MSA測量系統(tǒng)分析培訓教材課件

MSA測量系統(tǒng)分析第四版：1998年7月0MSAMSA測量系統(tǒng)分析第四版：1998年7月0MSAMSA介紹量測系統(tǒng)的統(tǒng)計特性量測系統(tǒng)的量化進行量具的重復性和再現(xiàn)性分析(GR&R)屬性量測MSA技術(shù)總結(jié)內(nèi)容提要第四版：1998年7月1MSA介紹內(nèi)容提要第四版：1998年7月1MSA講座的目的使參加培訓的人員：理解MSA在控制和改進過程中的重要性具備開展測量體系分析所需要的統(tǒng)計方法的實用知識第四版：1998年7月2MSA講座的目的使參加培訓的人員：第四版：1998年7月2測量體系分析

簡介第四版：1998年7月3測量體系分析

簡介第四版：199測量體系是我們給某一產(chǎn)品或服務特性給定數(shù)值的過程評估這一體系的首要步驟是理解這一過程并確定其是否符合我們的要求什么是測量體系第四版：1998年7月4測量體系是我們給某一產(chǎn)品或服務特性給定數(shù)值的過程什么是測量體測量體系的范例如果要測量一個柱孔的內(nèi)徑，那么測量體系應包括：被測量的零件人員測量儀器儀器使用方法進行測量的環(huán)境條件作為測量活動的結(jié)果，我們產(chǎn)生一個數(shù)值，以此表示內(nèi)徑第四版：1998年7月5測量體系的范例如果要測量一個柱孔的內(nèi)徑，那么測量體系應包括：什么是測量體系分析測量體系分析(MSA)MSA用于分析測量體系對量測值的影響強調(diào)儀器和人的影響我們對測量體系作測試，以確定量測數(shù)值的統(tǒng)計特性，并與可接受的標準相比較第四版：1998年7月6什么是測量體系分析測量體系分析(MSA)第四版：1998年7三個基本問題評估測量體系，以確定：是否具備足夠的分辨率?是否具備時間變化的統(tǒng)計穩(wěn)定性？是否在期望極差內(nèi)具備統(tǒng)計特性的一致性，并為過程分析和過程控制所接受？第四版：1998年7月7三個基本問題評估測量體系，以確定：第四版：1998年7月7測量體系變差 測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果或數(shù)值的變差。測量值變差環(huán)境方法儀器(機器)材料人員第四版：1998年7月8測量體系變差 測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果測量體系分析的數(shù)據(jù)利用用測量體系所收集的數(shù)據(jù)用于：控制過程估計影響過程產(chǎn)出的變量及其相互關(guān)系利用數(shù)據(jù)分析，增進對測量體系中因果關(guān)系的了解把注意力放在測量體系上，以求獲得重復性和再現(xiàn)性第四版：1998年7月9測量體系分析的數(shù)據(jù)利用用測量體系所收集的數(shù)據(jù)用于：第四版：1環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù)光線不足妨礙正確讀值刺眼的光導致讀值不正確第四版：1998年7月10環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn) 在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方法的測量結(jié)果不一樣測量方法影響測量結(jié)果扁平圓形同心軸第四版：1998年7月11 在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方測量儀器影響測量結(jié)果測量儀器的遞增刻度必須小于規(guī)范值測量儀器的種類，如尺，卡尺第四版：1998年7月12測量儀器影響測量結(jié)果測量儀器的遞增刻度必須小于規(guī)范值第四版：材料和人員影響測量結(jié)果材料：人員：第四版：1998年7月13材料和人員影響測量結(jié)果材料：人員：第四版：1998年7月13測量值并不總是精確的測量體系的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)所作的判定測量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、重復性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性和線性必須在采納一個測量系統(tǒng)前知道其測量變差第四版：1998年7月14測量值并不總是精確的測量體系的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測MSA應用建立新量具的適用性和可接受性標準把一個量具和另一個量具作比較評估可疑的量具量具維修前后的特性比較計算測量系統(tǒng)變差建立制造過程可接受性標準管理和改進測量過程第四版：1998年7月15MSA應用建立新量具的適用性和可接受性標準第四版：1998測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性第四版：1998年7月16測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性第四版：1998年7月16MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率測量系統(tǒng)的資格開展GRR屬性測量第四版：1998年7月17MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率理想的測量系統(tǒng)每次都能獲得正確的測量值，每個測量值都與標準件一致統(tǒng)計特性：“零”“零”偏倚“零”概率誤判被測量產(chǎn)品第四版：1998年7月18理想的測量系統(tǒng)每次都能獲得正確的測量值，每個測量值都與標準件測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的質(zhì)量由其測量值的統(tǒng)計特性所決定；應當：很小的偏倚和變差測量值接近標準件R&R小于10%確定所需數(shù)據(jù)、如何使用測量系統(tǒng)、它的統(tǒng)計特性和測量方法值得花費時間和成本以確定測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性是否滿足要求第四版：1998年7月19測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的質(zhì)量由其測量值的統(tǒng)計特性所決定；應當： 測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說，測量系統(tǒng)的變差不受特殊原因支配

