MSA的統(tǒng)計特性與分析時機

1、 測量系統(tǒng)分析Measurement Systems Analysis一、測量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計特性v 測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中，這意味著測量系統(tǒng)中的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性。v 測量系統(tǒng)的變差必須比制造過程的變差小。v 變差應(yīng)小于公差帶。v 測量精度應(yīng)高于過程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測量精度是過程變差和公差帶兩者中精度較高者的十分之一。v 測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨被測項目的改變而變化。若真的如此，則測量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者。二、標準v 國家標準v 第一級標準(連接國家標準和私人公司、科研機構(gòu)等)v 第二

2、級標準(從第一級標準傳遞到第二級標準)v 工作標準(從第二級標準傳遞到工作標準)三、測量系統(tǒng)的評定v 測量系統(tǒng)的評定通常分為兩個階段，稱為第一階段和第二階段v 第一階段：明白該測量過程并確定該測量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。第一階段試驗主要有二個目的：v 確定該測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計特性，此項必須在使用前進行。v 發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)有顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間與環(huán)境。v 第二階段的評定v 目的是在驗證一個測量系統(tǒng)一旦被認為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當?shù)慕y(tǒng)計特性。v 常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式。四、各項定義v 量具: 任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，

3、包括用來測量合格/不合格的裝置。v 測量系統(tǒng)：用來獲得表示產(chǎn)品或過程特性的數(shù)值的系統(tǒng)，稱之為測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)是與測量結(jié)果有關(guān)的儀器、設(shè)備、軟件、程序、操作人員、環(huán)境的集合。v 量具重復(fù)性：指同一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值（數(shù)據(jù)）的變差。v 量具再現(xiàn)性：指由不同的評價人，采用一樣的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。v 穩(wěn)定性：指測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差。v 偏倚:指同一操作人員使用一樣量具，測量同一零件之一樣特性多次數(shù)所得平均值與采用更精密儀器測量同一零件之一樣特性所得之平均值之差，即測量

4、結(jié)果的觀測平均值與基準值的差值，也就是我們通常所稱的“準確度”v 線性：指測量系統(tǒng)在預(yù)期的工作圍偏倚的變化。五、分析時機v 新生產(chǎn)之產(chǎn)品PV有不同時v 新儀器，EV有不同時v 新操作人員，AV有不同時v 易損耗之儀器必須注意其分析頻率。R&R之分析v 決定研究主要變差形態(tài)的對象.v 使用全距與平均數(shù)或變差數(shù)分析方法對量具進行分析.v 于制程中隨機抽取被測定材料需屬統(tǒng)一制程.v 選2-3位操作員在不知情的狀況下使用校驗合格的量具分別對10個零件進行測量, 測試人員將操作員所讀數(shù)據(jù)進行記錄, 研究其重復(fù)性與再現(xiàn)性(作業(yè)員應(yīng)熟悉并了解一般操作程序, 避免因操作不一致而影響系統(tǒng)的可靠度)同時評

5、估量具對不同操作員熟練度.v 針對重要特性(尤指是有特殊符號指定者)所使用量具的精確度應(yīng)是被測量物品公差的1/10, (即其最小刻度應(yīng)能讀到1/10過程變差或規(guī)格公差較小者; 如: 過程中所需量具讀數(shù)的精確度是0.01m/m, 則測量應(yīng)選擇精確度為0.001m/m), 以避免量具的鑒別力不足，一般之特性者所使用量具的精確度應(yīng)是被測量物品公差的1/5。v 試驗完后, 測試人員將量具的重復(fù)性與再現(xiàn)性數(shù)據(jù)進行計算如附件一(R&R數(shù)據(jù)表), 附件二(R&R分析報告), 依公式計算并作成-R管制圖或直接用表計算即可結(jié)果分析:v 當重復(fù)性(AV)變差值大于再現(xiàn)性(EV)時.v 量具的結(jié)構(gòu)需

6、在設(shè)計增強.v 量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗點)需加以改善.v 量具應(yīng)加以保養(yǎng).v 當再現(xiàn)性(EV)變差值大于重復(fù)性(AV)時.v 作業(yè)員對量具的操作方法與數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強教育, 作業(yè)標準應(yīng)再明確訂定或修訂.v 可能需要某些夾具協(xié)助操作員, 使其更具一致性的使用量具.v 量具與夾治具校驗頻率于入廠與送修糾正后須再做測量系統(tǒng)分析, 并作記錄.測量系統(tǒng)R & R分析（均值極差法）v 這里介紹常用的均值極差法，用來研究測量系統(tǒng)的雙性：R & R。它也稱大樣法（Long Method）。v 研究R & R的前提是測量系統(tǒng)已經(jīng)過校準，而其偏倚、線性與穩(wěn)定性已經(jīng)過評價并認為可

