MSA測量系統(tǒng)分析

1、.：.；第一章 通用丈量系統(tǒng)指南MSA目的： 選擇各種方法來評定丈量系統(tǒng)的質(zhì)量。被檢產(chǎn)品特性檢驗(yàn)丈量數(shù)據(jù)丈量結(jié)果輸 入輸 出賦值過程 受控：量具、儀器、檢測人員、程序、軟件 活動：丈量、分析、校正適用范圍：用于對每一零件能反復(fù)讀數(shù)的丈量系統(tǒng)。丈量和丈量過程：賦值給詳細(xì)事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系；賦值過程定義為丈量過程；賦予的值定義為丈量值；丈量過程看成一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)作為輸出。量 具：任何用來獲得丈量結(jié)果的安裝；經(jīng)常用來特指在車間的安裝；包括用來丈量合格不合格的安裝。丈量系統(tǒng)：用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件、以及操作人員的集合；用來獲得丈量結(jié)果的整個過程

2、。丈量變差：多次丈量結(jié)果變異程度；常用m表示；也可用丈量過程過程變差R&R表示。注：丈量過程數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布；R&R=5.15m99%R&R=5.15m表征丈量數(shù)據(jù)的質(zhì)量最通用的統(tǒng)計(jì)特性是偏倚和方差。所謂偏倚特性，是指數(shù)據(jù)相對規(guī)范值的位置，而所謂方差的特性，是指數(shù)據(jù)的分布。丈量系統(tǒng)質(zhì)量特性：丈量本錢；丈量的容易程度；最重要的是丈量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性。常用統(tǒng)計(jì)特性：反復(fù)性針對同一人，反映量具本身情況再現(xiàn)性針對不同人，反映丈量方法情況穩(wěn)定性偏倚線性針對不同尺寸的研討注：對不同的丈量系統(tǒng)能夠需求有不同的統(tǒng)計(jì)特性相對于顧客的要求。丈量系統(tǒng)對其統(tǒng)計(jì)特性的根本要求：丈量系統(tǒng)必需處于統(tǒng)計(jì)控制中；丈量系統(tǒng)的變異必

3、需比制造過程的變異??；變異應(yīng)小于公差帶；丈量精度應(yīng)高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者非常之一；丈量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性隨被測工程的改動而變化時，其最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶中的較小者。評價丈量系統(tǒng)的三個問題：有足夠的分辨力；根據(jù)產(chǎn)品特性的需求一定時間內(nèi)統(tǒng)計(jì)上堅(jiān)持一致穩(wěn)定性；在預(yù)期范圍被測工程內(nèi)一致可用于過程分析或過程控制。這些問題確實(shí)定同過程的變差聯(lián)絡(luò)起來是很有意義的。長期存在的把丈量誤差只作為公差范圍百分率來報(bào)告的傳統(tǒng)，是不順應(yīng)汽車行業(yè)的開展的。評價丈量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)：確定該丈量系統(tǒng)能否具有滿足要求的統(tǒng)計(jì)特性；發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境要素對丈量系統(tǒng)有顯著的影響；驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)特性繼續(xù)滿足要求R&R。應(yīng)思索運(yùn)用盲測

4、，還要思索實(shí)驗(yàn)本錢、時間。程序文件要求：例如；選擇待測工程和環(huán)境規(guī)范；規(guī)定搜集、記錄、分析數(shù)據(jù)的詳細(xì)闡明；關(guān)鍵術(shù)語和概念可操作的定義、相關(guān)規(guī)范闡明、明確授權(quán)。 包括：a. 評定，b. 評定機(jī)構(gòu)的職責(zé)，c. 對評定結(jié)果的處置方式及責(zé)任第二章 分析/評定丈量系統(tǒng)的方法丈量系統(tǒng)變差的類型： 偏 倚重 復(fù) 性再 現(xiàn) 性穩(wěn) 定 性 線 性丈量系統(tǒng)研討可提供：接納新丈量設(shè)備的準(zhǔn)那么；一種丈量設(shè)備與另一種的比較；評價疑心有缺陷的量具的根據(jù)；維修前后丈量設(shè)備的比較；計(jì)算過程變差，以及消費(fèi)過程的可接納性程度；作出量具特性曲線GPC的必要信息。GPC指示接納某一真值零件的概率。偏 倚：基準(zhǔn)值偏倚觀測的平均值定義：

