MSA-Student-Rev060601

1测量系统分析MeasurementSystemsAnalysisJian.XuanRev0606012目的„测量数据决定是否调整制造过程„测量数据质量是由在稳定条件下运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确定SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.23基本概念„每个过程都制造一个“产品”„每个产品都拥有质量„每个质量特性都能够测量„变差总和=产品变差+测量变差„一些变差是系统内在固有的„一些变差是系统执行过程中过失所带来的4测量系统变差测量系统变差标准零件仪器环境人员SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.35对产品决策的影响LSLUSLLSLUSL6对产品决策的影响LSLUSLIIIIIIIII不合格永远不合格合格永远合格潜在错误区域潜在错误区域不合格永远不合格SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.47对产品决策的影响8对过程决策的影响SampleSampleMean242220181614121086425.004.994.984.974.96__X=4.98368UCL=5.00707LCL=4.96029SampleSampleRange242220181614121086420.1000.0750.0500.0250.000_R=0.0405UCL=0.0857LCL=01Xbar-RChartofC2SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.59对过程决策的影响„把普通原因报告为特殊原因„把特殊原因报告为普通原因10对过程决策的影响Cp=2.0GRR=0.1Cp=1.96Cp=2.0GRR=0.3Cp=1.71SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.611合格的测量系统„对于产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小。依据特性的公差评价测量系统„对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并且与制造过程变差相比要小。根据6б过程变差和/或来自MSA研究的总变差评价测量系统„测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差和规范控制限两者中的最小者MSA_术语MeasurementSystemsAnalysisSGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.713测量分类„计量型数据：可以用数字表达的质量特性数据„计数型数据：只能给出定性的结果的检测数据14测量（Measurement）„赋值给具体事物以表示他们之间关于特定特性的关系„赋值过程定义为测量过程，所赋予的值称为测量值或测量结果SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.815量具(Gage)„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，包括通过/不通过装置(go/nogodevice)16测量系统(Measurementsystem)„用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合„用来获得测量结果的整个过程SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.917标准standard¾用于比较的可接受的基准¾用于接受的准则¾已知数值，在表明的不确定度(uncertainty)界限内，作为真值(truevalue)被接受¾参考值(referencevalue)18分辨力discrimination„分辨力discrimination、可读性readability、分辨率resolution、最小的读数的单位、测量分辨率、刻度限度或探测限度„设计决定的固有特性„测量或仪器输出的最小刻度单位„以测量单位报告„1：10经验法则SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1019有效分辨率effectiveresolution„对于一个特定的应用，测量系统对过程变差的灵敏性„产生有用的测量输出信号的最小输入值„总是以一个测量单位报告20基准值referencevalue„人为规定的可接受值„需要一个可操作的定义„作为真值的替代SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1121真值truevalue„物品的实际值„未知的和不可知的22准确度accuracy„与真值或可接受的参考值“接近”的程度„包括了位置及宽度误差的影响SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1223偏倚bias„一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的差值„测量系统的系统误差分量基准值偏倚24稳定性stability„测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变差„偏倚随时间的变化时间SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1325线性linearity„在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚可能是不同的。