质量管理体系五种核心工具MSA-新.ppt

,质量管理体系五种核心工具培训教材MSA(第四版),测量系统分析MeasurementSystemsAnalysis,前言,测量系统分析（MSA）是汽车行业在采用质量管理体系标准ISO/TS16949时所涉及的五种核心工具之一。本教材简明阐述了四个问题：何谓测量系统？为什么要对测量系统进行分析？对测量系统分析要分析什么？如何分析测量系统？,MSA第四版快速指南,极差法是一种以修正的计量型量具研究方法，它能对测量变差提供一个快速的近似值，这方法只能对测量系统提供变差的整体情况，不能将变差分解成重复性和再现性，它通常用来快速地检查以验证GRR是否有变化。均值与极差法（X仪器需要校准不适当的校准或调整仪器、设备或夹具磨损仪器质量不良基准的磨损或损坏线性误差使用了错误的量具不同的测量方法作业准备、技巧测量的特性不对变形（量具或零件）环境温度、湿度、振动、清洁错误的假设，应用的常数不对应用零件的数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差（易读性、视差）在校准过程所使用的测量程序（如：使用“基准”），应该尽可能地与正常操作的测量程序一致。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,2确定稳定性的指南1)取得一样件建立起可追溯到相关标准的参考值。如果无法取得这样件，则选择一件落在生产测量范围中间的生产零件，作为基准样件以进行稳定性分析。希望拥有位于预期测量结果的下限、上限和中限位置的三个基准件。要求对每种基准件单独的进行测量和画控制图。2)以一定的周期基础（每天/每周）测量基准件35次，抽样的数量和频率考虑因素包括重新校准或维修的频次、使用频次、操作条件等。3)将数据按时间顺序画在XR控制图上4)分析控制图，如没有明显可见的特殊原因结果发生，则表明该测量过程处于稳定状态，可接受。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,稳定性范例为了确定某一新测量仪器的稳定性是否可接受，过程小组选取了生产过程输出范围中接近中间值的一个零件。该零件在计量测试室经n10次测量，并计算这N个读值得平均值为6.01为其参考值。小组每班测量该零件5次，共测了四周（20个子组）。收集所有数据以后，控制图就可以做出来了（见附图)控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现明显可见的特殊原因影响。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,造成不稳定的可能因素有：仪器需要校准，缩短校准周期变形（量具或零件）仪器、设备或夹具的磨损仪器缺少稳健的设计或方法正常的老化或磨损仪器质量不好设计或符合性维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁基准的磨损或损坏，基准的误差不适当的基准或调整不同的测量方法作业准备、夹紧、技巧环境变化温度、湿度、振动、清洁错误的假设，应用的常数不对应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差（易读性、视差）,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,3.确定线性的指南1)由于存在过程变差，选择g5个零件，使这测量涵盖这量具的整个工作量程。2)对每个零件进行n10次测量，从而确定其参考值，并确定涵盖了这量具的工作量程。3)让经常使用该量具的操作者测量每个零件m10次（盲测法）。结果分析图示法4)计算每个零件每次测量的偏倚，以及每个零件的偏倚平均值m偏倚ij=Xij-Xi偏倚=偏倚ij/mi=1式中：Xi第i个零件的参考值Xij第i个零件的第j次测量值,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,5)在线性图上画出相对于参考值的每个偏倚值及偏倚平均值。6)应用以下公式，计算并画出最适合的线及该线的置信度区间。对最适合的线，用公式：Yi=aXi+b式中：Xi第i个零件的参考值Yi第i个零件的偏倚平均值7)计算斜率aa=xy-1/gmxyx2-1/gm(x)2,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,8)计算中心bb=y-ax=中心式中：y=yi/gx=xi/gg为零件数量9)对于已知的Xo，置信度区间为：1(xo-x)2下限：b+Xo-tgm-2,1-/2gm+(xi-x)21/2s1(xo-x)2上限：b+Xo+tgm-2,1-/2gm+(xi-x)21/2s式中：y2i-byi-axiyigm-2,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,10)画出“偏倚0”的线，并对图进行评审，以观察是否存在特殊原因，以及线性是否可接受。