MSA培训课件-刘强

1、MSAMSA培训简报培训简报成盒制造部成盒制造部-刘强刘强2014/8/222014/8/22什么是什么是MSA?MSA-Measurement System Analysis 测量系统分析测量系统分析测量系统测量系统用来对被测产品特性赋值的操作、程序、量具、设备、用来对被测产品特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合。软件及操作人员的集合。测量系统测量系统的变差的变差测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差。测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差。方法量具材料环境人员测量值变差理解体力温度 培训经验 稳定湿度 气压空气速度直接间接设计维护 结构 存储方式形

2、状形变测量系统分析体系测量系统分析体系通常使用测量数据的统计后分析方法组成，主要有1）分辨力2）偏倚3）线性4）重复性5）再现性6）稳定性DiscriminationDiscriminationBiasBiasLinearityLinearityRepeatabilityRepeatabilityReproducibilityReproducibilityStabilityStability测量系统分析测量系统分析对测量系统输出的数据进行分析，对这些数据的真实度、对测量系统输出的数据进行分析，对这些数据的真实度、准确度进行评价。准确度进行评价。测量系统分析的目的测量系统分析的目的: :1.确定

3、所使用的数据是否可靠2.评估新的测量仪器3.将两种不同的测量方法进行比较:4.对可能存在问题的测量方法进行评估5.确定并解决测量系统误差问题6.确认测量系统在一段时间内是否稳定分辨力差12345分辨力好12345定义：指测量系统检出并如实指示定义：指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。被测特性中极小变化的能力。分辨力分辨力DiscriminationDiscrimination 定义：定义： 是测量结果的观测平均值与基准值的差值,又称为“准确度”。 注：基准值可通过更高级别的测量设备进行多次测量取平均值。观测的平均值偏倚基准值偏倚偏倚注，测量过程（数据）服从正态分布；注，测量过程（

4、数据）服从正态分布；R&R=5.15 m R&R=5.15m 99% BiasBias线性线性 定义：定义：在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。可以用整个仪器量程范围内的偏移之差（或偏差）的量度来度量样本的线性度。基准值无偏倚有偏倚偏移量测量单元测量单元偏移量观测的平均值LinearityLinearity线性（线性（LinearityLinearity）和偏倚（）和偏倚（BiasBias）判定基准）判定基准判定基准判定基准措施措施偏倚线性偏差比率不到1%很好，无需改善偏差比率1%5%不到好，几乎不需改善偏差比率5%10%不到一般，部分需改善偏差比率10% 以上不好，需要改善

5、线性(Linearity)差时需要考虑的事项： 调查量具测量范围中上部或下部的刻度是否合适 检验基准值是否正确 检验测量位置是否正确 检验测量者是否正确的使用了仪器 检验量具磨损与否 检验量具校准与否 调查量具本身内部设计问题 重复性重复性 定义：定义：重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差，即设备变差EV.RepeatabilityRepeatability再现性再现性 定义：定义：再现性是由不同的评价人，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，即操作人员变差。操作者A操作者B操作者C再现性好再现性差Reproducibil

6、ityReproducibility稳定性稳定性 定义：定义：是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的相同特性时获得的测量值的总变差。时 间1时 间2稳定性时间StabilityStability数据处理数据处理1.1.极差：极差：n n次测量结果的极差；平均极差：不同操作者测量结果的极差的平均值次测量结果的极差；平均极差：不同操作者测量结果的极差的平均值 2.2.均值：每个人各零件的均值；所有人各零件的均值；各人所有零件的均值；总均值均值：每个人各零件的均值；所有人各零件的均值；各人所有零件的均值；总均值3.3.标准差：标准差： 方差，方差，项 目评 价 人 1评 价 人 2零 件 1

7、2 3 4 5 1 2 3 4 5测量次序1 217 220 217 214 216 216 216 216 216 2202 216 216 216 212 219 219 216 215 212 220 3 216 218 216 212 220 220 220 216 212 220均值X极差R216.3 218.0 216.3 212.7 218.3 1.0 4.0 1.0 2.0 4.0218.3 217.3 215.7 213.3 220.0 4.0 4.0 4.0 4.0 0.0X216.3216.9R2.512|nxxxxxxsn22212()()()nxxxxxxsn 注：以

