MSA测量系统分析培训(ppt 67页).ppt

质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 1 MSA测量系统分析 MeasuringSystemAnalysis 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 2 目录一 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 3 一 测量系统的概念 1 什么是测量系统 Measurementsystem 测量系统的概念不只局限于测量仪器 测量设备的范畴 而是指用来对被测量赋值的操作程序 评价人 量具 设备 环境及软件等要素的总和 是获得测量结果的整个过程 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 4 2 什么是测量系统分析测量系统分析 简称MSA MeasurementSystemAnalysis 指使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析 以评估测量系统的分辨率和误差对被测量的参数来说是否合适 并确定测量系统误差的主要成份 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 5 测量系统存在测量不确定度 测量不确定度影响测量结果的准确性 一个完整的测量过程 引起测量不确定度的因素有很多 包括被测量的定义不完整 被测量的定义值实现不理想 被测量的样本不能完全代表定义的被测量 对环境条件的影响认识不足或对环境条件的不完善测量 人员对模拟式仪器的读数偏差 测量仪器的分辨率或鉴别域的限制 测量标准和标准物质的给定值或标定值不准确 测量方法 测量系统和测量程序不完善 数据处理时所引起的常数和其它参数不准确 修正系统误差的不完善以及各种随机因素的影响等等 二 为什么要进行测量系统分析 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 6 三 测量系统所应具有之统计特性 1 测量系统必须处于统计控制中 测量系统中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的 这可称为统计稳定性 2 测量系统的变差必须比制造过程的变差小 3 测量系统的变差应小于规格界限 公差带 4 测量精度应高于过程变差和公差带两者中精度较高者 一般来说 测量精度是过程变差和公差带两者中精度较高者的十分之一 5 测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化 测量系统的最大变差应小于过程变差和公差带中的较小者 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 7 四 测量系统的评定 第一阶段的评定 明确该测量过程并确定该测量系统是否满足需要 主要目的如下 确定该测量系统是否具有所需要的统计特性 此项必须在使用前进行 发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响 例如温度 湿度等 以决定其使用的空间和环境 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 8 第二阶段的评定 1 目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的 应持续具有恰当的统计特性 2 常见的 量具R R 就是其中的一种型式 四 测量系统的评定 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 9 五 测量系统的分析时机 新生产之产品PV有不同时 新仪器 EV有不同时 新操作人员 AV有不同时 易损耗仪器必须注意分析频率 客户要求的频次 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 10 六 如何进行量测系统分析 1 建立必要的指导文件 如分析指导书等 2 建立必要的程序书 以管制所有量测系统维持在正常及最佳状态 3 须有合格的分析人员 待分析的量具 以及必要的环境 4 依据相关的指导书进行测量系统分析 5 搜集足够的数据 依据所使用之分析记录执行分析作业 6 分析结论 判定此量测系统是处于可接受 勉强接受或不能接受的状态 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 11 七 量测系统的相关术语 重复性 Repeatability 再现性 Reproducibility 偏差 Bias 稳定性 Stability 线性 Linearity 零件变异 PartVariation 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 12 重复性 指同一个评价人 采用同一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值 数据 的变差 再现性 指由不同的评价人 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 稳定性 指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差 偏倚 指同一操作人员使用相同量具 测量同一零件之相同特性多次数所得平均值与采用更精密仪器测量同一零件之相同特性所得之平均值之差 即测量结果的观测平均值与基准值的差值 也就是我们通常所称的 准确度 线性 量具在预期工作范围内偏倚的差值 换句话说 线性是多个且独立的偏倚误差在整个量具的工作行程内的相关性 零件变异 与测量系统分析有关 零件变异 PV 是指对一个稳定过程中不同零件和不同时间之间出现的预期变异 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 13 重复性 Repeatability 重复性 指同一个评价人 采用同一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值 数据 的变差 以公式表示如下 EV EV 100 EV TV 公式说明 EV为重复性 TV为总变差 为所有评价人多次量测所得之变差平均值 K1为重复性之系数 与量测次数有关 TV为总变差 TV 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 14 例1 三位评价人员对10个零件分别量测 每个零件量测两次 数值如下表 重复性 Repeatability 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 15 重复性 Repeatability 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 16 再现性 Reproducibility 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 17 再现性 Reproducibility 由不同操作者对同一部件用同一测量仪器的测量 