MSA培训新PPT课件

MSA,吴勇全2010年6月6日,TS16949标准的5大工具,TS16949采用的五大工具APQPPPAPFMEASPC和MSA=MeasurementSystemAnalysis,为什么要进行MSA?,测量设备本身通过计量校准符合要求，仍然会有误差的；人通过培训合格，也会有误差的；其他各个方面也必然会有误差。这些误差整合以后，得到总的误差。,人们利用数据来做决定（质量管理八大原则之一：基于事实的决策方法）,数据是通过测量得到的,1)系统是否有足够的分辨力？2)该测量系统在一定的时间内是否有统计上的一致性？3)这些统计特性在预期范围内是否一致？用于制造过程的分析或控制是否可接受？三个问题都应与过程变差联系起来考虑。,MSA解决什么问题,何时进行MSA？,APQP的五个阶段中的第四阶段,系统规定的定期计划量具修复后量具更换后新控制计划测量人员变更,何时进行MSA？,预备知识,测量系统：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。量具：任何用来获得结果的装置,预备知识,测量系统的构成：S.(标准）W.（工件）I.（仪器）P.（人/程序）E（环境）狭义上常指“人”和“机”。即评价人（及其实施测量的方法）和直接用于测量的设备、仪器和量具。测量系统分析（MSA）：定量研究测量体系的特性对其自身输出的影响。主要研究“人”（包括“法”）和“机”。目的是得到这些影响的定量描述以便作出测量系统是否适用的明确判断。分辨力机稳定性机偏倚机重复性机再现性人（法）线性机准确度：偏倚；线性；稳定性。说的是位置。精确度：重复性；再现性。说的是范围、宽度。分辨力：测量系统的“性能”之一。,准确度与精确度分布正态分布均方差标准差N（，2）,预备知识,稳定性一般的稳定性对测量系统来说是系统的偏倚值不随时间变化（偏倚恒定）统计稳定性偏倚虽然随时间变化，但有固定规律，可以预测一般原因和特殊原因,预备知识,测量系统分析的前提,对测量系统的统计特性的共同要求：1)测量系统必须处于统计控制之中。即具有统计稳定性。测量系统的变差只能是由于一般原因而不是特殊原因造成的，最好用图形法来评价。2)测量系统分辨力小于制造过程分布和公差带中精度较高者的十分之一，就是测量系统分辨力能将制造过程分布（公差带）分成十份或更多3)测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化，此时，测量系统最大的（最坏的）变差应小于制造过程变差和公差带二者中较小者。,确定被测对象正确无误特别是在要求样本代表制造过程时。母本，样本选择随机抽样原则：在被抽之前，母本中每一个样本被抽到的概率相等。评价人选择学会收集、使用数据测量顺序（随机）“盲测”避免样本内变差的干扰,测量系统分析的前提,明确判断标准对分析结果的判断标准基准值的确定1)获得可追溯到标准的基准值；2)在高一级的测量系统上对样本10次测量的平均值作为该样本的基准值。,测量系统分析的前提,第一阶段，两个目的：1)正式使用前的全面鉴定；2)发现并证实环境对该测量系统的影响，以确定其使用条件。第二阶段确定已被接受的测量系统是否持续可用,测量系统评定的两个阶段,稳定性测量系统在某持续时间内测量同一基准的同一特性时，获得的各次测量平均值的变差。偏倚：测量结果的观察平均值与基准值之差,定义,基准值,线性仪器在预期的工作范围内，偏倚值的差值。,基准值,定义,思考：斜率大好，还是小好？,基准值,基准值,偏倚,重复性：同一个评价人，采用同一件仪器，足够多次测量同一件样本的同一特性获得的测量值的范围。用其变差表示。,定义,再现性：由不同的评价人，采用同一件仪器，测量同一样本的同一特性时，测量平均值的变差。,定义,测量系统的分辨力测量系统检出并如实指示被测特性微小变化的能力，或称有效分辨率仪器可以探测到并如实显示的参考值的变化量。它也可以称为可读性或分辨率。典型地，此能力的度量是看仪器的最小刻度值。如果仪器刻度“粗”，那么就可以使用它的半刻度。,定义,如果测量系统没有足够的分辨力，不能识别过程变差或不能定量表示单个特性值，应改进系统或使用更好的测量系统。如果系统仅能识别而不能测定出过程变差，这种分辨力不能用于分析。如果不能识别特殊原因的变差，它用于控制也是不可接受的。测量系统可靠地辨别的分级数ndc取整整，且应该大于等于5才能用于分析用（Ndc=1.41(PV/GRR)）,分辨力的判别,1)极差图显示只有一、二、三种极差值在控制限值内（右图只有0，0.01）；2)有四种极差值在控制限值内，但超过1/4的值为0（右图：14/251/4）。有以上两种情况之一的显示分辨力不足。,0,0.01,R,UCL,0.02,极差图可用来判断分辨力,思考：该系统的分辨力如何？