5、 是丈量結(jié)果的觀測平均值與基準(zhǔn)值的差值。 又稱為“準(zhǔn)確度。注：基準(zhǔn)值可經(jīng)過更高級別的丈量設(shè)備進(jìn)展多次丈量取平均值。確定方法：在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對一個基準(zhǔn)件進(jìn)展精細(xì)丈量；讓一位評價人用正被評價的量具丈量同一零件至少10次；計(jì)算讀數(shù)的平均值。偏倚緣由：基準(zhǔn)的誤差；磨損的零件；制造的儀器尺寸不對；儀器丈量非代表性的特性；儀器沒有正確校準(zhǔn)；評價人員運(yùn)用儀器不正確。反復(fù)性：反復(fù)性定義： 是由一個評價人，采用一種丈量儀器，多次丈量同一零件的同一特性時獲得的丈量值變差。 丈量過程的反復(fù)性意味著丈量系統(tǒng)本身的變異是一致的。確定方法：采用極差圖；假設(shè)極差圖受控，那么儀器變差及丈量過程在研討期間是一致的；

6、反復(fù)性規(guī)范偏向或儀器變差距(e)的估計(jì)為Rd2*；儀器變差或反復(fù)性將為5.15Rd2* 或4.65 R；d2*依賴于實(shí)驗(yàn)次數(shù)及零件乘以評價人數(shù)量從表中查處 注假定為兩次反復(fù)丈量，評價人數(shù)乘以零件數(shù)量大于15此時代表正態(tài)分布丈量結(jié)果的99。極差圖失控：應(yīng)調(diào)查辨以為失控的點(diǎn)的不一致性緣由加以糾正；例外：當(dāng)丈量系統(tǒng)分辨率缺乏時。再現(xiàn)性：操作者B操作者C操作者A再現(xiàn)性定義： 是由不同的評價人，采用一樣的丈量儀器，丈量同一零件的同一特性時丈量平均值的變差。確定方法：確定每一評價人一切平均值；從評價人最大平均值減去最小的得到極差(R0)來估計(jì)；再現(xiàn)性的規(guī)范偏向(0)估計(jì)為R0d2*；再現(xiàn)性為5.15R0d

7、2* 或3.65 R0；代表正態(tài)分布丈量結(jié)果的99%。由于量具變差影響了該估計(jì)值，必需經(jīng)過減去反復(fù)性部分來校正。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性時間2時間1定義： 是丈量系統(tǒng)在某繼續(xù)時間內(nèi)丈量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時獲得的丈量值總變差。 穩(wěn)定性有兩個概念一個是上面的概念，另一個是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性是丈量系統(tǒng)穩(wěn)定的根底，統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性同樣可以運(yùn)用到反復(fù)性、偏倚、普經(jīng)過程等。 統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性結(jié)合專業(yè)知識，允許我們預(yù)測未來的過程性能。假設(shè)不了解一個丈量過程控制形狀的數(shù)據(jù)，而只需反復(fù)性、再現(xiàn)性等的數(shù)字對于未來的性能沒有任何意義。在不知道丈量系統(tǒng)的穩(wěn)定形狀時，評價該系統(tǒng)的反復(fù)性、再現(xiàn)性能夠弊大于利。 分析穩(wěn)定性時，時間是重

8、要要素，但更重要的要素是在穩(wěn)定性分析期間內(nèi)系統(tǒng)外部的條件。因此，沒有專業(yè)知識，不能夠確定用于穩(wěn)定性分析的時間表。 應(yīng)努力使產(chǎn)生不穩(wěn)定的條件不敏感，當(dāng)評價丈量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時，必需思索到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)壽命周期間會遇到的預(yù)期環(huán)境、運(yùn)用者、零件及方法。 引薦運(yùn)用控制圖來確定統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。沒有必要計(jì)算丈量系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)值。系統(tǒng)的改良可在圖上看出來。改良的方式能夠是排除特殊緣由，可視為便窄了控制限等。線 性：定義： 是在量具預(yù)期的任務(wù)范圍內(nèi)，偏倚值的差值。 基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值偏倚較小偏倚較大觀測的平均值觀測的平均值范圍的較低部分范圍的較高部分觀測的平均值 注：在量程范圍內(nèi)，偏倚不是基準(zhǔn)值的線性函數(shù)。不具備線性的丈量

