测量系统分析-MSAPPT课件

MeasurementSystemsAnalysis 目录 MSA概要测量系统评价计量型GageR R计数型GageR RMSA练习 MSA概要 MSA定义是MeasurementSystemAnalysis的简称 是确保数据的信赖性的分析方法 通过分析测量系统发生的变动对工程变动的影响 来判断测量系统的适合与否 并分析测量系统的精密度 GageR R 正确度等 不单指设备 是包含测量仪器 测量者 测量材料及测量环境等的综合概念 测量系统评价的重要性1 测量数据 1 是做出决定时的基本资料 有必要进行信赖性评价 2 通过测量系统观测并评价2 强调测量系统评价的原因是 1 所有产品由高度精密的部件组成 2 产品的小型化导致产品的误差范围缩小 3 部件更换或组装时的互换性要求 4 大批量生产所需的自动组装的必要性增大 测量系统评价的种类1 连续型数据的MSA 或计量值MSA 2 离散型数据的MSA 或计数型MSA MSA概要 测量值的组成要素 通过测量用数字体现的数据 并不是总能代表事实 因此 有必要对数据的信赖性进行确认 MSA概要 真实值 实际产品散布 测量误差 测量散布 测量值 观察的散布 MSA分析要确保的情报是 测量误差有多大 测量误差的原因是什么 测量工具是否具备分辨率 重复测量也能得到相同的结果吗 用别的测量工具也能得到相同结果吗 测量工具随着时间的推移是否保持稳定状态 测量工具是否具备了执行该研究 分析 的能力 怎样提高测量系统 理想的测量系统应该是每次都能测出真实值 测量系统的质量是由统计性属性所决定 统计性属性 测量散布要比产品规格要小 测量散布比起PROCESS散布要小 分辨率是要做到产品规格或PROCESS散布的10分之1 测量系统的属性 要观察测量误差的主要原因 反复性 repeatability 和 再现性 reproducibility 要想解决实际PROCESS的散布 应把握测量系统的散布 并把它与PROCESS散布分离 波动的来源是 观察到的波动 过程的波动 测量系统的波动 过程长期波动 过程短期波动 样本内波动 测量设备波动 测量者波动 偏倚 重复性 线性 再现性 稳定性 分辨率 实际PROCESS散布 无测量误差 观察到的PROCESS 含有测量误差 测量系统相关的用语 测量系统评价 正确度 Accuracy 相关术语真实值 Truevalue 偏离 Bias 线性 Linearity 稳定性 Stability 精密度 Precision 相关术语反复性 Repeatability 再现性 Reproducibility 分辨率 Discrimination 测量系统相关的用语 平均 散布 正确度 精密性 m m m 测量系统 产品 总 s s s 2 2 2 测量系统 产品 总 测量误差 正确性 平均 精密性 散布 测量系统偏离 通过 校准研究 决定 测量系统散布 通过 R R研究 决定 是指测量系统能够测量到的小数点数 测量刻度应为产品规格或工程散布的十分之一 允许公差 1 0cm计测器分辨率 0 1cm测定者别A B C 好的分辨率 差的分辨率 分辨率 单位 cm 单位 mm 正确度 测量值的平均和真实值的一致程度 线形性 全部测量范围内的测量系统一贯性 稳定性 随着时间推移的测量系统变动程度 平均的评价 真实值理论上的真值 偏离 Bias 测量值的平均和真实值的差异 主值 平均 正确度 正确度 测量仪器的正确度是观察到的测量平均值和 真实 值间的差异 正确性低的潜在原因测量仪的刻度调整不恰当作业者没有正确的使用测量仪不明确的步骤人的局限性 线形性 仪器1 线形性有问题 测量单位 0 仪器2 线形性没有问题 0 测量单位 全部测量范围内的偏离差异在全部测量范围内 测量值和基准值的差异保持稳定 说明其线形性好 是指同样的部品在不同的地点用同样的测量仪器测量的结果的差异 根据时间的推移测量结果互不相同时 说明该测量系统缺乏稳定性 稳定性 X R或X s控制图 时间1 时间1 时间2 真实值 真实值 稳定性良好 稳定性不良 时间3 时间3 时间2 稳定性低的潜在原因根据时间的流失测量设备的磨损根据时间的流失环境要因等的异常 对散布的评价 精密度 是测量系统反复性和再现性的变动之合 