,为什么进行稳定性研究？1.在不知道测量系统的稳定状态时，评价该系统的重复性、再现性等其他特性可能会产生误导。2.所有对测量系统进行的分析都通过分析数据之间的差异来进行的。这些差异就是各种偏倚。用数值表示偏倚并不困难，但如果系统不在统计控制之中，不具备统计稳定性，这些数据和分析都是无意义的。,稳定性,用控制图法来确定稳定性。控制图可以识别普通原因和特殊原因产生的变差。注意控制图的使用中，不仅要注意限值外的点，还要注意其他特殊原因引起的信号。如“趋势”和中心附近的点。研究稳定性要作的控制图是平均值图和极差图。没有必要计算数值。读图就足够了。具体做法：1)确定一样本。对稳定性，不需要已知基准值。最好选择中间值的样本。如有可能，在预期范围内的最低值、最高值和中间值个选一件样本，分别单独测量并作控制图。,稳定性,2)定期（日、周）测量样本35次。样本大小和频率应基于对测量过程和测量系统的了解。包括要求多长时间重新校准或维修、测量系统的使用频率、操作条件等。读数应在一天内不同时间读取，以代表实际使用的情况。还包括预热、环境和一天内可能变化的因素。3)在X-R图或X-S控制图中标绘数据。4)确定并绘出控制限。进行判断。5)如有必要，根据极差数据计算测量结果的标准差。并与测量过程总变差的标准差相比较以确定系统是否适宜。,稳定性,均值图,极差图,UCL49.26LCL47.94,UCL1.68,不稳定性可能的原因,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设置、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（易读性、视差）,独立样本法1)确定一个样本并获得其基准值。（如何获得基准值？）有时需要有预期测量的最高、最低和中间值的样本，各自单独分析。2)一位评价人测量该样本10次以上。3)计算该样本的测量平均值X偏倚（B）测量平均值（X）基准值（XT）过程变差6偏倚100偏倚/过程变差4)确定偏倚的t统计量：偏倚=观测测量平均值基准值b=(max(xi)-min(xi)/d2*,这里d2*可以从附录中查到,g=1（子组数）,m=n（子组容量）t=偏倚/b,偏倚,如何判定？1.作图法相对于基准值将数据画出直方图。评审直方图，用专业知识确定是否存在特殊原因或出现异常。如果没有，继续分析（对于n5，应代表实际的或期望的过程变差范围。2）选择评价人A，B，C等。零件的号码从1到n，评价人不能看到零件编号3）如果是正常测量系统程序的一部分，应校准量具。主评价人以随机顺序测量n个零件，将测量结果输入第一行。4）主评价人B和C测量同样的n个零件，而且他们之间不能看到彼此的结果。5）用不同的随机测量顺序重复该循环。,重复性EV,作均值和极差图（X&R图）6)7)极差图可显示测量过程的一致性并检出失控点。同时极差图还可帮助判别分辨力。（回忆）8)如果极差图上的点都在控制限内，表明测量过程一致性符合要求；9)如果有控制限外的点，应查明原因采取措施，有时须重新测量收集数据，或在数据足够的情况下剔除特殊,控制限的计算公式为：均值图：UCLxXA2R；LCLxXA2R极差图：UCLRRD4；LCLRRD3A2，D4，D3值查表,重复性EV,10)在极差图显示受控的情况下，重复性标准差或量具变差的标准差（e）的估计值为：eRe/d2Re为各子组极差的平均值。重复性或量具变差（EV）为：EV5.15ed2值查表，m代表子组内试验重复次数EV代表了正态分布情况下，测量结果的99%,原因造成的失控数据；如：有一名评价人失控，说明其方法与别人不同；如果所有评价人都有一些失控点，说明仪器对评价人的技术敏感。需要改进以获得有用的数据；,重复性EV,11)在评价人均值（X）控制图中可看出零件间的变差。以零件为组，子组平均值之间的差异代表零件间的差异；12)均值图的控制限是以重复性为基础计算的，而不是以零件的变差为基础计算的，零件的子组平均值大部分应在控制限之外。因为正常情况下，零件间的变差应远大于重复性变差；13)如果极少，甚至没有一个子组平均值落在限值外，则说明零件间变差被重复性变差所隐蔽，测量过程支配着过程变差的测量。如果这些零件用来代表制造过程变差，则此测量系统用于分析该过程是不可接受的。（但也许用在别处是好的测量系统）；,重复性EV,14)相反，如果越多的平均值落在限值外，并且评价人是合格的（评价人变差，即再现性不会造成干扰的），则该测量越有用。从X图上可以看出测量系统对零件所代表的制造过程变差进行评价的能力。通常，限值外的点数应超过50%。这时，系统被认为是有效的。但如所有零件是相似的（例如，聚集在过程平均值附近），50%规则将无效；,重复性EV,从生产过程中选5件样本，选择两名评价人，每位评价人对每个样本测量3次。