MSA量测系统管理分析培训(ppt 71页).ppt

量测系统分析培训(MSA),2,我们共同的课堂约定,请将手机调到静音或关掉请勿任意走动、交谈、接听电话保持教室宁静并按照座位就坐请准时到课，不要随便走出,3,所有汽车零件制造商其他已采用QS9000和VDA6.1的企业其他已采用或将导入ISO/TS16949：2009的企业其他有兴趣的人士,课程介紹,本课程的适合对象为：,4,基本了解MSA的术语重点掌握计数型GR同样,如果部份或所有的测量值与参考值相差”很远”,则称数据的质量很低.通常用描述测量数据质量的统计特性是某测量系统的偏倚(相对于参考值的位置)及变差(数据的分布宽度),18,测量系统(Measurementsystem)是对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估,其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合;也就是说,用来获得测量结果的整个过程。,第一章术语/定义,19,真值(TrueValue)真值是被测零件的“实际值”,尽管该值不被知道且无法知道,但它是测量系统的目标,所有个别的值尽可能的(经济的)与该值接近.参考值常被当作真值的最佳近似值.,第一章术语/定义,20,可追溯性(Traceability)通过一个完整的比较链追溯到规定的参考标准(通常为国家或国际标准)的测量特性或标准值,都具有一定的不确定度.在工业界的许多情况,测量的可追溯性可能追溯到顾客和供方双方同意的参考值或一致的标准.,第一章术语/定义,生产用量具,工作标准,参考标准,国际(国家)标准,21,分辩力(Discrimination)是指一种测量仪器能够检测并忠实地显示相对于参考值的变化量.通常也被称为可读性或解析度.10:1规则:测量设备要能分辩出过程变差的至少十分之一以上.,第一章术语/定义,22,测量不确定度(Uncertainty)是国际上用来描述一测量值质量的术语.不确定度是测量可靠性的一种量化的表达.这种概念可简单的表达为:测量实际值=测量的观察值(结果)U不确定度是测量值的范围、通过一个置信区间的定义、与测量结果相关,并预期包括测量的真值.MSA专注于理解某测量过程,确定这测量过程中误差的大小,并评估这测量系统是否适用于产品和过程的控制;MSA提升理解和改进(减小变差).,第一章术语/定义,23,测量系统分析测量系统分析是用于确定测量装置与零件变差或公差相比的误差。观测值=真值+测量误差总变差=产品变差+测量变差在进行SPC前必须进行MSA。,第一章术语/定义,24,位置变差(LocationVariation)1.准确度(Accuracy):与真值或可接受的参考值“接近”的程度.2.偏倚(Bias):观测到测量的平均值与参考值之间的差值,是测量系统的系统误差所构成.,第二章测量系统变差,25,位置变差(LocationVariation)3.稳定性(Stability)随时间变化的偏倚值.别名:漂移(drift)一个稳定的测量过程在位置方面是处于统计上受控状态.,第二章测量系统变差,26,位置变差(LocationVariation)3.线性(Linearity):在量具工作量程内的偏倚变化量,是测量系统的系统误差所构成.,第二章测量系统变差,27,宽度变差(Widthvariation)1.精确度(Precision):每个重复读数之间的”接近”程度,是测量系统的随机误差所构成.,2.重复性(Reproducility):一个评价人使用同一测量仪器,对同一零件的同一特性进行多次测量下的变差.通常称为E.V设备变差(EquipmentVarition),第二章测量系统变差,28,宽度变差(Widthvariation)3.再现性(Reproducibility):不同评价人采用相同的量具,测量同一个零件的,同一个特性的测量平均值的变差.,第二章测量系统变差,29,系统变差(SystemVariation)1.能力(Capability)短期内读数的变化量2.性能(Performance)长期读数的变化量,以总变差为基础.3.不确定度(Uncertainty)有关被测值的数值估计范围,相信真值都被包括在该范围内.,第二章测量系统变差,30,变差来源与所有过程类似,测量系统的变差来源是由于普通原因和特殊原因造成的.为了控制测量系统的变差:1.识别潜在的变差来源2.消除(如有可能的话)或监控这些变差的来源.S.W.I.P.E被用来表示一个普遍化的测量系统为了达成被要求的目标,有六个必要因素.可以考虑作为整个测量系统的一个误差模型.S:标准W:工作件(零件)I:仪器P:人/程序E:环境,第二章测量系统变差,31,测量系统研究目的获得测量系统与所处环境有相互作用时,其产生的测量变差的类型和结果的讯息,应用这种研究可提供:接受一新测量设备的准则一个测量装置与另一个测量装置的比较评价一个疑似不充分量具的依据测量设备维修前后的比较为计算过程变差以及生产过程可接受程度的必要构成元素描绘量具性能曲线必要的信息.量具性能曲线是指接受某一零件真值的概率.,第三章计量型测量系统的研究,TS16949要求必须对控制计划中指示的所有检验、测量和试验装置进行测量系统分析。,32,测量系统研究的准备1.计划所使用的方法:有些量测系统可以忽略再现性的影响,例如:只需按一下按钮,测量结果就可以打印出来的测量系统2.应该事先确定评价人的人数,抽样零件的数量,及重复读数的数量等(注意:考虑尺寸的关键性,零件的形态)3.评价人应该从那些正常操作该仪器的人员中选择,第三章测量系统分析和研究,33,第三章测量系统分析和研究,测量系统研究的准备4.样品的选择:能代表生产过程变差的样品5.仪器应该有足够的分辩力,例如:如果过程变差为0.01,则量测设备应该读出0.001的变化量.确保测量方法是测量特性的尺寸,并遵循已定义的测量程序.,34,稳定性研究步骤:1.