7、接受。以下舉一典型情況說明此方法v 1 確定M名操作者A、B、C，選定N個被測零件，按1、2、，編號。被選定零件盡可能反映整個過程的變差。v 1.1 測取數(shù)據(jù)：A以隨機順序測取所有數(shù)據(jù)并記錄之，B、C：在不知他人測量結(jié)果的前提下，以同樣方法測量各零件的數(shù)據(jù)并記錄之。v 再以隨機順序重復(fù)上述測量r次(如23次)。v 2 數(shù)據(jù)處理v 2.1 極差計算v 2.2 均值計算v 3 結(jié)果分析v 以下計算的變差均以99%的正態(tài)概率為基礎(chǔ)，即變差=5.15。v 3.1 重復(fù)性v 3.2 再現(xiàn)性v 3.3 測量系統(tǒng)雙性（R & R）v 3.4 零件變差v 3.5 總變差v 3.6 各變差占總變差的百分

8、比v %AV=AV/TV X 100%v %R&R=R&R/TV X 100%v %PV=PV/TV X 100%v %EV=EV/TV X 100%v 應(yīng)同時將EV、AV、R&R各值與公差帶寬度比較，得出各變差占公差帶的百分比。v %R&R可接受的條件是：v <10%可接受；v 1030%有條件可接受；v >30%不可接受，應(yīng)改進。量具重復(fù)性和再現(xiàn)性(R&R)的可接受性準則：v 數(shù)值<10%的誤差測量系統(tǒng)可接受.v 10%<數(shù)值<30%的誤差測量系統(tǒng)可接受或不接受, 決定于該測量系統(tǒng)之重要性, 量具成本、修理所需之費用等因

9、素，可能是可接受的.v 數(shù)值>30%的誤差測量系統(tǒng)不能接受, 須予以改進. 進行各種勢力發(fā)現(xiàn)問題并改正，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.習(xí)題：v XYZ公司根據(jù)控制計劃中要求針對游標卡尺作R&R分析，選定3名操作者A、B、C，選定10個被測零件，按1、2、10編號，其所測結(jié)果均記錄在表17-2中，請根據(jù)該表所測結(jié)果計算：EV=?,AV=?,R&R=?,PV=?,TV=?,%EV=?,%AV=?,%R&R=?,%PV=?,根據(jù)%R&R的計算結(jié)果請判定此游標

10、卡尺是否符合要求？穩(wěn)定性分析之執(zhí)行:v 選取一個樣品, 并建立可追溯標準之真值或基準值, 若無樣本則可從生產(chǎn)線中取一個落在中心值域的零件, 當成標準值, 且應(yīng)針對預(yù)期測試值的最低值，最高值與中程數(shù)的標準各取得樣本或標準件, 并對每個樣本或標準件單獨測量并繪制控制圖.(所以可能是須做三控制圖來管制儀器之高、中、低各端，但一般而言，只需做中間值那個就可以了)v 定期(時、天、周)對標準件或樣本測量35次. 注意, 決定樣本量與頻度的考慮因素應(yīng)包括要求多長時間重新校正或修理次數(shù), 測量系統(tǒng)使用的頻度與操作環(huán)境(條件)等.v 將測量(數(shù)據(jù))值標記在X-R CHART 或XS CHART上.v 計算管制

11、界限, 確定每個曲線的控制限并按標準圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。v 計算標準差, 并與測量過程偏差相比較, 以評估測量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用.不可以發(fā)生此項之標準大于過程標準差之現(xiàn)象，如果有發(fā)生此現(xiàn)象，代表測量之變異大于制程變異，此項儀器是不可接受的。v 穩(wěn)定性之判定：穩(wěn)定性之判定一般之方式和控制圖之判定方式是一致的，(一)不可以有點子超出控制界限，(二)不可以有連續(xù)三點中有二點在A區(qū)或A區(qū)以外之位置，(三)不可以有連續(xù)五點中有四點在B區(qū)或B區(qū)以外之位置，(三)不可有連續(xù)八點在控制圖之同一側(cè)，(四)不可以有連續(xù)七點持續(xù)上升或下降之情形；如果有以上之情形，代表儀器已不穩(wěn)定，須做維修或調(diào)整，維修與調(diào)