结果如下：评价人A评价人B试验1234512345121722021721421621621621621622022162162162122192192162152122203216218216212220220220216212220XA216.3218216.3212.7218.3xB218.3217.3215.7213.3220 xA总平均216.3XB总平均216.9X总平均216.6R1.04.01.02.04.04.04.01.04.00R=2.5,示例,查表得：A21.023，D42.574，D30（m=3）UCLx216.61.0232.5219.2；LCLx216.61.0232.5214.0UCLR2.52.5746.4；LCLR2.500评价人A评价人BUCLx219.2X216.6LCLx214.01234512345只有3点在限外，显然测量系统不足以检出零件间变差。,UCLR6.4评价人A评价人BRe2.51234512345极差图上，两名评价人所有的点均在控制限之内，测量过程的一致性能满足要求。计算：eRe/d22.5/1.721.45（查表m3，g2510）重复性：EV5.15e5.151.457.5,重复性不好的可能原因,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，在应用常量上出错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、观察错误（易读性、视差）,再现性好是指测量系统中的评价人的变异是一致的就象多次重复测量的极差代表量具的变差一样，评价人之间的变异在他们测得的零件平均值X1，Xi，的极差上表现出来。把它记为：Ro或XDiff再现性或评价人变差的标准差（o）的估计值为：oRo/d2d2值查表，m代表评价人人数再现性AV5.15o此时该值还包括了仪器变差即再现性的影响，应剔除。剔除的方法在示例中介绍,再现性AV,仍用重复性的示例，计算评价人A和B测量的零件平均值XA和XB得：XA216.3；XB216.9Ro216.9-216.30.6；d21.41（m2g1）5.15Ro/d25.150.6/1.412.2此处包括了重复性变差的影响，应剔除，剔除后为：校正后的再现性（评价人）标准差为：o1.04/5.150.20,示例,在得到了e和o之后便可以计算GR&R重复性和再现性（GR&R）的标准差为（m），其估计值：GR&R5.15m待计算出总变差TV后，将GR&R与TV比较的判定标准：GR&R/TV10测量系统可用于分析10GR&R/TV30尚可用，按使用情况而定GR&R/TV30用于控制也不可接受,示例,再现性错误的潜在原因,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。注意：在这种研究情况下，再现性错误常与方法和/或操作才混淆。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。评价人（操作者）之间：评价人A、B、C等到的训练、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，推荐进行此研究。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）,如果每个样本多次测得的平均值为X1，X2，它们之间的极差记为RP，就代表了零件间变差。零件间变差PV的标准差估计值PRP/d2d2值查表，m代表零件数零件间变差PV5.15P同时可以计算数据分级分级数1.41PV/GR&R1.41P/m分级数小于2，测量系统于控制过程没有任何意义；等于2，相当于计数型量具用于过程分析，数据分级最少为5，最好再多一些。,零件间变差PV,仍援引重复性和再现性的例子12345评价人A216.3218216.3212.7218.3评价人B218.3217.3215.7213.3220X217.3217.7216213219.2RP219.22136.2PRP/d26.2/2.482.5d22.48（m5g1）PV5.15P12.8,示例,本例已得出了EV、AV和PVe1.45EV7.5o0.20AV1.04P2.5PV12.8则有GR&R5.15m5.151.497.67测量过程总变差TV的标准差t总过程变差TV5.15t5.152.9114.99数据分级1.41（PV/GR&R）1.41（12.8/7.67）2.352,编号：*报告日期量具名：编号：零件名：*标准差5.15占总变差百分比重复性e1.45EV7.550再现性o0.20AV1.046.9量具