MSA測量系統(tǒng)培訓.ppt

測量系統(tǒng)分析MeasurementSystemsAnalysis 目的 簡要介紹測量系統(tǒng)分析的基本知識目標 掌握測量系統(tǒng)的概念針對不同形式的測量 試驗設(shè)備應(yīng)用MSA方法評價MSA結(jié)果 測量系統(tǒng)分析 目錄 1 測量系統(tǒng)分析簡介2 相關(guān)術(shù)語與定義3 測量系統(tǒng)的變差4 相關(guān)的統(tǒng)計概念5 測量系統(tǒng)研究準備6 測量系統(tǒng)的評估方法7 計量型測量系統(tǒng)的評估方法穩(wěn)定性線性量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性 極差法 均值極差法 方差分析法 測量系統(tǒng)分析 目錄 續(xù) 8 計數(shù)型測量系統(tǒng)的評估方法交叉表法解析法9 復(fù)雜的和非重復(fù)的測量系統(tǒng)分析10 測量系統(tǒng)分析應(yīng)用流程 測量系統(tǒng)分析 1 測量系統(tǒng)分析簡介 測量系統(tǒng)分析 理想的測量系統(tǒng)只產(chǎn)生 正確 的測量結(jié)果每次測量結(jié)果總應(yīng)該與一個標準相一致具有零變差 零偏倚和對所測的產(chǎn)品錯誤分類為零概率的統(tǒng)計特性 測量系統(tǒng)分析 測量與過程的類比將測量過程看作產(chǎn)生數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程這使我們可以使用統(tǒng)計過程控制中的所有概念 原理和工具 測量系統(tǒng)分析 變差來源 測量系統(tǒng)分析 好的測量系統(tǒng)足夠的分辨率和靈敏度 測量分量應(yīng)該小于相關(guān)的過程變差或工程規(guī)范統(tǒng)計受控 變差僅來源于普通原因測量系統(tǒng)變異與過程變異相比必須相對較小 用于過程控制測量系統(tǒng)變異與工程規(guī)范相比必須相對較小 用于產(chǎn)品控制 測量系統(tǒng)分析 2 相關(guān)術(shù)語與定義 測量系統(tǒng)分析 術(shù)語量具 任何用來獲得測量結(jié)果的裝置 包括判斷通過 不通過的裝置 測量 賦值 或數(shù) 給具體事物以表示它們之間特定特性的關(guān)系 測量系統(tǒng) 用來獲得測量結(jié)果的整個過程 測量系統(tǒng)分析 定義標準 根據(jù)普遍認同的意見使之作為比較的基礎(chǔ) 是一個可接受的模型 由某一權(quán)力機構(gòu)確定和建立 可能是一件人工制品或總效果 參考標準 所進行的測量可追溯的 地方 標準 可得到的最高計量質(zhì)量標準 測量系統(tǒng)分析 定義基準值 一個人工制品或總效果值用作約定的比較參考真值 零件的 實際 測量值 是不知道并且不可知的 是測量過程的目標 參考值被用作真值的最佳近似值 測量系統(tǒng)分析 定義分辨力 儀器的最小刻度值如果測量系統(tǒng)不能探測變差 則其不可接受至少是被測量范圍的十分之一分級數(shù) ndc 將零件變差與測量系統(tǒng)的寬度相比較建議ndc 5 測量系統(tǒng)分析 3 測量系統(tǒng)的變差 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)的變差位置變差 偏倚穩(wěn)定性線性寬度變差 分散 重復(fù)性再現(xiàn)性量具R R 測量系統(tǒng)分析 偏倚測量結(jié)果的平均值與真值 基準值的差值對測量系統(tǒng)的系統(tǒng)性誤差的測量可能的原因包括 校準不當 儀器磨損 基準磨損或損壞 測量系統(tǒng)分析 穩(wěn)定性測量系統(tǒng)在某一階段時間內(nèi) 測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量變差是測量隨時間的變化可能的原因包括 儀器老化 儀器需要校準 環(huán)境變化 測量系統(tǒng)分析 線性在設(shè)備的預(yù)期操作范圍內(nèi)偏倚的變化可能的原因包括 