总变动 反复性 重复测量也是相同的结果吗 再现性 用其他测量系统也是相同的结果吗 测量系统的总散布 通过反复测量获得的测量值的自然散布反复性再现性 MS 测量系统 rpt 反复性 rpd 再现性如果每个测量者对n个对象实施m次测量 精密度 rpt R d 2 rpd 2t 2rpt mn 1 2 t Ro d 2Ro XMAX XMIN 是指同一个测量者用同一个仪器反复测量同一个部品时的测量值的散布 反复性 真实值 反复性低的潜在原因 测量仪 人 测量仪的修理保全环境要因 照明 噪音 不精密的测量仪身体要因 视力 有需要改善的部品 是指用同一个仪器对同一个部品 由不同的作业者进行测量时的测量值散布 再现性 真实值 好的再现性 作业者1 差的再现性 作业者2 作业者3 作业者1 作业者2 作业者3 再现性低的潜在原因测量步骤不明确运算者没有很好的受到使用测量仪及读取数据的方法的训练适用时 运算定义没有正确的制定 现有硬度为5 0 真实值 的材料 方法1得到的测量值是 3 8 4 4 4 2 4 0方法2得到的测量值是 6 5 4 0 3 2 6 3哪一个方法更正确 方法2因为平均值与 真实 硬度接近 哪一个方法更精密 方法1因为散布很小应首先的方法是 其理由是 方法1 比起散布 解决平均的变化更为容易 例题 正确度是 偏离不能大于产品规格公差或散布的10 精密度是 真实值 真实值 反复性好 反复性差 真实值 再现性好 再现性差 检查者A 检查者B 检查者C 检查者A 检查者B Gage自身变动 测量者之间变动 检查者C 真实值 计量型GageR R 总散布中测量误差占据的比重 包含了反复性和再现性 R R30 不适合 通常用 表示 R R Total 2MS 2P 1 2 P RP d 2RP XMAX XMIN 观察到的PROCESS散布 测量散布 R R 20 R R 75 R R 100 R R对于PROCESS改善活动LEADER来说是最好的测量值 R R是用来推断测量系统对整个PROCESS散布的影响 R R是进行PROCESS改善分析时最有用的推断值 R R的用途 P T比 公差中测量误差占多少 包含了反复性和再现性 作业者x样品x测量次数最好 10 允许 30 注意 5 15的标准偏差占测量系统散布的99 5 15是产业标准 通常用 表示 P T比 产品公差 测量系统散布 P T 20 P T 100 P T 200 P T比 Minitab中的 Tolerance 在推断测量系统的精密性时最为常用 该推断值适合用于评价测量系统关于SPEC功能发挥如何时使用 但 SPEC可能过小或过大 通常P T比是使用测量系统对样品进行分类时 可以成为最为准确的推断值 但 即使P T比小 如果工程能力 Cpk 不是很好的话 我们不能对此放心使用 P T比的用途 计量型GageR R的判断基准 StudyVar或 Tolerance是10 以上的时候 对反复性和再现性进行区分评价之后 对每个影响的原因进行查明后应采取措施 根据用途的不同优先参照评价指标在制品管理的侧面制品的合格与不合格的判断更重要时 优先确认 Tolerance工程管理用或工程监控时 优先确认 StudyVar 一般对2 3名作业者进行一般用10个样品作为测量对象每个作业者对每个样品进行2 3次的反复测量 GageR RStudySetting 注意事项 样品要能够代表PROCESSPROCESS内平时的作业者作为评价对象不要让作业者知道自己在测量样品 样品数 在多名作业中 随意挑选2 4名如果PROCESS中只有一名或没有作业者时 可以排除作业者的影响 即排除再现性 作业者数 要有足够的样品 样品数 X 作业者数 15如果现实无法做到上述要求 可以对测量次数进行如下调整ifSxO 15 trials 3ifSxO 8 trials 3to4ifSxO 5 trials 4to5ifSxO 4 trials 6to6S是样品数 O是作业者数 trial是测量次数 要在具有正态分布的PROCESS中取样 例 生产平均 9 SIGMA 0 01的物品 那么样品应在8 97 9 03 99 的范围 之间选定 注意1如果用不同成分的材料进行生产 即使是使用一个PROCESS 