取得一样件并建立其可追溯到相关标准的参考值.2.以一定的周期基础(每天、每周)测量基准件三到五次3.将数据按时间顺序画在X收集到所有数据后,画出了X再计算:,第三章测量系统分析和研究,j=1,m,m,偏倚=,偏倚i,j,47,线性研究5.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(参见图)6.应用以下公式,计算并画出最合适的线及该线的置信度区间.对最合适的线,用公式:式中Xi=参考值,Yi=偏倚平均值,以及,第三章测量系统分析和研究,Y=axi+b,b=y-ax=中心(intercept),48,对于一个已知的x0,置信区间为:上限:下限:式中:,b+ax+t(gm-2),(1-)/21/(gm)+s*(x0-x)/(xi-x,2,2,S=(yi-byi-axiyi)/(gm-2),2,第三章测量系统分析和研究,49,线性研究7.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区间以内,则称该测量系统的线性是可接受的.,第三章测量系统分析和研究,50,线性研究范例某工厂检验员对某过程引进了一套新测量系统.作为PPAP的一部份,需要对测量系统的线性进行评价,根据已文件化的过程描述:在测量系统的全部工作量程范围内选取了五个零件,通过对每个零件进行全尺寸检验从而确定他们的参考值,然后由主要操作者对每个零件测量12次.在分析中,这些零件是随机抽取的.,第三章测量系统分析和研究,51,2.00,4.00,8.00,10.00,6.00,零件参考值,第三章测量系统分析和研究,线性研究数据表,52,2.00,4.00,8.00,10.00,6.00,零件参考值,第三章测量系统分析和研究,线性研究数据-中途的结果,53,线性研究范例图,第三章测量系统分析和研究,参考值,偏倚=0,回归-95%置信区间偏倚平均值,Y=0.73667-0.131667X;R-Sq=71.4%,线性研究-图示分析法(本测量系统存在一线性问题),54,重复性和再现性研究(均值-极差法)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.GageR然后将结果分别记录在第6行和第11行.5.用不同的随机测量顺序重复以上循环,并将数据记录在第2,7和12行;例:如果被测量的是7号零件,则数据相应记录在标有零件7的栏位中.重复三次.6.当测量大型零件或不可能同时获得数个零件时,第三步到第五步变更为:()让评价人A测量第一个零件并将读值记录在第1行;让评价人B测量第一个零件并将读值记录在第6行;让评价人C测量第一个零件并将读值记录在第11行.,第三章测量系统分析和研究,56,重复性和再现性研究(平均值和极差法)()让评价人A重新测量第一个零件并将读值记录在第2行;评价人B重新测量第一个零件并将读值记录在第7行;评价C重复测量第一个零件并将读值记录在第12行.如果需要进行三次测量,则重复以上循环,并将数值记录在第3,8和13行中.7.如果评价人处于不同的班次,可以使用一个替代的方法.让评价人A测量所有10个零件,并将读值记录在第一行;然后让评价人A按照不同的顺序重新测量,并将读值记录在第2行和第3行.评价人B和评价人C也同样做,第三章测量系统分析和研究,量具重复性和再生性数据收集表(见下表),57,第三章测量系统分析和研究,1,3,6,9,12,15,18,58,计算公式1.重复性设备变差(EV)EV=R*K12.再现性评价人变差(AV)AV=(XDIFF*K2)-(EV/(nr)其中:n=零件数,r=测量次数XDIFF=零件最大平均值-最小平均值3.重复性和再现性(GRR)GRR=EV+AV,2,2,2,2,第三章测量系统分析和研究,59,计算公式4.零件变差(PV)PV=RP*K35.总变差TV=GRR+PV=EV+AV+PV,2,2,2,2,2,第三章测量系统分析和研究,60,计算公式6.分类计算:(1)%AV=100*(AV/TV)(2)%GRR=100*(GRR/TV)(3)%PV=100*(PV/TV)注意:每个因素所占的百分比之和将不等于100%,如果重复性大于再现性,可能原因是:1.仪器需要维修2.可能需要对量具进行重新设计,以获得更好的严格度3.需要对量具的夹紧或固定装置进行改进4.零件内变差太大,如果再现性大于重复性,原因可能是:1.需要更好的对评价人进行如何使用和判读该量具仪器的培训2.量具校准,刻度的不清晰.,第三章测量系统分析和研究,61,%GR如果所有的极差受控,说明所有评价人都进行了相同的工作.如果某个评价人是在控制限之外,则说明他使用的方法与其它人不一致.如果所有的评价人均有些超出控制范围的点,则说明该测量系统对评价人的技巧较敏感,需要进行改进以获得有效的数据.,第三章测量系统分析和研究,65,第三章测量系统分析和研究,UCL,LCL,CL,0.0,0.5,1.0,极差,评价人A,评价人B,评价人C,评审以上图表:评价人之间变差存在差异,计数型测量系统研究,67,计数型量具：,就是把各个零件与某些指定限值相比较，如果满足限件则接受该零件否则拒收。计数型量具只能指示该零件被接受或拒收。计数型测量系统的分析方法有：小样法；大样法。,68,小样法分析：,选取二十个零件来进行，其中应有一些零件稍许高或低于规范限值。选取二位评价人员以一种能防止评价人偏倚的方式两次测量所有零件。所有的测量结果(每个零件测四次)必须一致则接受该量具，否则应改进或重新评价，或找到一个可接受的替代测量系统。,69,70,大样法分析：,对于某计数型量具，用量具特性曲线的概念来进行量具研究，GPC是用于评价量具的重复性和偏倚；这种量具研究可用于单限值和双限值量具；对于双限值量具，假定误差是线性一致的，只需检查一个限值。一般地，计数型量具研究包括获得多个被选零件的基准值。这些零件经过多次(m)评价，连同