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杨劲松2003、3、12目录测量系统的评价（MSA）★测量系统的概念★离散型数据评价★连续型数据评价★破坏性实验评价项目叙述ProcessMap流程图C&EMatrix因果矩阵初步的FMEAMSA测量系统分析流程能力研究Multi-VariStudies多变量分析测量MEASURE分析ANALYZE改善IMPROVE控制CONTROLDOE试验设计(或其他改善方法)控制计划交接训练最终流程能力研究项目责权移交最终项目报告项目追踪MSA（测量系统）的概念测量系统的评估１．测量系统必须证明具有充分的敏感度：★必须具有充分的辨别力；★必须敏感的、有效的探测产品或流程的变化．２．测量系统必须稳定：★测量系统的变化应尽量排除特殊原因的干扰．３．测量系统的误差在预期范围内要一致，并且对于所测量的目标（产品或流程）而言是充分的．测量系统的构成要素•测量工具：-硬件-软件•使用这些工具的所有步骤：-选择测量员-设定并执行各步骤-离线计算及资料登录-校准频率及技术测量系统的误差:★偏差、重复性、再现性、稳定性、和线性．测量系统变化的类型1.接受测量仪器的标准2.将仪器相互比较3.将怀疑为不良的量具的评价作为基础4.修理测量仪器前后要比较5.计算流程变化的必需成分和产品流程的可接受程度6.开发量具性能曲线（GPC）的必要信息，其可以表明接受部分真值的可能性测量&测试仪器参考标准转换标准校正标准转换标准工作标准检查标准主值主值不同标准间的关系术语•Discrimination(鉴别力)•与“Accuracy（精确性）”相关用词-TrueValue（真正值）-Bias（偏差）-Linearity（线性相等）•与“Precision（变异性）”相关用词-Repeatability（重复性）-Reproducibility（重现性）•Stability（稳定性）-Linearity（线性相等）直尺卡尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.2791鉴别力•分辨率是：检测特性的微小的变化的能力.•当仪器不能辨别工件偏差或确定单个零件特性数值偏差时，分辨率不可以接受.•不能够检测工艺偏差和特殊原因造成的偏差.Discrimination鉴别力系统所能量测出的小数位数。测量渐进单位应为产品规格或流程变异计量单位的10分之1鉴别力不足12345鉴别力良好12345测量的鉴别力0.1350.1400.145510152025UCL=0.1444Mean=0.1397LCL=0.135000.000.010.02UCL=0.01717R=0.00812LCL=0-Xbar/R表辨别力=.001MWCC6sigma控制和分析活动中流程分布的不同类型数目的影响种类的数目可以用于控制，只有当：控制分析1）当流程变化与规格比较时，其值小2）在预期流程变化范围内，损失功效是扁平的3）变化的主源引起平1）对于评估流程参数和指数是不能接受的2）只表示流程是否正在产生一致或不一致部分1）基于流程分布，可以使用半变量控制技术2）可以产生非敏感变量控制图1）可以使用变量控制图1）一般来讲，由于它只提供粗略的估计，所以对估计流程参数和指数来说，是不能接受的1）可推荐均变化1数据类2-4数据类5或更多数据类Accuracy(精确性）•Accuracy–测量值的平均数是否偏移TrueValue?•TrueValue(真正值）-理论上正确的数值-NIST国家标准•偏差-所有测量平均值与TrueValue的离差-Amounttool持续的远离中心点-系统性误差或offset标准数值(参考标准)平均值测量精确性精确性是指：标准值和实际测量值之间的差异。标准值是指：制作测量工具的标准抽样或国家公认机关使用的标准品测量值标准值精确性称之为偏移（Bias）Bias(偏差）Averageofmeasurementaredifferentbyafixedamount测量平均值会有一固定的差异Biaseffects包括：•操守作者偏差-不同的操作者即使测量同一物件，平均值也会造成可察觉的不同•仪器偏差-不同的仪器即使侧量同一物件，平均值也会造成可以察觉的不同MasterValue仪器二平均数仪器一偏差量仪器二偏差量仪器一平均数Precision（变异性）•名词：RandomError,Spread,Test/Retesterror•测量系统中的总变异MSrptrpd•测量重复值的自然变异•重复性与再现性=σ2+σ2σ2•测量系统固有的变异性•在绝对不变的情形下，对相同变量重复测量所产生的变异-相同操作者-相同设定-相同零件-相同环境条件-短期•由重复值的Pooledstandarddeviation估计所得•Repeatability总是比系统的总变异要小重复性变异MasterValue平均数由相同人员使用相同仪器对相同零件、相同特性进行连续测量所得的误差test–retesterror。也可称为。被用来估计短期变异良好的Repeatability不良的Repeatability平均数重复性变异•在不同状况下进行测量所得之变异•从不同测量状况所得测量值平均数的标准差估计所得-不同操作者-不同设定-不同测试零件-不同环境条件状态-长期再现性变异检验员A检验员B检验员C检验员A检验员B检验员C由不同人员操作相同或不同的仪器，测量同一特性所得的测量平均值的差异MasterValue良好Repeatability不良Repeatability操作员1操作员2操作员3操作员1操作员2操作员3再现性变异测量的线性线性是指：在测量范围内发生的正确度的差异．