MSA(LMC).ppt

1,测量系统分析(MSA),讲师：李onyli268,2,课程目标,到本课程结束时，学员应能：识别测量系统分析是由哪些部分组成的；完成并理解所有类型的测量系统分析。,第一章测量系统分析的基础知识,测量系统分析与内校的区别,定期校准车间内用于测量的所有量具和测量仪器，这是一个标准的做法。一旦校准机构对测量仪器进行了校准和认证，那么做测量系统分析有什么需要呢？,测量系统分析与内校的区别,简单来说，校准是将测量仪器的量程与已知的标准值做匹配的过程，如果有差异，就予以校正。校准的过程是在受控的环境下由经过专门训练的人员来进行的。,测量系统分析与内校的区别,在车间内使用这些测量仪器时，测量过程受多方面因素的影响。,测量的重要性,如果测量出现问题，那么合格的产品可能被判为不合格，不合格的产品可能被判为合格，此时便不能得到真正的产品或过程特性。因此，要保证测量结果的准确性和可信度。,测量,测量误差,Y=x+測量值=真值(TrueValue)+測量誤差,戴明說沒有真值的存在,一直存在,9,测量系统分析,TS16949要求必须对控制计划中指示的所有检验、测量和试验设备进行测量系统分析。,10,测量系统分析,什么是测量系统分析(MSA)?测量系统：是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。测量系统分析（MSA）是用于确定测量设备与公差相比的误差。,测量系统的组成,测量系统,人,机,料,法,环,操作人员,量具/测量设备/工装,被测的材料/样品/特性,操作方法、操作程序,工作的环境,测量系统分析的目的,运用统计分析方法，确定测量系统测量结果的变差（测量误差），了解变差的来源。从而确定一个测量系统的质量，并且为测量系统的改进提供信息。保证所用统计分析方法及判定准则的一致性。,测量误差的来源,nDiscrimination分辨能力nPrecision精密度(Repeatability重复性)nAccuracy准确度(Bias偏差)nDamage损坏nDifferencesamonginstrumentsandfixtures(不同仪器和夹具间的差异)nDifferenceinusebyinspector不同使用人员的差异(Reproducibility再现性)nDifferencesamongmethodsofuse(使用不同的方法所造成差异)nDifferencesduetoenvironment(不同环境所造成的差异),14,测量系统分析,测量系统分析(MSA)时机?生产阶段，凡控制计划中规定的或顾客要求的所有检测设备均需进行测量系统分析。同时包括：1）新购和更新的检验、测量和试验设备用于控制计划中的量具。2）用于控制计划中的检验、测量和试验设备的位置移动，并经重新校准3）用于控制计划中的检验、测量和试验设备经周期检定不合格，通过修理并经重新校准合格的量具。,15,测量系统分析,测量系统分析(MSA)频率?由实验室根据检测设备的使用频率和其精度来确定进行测量系统分析的频率。（制订分析计划）,第二章测量系统的分析方法,17,测量系统分析,测量系统分析变差类型：计量型：重复性再现性偏倚线性稳定性计数型：风险分析法,测量系统的分析,测量系统特性可用下列方式来描述：位置：稳定性、偏倚、线性。宽度或范围：重复性、再现性。,位置和宽度,位置,宽度,位置,宽度,标准值,理想的测量系统,理想的测量系统在每次使用时：应只产生“正确”的测量结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有零方差、零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。,重复性和再现性分析均值-极差法,均值极差法(Xbar&R)是一种可提供测量系统重复性和再现性两个特性作估计评价的方法。这种方法可以将测量系统的变差分成两个部分重复性和再现性。,22,测量系统分析,计量型-大样法(均值和极差法)量具双性（R&R）是量具重复性和再现性的首字母缩写。,重复性(Repeatability),重复性,重复性是由一个评价人，采用一件测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。,重复性设备的变差,再现性(Reproducibility),再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。,再現性,操作者B,操作者C,操作者A,再现性=操作员变差,25,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第1步在下表中记录所有的初始信息。,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第2步选择3个操作员并让每个操作员随机测量10个零件3次并将结果填入表中。,27,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第3步计算三个评价人的均值和极差的均值计算零件总均值和零件均值的极差,28,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第4步计算三个评价人平均极差的平均值，均值的极差：,29,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第5步计算UCLR并放弃或重复其值大于UCLR的读数。*D4=3.27(兩次試驗)，D4=2.58(三次試驗)，D3=0(不大于7次試驗)。既然极差已没有大于0.0129的值，那么继续进行。