1.一般說來，當沒有數(shù)值(點)落在特殊原因區(qū)域內(nèi)時，測量系統(tǒng)便處于統(tǒng)計控制狀態(tài) 2.如果沒有如SPC手冊中描述的數(shù)據(jù)趨勢或漂移時，我們也可認為是統(tǒng)計控制狀態(tài)統(tǒng)計控制共同原因區(qū)域特殊原因區(qū)域特殊原因區(qū)域第四版：1998年7月20 測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說，測量系統(tǒng)的變差不受數(shù)學表達過程控制中所收集的數(shù)據(jù)包含二種不同的，相對獨立的變差來源：制造過程變差(MPV)測量系統(tǒng)變差(MSV)總變差(TV)=MPV+MSV第四版：1998年7月21數(shù)學表達過程控制中所收集的數(shù)據(jù)包含二種不同的，相對獨立的變差 測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程變差

MSV<MPV

注：測量系統(tǒng)的變差必須盡可能小

變差+MSVMPV總變差(TV)規(guī)范公差第四版：1998年7月22 測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程變差變差+MSVMPV測量系統(tǒng)變差必須小于規(guī)范公差或過程容限測量系統(tǒng)的增量標記必須小于規(guī)范公差的增量規(guī)范:2.530+/-0.005測量系統(tǒng)增量:0.0001

規(guī)范第四版：1998年7月23測量系統(tǒng)變差必須小于規(guī)范公差或過程容限規(guī)范第四版：1998年共同特性測量系統(tǒng)：必須處于統(tǒng)計控制狀態(tài)與制造過程變差和規(guī)范容限相比，測量系統(tǒng)變差必須很小增量不大于過程變差或規(guī)范容限中的較小者的十分之一最差變差必須比過程變差或規(guī)范容限中較小者為小第四版：1998年7月24共同特性測量系統(tǒng)：第四版：1998年7月24MSA標準的優(yōu)點采用可以追溯的標準，以便：作為比較的共同點確認測量系統(tǒng)估計測量系統(tǒng)準確性解決來自不同方面的沖突第四版：1998年7月25MSA標準的優(yōu)點采用可以追溯的標準，以便：第四版：1998年標準的局限性難于應用于破壞性測試有些產(chǎn)品特性和過程結(jié)果無確定的行業(yè)或國家標準有些測試無行業(yè)或國家標準在設計開發(fā)、合同評審和APQP的過程中討論這些局限性；事關(guān)管理職責問題第四版：1998年7月26標準的局限性難于應用于破壞性測試第四版：1998年7月26儀器范例 具有行業(yè)特點的檢驗、測量和測試儀器的種類Ballsheartest拉絲測試輪廓儀刻度指示儀高倍顯微鏡X光測厚儀其它種類？______________________________________________________________________________________________________________第四版：1998年7月27儀器范例 具有行業(yè)特點的檢驗、測量和測試儀器的種類其它種類？測量系統(tǒng)的量化第四版：1998年7月28測量系統(tǒng)的量化第四版：1998年7月28MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率測量系統(tǒng)的資格開展GRR屬性測量第四版：1998年7月29MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率量化目的幫助理解測量系統(tǒng)的變差來源并量化其對測量結(jié)果的影響范圍評估主要的統(tǒng)計特性：準確度和精確度重復性再現(xiàn)性偏倚穩(wěn)定性線性第四版：1998年7月30量化目的第四版：1998年7月30準確度和精確度量化：準確度以偏倚評估精確度以重復性和再現(xiàn)性評估第四版：1998年7月31準確度和精確度量化：第四版：1998年7月31準確度和精確度范例量具A量具B量具CA具有最佳準確度B具有最佳精確度C的準確度好于B比較A和C的表現(xiàn)量具A的均值量具B的均值量具C的均值第四版：1998年7月32準確度和精確度范例量具A量具B量具CA具有最佳準確度偏倚 觀測值與基準值之差。 基準值可接受的參考值或標準值，用作測量值的認可基準。 基準值可以由更高級別的測量設備而獲得的測量均值決定。第四版：1998年7月33偏倚 觀測值與基準值之差。第四版：1998年7月33偏倚范例至為A的偏倚至為B的偏倚至為C的偏倚量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具C的均值第四版：1998年7月34偏倚范例至為A的偏倚至為量具偏倚的工作指南1.用標準值或高等級量具，如完全尺寸檢驗設備，獲得基準值2.用測量室或完全尺寸檢驗設備3.由同一評鑒人對同一零件作至少10次測量4.計算：讀數(shù)的均值偏倚=觀值均值-基準值偏倚%=[(偏倚/過程變差(公差)]100第四版：1998年7月35量具偏倚的工作指南1.用標準值或高等級量具，如完全尺寸檢驗為何作量具偏倚分析從比例上講，不會象R&R那么大，但有助于量化準確度用于同一量具的穩(wěn)定性和線性分析基準值應與其它統(tǒng)計特性評估相同在以后其他評鑒人作GR&R分析時，作讀數(shù)比較(Xa,Xb,Xc)第四版：1998年7月36為何作量具偏倚分析從比例上講，不會象R&R那么大，但有助于量量具偏倚大的原因標準值有誤測量設備：磨損錯誤的尺寸測量錯誤的特性校準不當作業(yè)員使用不當?shù)谒陌妫?998年7月37量具偏倚大的原因標準值有誤第四版：1998年7月37偏倚范例觀測次數(shù)

