MSA培训课件(1120)分析.ppt

测量系统分析MSA 1 GreemConsulting张勇飞 2 第一章测量系统基础第二章测量系统统计特性第三章测量系统变异性影响第四章测量系统分析 3 第一章测量系统基础 1 测量系统分析的目的 确定所使用的数据是否可靠 测量系统分析还可以 评估新的测量仪器 将两种不同的测量方法进行比较 对可能存在问题的测量方法进行评估 确定并解决测量系统误差问题 测量 对某具体事物赋予数字 或数值 以表示它们对于特定特性之间的关系 量具 任何用来获得测量结果的装置 经常用来特指用在车间的装置 包括通过 不通过装置 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 2 术语 3 量测过程 标准 零件 仪器 人 程序 环境 SWIPE 量测 数值 分析 输入 输出 可接受可能可接受需改善 量测系统 如果测量的方式不对 那么好的结果可能被测为坏的结果 坏的结果也可能被测为好的结果 此时便不能得到真正的产品或过程特性 4 测量数据的质量 数据质量最通用的统计特性 准确度 Accuracy X 或称偏移 BIAS 量测实际值与工件真值间之差异 是指数据相对基准 标准 值的位置 精密度 Precision 或称变差 Variation 利用同一量具 重复量测相同工件同一质量特性 所得数据之变异性 是指数据的分布 位置 Location 宽度 Width 数据的质量 取决于从处于稳定条件下进行操作的测量系统中 多次测量的统计特性 4 1低质量数据的原因和影响 低质量数据的普遍原因之一是变差太大 一组数据中的变差多是由于测量系统及其环境的相互作用造成的 如果相互作用产生的变差过大 那么数据的质量会太低 从而造成测量数据无法利用 如 具有较大变差的测量系统可能不适合用于分析制造过程 因为测量系统的变差可能掩盖制造过程的变差 9 1 足够的分辨率和灵敏度 2 是统计受控制的 3 产品控制 变异性小于公差 4 过程控制 显示有效的分辨率 变异性小于制造过程变差 5 测量系统的统计特性 10 6 1测量仪器 分辨率 分辨率 分辨力 可读性 分辨率 别名 最小的读数的单位 测量分辨率 刻度限度或探测度 为测量仪器能够读取的最小测量单位 测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力 由设计决定的固有特性 测量或仪器输出的最小刻度单位 总是以测量单位报告 1 10经验法则 11 第二章测量系统统计特性 数据变差的来源 仪器 量具 工作件 零件 扩大 量测系统变异 变异性 敏感性 接触几何 变形效应 一致性 单一性 重复性 再现性 使用假设 稳健设计 偏移 线性 稳定性 校准 预防性维护 维护 创建公差 发展的变异 发展 设计变异 夹持 位置 测量站 测量探测器 相互关连的特性 清洁 适合的数据 工作的定义 弹性变形 质量 弹性特性 支撑特性 隐藏的几何 可追溯性 校准 热扩散系数 弹性特性 人员 程序 环境 教育 身体的 限制 程序 目视标准 工作规定 工作态度 经验 培训 经验 培训 理解 技能 人因工程 照明 压力 振动 空气污染 几何的兼容性 阳光 人工光阳 光阳 温度 人员 空气流程 热的系统 平等化 系统构成要素 周期 标准与环境的关系 标准 测量系统的统计特性 Bias偏倚 Bias Repeatability重复性 precision精度 Reproducibility再现性Linearity线性Stability稳定性 偏倚 是测量结果的观测平均值与基准值的差值 真值的取得可以通过采用更高等级的测量设备进行多次测量 取其平均值 1 偏倚 Bias 仪器需要校准仪器 设备或夹紧装置的磨损磨损或损坏的基准 基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差 设计或一致性不好线性误差应用错误的量具 不同的测量方法 设置 安装 夹紧 技术测量错误的特性量具或零件的变形环境 温度 湿度 振动 清洁的影响违背假定 在应用常量上出错应用 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 观察错误 1 1造成过份偏倚的可能原因 重复性 指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零件的同一特性时获得的测量值变差 四同 2 重复性 Repeatability 零件 样品 内部 形状 位置 表面加工 锥度 样品一致性 仪器内部 修理 磨损 设备或夹紧装置故障 质量差或维护不当 基准内部 质量 级别 磨损方法内部 在设置 技术 零位调整 夹持 夹紧 点密度的变差评价人内部 技术 职位 缺乏经验 操作技能或培训 感觉 疲劳 环境内部 温度 湿度 振动 亮度 清洁度的短期起伏变化 违背假定 稳定 正确操作仪器设计或方法缺乏稳健性 一致性不好应用错误的量具量具或零件变形 硬度不足应用 