如果“偏倚0”的整个直线都位于置信度区间以内，则称该测量系统的线性是可接受的。结果分析数值法11)如果图示法分析表示该测量系统的线性是可接受的，则以下假设应该为真：Ho:0,斜率=0如果下式成立，则不能被否定atstgm2，1/2(xj-x)2,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,如果以上假设为真，则测量系统对所有的参考值具有相同的偏倚，这个偏倚必须为0，该线性才可被接受，Ho:0，中心（偏倚）0t=btgm-2，1-/21x2gm+(xi-x)2s,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,线性范例某企业对引进的一套新测量系统进行线性评价。在测量系统的全部工作量程内选取了五个零件，并通过测量，确定了五个零件的参考值，然后又主评价人对每个零件测量12次，在分析中,零件是随机抽取的，从而减少评价人(测量员)对测量中偏倚的记忆。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,Y=0.7367-0.1317x1-0-偏倚=0偏回归95%倚置信度区间*偏倚平均值-1-246810,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,线性的接受准则：1.图示法为使测量系统线性可被接受，如果“偏倚=0”的整个直线都位于置信度的区间以内，则称该测量系统的线性是可以接受的。2.数值法（计算法）A、对测量重要特性的系统，线性%5%可接受。B、对测量一般特性的系统，线性%10%可接受。C、线性%10%时，该测量仪器不可接受。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,造成线性误差的可能原因有：仪器需要校准，缩短校准周期应用了错误的量具仪器、设备或夹具的磨损维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁错误的假设，应用的常数不对基准的磨损或损坏，基准的误差最小/最大不适当的校准（没有涵盖操作范围）仪器质量不好设计或符合性仪器缺少稳健的仪器设计或方法不同的测量方法作业准备、夹紧、技巧随着测量尺寸不同，（量具或零件）变形量不同环境温度、湿度、振动、清洁应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差（易读性、视差）,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,4.确定重复性和再现性的指南平均值和极差法（XR）是一种可同时对测量系统提供重复性和再现性的估计值的研究方法。与极差法不同，这方法允许将测量系统的变差分解成两个独立的部分：重复性和再现性，但不能确定它们两者的相互作用。分析方法忽略了零件内变差。分析技术是以统计稳定为前提的。再现性一般认为是评价人的变差，但如果使用多台夹具，再现性也包括了夹具间的变差。为了获得结果中最低限度的置信度水准，产生极差的总数要15个。尽管数据表格只能容纳10个零件，但不局限于10个。对于任何统计技术来说，样本数量越多，抽样变差越小，产生风险也越小。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,重复性和再现性研究：取得一个能代表过程变差实际或预期范围的样本，取样本零件数n5个零件的样本。测量前，将零件从1n个零件进行编号，但零件编号不要让评价人看到（盲测）。让评价人以随机顺序测量n个零件。不要让评价人之间相互知道他们的测量读数。按表格进行填写、计算。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,量具的重复性和再现性报告表说明：-在量具重复性和再现性报告表左侧的测量系统分析的下面，是对每个变差组成部分的计算：重复性或设备变差（EV或E）是由极差平均值（R）乘以一个常数K1来决定的。K1取决于量具研究中的测量次数，K1为d2*的倒数。d2*查表得到，查表时，m（测量次数2或3次），g（零件数量评价人的人数）。K1=1/d2*E=R1/d2*,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,=,四、如何分析测量系统,再现性或评价人变差（AV或A）是由评价人平均值的最大差值（XDIFF=Xmax-Xmin）乘以一个常数K2来决定的。K2取决于评价人的人数，其值为d2*的倒数。d2*查表得到，查表时，m为评价人数，2或3，g=1（因为只有一个极差计算）AV=（XDIFFK2）2-EV2/nr注：由于评价人变差被包含在设备变差中，因此必须通过减去设备变差的一个分数来对其进行调整。式中：n为零件数量，r为测量次数。当计算AV时，如根号下所得的数值为负数时，则AV=0。