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 18 再现性 Reproducibility 例2 同例1 数据见下表 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 19 再现性 Reproducibility 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 20 偏倚 Bias 偏倚又称准确度 是指量测平均值与真值之差值 而真值可由较高等级之量具量测数次的平均值而得 偏倚可以下面图形表示 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 21 例3 1位作业者量测1个零件10次 量测值如下所示 X1 0 75X6 0 80X2 0 75X7 0 75X3 0 80X8 0 75X4 0 80X9 0 75X5 0 65X10 0 70测量测平均值VA Xi 10 0 75 已知该零件之真值VT为0 8mm 零件之制程变异为0 70mm则Bias VA VT 0 75 0 80 0 05 Bias 100 Bias 制程变异 100 0 05 0 70 7 1 偏倚 Bias 用精度较高的仪器测量n次的平均值 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 22 稳定性 Stability 稳定性又称为漂移 Drift 指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差 此量测方式可有两种 1 以相同标准件在不同时间量测同一量具所得之变异 2 以相同量具在不同时间量测同一零件所得之变异 稳定性可下面图形表示 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 23 线性 Linearity 线性是指量具在使用范围内偏倚 准确度 差异的分布状况 换句话说 线性是多个独立的偏倚误差在整个量具的工作行程内的相关性 作业者量测5个不同零件 其真值分别为2 00mm 4 00mm 6 00mm 8 00mm及10 00mm 每个零件量测12次 如下页所示 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 24 线性 Linearity 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 25 线性 Linearity 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 26 零件的变差 PartVariation 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 27 计量型量测系统分析指南 计量型量具 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 28 重复性和再现性 R R 分析 决定研究主要变异形态的对象 使用 全距及平均数 或 变异数分析 方法对量具进行分析 于制程中随机抽取被测定材料需属统一制程 选2 3位操作员在不知情的状况下使用校验合格的量具分别对10个零件进行量测 测试人员将操作员所读数据进行记录 研究其再生性及再现性 作业员应熟悉并了解一般操作程序 避免因操作不一致而影响系统的可靠度 同时评估量具对不同操作员熟练度 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 29 针对重要特性 尤指是有特殊符号指定者 所使用量具的精确度应是被测量物品公差的1 10 即其最小刻度应能读到1 10过程变差或规格公差较小者 如 过程中所需量具读数的精确度是0 01m m 则测量应选择精确度为0 001m m 以避免量具的鉴别力不足 一般之特性者所使用量具的精确度应是被测量物品公差的1 5 试验完后 测试人员将量具的重复性及再现性数据进行计算如附件一 R R数据表 附件二 R R分析报告 依公式计算并作成 R管制图或直接用表计算即可 重复性和再现性 R R 分析 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 30 重复性和再现性 R R 分析 结果分析 v当重复性 AV 变差值大于再现性 EV 时 量具的结构需在设计增强 量具的夹紧或零件定位的方式 检验点 需加以改善 量具应加以保养 v当再现性 EV 变差值大于重复性 AV 时 作业员对量具的操作方法及数据读取方式应加强教育 作业标准应再明确订定或修订 可能需要某些夹具协助操作员 使其更具一致性的使用量具 量具与夹治具校验频率于入厂及送修纠正后须再做测量系统分析 并作记录 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 31 EV AV及 R R之接受标准如下 R R R R 量具系统不能接受 须予以改进 必要时更换量具或对量具重新进行调整 并对以前所量测的库存品再抽查检验 如发现库存品已超出规格应立即追踪出货通知客户 协调处理对策 重复性和再现性 R R 分析 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 32 重复性和再现性 R R 分析 实例 量具重复性和再现性之资料搜集 将作业者分为A B C三人 零件10个 但作业者无法看到零件号 准备所需之量测量具 使作业者A依随顺序量测10个零件并由另一观者在第1行填入量测数据 请作业者B C量测相同的10个零件 但不使他们看到他人的量测值 将量测分别记入第6行及第11行 表1 重复这个循环但以不同的随机顺序进行量测 将数据填入第2 7及12行之适当列中 例如第一个被量测为7号零件 则在第7例中记录量测值 如须第三次量测 则重复此循环并将结果记入第3 8及13中 表1 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 33 量具重复性和再现性计算 将第1 2及3行的最大数值减最小数值 将结果记录在第5行 第6 7 8行及第11 12 13行的作法相同 而将其结果分别记录入第10行及第15行 表1 重复性和再现性 R R 分析 实例 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 34 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 35 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 36 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 37 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 38 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 39 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 40 