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 观察误差 易读性 视差 2 重复性不好的可能原因 由不同操作人员 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 三同一异 3 再现性 Reproducibility 零件 样品 之间 使用同样的仪器 同样的操作者和方法时 当测量零件的类型为A B C时的均值差 仪器之间 同样的零件 操作者 和环境 使用仪器A B C等的均值差标准之间 测量过程中不同的设定标准的平均影响方法之间 改变点密度 手动与自动系统相比 零点调整 夹持或夹紧方法等导致的均值差 3 1再现性不好的可能潜在原因 评价人 操作者 之间 评价人A B C等的训练 技术 技能和经验不同导致的均值差 对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器 推蕮进行此研究 环境之间 在第1 2 3等时间段内测量 由环境循环引起的均值差 这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究 违背研究中的假定仪器设计或方法缺乏稳健性操作者训练效果应用 零件尺寸 位置 观察误差 易读性 视差 3 1再现性不好的可能潜在原因 基准值 較小的偏倚 基準值 較大的偏倚 量測平均值 低量程 量測平均值 高量程 基準值 量測值 無偏倚 偏倚 線性 變化的線性偏倚 在量具正常工作量程内的偏倚变化量多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系是测量系统的系统误差构成 4 线性 Linearity 仪器需要校准 需减少校准时间间隔 仪器 设备或夹紧装置磨损 缺乏维护 通风 动力 液压 腐蚀 清洁 基准磨损或已损坏 校准不当或调整基准使用不当 仪器质量差 设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳定性 应用了错误的量具 不同的测量方法 设置 安装 夹紧 技术 量具或零件随零件尺寸变化 变形 环境影响 温度 湿度 震动 清洁度 其它 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 读错 4 1线性误差的可能原因 稳定性 时间1 时间2 是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 5 稳定性 Stability 仪器需要校准 需要减少校准时间间隔仪器 设备或夹紧装置的磨损正常老化或退化缺乏维护 通风 动力 液压 过滤器 腐蚀 锈蚀 清洁磨损或损坏的基准 基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差 设计或一致性不好仪器设计或方法缺乏稳健性不同的测量方法 装置 安装 夹紧 技术量具或零件变形环境变化 温度 湿度 振动 清洁度违背假定 在应用常量上出错应用 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 观察错误 5 1不稳定的可能原因 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 应具有零变差 零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性 6 理想的测量系统 第三章测量系统变异性影响 长期 过程变差 短期 抽样产生的变差 实际过程变差 稳定性 线性 重复性 准确度 量具变差 操作员造成的变差 测量误差 过程变差观测值 再现性 过程变差 1 测量系统变异性的影响 重复性 和 再现性 是测量误差的主要来源 2 对产品决策的影响 I型错误 生产者风险误发警报好零件有时会被判为 坏 的 II型错误 消费者风险或漏发警报坏零件有时会被判为 好 的 I型错误 II型错误 Badisbad 2 对产品决策的影响 错误决定的潜在因素 测量系统误差与公差交叉时 产品状况判定 目标是最大限度地做出正确决定有二种选择 改进生产区域 减少过程变差 没有零件产生在II区 改进测量系统 减少测量系统误差从而减小II区域的面积 这样就可以最小限度地降低做出错误决定的风险 30 第四章测量系统分析 MSA分析方法的分类 重复性分析 再现性分析 线性分析 稳定性分析 偏倚分析 位置分析 变异分析 稳定性分析 假设分析 风险分析 Kappa分析法 偏移分析 稳定性分析 变异分析 计量型 计数型 破坏型 MSA 极差法 均值极差法 包括控制图法 ANOVE法 方差分析法 1 稳定性分析之执行 1 获取一样本并确定其相对于可追溯标准的基准值 2 定期 天 周 测量标准样本3 5次 样本容量和频率应该基于对测量系统的了解 3 将数据按时间顺序画在X R或X S控制图上结果分析 作图法4 建立控制限并用标准化控制图分析评价失控或不稳定状态 