9、系統(tǒng)不是合格的，需求校正。 無偏倚有偏倚 基準(zhǔn)值確定方法：在丈量儀器的任務(wù)范圍內(nèi)選擇一些零件；被選零件的偏倚由基準(zhǔn)值與丈量察看平均值之間的差值確定；最正確擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的直線的斜率乘以零件的過程變差是代表量具線性的指數(shù)；將線性乘以100然后除以過程變差得到“%線性。非線性緣由：在任務(wù)范圍上限和下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)；最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差；磨損的儀器；儀器固有的設(shè)計(jì)特性。擬合優(yōu)度可用來推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的關(guān)系。但線性是由最正確擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)度R2的值確定的。普通地，斜率越低，量具線性越好；相反斜率越大，量具線性越差。零件間變差：定義： 零件間固有的差別； 不包含丈量的

10、變差。確定方法：運(yùn)用均值控制圖：子組平均值反映出零件間的差別；零件平均值的控制限值以反復(fù)性誤差為根底，而不是零件間的變差；沒有一個子組平均值在這些限值之外，那么零件間變差隱蔽在反復(fù)性中，丈量變差支配著過程變差，假設(shè)這些零件用來代表過程變差，那么此丈量系統(tǒng)用于分析過程是不可接受的；假設(shè)越多的平均值落在限值之外，該丈量越有用。 注：非受控，50以上為好；即：R圖受控，X圖大部分點(diǎn)在界外丈量系統(tǒng)規(guī)范差： m= (e 2 +0 2 )零件之間規(guī)范偏向確實(shí)定： 可由丈量系統(tǒng)研討的數(shù)據(jù)或由獨(dú)立的過程才干研討決議。確定每一零件平均值；找出樣品平均值極差(RP)；零件間規(guī)范偏向(P)估計(jì)為RPd2*；零件間變

11、差PV為5.15RPd2* 或3.65 RP；代表正態(tài)分布的99丈量結(jié)果?？傔^程變差規(guī)范偏向：t= (p 2 +m 2 ) ； 那么 零件間規(guī)范偏向：P (t 2 -m 2 ) ；與丈量系統(tǒng)反復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的容差的百分比R&R為5.15*m 容差 100；產(chǎn)品尺寸的分級數(shù)據(jù)分級：p/m*1.41或1.41(PV/R&R)確定。 PV=5.15p TV=5.15T第三章 丈量系統(tǒng)研討程序預(yù)備任務(wù)：先方案將要運(yùn)用的方法；確定評價人的數(shù)量、樣品數(shù)量及反復(fù)讀數(shù)：關(guān)鍵尺寸需求更多的零件和或?qū)嶒?yàn)；大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多實(shí)驗(yàn)；從日常操作該儀器的人中挑選評價人；樣品必需從過程中選取并代表其整個任務(wù)

12、范圍；儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過程變差的非常之一；確保丈量方法即評價人和儀器在按照規(guī)定的丈量步驟丈量特征尺寸。丈量順序：丈量應(yīng)按照隨機(jī)順序；評價人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號；研討人應(yīng)知道正在檢查零件的編號，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)； 即：評價人A，零件1，第一次實(shí)驗(yàn)； 評價人B，零件2，第二次實(shí)驗(yàn)等；讀數(shù)就取至最小刻度的一半；研討任務(wù)應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)仔細(xì)的人員進(jìn)展；每一位評價人應(yīng)采用一樣的方法包括一切步驟來獲得讀數(shù)。計(jì)量型丈量系統(tǒng)研討指南： A. 確定穩(wěn)定性用指南：獲得一樣本并確定其相對于可追溯規(guī)范的基準(zhǔn)值；定期天、周丈量基準(zhǔn)樣品35次；XX在 &R 或 &S控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)；確定每