外徑觀測值(英寸)1 0.726602 0.7244030.7253540.7263050.727106 0.7274570.7263080.7251590.72525100.72570均值(X-bar)=0.72596偏倚=觀測均值-基準值=0.72596-0.72650=0.00036%偏倚=(|偏倚|/過程變差)x100=(0.00036/0.00310)x100=11.6%觀測值要比基準值平均小0.00036”,占過程變差的11.6% 同一作業(yè)員對一條軸的外徑作了10次測量，數(shù)據(jù)如下：過程變差估計為0.00310”,基準值為0.72650”，是一個名譽值，即假定產(chǎn)品與原樣一致。估計偏倚第四版：1998年7月38偏倚范例觀測次數(shù)外徑觀測值(英寸)均值(X練習二，偏倚1. 分組估計量具的偏倚。選出一個記錄員和四個評鑒人2. 用你們的零件和量具，否則用一組硬幣3. 將結(jié)果記錄在練習紙上4. 計算觀測值和偏倚值；轉(zhuǎn)換為百分數(shù)

你們必須知道完全尺寸檢驗值和如何使用量具測量這一特性，參見下一頁的基準值5. 這一練習與上一個練習(練習一)有何不同？6.描述這一測量系統(tǒng)和你們從這些測量值中注意到了什么第四版：1998年7月39練習二，偏倚1. 分組估計量具的偏倚。選出一個記錄員和四個評基準值硬幣 直徑[英寸] [厘米]1美分 0.75? 1.9055美分 0.85? 2.15910美分 0.70? 1.77825美分 0.95? 2.413第四版：1998年7月40基準值硬幣 直徑[英寸] 穩(wěn)定性

穩(wěn)定性(或漂移)是指一個測量系統(tǒng)在一段時間(指幾天而不是幾小時)獲得的對同一標準件或零件的一個單一特性的測量總變差第四版：1998年7月41穩(wěn)定性 穩(wěn)定性(或漂移)是指一個測量系統(tǒng)在一段時間(指幾天而穩(wěn)定性范例量具A的第一次均值量具A的第二次均值至為A的穩(wěn)定性第四版：1998年7月42穩(wěn)定性范例量具A的第一次均值量具A的第二次均值至穩(wěn)定性穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)對特定零件或標準件在不同時間的偏倚的總變差當同時有多個測量系統(tǒng)介入時，偏倚最小的那個系統(tǒng)被認為是穩(wěn)定的系統(tǒng)第四版：1998年7月43穩(wěn)定性穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)對特定零件或標準件在不同時間的偏倚的總量具的穩(wěn)定性一般沒有R&R問題大有助于確定校準周期當多個系統(tǒng)測量同一標準件并在不同時間內(nèi)有顯著的變差時，有助于確定最穩(wěn)定的測量系統(tǒng)應追溯二次測試并圖表化(至少應記錄實際讀數(shù)和其它相關(guān)數(shù)據(jù))第四版：1998年7月44量具的穩(wěn)定性一般沒有R&R問題大第四版：1998年7月44對量具穩(wěn)定性的影響時間--長時間的不用或間歇使用二次穩(wěn)定性試驗的測量數(shù)很大或很小環(huán)境或系統(tǒng)變化，例如：濕度，氣壓與統(tǒng)計穩(wěn)定性相混淆的其它因子，如預熱效應、磨損度、缺乏維護、作業(yè)員或?qū)嶒炄藛T缺乏培訓等第四版：1998年7月45對量具穩(wěn)定性的影響時間--長時間的不用或間歇使用第四版：1量具穩(wěn)定性錯誤的原因校準頻度不夠或太過頻繁缺乏氣壓調(diào)節(jié)或過濾電子或其它量具的預熱期缺少維護不易觀察的磨損和損壞氧化(生銹)第四版：1998年7月46量具穩(wěn)定性錯誤的原因校準頻度不夠或太過頻繁第四版：1998年量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南1. 取樣并建立基準值，使之具備追溯性；確定穩(wěn)定性分析的標準樣件如果不可能，選擇處于中極差值(過程或公差)的生產(chǎn)零件最好的做法是選擇低、中、高極差值的樣本--同時圖析/追蹤三個類別第四版：1998年7月47量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南第四版：1998年7月47量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南(續(xù))2. 對標準件在一天的不同時間作3至5次測量(根據(jù)測量系統(tǒng)的具體情況而定)3. 把數(shù)據(jù)作成均值和極差圖或均值和標準差圖4. 根據(jù)通常的SPC要求作評估5. 將測量標準差與過程變差相比較，以確定適用性第四版：1998年7月48量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南(續(xù))第四版：1998年7月穩(wěn)定性圖析 均值和極差或均值和標準差控制圖是測量系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的好方法第四版：1998年7月49穩(wěn)定性圖析 均值和極差或均值和標準差控制圖是測量系統(tǒng)穩(wěn)定性分對穩(wěn)定性圖的分析