8、下计算的变差均以99%的正态概率为基础，即变差=5.15数据处理数据处理4.计算控制限 UCLR = RD4 = 2.52.575 = 6.4mm LCLR = RD3 = 0.00mm D3，D4 可根据试验次数查表5.计算重复性 R 2.5EV = Rk1= 5.15e = 5.15 = 5.15 = 7.5mm d2 1.726.计算再现性人均值极差： R0=X2 - X1=216.9-216.3=0.6计算再现性 R0 e2 2AV= （R0K2)-(EV/（nr)） =5.15 ( ) 2 _ d2 nrnr 0.6 1.452 = 5.15( )2 - =1.0mm 1.41 53

9、K2再再现误现误差系数，差系数，K25.15/d2； ；n = 零件数量，r = 试验次数。K1为重复误差系数，K15.15/d2；d2值根据试验次数、评价人数和零件数查表获得。7.计算测量系统双性R&RR&R= (EV)2+(AV)2 = 7.52+1.02 = 7.6 mm8.零件间变差（PV） PV = RP K3= 2.5 5.15/d2= 6.2 5.15/2.48=12.88mm均值X216.3 218.0 216.3 212.7 218.3 218.3 217.3 215.7 213.3 220.0均值2217.3 217.7 216.0 213.0 219.2

10、X=(X11+X21）/2平均值极差RP 6.29.总变差(TV)TV= (PV)2 +(R&R)2 = 12.82+7.62 = 14.9mm10.10.计算双性对总变差的比例即计算双性对总变差的比例即GR&R(%R&R)GR&R(%R&R) R&R 7.6 %R&R = 100% = 100% = 50.7% TV 14.9量具（检测设备）重复性和再现性（量具（检测设备）重复性和再现性（R&RR&R）的可接受准则是：）的可接受准则是：1.低于10的误差测量系统可接受；2.10至30的误差根据应用的重要性，量具成本，维修

11、的费用等可能是可接受的；3.大于30的误差测量系统需要改进。D3D4203.267302.575402.282502.115602.00470.0761.92480.1361.86490.1841.816100.2231.777控 制 常 数 图次数234511.411.912.242.4821.281.812.152.431.231.772.122.3841.211.752.112.3751.191.742.12.3661.181.732.092.3571.171.732.092.3581.171.722.082.3591.161.722.082.34101.161.722.082.3411

12、1.161.712.082.34121.151.712.072.34平均极差分布的d2系数子组容量m子组数量g偏倚2R 2 =零件基准值12312. 0 02. 7 02. 5 02. 4 024 .0 05 .1 03 .9 04 .2 036. 0 05. 8 05. 7 05. 9 048. 0 07. 6 07. 7 07. 8 051 0. 0 09 .1 09 .3 09 .5 00.600.400.20线性图试验4562. 5 02. 7 02. 3 05 .0 03 .8 03 .9 05. 9 06. 0 06. 1 07. 7 07. 8 07. 8 09 .3 09 .4

13、 09 .5 00.000.00-0.202.004.006.008.0010.0012.00次数7892. 5 02. 5 02. 4 03 .9 03 .9 03 .9 06. 0 06. 1 06. 4 07. 8 07. 7 07. 8 09 .5 09 .5 09 .6 0-0.40-0.6010112. 4 02. 6 04 .0 04 .1 06. 3 06. 0 07. 5 07. 6 09 .2 09 .3 0-0.80基准值122. 4 03 .8 06. 1 07. 7 09 .4 0最佳拟合这些点的线性回归直线及该直线的拟合优度（R ）计算如下：零件均值 2. 4 9基

14、准值 2. 0 0偏倚0. 4 94 .1 34 .0 00 .1 26. 0 36. 0 00. 0 27. 7 18. 0 0- 0. 2 99 .3 81 0. 0 0- 0. 6 2y bax式中：x 基准值y 偏倚a 斜率极差0. 4 01 .3 00. 7 00. 3 00 .5 0a =xy-(x*y/n)x 2 -(x) 2 /n= -0.13167偏倚 = bax = 0.7367 -0.1317*基准值b =y/n-a*(x/n) =0.7367斜率越低，线性越好。(xy-(x*y/n) 2x2 -(x) 2 /n)(y 2 -(y) 2= 0.977907数据处理数据处理

15、-线性分析线性分析如何评定数据质量如何评定数据质量- 测量结果与“真”值的差越小越好。- 数据质量是用多次测量的统计结果进行评定。计量型数据的质量计量型数据的质量- 均值与真值（基准值）之差。- 方差大小。什么是数据的质量什么是数据的质量测量系统分析实施测量系统分析实施-七步法七步法识别问题确定小组分析系统/流程测量数据类别因果分析误差来源PDSA措施验证制定规范v 收集数据收集数据v 分析数据分析数据测量系统分析实施流程图测量系统分析实施流程图测量是否可重复测量是否随机赋值供试验试样是否超过300是否计量型适用的分析时间是否计量型见其它参考手册计数型量具研究(Short Method)极差法

