MSA量测系统分析

测量系统分析测量系统分析(MeasurementSystemAnalysis)(MeasurementSystemAnalysis)主讲：车鑫游戏A：判断每只铅笔“钝”还是“尖”A：判断每只铅笔钝还是尖B：测量每只铅笔笔芯露出部分的长度（mm，黑色部分）要求：组数≤8组员≥4时间＜20i时间＜20min影响产品质量特性的因素？材料机器人员材料员测量环境方法测量环境方法1.1为什么企业执行测量系统分析往往会失败？材料设备人员材料设备员测量环境方法测量环境方法1.2测量系统分析的历程NO3版NO4版N1版NO2版NO3版NO1版5年7年8年年/月1990.101995.22002.32010.62.测量系统的基础知识2.1数据的质量数据的类型◆数据的类型---计量型---计数型◆如何评定数据质量◆如何评定数据质量---测量结果与“真值”越小越好;---数据质量是用多次测量的统计结果进行评定.数据质量是用多次测量的统计结果进行评定◆计量型数据质量---均值与真值(基准值)之差(指数据相对基准位置);方差大小指数据分布---方差大小(指数据分布).◆计数型数据质量对产品特性产生错误分级的概率---对产品特性产生错误分级的概率I类错误,合格判为不合格;II类错误,不合格判为合格;,;2.2TS16949与MSA条文要求761测量系统分析7.6.1测量系统分析为分析在各种测量和试验设备系统的测量结果中的变差，应进行适当的统计研究，此要求应适用于在控制计划差，应进行适当的统计研究，此要求应适用于在控制计划中提及的测量系统。所用的分析方法及接受准则应与顾客关于测量系统分析的参考相致如客批准也使其它的析的参考手册相一致，如果顾客批准，也可使用其它的分析方法和接受准则。1.3MSA与APQP/CP、FMEA、PPAP和SPC的关系DFMEAPFMEAMSAMSASPCSPCPPAP（Ppk≧1.67)（Cpk≧1.33）样件CP试生产CP生产CP第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段第五阶段样件CP试生产CP生产CP计划和产品设计过程设计产品和反馈、评定确定项目和开发和开发过程确定和纠正措施样件制作试生产批量生产1.4测量误差Y=x+εY=x+ε测量值=真值(TrueValue)+测量误差戴明说没有真值的存在一致性测量系统误差的来源总误差总误差被测量对象误差被测量对象误差测量系统误差测量系统误差测量仪器误差测量仪器误差测量人员误差测量人员误差准确性线性稳定性重复性测量人员误差测量人员和被测量对象交互量系统引观察值σ2总值=σ2产品+σ2测量测量对象交互误差任何观测数据的误差，都是部件的实际误差和测量测量系统引起的误差观察值总误差部件差异引起的误差任何观测数据的误差，都是部件的实际误差和测量系统误差的总和。1.5基本术语◆量具任何用来获得测量结果的设备经常用来指用在生◆量具:任何用来获得测量结果的设备;经常用来指用在生产车间的设备;包括用来测量合格/不合格的设备.◆测量:赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关◆测量:赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系.◆测量系统:用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设测系统用来对被测特性赋值的操作程序具设备、软件以及操作人员的集合;用来获得测量结果的整个过程.人人设备材料测量过程数据方法环境输入输出输入输出3.测量系统的统计特性测量系统的统计特性理想的测量系统在每一次使用时,应只产生“正确”的测量结果,每一次测量结果应该是一个标准值.但由于种种原因影响不存这样理想的测量系统.且各种测量系统在不同统计特性(方差、偏倚均不同)尽管每一测量系统可能需要不同统计特性,但所有测量系统须共有:1.测量系统必须处于统计管制中,这就意味测量系统中的变差只能是普1.