,测量系统分析计量型-大样法(极差法),30,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第6步用以下公式计算设备变差：,重复性,设备变差（EV）,31,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第7步用以下公式计算操作员变差：,重复性操作员变差（A.V）,32,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第8步用以下公式计算重复性和再现性及分辨率：,重复性和再现性（R&R）,分辨率（ndc）ndc=1.41*(PV/RR)=1.41*0.019/0.003=9,33,测量系统分析计量型-大样法(极差法),第9步对结果进行解释：量具结果10%R&R30，因此验收有条件接受。操作员变差较小，设备变差为主要变差，要达到可接受的量具R&R，必须把重点放在设备上。,34,测量系统分析计量型重复性再现性(GR&R)判定原则为:,%RR10%，测量系统可以接受！10%RR30%，测量系统尚可接受！%RR30%，测量系统不可以接受！此外，ndc(有效分辨率)取整数，且应该大于等于5。,问题思考？,为什么很难使%GRR达到小于10%的接受标准？,问题思考？,查阅所做的GRR分析报告中的原始测量数据记录，发现所选择的样件并没有覆盖到零件的生产过程的变差范围，而是集中在零件目标值附近。,问题思考？,那么为什么在GRR分析时测量样件没有覆盖到生产过程的变差范围时会出现%GRR容易大于10%的问题呢？,问题思考？,GRR%=GRR/TVPV=RPK3我们只要注意到PV是由RPK3估计的即可看出。如果所取样本仅覆盖到目标值附近的很小区间，则零件均值极差RP势必会很小，因此所估计的PV也很小。,问题思考？,而GRR估计的是测量系统的重复性和再现性，它受被测零件样本本身的尺寸（或特性值）的影响不大。因此，当PV不代表零件整个生产过程的变差时，会使得%GRR=GRR/TV变得偏大。所以，在分析时要求所取测量样本要覆盖零件的整个生产过程变差范围。,双性比较,重复性比再现性大时原因可能：1设备需要维护2量具需重新设计3测量的夹紧定位需改进4零件变差过大再现性比重复性大时原因可能：1评价人要更好的进行培训2量具刻度不请晰,重复性和再现性分析方差分析法（ANOVA）,与均值极差法相比，ANOVA优点：1有处理任何实验设备的能力2可以更精确的估计方差3从实验数据中获得更多的信息（如零件与评价人之间的交互影响）缺点：数据计算更复杂,第1步：收集数据第2步：计算第3步：分析,43,测量系统分析偏倚,偏倚的定义测量值的平均值与实际值之间的差值。,44,测量系统分析偏倚,偏倚与准确度有关，因为如果测量值的平均值相同或近似于相同，就可以说是零偏倚。这样的话，所用的量具便是“准确的”。,45,46,47,48,49,稳定性,稳定性定义稳定性被定义为在某时间段内过程变差的差值。,50,测量系统分析稳定性,用以下步骤计算稳定性：第1步取一个标准样品并确定其基准值。第2步按固定周期对标准样品进行5次测量。,51,测量系统分析稳定性,第3步在R图上标绘数据。第4步计算控制极限值并评估任何超出控制范围的情况。第5步如果存在超出控制范围的情况，则说明测量系统不稳定。,52,测量系统分析线性,线性的定义线性被定义为在量具预期的工作范围内，量具偏倚值间的差值。,53,测量系统分析如何确定线性的示例,线性示例:一位工程师很想确定某测量系统的线性。量具的工作范围是2.0毫米至10.0毫米。,54,测量系统分析如何确定线性的示例,第1步选择至少5个零件用于进行测量，每个零件至少测量10次。在本例中，我们将选择5个零件，每个零件测量12次。参阅下一页中的数据。,55,测量系统分析如何确定线性的示例,56,测量系统分析线性,第2步计算零件平均值偏倚极差请参阅下一页。,57,测量系统分析如何确定线性的示例,58,测量系统分析如何确定线性的示例,第3步对照基准值描绘偏倚。参阅下一页。,59,测量系统分析如何确定线性的示例,60,测量系统分析如何确定线性的示例,第4步由图表确定在偏倚和基准值之间是否存在线性关系。如果存在“良好的”线性关系，则可计算出线性。如果不存在线性关系，则我们必须考虑其它的变差来源。,61,测量系统分析如何确定线性的示例,第5步用以下公式计算线性。,62,测量系统分析计数型量具研究（风险分析法）,任何量具的目的都是为了发现不合格产品。如果它能够发现不合格的产品，那么它就是合格的，否则量具就是不合格的。计数型量具研究无法对量具有多“好”作出量化判断，它只能用于确定量具合格与否。,63,测量系统分析计数型量具研究（风险分析法）,方法-第1步选择50个零件。选择这些零件时应选1/3合格，1/3不合格，1/3边缘产品边缘产品：又可细分为，合格边缘和不合格边缘产品。第2步给这些零件编上号码。如果可能的话，最好是在操作员不会注意到的部位。,64,测量系统分析计数型量具研究（风险分析法）,第3步由三位操作员对零件进行三次测量。第4步记录结果。第5步分析评定。,评价的一致性（相当于测量系统的重复性）1)评价人自己在所有试验上都一致2)评价人在所有试验上都与基准一致3)所有评价人自己保持一致,两两间一致4)所有评价人自己和两两间一致并且与基准一致,有效性,有效性（E）准确检测合格与不合格零件的能力，它介于0到1之间，1是最完美的。计算公式如下：E正确识别的零件数/正确数量的总机会数正确数量的总机会数零件数和每个零件被测次数的乘积。,有效性,例如：10个零件各测3次，则正确数量的总机会数将为3x1030如果测量正确个数为28个，则：E=28/30*100%,漏报率,漏报率指接收不合格零件的机会非常严重的错误。（将“不好”的说成“好”的）计算公式：Pmiss漏报数量/不合格零件机会总数不合格零件机会总数研究中所用的不合格零件与每个零件被测次数的乘积。,漏报率,例如：3个不合格零件各测3次，则不合格零件机会总数将为3x39,误报率,误报率指拒收合格零件的机会造成不必要的返工和重检若Pfa过大，大量的成本将浪费于返工和重检。（将“好”的说成“不好”的