到的测量值之间的平均差。好的再现性不好的再现性再现性测量系统误差评价者A评价者B评价者C评价者C评价者A评价者B基准值ABC基准值ABC测量系统误差15正确但不精密精密但不正确既不精密又不正确既正确又很精密16测量误差的评价正确性MSproducttotalMSproducttotal222精密度散布平均散布倾斜校正分析(CalibrationStudy)R&RStudy测量系统评价17PossibleSourcesofVariationToaddressactualprocessvariability,thevariationduetothemeasurementsystemmustfirstbeidentifiedandseparatedfromthatoftheprocessProcessInputsOutputsInputsMeasurementProcessOutputs•Observations•Measurements•DataParts(Example)Long-termProcessVariationShort-termProcessVariationVariationwithinsampleActualProcessVariationRepeatabilityCalibrationStabilityLinearityVariationduetogageVariationduetooperatorsMeasurementProcessVariationObservedProcessVariation“Other”Sources-Environmental-etc.4、测量系统研究的准备•先计划将要使用的方法•-通过使用工程决策;目视观察或量具研究确定(考虑再现性会否影响)•条件•-评价人的数量,样品数量及重复读数次数;尺寸的关键性、零件结构•评价人的选择•-评价人的选择应从日常操作该仪器的人中挑选184、测量系统研究的准备•样品的选择•-能否获得代表生产过程的样品,样品必须是选自于过程•并且代表整个的生产的范围•编号•-必须对一个零件编号以便于识别•分辨力•-仪器的分辨力至少直接读取特性的预期过程变的十分之一,例如,如果特性的变为0.001,仪器应能读取0.0001的变化确保测量方法•确保测量方法•-遵守规定的测量程序•(测量应按照随机顺序,以确保整个研究过程中产生的任何漂移或变化将随机分布)1920观测值(测量值)的波动要素+=真值(实际工程的波动)误差(测量波动)测定值(被观测的波动)GageR&RStudy在测定过程中得到的测量值里一般包含着实际工程的变动和根据测量系统的变动。被观测的变动(2total)=工程的变动(2p)+测量变动(2MS)测量波动再区分为重复性和再现性。测量变动(2MS)=重复性(2Repeatability)+再现性(2Reproducibility)重复性和再现性两种波动的和。即，测量系统的波动叫GageR&R.对测量系统波动的分析也可以认为是精密度的分析，称为GageR&Rstudy.21观测值(测量值)的变动要素GageR&RStudy被观测的变动(2total)实际工程的变动(2p)测量系统变动(2MS)再现性(2Reproducibility)重复性(2Repeatability)一般事项–一般对2~3名作业者(平时检查的作业者)实施–一般用10个部品为对象测定–一般2~3回反复测定步骤1.选定代表工程长期变动的10个标本2.测定器的校正3.让第一个作业者对所有标本任意顺序各做一次测定(BlindMeasurement)4.让第二个作业者按同样地方法实施(所有作业者相同)5.以同样的方法按必要的次数反复测定6.得到的DATA输入Minitab并进行分析22GageR&R步骤231.%Contribution=×100%2.%StudyVariation=×100%3.%Tolerance=×100%4.Numberofdistinctcategories=Round{×1.41}(分辩指标)分辩指示意味着测量系统能区别的样品散布。即，区别工程散布区间的数。•分辩率为3时例样品散布(σp)测定散布(σMS)GageR&R评价指标评价指标σ2MSσ2TotalσMSσTotal5.15×σMSTolerance*(Tolerance=USL-LSL）24重复性和再现性与容差的百分比1PrecisiontoToleranceRatio---P/T重复性和再现性与总过程偏差的百分比2PrecisiontoTotalVariationRatio---P/TV3%Contribution量具相对于规范的测量能力；量具相对于过程偏差的测量能力测量系统的能力--－3个重要指数测量系统的方差与总过程方差的百分比%StudyVar%Tolerance%ContributionMinitab显示:－连续数据测量系统分析－容差百分比－调查百分比－贡献百分比%100%22totalMSonContributi%10015.5%ToleranceToleranceMS%100Var%StudyTotalMS25评价基准%StudyVar或%Tolerance为10%以上时，首先区分评价重复性和再现性后，查明各个受影响的原因，并采取措施。根据用途的优先参照评价指标-在部品管理的测面，在制品符合判定更重要时优先确认%Tolerance-工程管理用或工程显示用时优先确认%StudyVarGageR&R评价指标区分%Contribution%StudyVariation或%Tolerance分辨率良好1%10%10费用/考虑重要性1~10%10~30%5~9不可使用10%30%4标本的选定标本一般为10个，能代表工程的散布。26假如标本只选定接近工程平均的时，测量能力评价指标将会比实际差。假如标本的选定在比工程散布宽范围内时，测定能力评价指标将会比实际好。标本反映部品的实际散布(工程变动)时才有意义。计量型GageR&R27gage=测量误差公差=USL-LSLUSL=规范上限LSL=规范下限2.对于单边规格限：在分子中使用2.575gage(即5.15/2=2.575)公差=USL–平均值或平均值-LSL总是使用历史平均值5.15标准误差包含了正态分布的99%。5.15+2.575-2.57599%1.对于双边规格限：%10015.5%ToleranceToleranceMS关于容差百分比的解释28Minitab要求数据排成3列...堆积数据：把所有被测对象放在1列，所有测量者放在第2列，测量结果放在第3列。这意味着如果有:10个被测对象3个测量者2次重复测量则每个被测对象编号将重复6次。Part#OperLength11112121313141415151616171718181919110110112122222etc.etc.29连续数据测量系统分析Minitab:StatQualityToolsGageR&RStudy(Crossed)…打开数据文件:测量系统分析.MTV30采用ANOVA法见下页输入：•部件序数列•操作员数据列•测量数据列31%10015.5%ToleranceToleranceMS32GageR&R%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGageR&R0.00443710.67Repeatability0.0012923.10Reproducibility0.0031467.56Operator0.0009122.19Operator*PartID0.0022345.37Part-To-Part0.03716489.33TotalVariation0.041602100.00结果显示：贡献百分比：10％可接受；10％不可接受。%100%22totalMSonContributi33StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R0.0666150.34306