测量系统必须处于统计管制中,这就意味测量系统中的变差只能是普通原因而不是由特殊原因造成的;2.测量系统之变异必须比制造过程中变异小;3测量系统之变异须相对小于规格界限(公差带);3.测量系统之变异须相对小于规格界限(公差带);4.测量精度应高于制程变异/规格界限(公差带)较小者;一般来说为1/10;5.测量系统统计特性可能随被测项目改变而变化,若真如此,最大变差应小于制程变异或规格界限(公差带)较小者小于制程变异或规格界限(公差带)较小者.3.1测量标准的传递国际标准国际实验室国家标准国家实验室地方标准国家认可的校准机构检测设备制造厂公司标准企业的校准实验室制造厂测量结果生产现场3.2测量系统分析目的测量系统分析的主要目的是在所处环境下求得该测量系统的变异,进而分析此变异之类别与变异之程度.分析时应注意下列事项:------应设定量具之允收标准------量具间如何进行比对量具间如何进行比对------单一量具在修理前与修理后之比较------长期之测量能力评估------量具之管制作业3.3如何进行测量系统分析测量系统分析主要为初期分析与定期分析.前者是新购此测量系统时所执行,以评判测量系统统计特性是否合符期望;后者是在规定期限内所执行,以评判测量系统是否维持在可接受之状态中.测量系统分析作业步骤:测量系统分析作业步骤:1.建立必要之指导文件,例分析指导书,校正指导书等；2.建立必要之程序,以管制所有测量系统维持在正常及最佳状态；3须有合格之分析人员待分析之量具以及必要环境3.须有合格之分析人员,待分析之量具,以及必要环境；4.依据相关指导书执行作业；5.搜集足够之数据,再依据所使用之分析表格执行分析作业用分析搜集足够之数据,再依据所使用之分析表格执行分析作业用分析结论判定测量系统是可接受、有条件接受、不能接受。3.4评定测量系统步骤评定测量系统可分析两个阶段◆第一阶段是验证系统是否一直测量正确的变量.(了解测(量过程并确定测量系统能否满足需求)第一阶段主要有两个目的:1确定测量系统是否具备所需要统计特性1.确定测量系统是否具备所需要统计特性2.发现哪些环境因素对测量系统有显著影响◆第二阶段确定测量系统必须具什么样可接受统计特性◆第二阶段确定测量系统必须具什么样可接受统计特性第二阶段主要目的:验证测量系统一旦可行,应持续具有恰当的统计特性.常见“具量R&R”研究是第二阶段试验一种形式测量系统评定的两个阶段◆第阶段(使用前)◆第一阶段(使用前)---确定统计特性是否满足需要?---确认环境因素是否有影响?确认环境因素是否有影响?◆第二阶段(使用过程)---确定是否持续地具备恰当的统计特性?评价测量系统的三个基本问题评价测量系统的三个基本问题◆是否有足够的分辨力?◆是否有足够的分辨力◆是否统计稳定?◆统计特性用于过程控制和分析是否可接受?盲测法◆在实际测量环境下,在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下获得测量结果?进行评定的条件下,获得测量结果?向传统观念挑战◆长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报告的传统,是不能面临未来持续改进的市场挑战。3.5如何选择适当评定测量系统方法1.试验中是否应使用诸如那些可追溯至NIST的标准?如果是什么等级标准适合什么等级标准适合；2.对于第二阶段正在进行的试验,应考虑使用盲测；3.试验成本；3.试验成本；4.试验所需时间；5.任何其定义没有被普遍接受的术语应作出可操作的定义(度精度如准确度、精密度、重复性和再现性)；6.是否由这个测量系统取得的测量结果要与另一测量系统对比对比；7.第二阶段试验应每隔多久进行一次。3.6测量系统变差类别测量系统变差类别有五种:-------再现性(Repeatability)(py)-------重复性(Reproducibility)-------偏倚(Bias)()-------稳定性(Stability)-------线性(Linearity)(y)偏倚:测量真正值与观测值平均值之差再现性:同一作业员用同一量具测量同一值之差.