如果穩(wěn)定性有問題時，均值和極差圖會出現(xiàn)漂移或非控制狀態(tài)均值圖出現(xiàn)非控制狀態(tài)時，表明測量系統(tǒng)測量不正確偏倚改變了--確定原因并改正如果原因是磨損--重復校準、維修測量系統(tǒng)控制圖適用于標準件或期望測量的低/中/高極差的標準第四版：1998年7月50對穩(wěn)定性圖的分析 如果穩(wěn)定性有問題時，均值和極差圖會出現(xiàn)漂移對穩(wěn)定性圖的分析將穩(wěn)定性控制圖在低/中/高極差間和在不同時間的不同測量系統(tǒng)間作比較不必計算測量系統(tǒng)穩(wěn)定性數(shù)值--通過減少系統(tǒng)變差改善穩(wěn)定性第四版：1998年7月51對穩(wěn)定性圖的分析將穩(wěn)定性控制圖在低/中/高極差間和在不同時間線性 量具在期望的作業(yè)范圍偏倚值的差第四版：1998年7月52線性 量具在期望的作業(yè)范圍偏倚值的差第四版：1998年7月5量具的線性量具的線性通過對量具期望作業(yè)范圍內(nèi)的偏倚分析而確定至少要作二次分析，在量具作業(yè)范圍的開端和末端各一次量具作業(yè)范圍的中部也應考慮第四版：1998年7月53量具的線性量具的線性通過對量具期望作業(yè)范圍內(nèi)的偏倚分析而確定量具線性分析量具線性工作指南1. 選擇可供測量系統(tǒng)不同作業(yè)范圍作測量的5-8個零件2. 用完全尺寸檢驗設備確定每個零件的基準值3. 由一個評鑒人和同一量具測量所有零件4. 每個零件重復10-12次測量第四版：1998年7月54量具線性分析量具線性工作指南第四版：1998年7月54量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))5.計算零件的偏倚 偏倚=觀察平均值-基準值6.將計算出的偏倚由小到大排序7.以偏倚均值(Y-軸)對基準值(X軸)建立散布圖第四版：1998年7月55量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))第四版：1998年7月55量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))9.線性由這些點的最佳擬合直線的斜率確定。一般說來，斜率越小表示線性越好10.計算量具的線性指數(shù)量具的線性指數(shù)=斜率過程變差(或公差)線性%=100[線性/過程變差(或公差)]第四版：1998年7月56量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))第四版：1998年7月56線性圖析第四版：1998年7月57線性圖析第四版：1998年7月57分析線性 直線回歸系數(shù)的符合性值(R2)反映了偏倚和基準值之間的相關(guān)程度如果符合性好且呈線性關(guān)系，評估回歸線的可接受性(>或<45)如果不呈線性關(guān)系，應當采用其它工具分析測量系統(tǒng)的可接受性第四版：1998年7月58分析線性 直線回歸系數(shù)的符合性值(R2)反映了偏倚和基準值之非線性的原因量具的作業(yè)范圍的開端和末端未經(jīng)恰當?shù)男视糜谧钚『妥畲罅砍痰臉藴始姓`量具磨損量具的設計特性第四版：1998年7月59非線性的原因量具的作業(yè)范圍的開端和末端未經(jīng)恰當?shù)男实谒陌妫壕毩暼壕€性1.計算第1、2組數(shù)據(jù)的偏倚和線性2.以標準值為X軸，以偏倚值為Y軸，將11點作圖3.分析圖形和運算，以確定可接受性第四版：1998年7月60練習三：線性1.計算第1、2組數(shù)據(jù)的偏倚和線性第四版：19練習三：線性第四版：1998年7月61練習三：線性第四版：1998年7月61重復性 同一評鑒人員用同一測量儀器測量多次測量同一零件的同一特性所獲得的測量變差第四版：1998年7月62重復性 同一評鑒人員用同一測量儀器測量多次測量同一零件的同一重復性范例量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具C的均值第四版：1998年7月63重復性范例量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均再現(xiàn)性