儀器設(shè)計缺乏穩(wěn)健性 應(yīng)用錯誤的量具 儀器磨損 測量系統(tǒng)分析 重復(fù)性一個評價人 使用同一個測量儀器 多次測量用一零件的同一特性時獲得的測量值變差普通原因變差 隨機誤差 或系統(tǒng)內(nèi)部變差可能的原因包括 零件內(nèi)部變差 設(shè)備內(nèi)部變差 評價人內(nèi)部變差 測量系統(tǒng)分析 重復(fù)性 測量系統(tǒng)分析 再現(xiàn)性不同的評價人 使用相同的測量儀器 測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差系統(tǒng)之間的平均變差手動儀器受操作者技能影響通常是實際情況可能的原因包括 方法之間變差 評價人之間變差 測量系統(tǒng)分析 再現(xiàn)性 再現(xiàn)性 測量系統(tǒng)分析 量具R R評價重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成變差 測量系統(tǒng)分析 4 相關(guān)的統(tǒng)計概念 測量系統(tǒng)分析 主題平均值和標準差常用分布區(qū)間估計置信區(qū)間置信水平假設(shè)檢驗 臨界值法假設(shè)檢驗 P value法方差分析 測量系統(tǒng)分析 過程模式變差存在于所有過程中理解并減少變差是改進的關(guān)鍵 測量系統(tǒng)分析 測量過程輸出變差 測量系統(tǒng)分析 過程輸出可能如何變化 測量系統(tǒng)分析 位置測量 寬度測量 標準差 測量系統(tǒng)分析 一些常用分布不同的概率分布用于模擬不同的數(shù)據(jù)類型 這使數(shù)據(jù)分析變的更容易 測量系統(tǒng)分析 正態(tài)分布 測量系統(tǒng)分析 t分布 測量系統(tǒng)分析 F分布 測量系統(tǒng)分析 使用樣本統(tǒng)計估計總體參數(shù) 測量系統(tǒng)分析 哪一個樣本均值是對總體均值的正確估計 測量系統(tǒng)分析 區(qū)間估計 測量系統(tǒng)分析 置信區(qū)間 測量系統(tǒng)分析 置信水平 測量系統(tǒng)分析 置信區(qū)間公式 測量系統(tǒng)分析 假設(shè)檢驗 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 假設(shè)檢驗步驟 臨界值法 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 5 測量系統(tǒng)研究準備 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)研究的淮備先計劃將要使用的方法 例如 通過利用工程決策 直觀觀察或量具研究決定 是否評價人在校準或使用儀器中產(chǎn)生影響 有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性 不同人之間 影響可以忽略 例如按按鈕 打印出一個數(shù)字 評價人的數(shù)量 樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定 在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下 尺寸的關(guān)鍵性 關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和 或試驗 原因是量具研究評價所需的置信度 零件結(jié)構(gòu) 大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)研究的淮備由于其目的是評價整個測量系統(tǒng) 評價人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選 樣品必須從過程中選取并代表其整個工作范圍 有時每一天取一個樣本 持續(xù)若干天 這樣做是有必要的 因為分析中這些零件被認為生產(chǎn)過程中產(chǎn)品變差的全部范圍 由于每一零件將被測量若干次 必須對每一零件編號以便識別 測量系統(tǒng)分析 取樣的代表性1 不具代表性的取法 