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MSA测量系统分析MeasurementSystemsAnalysis测量系统分析1、名词、术语2、测量过程3、测量系统误差类型4、测量系统分析方法5、顾客要求测量系统分析1、名词、术语1.1、测量：对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们对于特定特性之间的关系。1.2、量具：任何用来进行测量的装置，也包括通/止规。1.3、测量系统：是对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估，其所用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合，用来获得测量结果的整个过程1.4、测量系统分析：它使用数理统计和图表的方法对测量系统的误差进行分析,以评估测量系统对於被测量的参数来说是否合适,并确定测量系统误差的主要成份。2、测量过程2.1、测量系统误差的影响•Ⅰ不好的零件永远视为不好的零件•Ⅱ可能做出潜在的错误决定•Ⅲ好零件永远被视为好零件•“取伪”、“弃真”的过程发生在Ⅱ区。2、测量过程2.2、影响测量系统的因素：2、测量过程2.3、测量系统变差a.位置变差：准确度、偏倚、稳定性、线性b.宽度变差：精确度、重复性、再现性、GRR(量具和重复性、再现性)或GageR＆R（测量系统的重复性、再现性、测量系统能力、测量系统性能、敏感度、均一性、一致性等）位置的不同尺寸尺寸分布宽度不同2、测量过程2.4、好的测量系统a.具有足够的分辨力和敏感度测量增量＜测量目的10:1原则，即仪器的分辨力能将公差分成10份以上b.系统“受控”，在重复测量条件下，测量系统变差原因只能由普通原因造成c.为了产品控制，变差应小于规范限值d.为了过程控制，测量系统应小于制造过程变差一个理想的测量系统每次均产生“正确的”测量结果，零变差、零偏移2、测量过程2.5、为什么要进行测量系统分析？测量数据的广泛应用：探测、评价，如产品检验；还应用于探测、研究，如过程能力研究。数据质量决定了以数据为基础的程序的利益。数据的质量取决于处于稳定条件下进行操作的测量系统。如：过程能力分析之前需对测量系统进行分析3.1、偏倚(Bias)测量的观测平均值和基准值之间的差异3、测量系统误差类型3.2、线性(Linearity)整个量程范围的偏倚改变3、测量系统误差类型3.3、重复性(Repeatability)3、测量系统误差类型由一位评价人多次使用一种测量仪器，测量同一零件的同一特性时获得的测量变差3.4、稳定性(Stability)偏倚随时间的变化3、测量系统误差类型3.5、再现性(Reproducibility)五大核心工具简介--MSA由不同的评价人使用同一个量具，测量一个零件的一个特性时产生的测量平均值的变差。3.6、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)3、测量系统误差类型4、测量系统分析方法4.1、常用测量系统分析方法分类基本计量型极差法、均值与极差法、方差分析法、偏倚、线性、控制图法备注基本计数型信号探测法、假设试验分析法、※小样法不可重复的（破坏性试验）控制图法复合的系统、量具或试验标准控制图法、方差分析法、回归分析法4、测量系统分析方法4.2、测量系统分析的顺序偏倚稳定性线性重复性再现性GRR4、测量系统分析方法4.3、测量系统分析对象◆列入控制计划的测量系统◆是否每一个都要做：相同的系列测一个长度游标卡千分尺力学电子称拉力机4、测量系统分析方法4.4、量具R&R或GRR量具R&R或GRR是重复性和再现性合成变差的一个估计。换句话说，GRR等于系统内部和系统之间的方差的总和。4、测量系统分析方法4.4.1、量具R&R或GRR分析方法均值和极差法（X＆R）是一种提供测量系统重复性和再现性估计的数学方法。值得注意的是，均值和极差分析方法忽略了被测量的对象零件的内变差（如零件的圆度、锥度、平面度等）。分析步骤：◆由分析人员从现场抽取10个零件，作为样本，代表过程变差的实际或预期范围。◆指定三位在生产中实施测量的检验人员作为评价人。对抽取的10个零件进行编号，评价人应不能看到这些编号。4、测量系统分析方法4.4.2、量具R&R或GRR分析◆请评价人A以随机的顺序测量抽取的10个零件，由分析人员依据零件的编号将测量结果记录在《量具重复性和再现性数据表》上。