12、整完后須再做校正以與穩(wěn)定性之分析。偏倚分析之執(zhí)行:v 獨立取樣法:v 選取一個樣品, 并建立可追溯標準之真值或基準值, 若無樣本則可從生產(chǎn)線中取一個落在中心值域的零件, 當成標準值, 且應(yīng)針對預(yù)期測試值的最低值，最高值與中程數(shù)的標準各取得樣本或標準件,每個樣本都要求單獨分析，并對每個樣本或標準件測量10次, 計算其平均值, 將其當成“基準值”.v 由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對每個樣本或標準件測量10次. 并計算出平均值, 此值為“觀測平均值”.v 計算偏倚:v 偏倚= 觀察平均值基準值v 制程變異= 6v 如果需要一個指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過程變差(或公差)，就把偏倚轉(zhuǎn)化為過程變差(或公差)

13、的百分比，偏倚占過程變差的百分比計算如下：v 偏倚%=100(偏倚)/過程變差 v 偏倚占公差百分比采用同樣方法計算，式中用公差代替過程變差。v 判定:針對偏倚之部份，判定之原則為：v 重要特性部份其偏倚%須<=10%；v 一般特性其偏倚%須<30%；應(yīng)依據(jù)儀器之使用目的來說明其接受之原因。v 其偏倚%大于30%者，此項儀器不適合使用。如果偏倚較大，查找以下可能的原因：v 標準或基準值誤差，檢驗校準程序。v 儀器磨損，主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上，應(yīng)制定維護或重新修理的計劃。v 制造的儀器尺寸不對。v 儀器測量了錯誤的特性。v 儀器校準不正確，復(fù)查校準方法。v 評價人員操作儀器不當，復(fù)查

14、檢驗方法。v 儀器修正計算不正確。線性分析之執(zhí)行v 獨立取樣法: 針對產(chǎn)品所須使用之圍，利用標準件或產(chǎn)品樣本(一般區(qū)分為五個等分，其圍須包括產(chǎn)品之規(guī)格公差之圍)來做儀器之線性分析，如果是采用標準件須有真值，如果是使用產(chǎn)品樣本時，則這些的產(chǎn)品樣本須先經(jīng)精密測量十次以上，再予以平均，以此當做是真值或基準值。 由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對每個樣本或標準件測量10次. 并計算出平均值, 此值為“觀察平均值”.v 計算偏倚: 偏倚= 觀察平均值基準值 過程變差= 6v 繪圖: X軸=基準值 Y軸= 偏倚 其方程式為: y=a+bx 再分別計算其 截距，斜率，擬合優(yōu)度，線性，線性%等v 判定:v 針對重要特性

15、其線性度%<5%v 一般特性其線性度%<10%v 線性度%>10%以上者判為不合格，此項之儀器不適合使用。如果測量系統(tǒng)為非線性，查找以下可能原因：v 在工作圍上限或下限儀器沒有正確校準v 最小或最大值校準量具的誤差v 磨損的儀器v 儀器固有的設(shè)計特性何謂計數(shù)型量具v 就是把各個零件與某些指定限值相比較，如果滿足限值則接受該零件否則拒收。v 計數(shù)型量具不能象計量型量具指示一個零件多幺好或多幺壞，它只能指示該零件被接受還是拒收。小樣法之做法v 先選取二十個零件來進行。v 選取二位評價人以一種能防止評價人偏倚的方式兩次測量所有零件。v 在選取二十個零件時，必須有一些零件稍許高或低于

16、規(guī)限值。v 所有的測量結(jié)果(每個零件測四次)一致則接受該量具，否則應(yīng)改進或重新評價該量具，如果不能改進該量具，則不能被接受并且應(yīng)找到一個可接受之替代測量系統(tǒng)。大樣法v 對于某計數(shù)型量具，用量具特性曲線(GPC)的概念來進行量具研究，GPC是用于評價量具的重復(fù)性和偏倚。v 這種量具研究可用于單限值和雙限值量具。v 對于雙限值量具，假定誤差是線性一致的，只需檢查一個限值。大樣法之做法v 一般地，計數(shù)型量具研究包括獲得多個被選零件的基準值。這些零件經(jīng)過多次(m)評價，連同接受總次數(shù)(a)，逐個零件地記錄，從這些結(jié)果就能估計重復(fù)性和偏倚。第一步驟v 選取零件。最根本的是已知研究中所用零件的基準值。應(yīng)盡可能按實際情況等間隔選取八個零件，其最大和最小值應(yīng)代表該過程圍v 八個零件必須用量具測量m=20，并記錄接受的次數(shù)(a) 。第二步驟v 對于整個研究，最小的零件必須a=0，最大的零件a=20，記錄接受的次數(shù)(a)。其余1a19 。v 如果不滿足這些準則，必須用量具測量更