測量系統(tǒng)分析 具代表性的取法 取樣的代表性2 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)研究的淮備儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過程變差的十分之一 例如特性的變差為0 001 儀器應(yīng)能讀取0 0001的變化 確保測量方法 即評價人和儀器 在按照規(guī)定的測量步驟測量特征尺寸 測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析執(zhí)行注意點測量應(yīng)按照隨機順序 以確保整個研究過程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機分布 評價人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號 以避免可能的偏倚 但是進行研究的人應(yīng)知道正在檢查那一零件 并記下數(shù)據(jù) 在設(shè)備讀數(shù)中 讀數(shù)應(yīng)估計到可得到的最接近的數(shù)字 如果可能 讀數(shù)應(yīng)取至最小刻度的一半 例如 如果最小刻度為0 0001 則每個讀數(shù)的估計應(yīng)圓整為0 00005 研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細認真的人員進行 每一位評價人應(yīng)采用相同方法 包括所有步驟來獲得讀數(shù) 6 測量系統(tǒng)的評估方法 測量系統(tǒng)分析 MSA方法分類 測量系統(tǒng)分析 MSA 計量型 計數(shù)型 破壞型 計量型MSA 測量系統(tǒng)分析 計量型 位置分析 寬度分析GR R 穩(wěn)定性分析 偏倚分析 線性分析 重復(fù)性分析 再現(xiàn)性分析 穩(wěn)定性分析 計數(shù)型MSA 測量系統(tǒng)分析 計數(shù)型 交叉表法 解析法 7 計量型測量系統(tǒng)的評估方法 測量系統(tǒng)分析 穩(wěn)定性取一個樣本并建立其基準值定期 天 周 測量樣本3 5次將數(shù)據(jù)畫在Xbar R或Xbar S控制圖上建立控制限并評價失控或不穩(wěn)定狀態(tài) 當沒有出現(xiàn)明顯的特殊原因時 測量系統(tǒng)是穩(wěn)定的 測量系統(tǒng)分析 穩(wěn)定性 示例 測量系統(tǒng)分析 為了確定某一新測量儀器的穩(wěn)定性是否可接受 選取了接近中間值得一個零件 經(jīng)測量該零件參考值為6 01 每班測量該零件5次 共測了四周 共20個子組 控制圖表明沒有出現(xiàn)明顯的特殊原因時 該測量系統(tǒng)是穩(wěn)定的 線性選擇g 5個零件 這些零件測量值覆蓋量具的操作范圍 用全尺寸檢驗測量每個零件以確定其基準值 由一名操作者測量每個零件m 10次 隨機地 計算每次測量的零件偏倚以及零件偏倚均值 測量系統(tǒng)分析 線性畫出偏倚均值和相關(guān)基準值 并確定置信帶 測量系統(tǒng)分析 線性用R2檢查置信帶的可接受性 一般的準則是 測量系統(tǒng)分析 線性進行有關(guān)線性的假設(shè)檢驗 測量系統(tǒng)分析 線性進行有關(guān)偏倚的假設(shè)檢驗 測量系統(tǒng)分析 線性 示例在測量系統(tǒng)操作量程內(nèi)選擇5個零件 并且已經(jīng)確定其基準值 由領(lǐng)班分別測量每個零件12次 并且計算它們的偏倚 測量系統(tǒng)分析 線性 示例 測量系統(tǒng)分析 線性 示例 測量系統(tǒng)分析 線性 示例 測量系統(tǒng)分析 線性 示例 測量系統(tǒng)分析 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性極差法快速提供測量變異的近似值 但是不能分解為重復(fù)性和再現(xiàn)性均值極差法提供測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性兩個特性 但不是它們的交互作用方差分析法 