13、個曲線的控制限并按規(guī)范曲線圖判別失控或不穩(wěn)定形狀；計(jì)算丈量結(jié)果的規(guī)范偏向并與丈量過程偏向相比較，確定丈量系統(tǒng)穩(wěn)定性能否適于運(yùn)用。確定偏倚用指南： 獨(dú)立樣本法：獲取一樣本并確定其相對可追溯規(guī)范的基準(zhǔn)值；讓一位評價人以通常的方法丈量該零件10次；計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值；經(jīng)過該平均值減去基準(zhǔn)值來計(jì)算偏倚： 偏 倚 觀測平均值基準(zhǔn)值 過程變差6極差 偏 倚偏 倚過程變差確定反復(fù)性和再現(xiàn)性用指南：常用方法：極差法、均值和極差法方差分析法等。 極差法：極差法是一種改良的計(jì)量型量具研討方法，可迅速提供一個丈量變異的近似值。運(yùn)用兩名評價人和五個零件進(jìn)展分析：例：零件評價人A評價人B極差A(yù)B10.850.80

14、0.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10平均極差RRi/5=0.35/5=0.07GR&R=5.15( R)/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303過程變差0.40%GR&G=100GR&G/過程變差1000.303/0.40=75.5% 均值和極差法：均值和極差法是一種提供丈量系統(tǒng)反復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法。反復(fù)性比再現(xiàn)性大的緣由：儀器需求維護(hù)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來提高剛度；夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需求改良；存在過大的零件變差。再現(xiàn)性比反復(fù)性大的緣由：評價人需求更好的培訓(xùn)如何運(yùn)用量具儀器和讀數(shù)；量具刻度盤上的刻度不清楚；需

15、求某種夾具協(xié)助 評價人提高運(yùn)用量具的一致性。研討程序：取等得包含10個零件的一個樣本，代表過程變差的實(shí)踐或預(yù)期范圍；指定評價人A、B和C，并按1至10給零件編號評價人不能看到數(shù)字；假設(shè)校準(zhǔn)是正常程序中的一部分，那么對量具進(jìn)展校準(zhǔn)；讓評價人A隨機(jī)丈量10個零件，由觀測人記錄結(jié)果填入第1行，讓評價人B和C隨機(jī)丈量這10個零件，由觀測人記錄結(jié)果填入第6、11行，三人丈量時應(yīng)相互不看對方的數(shù)據(jù)；運(yùn)用不同的隨機(jī)順序反復(fù)上述操作過程；數(shù)值計(jì)算：從第1、2、3行的最大值減去它們中的最小值；把結(jié)果記入第5行。在第6、7和8行，11、12和13行反復(fù)這一步驟，并將結(jié)果記錄在第10和15行；把填入第5、10和15

16、行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)；將第5行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到第一個評價人的丈量平均極差Ra。同樣對第10和15行的數(shù)據(jù)進(jìn)展處置得到Rb和Rc；將第5、10和15行的數(shù)據(jù)Ra、Rb、Rc轉(zhuǎn)記到第17行，將它們相加并除以評價人數(shù)，將結(jié)果記為R一切極差的平均值；將R平均值記入第19和20行并與D3和D4相乘得到控制下限和上限。留意：假設(shè)進(jìn)展2次實(shí)驗(yàn)?zāi)敲?，D3為零，D4為3.27。單個極差的上限值UCLR填入第19行。小于7次丈量的控制下限極差值LCLR等于0；運(yùn)用原來的評價人和零件反復(fù)讀取任何差大于計(jì)算的UCLR的讀數(shù)，或剔除那些值并重新計(jì)算平均值；將行第1、2、3、6、7、8、11、12和13行中的值相加。把每行的和除以零件數(shù)并將結(jié)果填入表中最右邊標(biāo)有“平均值 “的列內(nèi)；將第1、2第3行的平均值相加除以實(shí)驗(yàn)次數(shù)。結(jié)果填入第4行的Xa格內(nèi)。對第6，7和8；第11，12和13行反復(fù)這個過程，將結(jié)果分別填入第9和14行的Xb，Xc格內(nèi)；將第4、9和14行的平均值中最大和最小值填入第18行中適當(dāng)?shù)目崭裉?，確定它們的差值，填