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 41 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 42 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 43 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 44 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 45 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 46 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 47 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 48 重复性和再现性 R R 分析 实例 量具再現性與再生性之計算 將第1 2及3行的最大數值減最小數值 將結果記錄在第5行 第6 7 8行及第11 12 13行的作法相同 而將其結果分別記錄入第10行及第15行 表1 第5 10行及15行之記錄應為正值 表1 將第5行加總並除以量測零件數 則得第一位作業者的平均全 以相同方法從第10及第15行求得及 表1 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 49 重复性和再现性 R R 分析 实例 量具再現性與再生性之計算 將第5 10第15行的均值填入第17行 將其加總後除以作業者人數而得的數值記 所有全距的平均值 表一 將 平均值 填入第19 20行並乘以D3及D4求下及上的管制界限 如為二次量測D3 0 D4 3 27 將個別全距的上管制界限 UCLR 的值記入第19行 下管制界限 LCLR 的值填入第20行如量測次數少於7則為零 表1 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 50 重复性和再现性 R R 分析 实例 量具再現性與再生性之計算 將各行加總 第1 2 3 6 7 8 11 12及13行 將各行的總和除以取樣零件數 將此值記錄在最右邊一列標示為 平均值 處 表1 將1 2 3行的平均值加總 並除以量測次數 將其值記錄在第4行方格處 以相同方式處理6 7 8行及11 12 13行而將其值分別記入第9 14行的及處 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 51 重复性和再现性 R R 分析 实例 量具再現性與再生性之計算 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 52 表1量具再現性及再生性數據 4 平均值 5 全距 9 平均值 10 全距 14 平均值 15 全距 16 零件平均值 17 Ra Rb Rc 作业人者数 18 Max X Min X 19 xD4 UCLR UCLR 20 xD3 LCLR LCLR 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 53 零件件号及件名 量具名称 日期 特性 量具编号 执行人 规格 量具型式 由数据表得 表2量具重复性及現生性報告 量 测 单 元 分 析 制程变异 量测次数 K 1 重复性 设备变异 EV EV X K1 2 3 4 56 3 05 EV 100 EV TV 作业者人数 2 3 再现性 人员变异 AV AV K 2 3 65 2 70 AV 100 AV TV n 零件数 r 量测次数 重复性 再生性 R R R R R R 100 R R TV 100 零件 数 K 3 零件变异 PV PV Rp K3 全变异 TV TV 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 65 2 70 2 30 2 08 1 93 1 82 1 74 1 67 1 62 PV 100 PV TV 1 0 0 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 54 穩定性分析之執行 選取一個樣品 並建立可追溯標準之真值或參考值 若無樣本則可從生產線中取一個落在中心值域的零件 當成標準值 且應針對預期測試的高中低端各取得樣本或標準件 並對每個樣本或標準件分別繪制管制圖 所以可能是須做三張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 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 55 穩定性分析之執行 定時對標準件或樣本量測3 5次取一個樣品 注意 決定樣本量及頻度的考慮因素應包括重新校正或修理次數 使用頻度與操作環境等 將量測值標記在X RCHART或X CHART上 計算管制界限 並對失控或不穩定作評估 計算標準差 並與制程標準差相比較 以評估量測系統的穩定性 不可以發生此項之標準大於製程標準差之現象 如果有發生此現象 代表量測之變異大於製程變異 此項儀器是不可接受的 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 56 穩定性之判定 穩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 不可以有連續三點中有二點在C區或C區以外之位置 三 不可以有連續五點中有四點在B區或B區以外之位置 四 不可有連續八點在控制圖之同一側 五 不可以有連續七點持續上升或下降之情形 如果有以上之情形 代表儀器已不穩定 須做維修或調整 維修及調整完後須再做校正以及穩定性之分析 穩定性分析之執行 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 57 偏性分析之執行 獨立取樣法 選取一個樣品 並建立可追溯標準之真值或參考值 若無樣本則可從生產線中取一個落在中心值域的零件 當成標準值 且應針對預期測試的高中低端各取得樣本或標準件 並對每個樣本或標準件量測10次 計算其平均值 將其當成 參考值 由一位作業者以常規方式對每個樣本或標準件量測10次 並計算出平均值 此值為 觀測平均值 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 58 偏性分析之執行 計算偏性 偏性 觀測平均值 參考值制程變異 6 偏性 偏性 制程變異判定 針對偏差之部份 判定之原則為 重要特性部份其偏差 須 10 一般特性其偏差 須 30 應依據儀器之使用目的來說明其接受之原因 其偏差 大於30 者 此項儀器不適合使用 质量培训专用教材 编制 朱兰锋alan zhu 59 線性分析之執行 獨立取樣法 針對產品所須使用之範圍 利用標準件或產品樣本 一般區分為五個等分 其範圍須包括產品之規格公差之範圍 來做儀器之線性分析 如果是採用標準件須有其正確值 如果是使用產品樣本時 則這些的產品樣本須先經精密量測十次以上 再予以平均 以此當做是 真值 或 參考值 由一位作業者以常規方式對每個樣本或標準件量測10次 並計算出平均