„整个操作范围的多个并且独立的偏移误差的相互关系„测量系统的系统误差分量测量范围低端高端26精确度precision„重复读数彼此之间的“接近度”„测量系统的随机误差分量SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1427重复性repeatability„同一评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差„在固定和规定的测量条件下连续（短期）试验变差„系统内变差„基准不是必须的„影响所有的随机测量结果重复性28偏倚和精确度正确错误精确不精确SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1529再现性reproducibility„不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差„对于产品和过程条件，可能是评价人、环境（时间）或方法的误差„系统间（条件）变差„包括重复性、实验室、环境及评价人影响再现性30GRR或量具R&R„测量系统重复性和再现性合成的评估„测量系统能力„依据使用的方法，可能包括或不包括时间影响222重复性再现性σσσ+=GRRSGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1631测量系统能力、性能„测量系统能力(measurementsystemcapability)„测量系统变差的短期评估，如：“GRR”包括图形„测量系统性能(measurementsystemperformance)„测量系统变差的长期评估，长期控制图法32溯源性„测量的特性或标准值，此标准是规定的基准，通常是国家或国际标准，通过全部规定了不确定度的不间断的比较链相联系„与返回到一致同意的基准值或顾客与供应商之间“认同的标准”有联系„最终测量可溯源到满足顾客需求是很关键的SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1733测量不确定度„国际上用来描述一测量值质量的术语„测量实际值=测量的观测值（结果）±U„U扩展的不确定度（expandeduncertainty）扩展不确定度提供了一个区间，被测量值以较高的置信水准落于这个区间内cUμκ×=34测量不确定度„合成标准不确定度：估算的标准偏差，合成所有已评定的不确定度组分得到的总方差的正平方根„ISO/IEC测量中不确定度指南确定了足以代表正态分布的95%的不确定度的分布系数。通常认为K=2cμSGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.1835测量不确定度cUμκ×=测量值分布曲线均值μ+3σμ-3σμ-2σμ+2σ真值95.45%99.73%36测量标准体系国家标准一级标准二级标准三级标准准确度下降、成本降低、对环境更加稳健公司标准由公司的计量部门保持和使用工作标准，也称为生产标准，由生产人员保持和使用，用来校准在生产设备中使用的测量系统SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.19MSA_测量战略和策划MeasurementSystemsAnalysis38MSA_测量战略和策划„APQP的设计阶段„横向协调小组„决定测量系统„假设“正确”的工程产品设计（GD&T）和过程设计„预防性维护SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.2039出发点„APQP的设计阶段„精通测量系统的工程师有责任决定检验和试验并且指定合适的测量设备„校准人员是APQP横向协调小组的组成部分„一些变差是系统内在固有的„一些变差是系统执行过程中过失所带来的40如何决定测量„决定测量特性„决定评价需求„考虑特性的整个测量系统变差„决定可采用的设备SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.2141测量基准协调„建立贯穿制造过程和测量系统的基准„在讨论量具供应商的开发前，应假设“正确”的工程产品设计（GD&T）和“正确的”过程设计（在过程的适当时间和位置允许测量）42预防性维护„策划预防性维护应与测量过程策划相一致„在测量系统完全建立、开发、实施前进行预防性维护的策划„随时间进行收集并画图，确定测量过程的稳定性（链图、趋势分析）SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.2243报价评估„符合基本要求吗？„有超过标准的问题吗？„供应商展示了一种例外情况？为什么？„概念促进了简易性和可维修性？44可交付的文件„可复制的总成和详细的机械图（CAD或硬拷贝）„可复制的电器配线、原理和软件„经常使用或易损项目／细节的建议备件清单„机器维修手册SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.2345可交付的文件„作业准备、操作和机器运输要求的有用要求„校准说明„诊断树和发现修理故障指南„认证报告（适当时可追溯到NIST）„校准指导书„技术支持人员、系统操作员和维护人员可以使用的„用户手册46在供应商处的资格„全面的尺寸检验和功能测试„合格的测量设备和人员„外部独立的有资格的实验室„尺寸检验和／或测试的结果应与顾客设计和制造标准一致，并且应全部形成文件并可供顾客评审„初始的但却是正式的测量系统分析SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.2447在顾客处的资格„收到测量系统后，在开始测量分析之前，测量系统应进行全尺寸检验„对由供应商进行的全尺寸检查结果质量的信任以及没有潜在装运损坏平衡„比较装运前和装运后的结果时，应意识到由于测量系统的差异可能会在测量时有一些差异48文件的交付„CAD或硬拷贝图适用时，系统的过程流程图„用户手册„维护手册„备件清单„发现修理故障指南„校准指导书„特别注意事项SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.25MSA_测量问题MeasurementSystemsAnalysis50理想的测量系统„理想的测量系统在每次使用时，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„零方差„零偏倚„产品错误分类为零SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.2651测量系统评价„有效的分辨力„足够的敏感度„1：1052测量系统评价„测量系统必须稳定„在重复状况下，测量系统变差仅有普通原因而不是由特殊原因产生„统计的特性（误差）要一直保持在期望的范围内，并且足以满足测量的目的（产品控制或过程控制）SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo.,Ltd.2753测量系统变差的类型„偏倚„重复性„再现性„稳定性„线性54测量误差的来源„灵敏度„分辨率„精度„准确度„操作者