◆请评价人B和C分别对这10个零件按随机的顺序进行测量，并让他们互不知道对方的测量结果。由分析人员将评价人B和C的测量结果分别按《量具重复性和再现性数据表》的对应关系填写记录数据。测量系统分析—R&R均值和极差法4、测量系统分析方法4.4.3、数据计算依据表格《量具重复性和再现性数据表》进行计算。a）用第1、2、3行中的最大值减去它们中的最小值，把结果记入第5行。用第6、7、8行中的最大值减去它们中的最小值，把结果记入第10行。用第11、12、13行中的最大值减去它们中的最小值，把结果记入第15行；b）把填入5、10、15行的数据变为正数；c）把第5行的数据相加并除以零件数量，得到评价人A的测量平均极差Ra。同样对第10行、第15行的数据进行处理得到Rb和Rc；4、测量系统分析方法d）将第5、10、15行的测量平均极差（Ra、Rb、Rc）转记到第17行，将它们相加并除以评价人数，将结果记为R（所有极差的平均值）；e）将R（所有极差的平均值）记入第19行、20行并与D3和D4（控制图常数）相乘，得到极差图的控制下限和上限。如果进行2次实验则D3值为零，D4值为3.27。将计算出的单个极差的上限值（UCLR）填入第19行。少于7次测量的控制下限极差值（LCLR）等于零。h）将第1、2、3行的“平均值”相加，除以实验次数，并将结果填入第4行的Xa栏内。同样，将第6、7、8行的“平均值”相加，将11、12、13行的“平均值”相加，然后分别除以实验次数，并将结果填入第9行、14行的Xb、Xc栏内。4、测量系统分析方法f）以计算出的极差上限值（UCLR）为对照，对那些大于计算极差的数据进行分析并采用原来的量具、零件和评价人重新进行实验，或剔除那些数据并重新计算平均值；根据修改过的样本容量重新计算所有极差的平均值R及极差的上限值（UCLR）；这样做的目的是纠正造成失控状态的特殊原因。g）将1、2、3/6、7、8/11、12、13行中数值相加。把每行数值之和除以零件数并将结果填入《量具重复性和再现性数据表》中最右边“平均值”栏内。4、测量系统分析方法i）将第4行、第9行、第14行的平均值中的最大值和最小值相减，将差值填入第18行中标有XDiff的栏内。j）将每个零件的所有测量值相加并除以总的测量次数（实验次数乘以评价人数）；将结果填入第16行零件平均值的栏中。用此行中最大的零件平均值减去最小的零件平均值，求出零件平均值的极差Rp，也填入表格16行最右边的“平均值”栏内。k）将所有极差的平均值R，平均值中的最大值和最小值之差Xdiff和零件平均值的极差Rp的计算结果转填入《量具重复性和再现性报告》表格。l）填写表格《量具重复性和再现性报告》文头所要求的内容。4、测量系统分析方法m）在表格左边标有“测量系统分析”的栏内，依据给定的公式，选择适当的参数，进行计算。n）在表格右边标有“总变差%”的栏内，依据给定的公式进行计算。o）检查计算结果，确认没有计算和其它错误。三个重要的数值“R”将第5、10、15行的测量平均极差（Ra、Rb、Rc）转记到第17行，将它们相加并除以评价人数，将结果记为“R”（所有极差的平均值）；“XDIFF”将第4行、第9行、第14行的平均值中的最大值和最小值相减，将差值填入第18行中标有XDIFF的栏内。“Rp”用16行中最大的零件平均值减去最小的零件平均值，求出零件平均值的极差Rp4、测量系统分析方法4.4.4、结果-数值分析根据《量具重复性和再现性报告》的计算结果，对设备变差、评价人变差、重复性和再现性变差、零件变差占整个测量系统的过程变差的百分比进行评价，以确定测量系统是否被允许用于预期的测量用途。测量系统分析—R&R均值和极差法4、测量系统分析方法4.4.5、GRR（量具的重复性、再现性）接收准则GRR决策意见≤10%可接收的测量系统过程控制图10%—30%可能接受，需得到顾客同意根据测量应用重要性、测量装置成本、维修费等因素决定（可用于检验）≥30%不可接受需完善4、测量系统分析方法接收准则ndc:区别分类数，ndc≥5时测量系统方可接受。分析：EV%：设备误差（重复性）；AV%：操作者误差（再现性）EV%＞AV%仪器需维修；零件变差大；可能需要重新设计量具；需对夹紧装置/固定装置改进AV%＞EV%评价者需培训；量具需校准；刻度的不清晰Pv%零件变差例4、测量系统分析方法4.5、计数型测量仪表分析--小样法测量方法：2人，每人测20个零件，测量二次接收准则：所有评价全部一致例5、顾客要求福特要求计量型：10个零件3个人、3次计数型：50个零件，3个人、3次