量測(cè)系統(tǒng)分析(MSA)知識(shí)講解(共15頁(yè)).ppt

1、量測(cè)系統(tǒng)分析(MSA)在汽車(chē)工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中，許多評(píng)價(jià)量測(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法被廣泛的應(yīng)用，其中包括：再現(xiàn)性(Repeatability)，再生性(Reproducibility)、精確度(Accuracy )、穩(wěn)定性(Stability)、與線(xiàn)性(Linearity)等。最常使用者為量具的再現(xiàn)性與再生性(Gauge R&R, Gauge Repeatability and Reproducibility)的評(píng)價(jià)法。評(píng)價(jià)一個(gè)量測(cè)系統(tǒng)的能力時(shí)，需要考慮三個(gè)基本問(wèn)題。此量測(cè)系統(tǒng)的鑑別力(Discrimination)是否足夠？此量測(cè)系統(tǒng)是否會(huì)隨著時(shí)間的變化呈現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象？測(cè)量的誤差(或變異)是否非常小

2、？若量具(gauge)的最小測(cè)量單位太大，以至於無(wú)法偵測(cè)製程的變異，則我們稱(chēng)之為缺乏鑑別力，量測(cè)系統(tǒng)是否有足夠的鑑別能力可以用管制圖(Control Charts)來(lái)判定。量測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)法量具準(zhǔn)確度(ACCURACY)準(zhǔn)確度是指量測(cè)平均值與真值之差，真值可藉各種可得之最準(zhǔn)確的量測(cè)設(shè)備之?dāng)?shù)次量測(cè)值之平均而得。真值準(zhǔn)確度量測(cè)平均值名詞定義： 量具(Gauge)：任何用來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的設(shè)備或工具。 量測(cè)系統(tǒng)(Measurement System)：操作程序、操作環(huán)境、量具、軟體 與人員等用以測(cè)量品質(zhì)特性數(shù)據(jù)的組合。量測(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)量測(cè)系統(tǒng)的品質(zhì)是依照其統(tǒng)計(jì)上的性質(zhì)加以評(píng)價(jià)，理想的量測(cè)系統(tǒng)通常是指擁有零

3、偏量(Zero bias)與零變異(Zero Variance) 的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。雖然各不同的量測(cè)系統(tǒng)可能各有其特定的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，但是都必須滿(mǎn)足下列規(guī)則：a.依照統(tǒng)計(jì)觀(guān)點(diǎn)，量測(cè)系統(tǒng)必須在控制之中。b.與製程的變異相比較，量測(cè)系統(tǒng)的變異必須很小。c.與規(guī)格相比較，量測(cè)系統(tǒng)的變異必須很小。d.量具的最小刻度增量必須比製程變異或規(guī)格為小，通常要求此最小 度的增量必須小於製程的變異或規(guī)格的1/10。量測(cè)系統(tǒng)通則評(píng)價(jià)一個(gè)量測(cè)系統(tǒng)是否適合其測(cè)量的功能，通常必須經(jīng)過(guò)二階段：1.依照統(tǒng)計(jì)性質(zhì)測(cè)試量測(cè)系統(tǒng)是否符合任務(wù)的要求，若測(cè)試結(jié)果可以 接受則此系統(tǒng)可以繼續(xù)使用；若無(wú)法接受，則此系統(tǒng)須校正或更換。2.每隔一段時(shí)間，

4、量測(cè)系統(tǒng)必須重覆測(cè)試其統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的適當(dāng)性，不論 是否有定期的請(qǐng)專(zhuān)人校正或維護(hù)量測(cè)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)測(cè)試的程序仍須定 期舉行，否則根本不知道請(qǐng)專(zhuān)人校正或維護(hù)的效果如何。 量測(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)測(cè)試程序必須完整的記錄下來(lái)，並建立檔案。量具再現(xiàn)性(REPEATABILITY)再現(xiàn)性是指一種量具，一位作業(yè)者，當(dāng)多次量測(cè)相同零件之指定特性時(shí)所得之變異。再生性量具再生性(REPRODUCIBILITY) 再生性是指不同作業(yè)者使用相同量具，當(dāng)量測(cè) 相同產(chǎn)品之特性時(shí)，量測(cè)平均值之變異。再生性操作者 A操作者 B操作者 C量具穩(wěn)定性(STABILITY) - 穩(wěn)定性是指在不同時(shí)間，一量具在量測(cè)相同樣件時(shí)所得之量測(cè)平均值之差，或指

5、相同樣件在量測(cè)一單一特性時(shí)經(jīng)過(guò)延伸時(shí)期所得之全變異。時(shí)間 2時(shí)間 1穩(wěn)定性量具線(xiàn)性(LINEARITY) - 線(xiàn)性是指量具在預(yù)期作業(yè)範(fàn)圍內(nèi)準(zhǔn)確值之差異?；鶞?zhǔn)值較小的偏差基準(zhǔn)值較大的偏差量測(cè)平均值(低量程)量測(cè)平均值(高量程)基準(zhǔn)值量測(cè)值無(wú)偏差偏差線(xiàn)性(變化的線(xiàn)性偏差)進(jìn)行Gauge R & R前的考慮重點(diǎn)在進(jìn)行Gauge R&R試驗(yàn)之前操作員的人數(shù)、被測(cè)量的零件數(shù)目、每一個(gè)零件被反覆測(cè)量的次數(shù)、被測(cè)量的零件特性、與測(cè)量的環(huán)境都必須先行決定。通?？紤]重點(diǎn)如下： 操作員：隨機(jī)選取幾個(gè)使用量具的操作員。這可以 讓我們?cè)u(píng)估量具對(duì)不同操作員的敏感度。 零件：自同一規(guī)格的零件中隨機(jī)選取5到10個(gè)零件進(jìn) 行