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,重复性和再现性（GRR或m）的计算为设备变差的平方加上评价人变差的平方，然后再开根号而得。即：GRR=EV2+AV2M2=E2+A2零件的变差（PV或P）是由零件平均值的极差（RP）乘以一个常数K3来决定的。K3取决于测量零件的数量，其值为d2*的倒数。PV=RpK3d2*查表得到，查表时，m(零件数量)P=Rp.1/d2*g=1，（因为只有一个极差计算）。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,总变差（TV或T）是加总了重复性和再现性变差的平方与零件变差的平方，在开根号而得到，即：TV=GRR2+PV2T2=M2+P2如果已知该过程变差，且它的值是以6为基础，则可用它来代替从量具研究数据中计算得到的总研究变差（TV），也就是说，可通过以下两个公式进行来完成：a)TV=过程变差/6.00b)PV=TV2-GRR2以上两个值都可以用来代替前面计算的值。在量具重复性和再现性报告表右侧的“总变差%（TV）”的下面，是对研究中各个因素的变差与总变差（TV）进行比较。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,%EV=100EV/TV%AV=100AV/TV%GRR=100GRR/TV%PV=100PV/TVndc=1.41PV/GRR注：1）各因素变差占总变差的百分率之和不等于100%2）如果分析是以公差为基础来代替以过程变差为基础的话，则可对量具重复性和再现性报告表进行修改，使表格右边的总变差的百分比由公差的百分比来代替。在这种情况下，%EV、%AV、%GRR、%PV的计算公式中的总变差是由公差除以6来代替。3）ndc区别分类的数量，这能由该测量系统可靠的分辨，这是可以覆盖预期的产品的产品变差的非重叠97%置信度区间。ndc应四舍五入到整数，而且要5。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,重复性、再现性的接受准则：（R&R）当ndc5时，不可接收。当ndc5时：%GRR（R&R）10%通常认为测量系统是可接受的；10%GRR（R&R）30%，根据应用的重要性、测量装置的成本、维修费用等方面的考虑，可能是可接受的；%GRR超过（R&R）30%认为是不可接受的，应该做出各种努力来改进测量系统。,四、如何分析测量系统,重复性不好的可能原因包括：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；仪器设计或方法缺乏稳定性，一致性不好；应用错误的量具；（量具或零件）随零件尺寸变化的变形，硬度不足；违背假定条件-稳定、正确操作；应用-零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误（易读性、视差）,四、如何分析测量系统,造成再现性的可能原因有：零件之间（抽样样本）：使用相同的仪器、操作者和方法测量A、B、C零件类型时的平均差异仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器测量的平均值差异标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平均影响方法之间：由于改变测量点密度、手动/自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造成的平均值差异评价人（操作者）之间：评价人A、B、C之间有与培训、技巧、技能和经验所造成的平均值差异,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统,环境之间：在经过1、2、3等时段所进行的测量，由于环境周期所造成的平均差异。这种研究常用于使用高度自动化测量系统对产品和过程的鉴定。研究中的假设有误缺乏稳健的仪器设计或方法操作者培训的有效性应用零件数量、位置、观测误差（易读性、误差）注：传统上将再现性称为“评价人之间”的变差。手动仪器通常的确受操作者技能影响。但是对于操作者不是变差主要原因的测量过程（例如：自动的测量系统），影响再现性的原因是指测量系统之间或条件之间的平均值变差。,WZ,上海伟众汽车科技有限公司,四、如何分析测量系统的,再现性大于重复性的原因（当为手动仪器测量时）：操作者培训不够量具刻度不清需要夹具帮助重复性大于再现性的原因：量具需要维护量具需要新设计来提高刚度夹紧或检测点需改进存在过大的零件内变差形状、位置、表面光洁度、锥度、样本的一致性,WZ,四、如何分析测量系统,上海伟众汽车科技有限公司,计数型测量系统研究指南计数型测量系统是一种测量数值为一有限的分类数量的测量系统,最常见的是通/止规量具，它只有两种可能的结果:合格或不合格。其它的计数型测量系统，例如:目视标准，可能产生五到七个分类，如:非常好，好，一般，差，非常差等。计数型量具的最大