不同評鑒人員用同一測量儀器測量同一零件的同一特性所獲得的測量平均值的變差第四版：1998年7月64再現(xiàn)性 不同評鑒人員用同一測量儀器測量同一零件的同一特性所獲再現(xiàn)性范例至為A和B的再現(xiàn)性至為A和C的再現(xiàn)性至為B和C的再現(xiàn)性評鑒人A評鑒人B評鑒人C評鑒人A的均值評鑒人B的均值評鑒人C的均值第四版：1998年7月65再現(xiàn)性范例至為A和B的再現(xiàn)性至開展量具的重復性和再現(xiàn)性(GR&R)分析第四版：1998年7月66開展第四版：1998年7月66MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率測量系統(tǒng)的資格開展GRR屬性測量第四版：1998年7月67MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率GR&R目的理解用AIAG計算方法所作的GR&R注意:重復性和再現(xiàn)性用于衡量測量系統(tǒng)變差的寬度或開展度偏倚、穩(wěn)定性和線性用于對測量系統(tǒng)變差作定位第四版：1998年7月68GR&R目的第四版：1998年7月68R&R重復性同一評鑒人員用同一測量儀器測量多次測量同一零件的同一特性所獲得的測量變差再現(xiàn)性-不同評鑒人員用同一測量儀器測量同一零件的同一特性所獲得的測量平均值的變差第四版：1998年7月69R&R重復性再現(xiàn)性第四版：1998年7月69量具R&R分析量具R&R工作指南1.在測量系統(tǒng)使用者中選出2-3個評鑒人2.抽取10個零件，以此代表實際或期望的過程變差極 差3. 把零件從1至10編號，但號碼不為被評鑒人所見4. 如果測量程序文件中有規(guī)定，則對量具作校準第四版：1998年7月70量具R&R分析量具R&R工作指南第四版：1998年7月70量具R&R分析量具R&R工作指南(續(xù))5. 由評鑒員A隨機地對10個零件作測量，由一個觀察員 記錄測量結(jié)果6.由其他評鑒員重復第5步，隱藏其他評鑒員所獲得 的讀數(shù)7.重復第5和第6步，用不同的隨機組合測量8.對每個評鑒員的讀數(shù)計算均值和極差第四版：1998年7月71量具R&R分析量具R&R工作指南(續(xù))第四版：1998年7月量具R&R分析量具R&R工作指南(續(xù))9.用所附GR&R報告表，記錄零件均值和極差均值10.計算表示設備變差的重復性11.計算表示評鑒人員變差的再現(xiàn)性12.計算GR&R并轉(zhuǎn)換成百分比13.計算零件變差并轉(zhuǎn)換為百分比14.計算總變差第四版：1998年7月72量具R&R分析量具R&R工作指南(續(xù))第四版：1998年7月MSA測量系統(tǒng)分析第四版：1998年7月73MSAMSA測量系統(tǒng)分析第四版：1998年7月0MSAMSA介紹量測系統(tǒng)的統(tǒng)計特性量測系統(tǒng)的量化進行量具的重復性和再現(xiàn)性分析(GR&R)屬性量測MSA技術(shù)總結(jié)內(nèi)容提要第四版：1998年7月74MSA介紹內(nèi)容提要第四版：1998年7月1MSA講座的目的使參加培訓的人員：理解MSA在控制和改進過程中的重要性具備開展測量體系分析所需要的統(tǒng)計方法的實用知識第四版：1998年7月75MSA講座的目的使參加培訓的人員：第四版：1998年7月2測量體系分析