用同一量具测量同一件产品重复测量所产生的变异重复性:不同作业员使用相同量具测量同一稳定性使用相同量测量系统测量系统五性五性量具测量同产品某一特性之差异稳定性:使用相同量具,测量同产品在不同时间实施测量,至少测量两组数据其五性五性少测量两组数据,其平均数据之差异线性:透过可能之操作范围测量至少两点数范围,测量至少两点数据,并计算出最大最小精确值之差异3.7分析测量系统变差作用◆接受新测量设备的准则◆接受新测量设备的准则；◆一种测量设备与另一种的比较；◆评价怀疑有缺陷的量具的根据◆评价怀疑有缺陷的量具的根据；◆维修前后测量设备之比较；◆计算制程变差以及生产过程的可接受水平◆计算制程变差,以及生产过程的可接受水平；◆作出量具特性曲线(GPC)的必要信息。偏倚偏倚:又称为准确度(Accuracy),是指测量平均值与真值之差值值.基准值基准值偏倚观测平均值偏倚1.在工具室或全尺寸检验设备上对基准件进行精密测量;2.认一位评价人用正被评价的量具测量同一零件至少10次;;3.计算出平均值.基准值与平均值之差表示测量系统偏倚.偏倚相对比较大的可能原因偏倚相对比较大的可能原因:™基准的错误™磨损的零件™磨损的零件™制造的仪器尺寸不对™仪器测量非代表性尺寸™仪器没有正确校准™评价人员使用仪器不正确偏倚---示例全尺寸检验设备确定的基准值为080该零件的过程全尺寸检验设备确定的基准值为0.80mm,该零件的过程变差为0.70mm.X1=0.75X2=0.75X3=0.80X4=0.80X5=0.65X10.75X20.75X30.80X40.80X50.65X6=0.80X7=0.75X8=0.75X9=0.75X10=0.70基准值X=7.5/10=0.75X=0.75偏倚=观察平均值-基准值=0.75-0.80=-0.05偏倚观察平均值基准值0.750.800.05偏倚占过程变差的百分比计算如下:偏倚%=100【│偏倚│/过程变差】││偏倚%=100【│0.05│/0.70】=7.1%再现性(Repeatability)再现性:又称为量具变异,是指用同一种量具,同一作业者,当多次测量同一零件之指定特性时所得之变异,以公式表示如多次测同零件指定特性时所得变异,公式表示如下:EV=R×K1,%EV=100(EV/TV)注为再现性为全变异再现性图标注:EV为再现性,TV为全变异再现性图标:R为所有作业者多次测量变异平均值K为再现性系数与测量次数有关K1,为再现性系数,与测量次数有关TV为全变异,TV=(R&R)2+(PV)2R&R为再现性与重复性PV为零件变异再现性再现性测量过程的再现性表明评价人的变异性是一致的.考虑评价人变异性的一种方法是认为变异性代表每位评价人造成的递增偏倚,若存在,每位评价人的所有平均值将会不同位评价人的所有平均值将会不同.评价人变异性或再现性可通过确定每一评价人所有平均值,然后从评价人最大平均值减去最小的得到极差(R0)来估算,再现性为5.15R0/d2*或365R或3.65RR0=216.9-216.3=0.6R/d*06/14104再现性515R/d*22R0/d2*=0.6/1.41=0.4再现性=5.15R0/d2*=2.2由于量具变差影响该估计值,必须减去重复性部分来校正.校正过的再现性=﹝5.15R0/d2*﹞2-﹝(5.15ơe)2/nr﹞=﹝2.2﹞2-﹝7.52/5*3﹞=1.01.0重复性(Reproducibility)重复性又称作业者变异是指不同作业者以相同量具测量相同产重复性:又称作业者变异,是指不同作业者以相同量具测量相同产品特性时,测量平均值之变异,以公式表如下:AV=(XDIFF×K2)2-(EV2/nr)%AV=100(AV/TV)(DIFF2)()()注:AV为重复性,TV为全变异XDIFF为不同作业者所测量之平均值之最大值与最小值之差异K为重复性系数与作业者之人数有关重复性图标K2为重复性系数,与作业者之人数有关重复性图标作业员a作业员b作业员cn为被测零件数目作业员作业员b作业员cn为被测零件数目r为位作业者测量次数重复性作业员ac重复性重复性测量过程的重复意味着测量系统自身的变异是一致的.