结果分析 数据法 1 稳定性分析之执行 产品特性 控制计划中所提及的过程特性 针对样本使用更高精密度等级的仪器进行精密测量十次 加以平均 做为参考值 计算每一组的平均值 R值 计算出平均值的平均值 R的平均值 1 计算控制界限 A 平均值图 Xbarbar A2Rbar XbarbarB R值图 D4Rbar Rbar D3Rbar2 划出控制界限 将点子绘上3 先检查R图 以判定重复性是否稳定 4 再看Xbar图 以判定偏移是否稳定 5 若控制图稳定 可以利用Xbarbar 标准值 进行偏差检定 看是否有偏差 6 若控制图稳定 利用Rbar d2来了解仪器的重复性 1 稳定性分析之执行 1 后续持续点图 判图2 异常的判定a R图失控 表明不稳定的重复性 可能什么东西松动 阻塞 变化等 b X BAR失控 表明测量系统不再正确测量 可能磨损 可能需重新校准 1 有一个点远离中心线超过3个标准差 2 连续7点位于中心线同一侧 3 连续6点上升或下降 4 连续14点交替上下变化 5 2 3的点距中心线的距离超过2个标准差 同一侧 6 4 5的点距中心线的距离超过1个标准差 同一侧 7 连续15个点排列在中心线1个标准差范围内 任一侧 8 连续8个点距中心线的距离大于1个标准差 任一侧 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准则 管制图判读 1 2 判断失控的规则样本点落在管制界限之外连续7点在同侧的C区或C区之外 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准则 管制图判读 3 连续6点以上持续地上升或下降 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准则 2 管制图判读 4 连续14点交替一升一降 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准则 管制图判读 5 相连3点中有2点在同侧的A区或A区之外 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准 管制图判读 6 相连5点中有4点在同侧的B区或B区之外 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准则 管制图判读 7 连续15点在中心在线下两侧的C区 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准则 2 管制图判读 8 有8点在中心线之两侧 但C区并无点子 量具稳定性Xbar R异常的八大判定准则 43 2 量具的重复性和再现性分析法 1 选择三个测量人 A B C 和10个测量样品 测量人应有代表性 代表常从事此项测量工作的QC人员或生产线人员10个样品应在过程中随机抽取 可代表整个过程的变差 否则会严重影响研究结果 2 校准量具3 测量 让三个测量人对10个样品的某项特性进行测试 每个样品每人测量三次 将数据填入表中 试验时遵循以下原则 盲测原则1 对10个样品编号 每个人测完第一轮后 由其他人对这10个样品进行随机的重新编号后再测 避免主观偏向 盲测原则2 三个人之间都互相不知道其他人的测量结果 4 计算 示范 量具再现性及再生性数据表 45 示范 量具重复性及再现性报告 46 1 数值 10 表示该量具系统可接受 2 10 数值 30 表示该量具系统可接受或不接受 决定于该量具系统之重要性 修理所需之费用等因素 3 数值 30 表示该量具系统不能接受 须予以改进 GageR R判断原则 47 3 偏倚分析 取得一个样件 并建立基准值 同稳定性分析 让一个评价者以正常方式测量样件 测量次数不得少于10次 手册中为15次 实施人员记录下测量的数值 相对于基准值将数据画出直方图 正态性检验 计算读数的平均值 计算公式为 式中 n为读数的个数 48 偏倚分析 计算重复性标准差 计算公式为 计算均值标准差 49 偏倚分析 计算置信区间 区间下限 区间上限 式中 V表示自由度 可以利用标准t分布表查到 水平是不是用默认值0 05 95 置信度 时必须得到顾客的同意 偏倚分析 51 4 线性分析 选择至少五个零件 以覆盖被研究量具的整个工作量程 对每个零件进行测量 以确定每个零件的基准值 让经常使用该量具的操作者按正常程序测量每个零件至少10次 m 10 注 测量时 尽量随机选择零件 以提高分析的可信度 计算零件每次测量的偏倚 以及每个零件的偏倚平均值 偏倚i j Xi j 基准值 式中 i为零件序号 j为测量次数的序号 52 线性分析 在线性图上画出相对于参考值的每个偏倚及偏倚的平均值 应用以下公式 计算并画出最适合的线 拟合直线 及该线的置信度区间 并在线性图上画出来 水平下的置信带计算公式是 S为y估计值的标准误差 线性分析 57 NO GO GO 5 量测系统分析 计数值 Go NoGo数据