簡介第四版：1998年7月76測量體系分析

簡介第四版：199測量體系是我們給某一產(chǎn)品或服務特性給定數(shù)值的過程評估這一體系的首要步驟是理解這一過程并確定其是否符合我們的要求什么是測量體系第四版：1998年7月77測量體系是我們給某一產(chǎn)品或服務特性給定數(shù)值的過程什么是測量體測量體系的范例如果要測量一個柱孔的內(nèi)徑，那么測量體系應包括：被測量的零件人員測量儀器儀器使用方法進行測量的環(huán)境條件作為測量活動的結(jié)果，我們產(chǎn)生一個數(shù)值，以此表示內(nèi)徑第四版：1998年7月78測量體系的范例如果要測量一個柱孔的內(nèi)徑，那么測量體系應包括：什么是測量體系分析測量體系分析(MSA)MSA用于分析測量體系對量測值的影響強調(diào)儀器和人的影響我們對測量體系作測試，以確定量測數(shù)值的統(tǒng)計特性，并與可接受的標準相比較第四版：1998年7月79什么是測量體系分析測量體系分析(MSA)第四版：1998年7三個基本問題評估測量體系，以確定：是否具備足夠的分辨率?是否具備時間變化的統(tǒng)計穩(wěn)定性？是否在期望極差內(nèi)具備統(tǒng)計特性的一致性，并為過程分析和過程控制所接受？第四版：1998年7月80三個基本問題評估測量體系，以確定：第四版：1998年7月7測量體系變差 測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果或數(shù)值的變差。測量值變差環(huán)境方法儀器(機器)材料人員第四版：1998年7月81測量體系變差 測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果測量體系分析的數(shù)據(jù)利用用測量體系所收集的數(shù)據(jù)用于：控制過程估計影響過程產(chǎn)出的變量及其相互關(guān)系利用數(shù)據(jù)分析，增進對測量體系中因果關(guān)系的了解把注意力放在測量體系上，以求獲得重復性和再現(xiàn)性第四版：1998年7月82測量體系分析的數(shù)據(jù)利用用測量體系所收集的數(shù)據(jù)用于：第四版：1環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù)光線不足妨礙正確讀值刺眼的光導致讀值不正確第四版：1998年7月83環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn) 在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方法的測量結(jié)果不一樣測量方法影響測量結(jié)果扁平圓形同心軸第四版：1998年7月84 在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方測量儀器影響測量結(jié)果測量儀器的遞增刻度必須小于規(guī)范值測量儀器的種類，如尺，卡尺第四版：1998年7月85測量儀器影響測量結(jié)果測量儀器的遞增刻度必須小于規(guī)范值第四版：材料和人員影響測量結(jié)果材料：人員：第四版：1998年7月86材料和人員影響測量結(jié)果材料：人員：第四版：1998年7月13測量值并不總是精確的測量體系的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)所作的判定測量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、重復性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性和線性必須在采納一個測量系統(tǒng)前知道其測量變差第四版：1998年7月87測量值并不總是精確的測量體系的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測MSA應用建立新量具的適用性和可接受性標準把一個量具和另一個量具作比較評估可疑的量具量具維修前后的特性比較計算測量系統(tǒng)變差建立制造過程可接受性標準管理和改進測量過程第四版：1998年7月88MSA應用建立新量具的適用性和可接受性標準第四版：1998測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性第四版：1998年7月89測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性第四版：1998年7月16MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率測量系統(tǒng)的資格開展GRR屬性測量第四版：1998年7月90MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率理想的測量系統(tǒng)每次都能獲得正確的測量值，每個測量值都與標準件一致統(tǒng)計特性：“零”“零”偏倚“零”概率誤判被測量產(chǎn)品第四版：1998年7月91理想的測量系統(tǒng)每次都能獲得正確的測量值，每個測量值都與標準件測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的質(zhì)量由其測量值的統(tǒng)計特性所決定；應當：很小的偏倚和變差測量值接近標準件R&R小于10%確定所需數(shù)據(jù)、如何使用測量系統(tǒng)、它的統(tǒng)計特性和測量方法值得花費時間和成本以確定測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性是否滿足要求第四版：1998年7月92測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的質(zhì)量由其測量值的統(tǒng)計特性所決定；應當： 測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說，測量系統(tǒng)的變差不受特殊原因支配

1.一般說來，當沒有數(shù)值(點)落在特殊原因區(qū)域內(nèi)時，測量系統(tǒng)便處于統(tǒng)計控制狀態(tài) 2.如果沒有如SPC手冊中描述的數(shù)據(jù)趨勢或漂移時，我們也可認為是統(tǒng)計控制狀態(tài)統(tǒng)計控制共同原因區(qū)域特殊原因區(qū)域特殊原因區(qū)域第四版：1998年7月93 測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說，測量系統(tǒng)的變差不受數(shù)學表達過程控制中所收集的數(shù)據(jù)包含二種不同的，相對獨立的變差來源：制造過程變差(MPV)測量系統(tǒng)變差(MSV)總變差(TV)=MPV+MSV第四版：1998年7月94數(shù)學表達過程控制中所收集的數(shù)據(jù)包含二種不同的，相對獨立的變差 測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程變差

MSV<MPV

注：測量系統(tǒng)的變差必須盡可能小

變差+MSVMPV總變差(TV)規(guī)范公差第四版：1998年7月95 測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程變差變差+MSVMPV測量系統(tǒng)變差必須小于規(guī)范公差或過程容限測量系統(tǒng)的增量標記必須小于規(guī)范公差的增量規(guī)范:2.530+/-0.005測量系統(tǒng)增量:0.0001