測量系統(tǒng)分析 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性GRR應(yīng)依據(jù)過程的應(yīng)用范圍來進行 測量系統(tǒng)分析 極差法要求 1 評價人數(shù)m 2 典型的是2 2 零件數(shù)g 2 典型的是5 3 測量次數(shù) 1 4 標記每個零件 評價人按隨機順序測量零件 5 清楚地顯示測量結(jié)果是如何得到的 測量系統(tǒng)分析 極差法程序 1 將測量結(jié)果記錄在一表格中 2 計算每一零件測量結(jié)果的極差 3 將極差求和得到總極差 4 將總極差除以零件數(shù)得到平均極差 測量系統(tǒng)分析 極差法程序 5 計算GRR 6 計算 GRR 測量系統(tǒng)分析 接受準則 指南 測量系統(tǒng)分析 極差法 舉例 測量系統(tǒng)分析 均值極差法評價人數(shù) 測量次數(shù)和零件數(shù)可能改變 但分析應(yīng)按如下步驟進行 步驟1到4參見表11 指定評價人A B和C 將零件按1至10編號 評價人不能看到編號 2 分析之前校準量具 3 讓評價人A以隨機的順序測量10個零件 并將結(jié)果記錄在第1行 讓評價人B和C重復(fù)相同的過程 并互相不看對方的數(shù)據(jù) 然后將結(jié)果分別記錄在第6行和第11行 4 用不同的隨機測量順序重復(fù)該循環(huán) 將數(shù)據(jù)記錄在第2 7和12行 測量系統(tǒng)分析 均值極差法 測量系統(tǒng)分析 表1 測量系統(tǒng)分析 表1 測量系統(tǒng)分析 均值極差法 表格樣式 實際例子 方差分析法 ANOVA 這種方法的原理與前面介紹的單因子ANOVA類似 將總變差分解成4部分 零件 評價人 零件與評價人之間的交互作用以及設(shè)備的重復(fù)誤差 因為涉及兩個因素 零件和評價人 所以需要使用雙因子ANOVA 較之均值極差法 它的優(yōu)點是 具有處理任何實驗室裝置的能力可以更精確的估計方差評價了料件和人的交互作用影響在應(yīng)用計算機的情況下 推薦使用 測量系統(tǒng)分析 方差分析法 ANOVA 測量系統(tǒng)分析 收集數(shù)據(jù) 選取10個零件 3個評價人 實驗以隨機的順序使評價人和每個零件結(jié)合3次 與均值極差法相似 即測量后 共產(chǎn)生90個數(shù)據(jù) 表格樣式 實際例子 GRR分析 測量系統(tǒng)分析 GRR分析 接受標準 測量系統(tǒng)分析 GRR30 測量系統(tǒng)不能接受 須予以改進 必要時更換量具或?qū)α烤咧匦逻M行調(diào)整 并對以前所測量的庫存品再抽查檢驗 如發(fā)現(xiàn)庫存品已超出規(guī)格應(yīng)立即追蹤出貨通知客戶 協(xié)調(diào)處理對策 Ndc 5 8 計數(shù)型測量系統(tǒng)的評估方法 測量系統(tǒng)分析 計數(shù)型測量系統(tǒng) 測量系統(tǒng)分析 交叉表法 測量系統(tǒng)分析 程序 從過程中收集至少五十個零件來進行 根據(jù)其基準值將每一零件分為 接受 或 拒絕 方針 45 接受 45 拒絕 10 在邊緣 選取三位評價人以一種能防止評價人偏倚的方式三次測量所有零件 每一個評價人隨機地測量所有的樣本 并記錄結(jié)果 交叉表法 測量系統(tǒng)分析 一個典型的用于計數(shù)型量具研究風險分析法的表格如下 表格樣式 實際例子 交叉表法 測量系統(tǒng)分析 系統(tǒng)評定指南 1 Kappa系數(shù) 75 2 滿足下表 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 解析法 測量系統(tǒng)分析 9 復(fù)雜的和非重復(fù)的測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析 關(guān)于復(fù)雜的和非重復(fù)的測量系統(tǒng) 測量系統(tǒng)分析 MSA參考手冊的重點是針對能重復(fù)讀值的測量體統(tǒng) 但并不是所有的測量系統(tǒng)都有這種特性 如 破壞性測試 零件