要把它分为更细部的集团后进行R R分析例 PROCESS用70 0 85 0 90 5的材料进行生产 公差都是 0 50 用同一个测量系统进行测量 对每种材料进行一次分析 总共进行3次分析如果把三种样品合在一起分析 GR R值就会人为的变小 样品选定方法 样品选定方法 样本的选定方法 样本普通以10个进行 但必须是可代表工程散布 抽取样本时不能抽取接近工程平均的样本 因为这样抽取的样本测量能力评价指标会比实际的指标更差 样本跟工程散布比较 如果抽取的范围更广时出现的测量能力指标会比实际更好 样本正常的代表了制品的散布 工程变动 时才有意义 A 调整测量仪器的刻度 确认刻度是否合适 B 1号作业者按照随意的顺序对所有样品进行一次测量 C 2号作业者按照随意的顺序对所有样品进行一次测量 D 依次类推 让所有作业者都测量一次 这是一次测量 根据测量次数 重复B D过程 利用以下内容决定R R统计量 反复性再现性反复性和再现性的各自的标准偏差 R RP T比对结果进行分析 必要时决定后续的措施 R R分析程序 测量能力评价指标 测量系统散布和产品 工程变动的比较 Studyvariation R R NumberofDistinctCategories测量系统散布和公差的比较 Tolerance P T比 Studyvariation 100 R R 5 15 Tolerance 100 P T比 NumberofDistinctCategories Round 1 41 测量系统能够区分的区间数 测量能力的评价指标 s Total s MS Tolerance s MS s MS s Part 判定基准 测量能力评价指标公式 测量能力评价指标计算 案例 与学员共同进行实例计算练习 破坏性试验样本 破坏性试验的MSA 在一些情况下 在测取数据的同时 样本将遭到破坏 比如强度试验或湿度试验等 所以对样本多次重复测试是不可能的 通常取样本的方法是 认为同批次内样本间的差异小到可忽略不计 采用同一批次中的多个样本当作单个样本来用比如 一般情况下 选择10个样本 3个操作者 每个操作者重复测试2次 共进行了60次测量操作 那么 在破坏性试验的情况下 可选取10个批次 这些过程输出结果实在相同条件下产生的 从每批选取6个样本 用这些样本来代替在非破坏性试验情况下的3个样本的作用 破坏性试验的MSA 破坏性试验MSA 案例 某材料进行黏度试验 要对测量黏度的测量系统进行评价 考虑到黏度试验样本无法重复使用 所以从同一批次中抽取2个样本 用同样的方法 人员与量具 测得数据如下 计数型GageR R 计数型R R 使用计数型R R的理由 为了了解与交接班或机器无关的情况下检查者在同一基准下对良品与不良品的判断基准是否明确 为确认检查者的一致性为确认检查者判定是否与真实一致 作业者将实际不良品判定为良品的频率 作业者将实际良品判定为不良品的频率为了知道如下事项 需要训练的部分 标准程序不足的部分 数据收集的范围是 符合品50 不符合品50 为对象40 是确切的符合品 40 是确切的不符合品20 收集为不容易区别的 应收集多少数据 一般情况收集100个左右 检查者数样本数各样本的反复评价330个以上2次以上 测量系统的评价基准是什么 一般情况计数型MSA的目标是90 或这以上的再现性和反复性的数值 计数型GageR R 典型的格式 12个部品 3名检查者 反复2次后收集了如下数据 MSA练习 计量型GageR R 测量系统分析实习 1 目的1 计量型GageR RData收集方法理解2 测量系统变动理解2 准备物品 10本书的厚度测量1 书的厚度2 计测器 30cm直尺3 主要内容1 Y 书的高度2 产出物 GageR R结果 解决问题的Roadmap 分辨率 有规格上下限吗 确认最小刻度单位 No Yes 设定产品的信赖区间 最小刻度单位是否小于规格或产品散布范围的10分之1 有分辨率 评价完了 无分辨率 改善方案 实施改善 Yes No 有标准样品吗 正确性评价开始 No Yes 选择一个样品 利用一个认为很好的测量仪器进行反复测量后决定真实值 或者制作标准样品 对标准样反复测量的平均值和真实值的差异是否小于规格或产品散布的10 有正确性 评价