規(guī)范第四版：1998年7月96測量系統(tǒng)變差必須小于規(guī)范公差或過程容限規(guī)范第四版：1998年共同特性測量系統(tǒng)：必須處于統(tǒng)計控制狀態(tài)與制造過程變差和規(guī)范容限相比，測量系統(tǒng)變差必須很小增量不大于過程變差或規(guī)范容限中的較小者的十分之一最差變差必須比過程變差或規(guī)范容限中較小者為小第四版：1998年7月97共同特性測量系統(tǒng)：第四版：1998年7月24MSA標準的優(yōu)點采用可以追溯的標準，以便：作為比較的共同點確認測量系統(tǒng)估計測量系統(tǒng)準確性解決來自不同方面的沖突第四版：1998年7月98MSA標準的優(yōu)點采用可以追溯的標準，以便：第四版：1998年標準的局限性難于應用于破壞性測試有些產(chǎn)品特性和過程結(jié)果無確定的行業(yè)或國家標準有些測試無行業(yè)或國家標準在設計開發(fā)、合同評審和APQP的過程中討論這些局限性；事關(guān)管理職責問題第四版：1998年7月99標準的局限性難于應用于破壞性測試第四版：1998年7月26儀器范例 具有行業(yè)特點的檢驗、測量和測試儀器的種類Ballsheartest拉絲測試輪廓儀刻度指示儀高倍顯微鏡X光測厚儀其它種類？______________________________________________________________________________________________________________第四版：1998年7月100儀器范例 具有行業(yè)特點的檢驗、測量和測試儀器的種類其它種類？測量系統(tǒng)的量化第四版：1998年7月101測量系統(tǒng)的量化第四版：1998年7月28MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率測量系統(tǒng)的資格開展GRR屬性測量第四版：1998年7月102MSA的應用MSA測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)的比較工具分辨率量化目的幫助理解測量系統(tǒng)的變差來源并量化其對測量結(jié)果的影響范圍評估主要的統(tǒng)計特性：準確度和精確度重復性再現(xiàn)性偏倚穩(wěn)定性線性第四版：1998年7月103量化目的第四版：1998年7月30準確度和精確度量化：準確度以偏倚評估精確度以重復性和再現(xiàn)性評估第四版：1998年7月104準確度和精確度量化：第四版：1998年7月31準確度和精確度范例量具A量具B量具CA具有最佳準確度B具有最佳精確度C的準確度好于B比較A和C的表現(xiàn)量具A的均值量具B的均值量具C的均值第四版：1998年7月105準確度和精確度范例量具A量具B量具CA具有最佳準確度偏倚 觀測值與基準值之差。 基準值可接受的參考值或標準值，用作測量值的認可基準。 基準值可以由更高級別的測量設備而獲得的測量均值決定。第四版：1998年7月106偏倚 觀測值與基準值之差。第四版：1998年7月33偏倚范例至為A的偏倚至為B的偏倚至為C的偏倚量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具C的均值第四版：1998年7月107偏倚范例至為A的偏倚至為量具偏倚的工作指南1.用標準值或高等級量具，如完全尺寸檢驗設備，獲得基準值2.用測量室或完全尺寸檢驗設備3.由同一評鑒人對同一零件作至少10次測量4.計算：讀數(shù)的均值偏倚=觀值均值-基準值偏倚%=[(偏倚/過程變差(公差)]100第四版：1998年7月108量具偏倚的工作指南1.用標準值或高等級量具，如完全尺寸檢驗為何作量具偏倚分析從比例上講，不會象R&R那么大，但有助于量化準確度用于同一量具的穩(wěn)定性和線性分析基準值應與其它統(tǒng)計特性評估相同在以后其他評鑒人作GR&R分析時，作讀數(shù)比較(Xa,Xb,Xc)第四版：1998年7月109為何作量具偏倚分析從比例上講，不會象R&R那么大，但有助于量量具偏倚大的原因標準值有誤測量設備：磨損錯誤的尺寸測量錯誤的特性校準不當作業(yè)員使用不當?shù)谒陌妫?998年7月110量具偏倚大的原因標準值有誤第四版：1998年7月37偏倚范例觀測次數(shù)

外徑觀測值(英寸)1 0.726602 0.7244030.7253540.7263050.727106 0.7274570.7263080.7251590.72525100.72570均值(X-bar)=0.72596偏倚=觀測均值-基準值=0.72596-0.72650=0.00036%偏倚=(|偏倚|/過程變差)x100=(0.00036/0.00310)x100=11.6%觀測值要比基準值平均小0.00036”,占過程變差的11.6% 同一作業(yè)員對一條軸的外徑作了10次測量，數(shù)據(jù)如下：過程變差估計為0.00310”,基準值為0.72650”，是一個名譽值，即假定產(chǎn)品與原樣一致。估計偏倚第四版：1998年7月111偏倚范例觀測次數(shù)外徑觀測值(英寸)均值(X練習二，偏倚1. 分組估計量具的偏倚。選出一個記錄員和四個評鑒人2. 用你們的零件和量具，否則用一組硬幣3. 將結(jié)果記錄在練習紙上4. 計算觀測值和偏倚值；轉(zhuǎn)換為百分數(shù)

你們必須知道完全尺寸檢驗值和如何使用量具測量這一特性，參見下一頁的基準值5. 這一練習與上一個練習(練習一)有何不同？6.描述這一測量系統(tǒng)和你們從這些測量值中注意到了什么第四版：1998年7月112練習二，偏倚1. 分組估計量具的偏倚。選出一個記錄員和四個評基準值硬幣 直徑[英寸] [厘米]1美分 0.75? 1.9055美分 0.85? 2.15910美分 0.70? 1.77825美分 0.95? 2.413第四版：1998年7月113基準值硬幣 直徑[英寸] 穩(wěn)定性