6、測(cè)量。 反覆測(cè)量的次數(shù)：每一個(gè)零件的量測(cè)特性被每一個(gè) 操作員反覆測(cè)量至少二次。假設(shè)我們有三個(gè)操作員、十個(gè)零件，每個(gè)零件被每一個(gè)操作員測(cè)量二次，則所測(cè)量出的數(shù)據(jù)可以填入附表量測(cè)系統(tǒng)研究之準(zhǔn)備在執(zhí)行量測(cè)系統(tǒng)研究之前應(yīng)有足夠的規(guī)劃及準(zhǔn)備，在執(zhí)行研在執(zhí)行量測(cè)系統(tǒng)研究之前應(yīng)有足夠的規(guī)劃及準(zhǔn)備，在執(zhí)行研 究前一般的準(zhǔn)備如下：究前一般的準(zhǔn)備如下：1. 方法在使用前應(yīng)先予確認(rèn)。2. 應(yīng)預(yù)先決定操作員人數(shù)、樣本數(shù)及重複量測(cè)次數(shù)，其考 慮的因素, 如：a. 重要尺寸: 重要尺寸因量具研究估計(jì)可信度需求之 理由 , 需較多的零件或量測(cè)次數(shù)。b.零件結(jié)構(gòu): 原材料或重型零件 , 需少樣本多次 量測(cè)。3. 如果可能，應(yīng)

7、自日常使用此量具的操作員中選擇測(cè)試者。4. 樣本應(yīng)在能代表整個(gè)作業(yè)範(fàn)圍的製程中挑選。5. 量具的刻度應(yīng)能直接讀取特性的預(yù)期製程變異的1/10值。例如，此特性的變異為0.001，則儀器可直接讀取的刻度應(yīng)不大於0.0001。Gage Repeatability and Reproducibility Data SheetAppraisr/Part :AverageTrial123456789101 A10.651.000.850.850.551.000.950.851.000.600.83220.601.000.800.950.451.000.950.801.000.700.8334Average

8、0.631.000.830.900.501.000.950.831.000.65 Xa=0.835Range0.050.000.050.100.100.000.000.050.000.10 Ra=0.056 B10.551.050.800.800.401.000.950.751.000.550.79720.550.950.750.750.401.050.900.700.950.500.7589Average0.551.000.780.780.401.030.930.730.980.53 Xb=0.7710Range0.000.100.050.050.000.050.050.050.050.05

9、 Rb=0.0511 C10.501.050.800.800.451.000.950.801.050.850.831220.551.000.800.800.501.050.950.801.050.800.831314Average0.531.030.800.800.481.030.950.801.050.83 Xc=0.8315Range0.050.050.000.000.050.050.000.000.000.05 Rc=0.0316 PartX=0.81 Average （Xp）0.571.010.800.830.461.020.940.781.010.67 Rp=0.5617 Ra=0.

10、05 +Rb=0.05 +Rc=0.03 / 3=R=0.0418 Max X=0.83 -Min X=0.77 =XDIFF0.0619R =0.04 xD4=3.27 *=UCLR0.1320R =0.04 xD4=0.00 *=LCLR0.00Gage Repeatability and Reproducibility Report Part No. and NameGage NameDate :Characteristics :Gage No.Performed by :Specification :Gage Type:From date sheet : R=0.04 XDIFF=0.

11、06Rp=0.56Measurement Unit Analysis% Total Variation (TV)Repeatability - Equipment Variation (EV)EV = RxK1%EV=100(EV/TV)=0.0383 x4.56TrialsK1=100(0.17/0.93)=0.17524.56 =18.70 %33.05Reproducibity- Appraiser Variation (AV)AV =(XDIFF x K2)2-(EV2/nr)%AV=100(AV/TV)=(0.06X2.7 )2 - (0.1752/10*2)=100(0.16/0.

12、93)=0.1572 =16.82 %n= number of partsAppraisers23 r=number of trialsK23.652.70Repeatability & Reproducibility ( R&R)R&R =(EV2+AV2)%R&R=100(R&R/TV)=(0.172 +0.162)=100(0.24/0.93)=0.24PartsK3=25.16 %23.65Part Variation (PV)32.70PV = RP x K342.30%PV= 100(PV/TV)=0.56x1.6252.08=100(0.90/0.93)=0.9061.93 =9

13、6.78 %71.82Total Variation (TV)81.74TV =(R&R2+PV2)91.67=(0.242 +0.902)101.62=0.93量測(cè)結(jié)果分析量測(cè)結(jié)果的分析，是基於每個(gè)因素對(duì)總變異或公差 所占的百分比。計(jì)算百分比時(shí)，公差可能替代總變 異作為分母。量規(guī)再現(xiàn)性和再生性(R&R)合格標(biāo)準(zhǔn)是：誤差在10%以下-量測(cè)系統(tǒng)可接受誤差在10%30%之間 - 考慮到應(yīng)用的重要性、量規(guī)的成本、維修的費(fèi)用等因素，可能也可以接受誤差超過(guò)30% 量測(cè)系統(tǒng)需要改善。盡力找出問(wèn)題所在並加以矯正 這些值不一定是量測(cè)系統(tǒng)的最終允收結(jié)果，量測(cè) 系統(tǒng)的績(jī)效也應(yīng)該用圖形方法進(jìn)行評(píng)估。111098765413121110987654321日期時(shí)間1讀23數(shù)45再現(xiàn)性全距管制圖R=R= LCL= LCL=全 距 (R 圖)SUMX=零組件名稱(chēng)計(jì)算管制極限值量測(cè)者A量測(cè)者