测量值真实值测量值LSLUSL精确度偏差大精确度偏差小仪器2仪器1精确性直线性没有成为问题仪表2精确性直线性成为问题仪表1测量单元.1.01.001.0001测量单元.1.01.001.0001Linearity（线性相等）仪器测量能力范围内，Accuracy或Precision值的差异测量工具1：Linearity于此是个问题测量工具2：Linearity于此是问题AccuracyAccuracyMeasurementUnitsMeasurementUnits●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●00●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●Stability（稳定性）•描述为nodrift,suddenshifts,cyclictrends,etc.•使用趋势图（TrendChart）来评估•定义为测量值的平均数及标准差，即使经过长时间后亦能维持相同并可预测校验数值(参考标准)时间1时间2测量稳定性稳定性是指：对同一部品间隔一段时间测量所得平均的差异．Time2Time1测量系统的磨损，气温，温度等对测量结果的影响经过长时间对Accuracy或Precision变化的评估MasterValue稳定性良好时间点1时间点2时间点3MasterValue稳定性不良时间点1时间点2时间点3Stability（稳定性）Stability（稳定性）范例CalibrationStabilityCalibrationStability1/8/978508608708808909009109209309409507307407507607707807908008108204/17/966/26/969/18/9612/11/962/21/974/3/966/19/968/21/9610/30/96Date/TimeDate/TimeDCMStandardDCMStandard测量程序•理想的测试系统需要每次产生真正的测量结果•测量系统的品质是以统计特质来描述其特征•测量程序应该包含：-设计与验证-持续的能力评估-控制-修正与再验证•特质-必须在统计统计控制中-相对于产品规格，其变异性必须要小-Discrimination的单位应该精细至产品规格或流程变异的十分之一-相对于流程变异，其变异性必须要小测量系统的基本模式测量系统能力未修复偏差或线性重复性和再现性（%R&R）σ2=σ2+σ2测量系统性能测量系统能力稳定性连贯性σ2=σ2+σ2σ2+流程测量思路1.实际流程能力设计流程能力流程总变异量实际产品变异量测量系统变异量再现性重复性2.“流程总变异量”的基本模式：σ2=σ2+σ2=σ2+σ2+σ2测量总变量产品再现重复产品流程变异的总和产品变异（真正的变异）测量变异总变异（观察所得变异）变异的基本模式总体变异产品变异测量系统变异σ2=σ2+σ2测量变异重复性再现性σ2=σ2+σ2测量变异的来源工具工作方法MechanicalinstabilityWearElectricalinstabilityAlgorithminstabilityEaseofDataEntryOperatorTrainingCalibrationFrequencyMaintenanceStandardSufficientWorkTimeStandardProceduresOperatorTechniqueHumidityCleanlinessVibrationLineVoltageVariationTemperatureFluctuation测量变异环境因素流程变异的可能来源ObservedProcessVariationActualProcessVariationMeasurementVariationLong-termProcessVariationShort-termProcessVariationVariationw/isampleVariationdueto量?工具VariationduetooperatorsRepeatabilityCalibrationStabilityLinearity要描述真正的流程变异，必须确认测量系统本身的变异并从变异扣除流程“Repeatability”（重复性）及“Reproducibility”（再现性）是测量误差的主要的来源需获得的资讯•测量误差的程度有多严重？•测量误差的来源何在？•经过长时间使用，工具是否仍维持稳定？•该工具是否胜任这个分析？•如何改善测量系统？测量系统的评价1.测量能力指标（适合性）：P/T值→测量精确度/产品公差*注意：5.15标准差代表99%的测量系统变异，5.15标准差为工业标准P/T=公差5.15×σ×100%●判断标准：●最佳情形：≤10%●可接受情形：≤30%2.测量变异指标：%R＆R值→测量变异量/流程总变异量%R＆R=σ测量σ总变量×100%●判断标准：●最佳情形：≤10%●可接受情形：≤30%P/T=20%P/T=50%P/T=100%%R＆R=20%%R＆R=100%%R＆R=50%测量系统变异（Ⅰ）产品公差LSLUSL观察所得流程变异（总）一、二、三、一、①测量此流程的系统选择较恰当，P/T=20%＜30%;②测量系统本身差异也可忽略，%R&R=20%＜30%;③该流程总变异量等于产品公差，说明能满足产品的设计公差要求．二、①选用的测量系统不合适，P/T=50%＞30%;②测量系统本身变异过大,无法忽略，%R&R=50%＞30%;③因此,观察所得流程总变量不准确,能否满足产品公差要求,不可知.④建议:改变测量系统；重新校正测量系统；重新测量流程变异.三、①选用的测量系统完全不合适，P/T=100%＞30%;②测量系统变异大得已经盖流程变异的真实体现，%R&R=100%＞30%;③观察所得流程变异值已无意义.④建议:改变测量系统；重新校正测量系统；重新测量流程变异.测量系统变异（Ⅰ）说明P/T=50%P/T=100%P/T=200%%R＆R=25%%R＆R=100%%R＆R=50%测量系统变异（Ⅱ）产品公差LSLUSL观察所得流程变异（总）一、二、三、测量系统变异（Ⅱ）说明一、①该测量系统不合适，无法正确分辨产品规格，P/T=50%＞30%;②该测量系统变异尚可接受，并忽略，