穩(wěn)定性(或漂移)是指一個測量系統(tǒng)在一段時間(指幾天而不是幾小時)獲得的對同一標準件或零件的一個單一特性的測量總變差第四版：1998年7月114穩(wěn)定性 穩(wěn)定性(或漂移)是指一個測量系統(tǒng)在一段時間(指幾天而穩(wěn)定性范例量具A的第一次均值量具A的第二次均值至為A的穩(wěn)定性第四版：1998年7月115穩(wěn)定性范例量具A的第一次均值量具A的第二次均值至穩(wěn)定性穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)對特定零件或標準件在不同時間的偏倚的總變差當同時有多個測量系統(tǒng)介入時，偏倚最小的那個系統(tǒng)被認為是穩(wěn)定的系統(tǒng)第四版：1998年7月116穩(wěn)定性穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)對特定零件或標準件在不同時間的偏倚的總量具的穩(wěn)定性一般沒有R&R問題大有助于確定校準周期當多個系統(tǒng)測量同一標準件并在不同時間內(nèi)有顯著的變差時，有助于確定最穩(wěn)定的測量系統(tǒng)應追溯二次測試并圖表化(至少應記錄實際讀數(shù)和其它相關(guān)數(shù)據(jù))第四版：1998年7月117量具的穩(wěn)定性一般沒有R&R問題大第四版：1998年7月44對量具穩(wěn)定性的影響時間--長時間的不用或間歇使用二次穩(wěn)定性試驗的測量數(shù)很大或很小環(huán)境或系統(tǒng)變化，例如：濕度，氣壓與統(tǒng)計穩(wěn)定性相混淆的其它因子，如預熱效應、磨損度、缺乏維護、作業(yè)員或?qū)嶒炄藛T缺乏培訓等第四版：1998年7月118對量具穩(wěn)定性的影響時間--長時間的不用或間歇使用第四版：1量具穩(wěn)定性錯誤的原因校準頻度不夠或太過頻繁缺乏氣壓調(diào)節(jié)或過濾電子或其它量具的預熱期缺少維護不易觀察的磨損和損壞氧化(生銹)第四版：1998年7月119量具穩(wěn)定性錯誤的原因校準頻度不夠或太過頻繁第四版：1998年量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南1. 取樣并建立基準值，使之具備追溯性；確定穩(wěn)定性分析的標準樣件如果不可能，選擇處于中極差值(過程或公差)的生產(chǎn)零件最好的做法是選擇低、中、高極差值的樣本--同時圖析/追蹤三個類別第四版：1998年7月120量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南第四版：1998年7月47量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南(續(xù))2. 對標準件在一天的不同時間作3至5次測量(根據(jù)測量系統(tǒng)的具體情況而定)3. 把數(shù)據(jù)作成均值和極差圖或均值和標準差圖4. 根據(jù)通常的SPC要求作評估5. 將測量標準差與過程變差相比較，以確定適用性第四版：1998年7月121量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南(續(xù))第四版：1998年7月穩(wěn)定性圖析 均值和極差或均值和標準差控制圖是測量系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的好方法第四版：1998年7月122穩(wěn)定性圖析 均值和極差或均值和標準差控制圖是測量系統(tǒng)穩(wěn)定性分對穩(wěn)定性圖的分析

如果穩(wěn)定性有問題時，均值和極差圖會出現(xiàn)漂移或非控制狀態(tài)均值圖出現(xiàn)非控制狀態(tài)時，表明測量系統(tǒng)測量不正確偏倚改變了--確定原因并改正如果原因是磨損--重復校準、維修測量系統(tǒng)控制圖適用于標準件或期望測量的低/中/高極差的標準第四版：1998年7月123對穩(wěn)定性圖的分析 如果穩(wěn)定性有問題時，均值和極差圖會出現(xiàn)漂移對穩(wěn)定性圖的分析將穩(wěn)定性控制圖在低/中/高極差間和在不同時間的不同測量系統(tǒng)間作比較不必計算測量系統(tǒng)穩(wěn)定性數(shù)值--通過減少系統(tǒng)變差改善穩(wěn)定性第四版：1998年7月124對穩(wěn)定性圖的分析將穩(wěn)定性控制圖在低/中/高極差間和在不同時間線性 量具在期望的作業(yè)范圍偏倚值的差第四版：1998年7月125線性 量具在期望的作業(yè)范圍偏倚值的差第四版：1998年7月5量具的線性量具的線性通過對量具期望作業(yè)范圍內(nèi)的偏倚分析而確定至少要作二次分析，在量具作業(yè)范圍的開端和末端各一次量具作業(yè)范圍的中部也應考慮第四版：1998年7月126量具的線性量具的線性通過對量具期望作業(yè)范圍內(nèi)的偏倚分析而確定量具線性分析量具線性工作指南1. 選擇可供測量系統(tǒng)不同作業(yè)范圍作測量的5-8個零件2. 用完全尺寸檢驗設備確定每個零件的基準值3. 由一個評鑒人和同一量具測量所有零件4. 每個零件重復10-12次測量第四版：1998年7月127量具線性分析量具線性工作指南第四版：1998年7月54量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))5.計算零件的偏倚 偏倚=觀察平均值-基準值6.將計算出的偏倚由小到大排序7.以偏倚均值(Y-軸)對基準值(X軸)建立散布圖第四版：1998年7月128量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))第四版：1998年7月55量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))9.線性由這些點的最佳擬合直線的斜率確定。一般說來，斜率越小表示線性越好10.計算量具的線性指數(shù)量具的線性指數(shù)=斜率