16、 计数型量具研究(Long Method)图示分析均值极差法或方差分析法YYYYNNNNYN短长量具卡尺电阻表卷尺投影仪螺旋测微器其他量具周期3月3月3月6月6月6月案例 根据测量对象的性质，测量系统分析可分为两类；根据测量对象的性质，测量系统分析可分为两类；v计量型测量系统分析。计量型测量系统分析。v计数型测量系统分析。计数型测量系统分析。v计量数据测量系统分析对象为计量测量数据，如质计量数据测量系统分析对象为计量测量数据，如质量、长度、时间、重量、温度、高度等。量、长度、时间、重量、温度、高度等。v计数数据的测量系统分析对象为计数测量数据，如计数数据的测量系统分析对象为计数测量数据，如“合

17、格合格”、“不合格不合格”、“通过通过”、“不通过不通过”等等。测量系统分析方法测量系统分析方法流程图 理解五大特性如何使用：理解五大特性如何使用： 案例：案例：（1）线性：）线性：弹簧称在称重量较小的物体时，线性较好；在称重量较弹簧称在称重量较小的物体时，线性较好；在称重量较大的物体时，线性较差。在这种情况下要检查量具（弹簧称）的线大的物体时，线性较差。在这种情况下要检查量具（弹簧称）的线性性（2）偏倚：）偏倚：市场上有一些不法商贩，他们称的重量通常会比实际的市场上有一些不法商贩，他们称的重量通常会比实际的重量大一些（偏倚）。市场管理部门通常需要对这些称做定期的偏重量大一些（偏倚）。市场管理

18、部门通常需要对这些称做定期的偏倚检查。倚检查。（3）稳定性：）稳定性：弹簧称如果经常称重量较大的物体，时间久了之后会弹簧称如果经常称重量较大的物体，时间久了之后会慢慢变得不准。在这种情况下要检查量具（弹簧称）的稳定性。慢慢变得不准。在这种情况下要检查量具（弹簧称）的稳定性。（4）重复性和再现性：）重复性和再现性：在多次重复测量中，量具表现出来的变异用在多次重复测量中，量具表现出来的变异用重复性来衡量；由操作人员导致的变异用再现性来衡量。对于绝大重复性来衡量；由操作人员导致的变异用再现性来衡量。对于绝大多数的量具来说都需要检查重复性和再现性。多数的量具来说都需要检查重复性和再现性。成合具体案例成

19、盒制造部ODF相关测量系统分析液晶滴下液晶滴下-称量系统称量系统:v 精密测量，受环境、时间精密测量，受环境、时间影响比较明显影响比较明显，需经常测量分析并且校正改善；，需经常测量分析并且校正改善；设备自动运行液晶滴下量控制电子秤标准砝码50g（保护气体密封保存）量测并校正量测并校正1个月/次Idle 2小时/次连续50枚贴合精度贴合精度-测量系统测量系统:v 精密测量，受环境、时间精密测量，受环境、时间影响很小影响很小，不需经常测量分析；，不需经常测量分析；设备自动运行光学对位控制KDJ检查机标准板保护气体密封保存量测并校正量测并校正1年/次全检计量型测量系统分析法-优缺点平均值平均值-极差

20、分析法极差分析法-方差分析法的要求方差分析法的要求:v 选择能够代表整个过程范围的选择能够代表整个过程范围的10个被测量部品；个被测量部品；v 选择选择23名测量人员；名测量人员；v 每人对每个部品测每人对每个部品测23次。次。测量系统分测量系统分析方法析方法 优点优点 缺点缺点 适用场合适用场合 方差分析法方差分析法 可以识别人员和部可以识别人员和部品交互作用的影响品交互作用的影响 需要统计软件进需要统计软件进行计算行计算 需要精确分析、识别交需要精确分析、识别交互作用影响的场合互作用影响的场合 平均值和极平均值和极差分析法差分析法 可区分测量人员误可区分测量人员误差和测量仪器误差，差和测量

21、仪器误差，可手工计算可手工计算 无法识别交互影无法识别交互影响，计算繁琐响，计算繁琐 适用于各类计量数据测适用于各类计量数据测量系统分析，对交互作量系统分析，对交互作用影响不计的场合用影响不计的场合 重复性偏大的原因：重复性偏大的原因：仪器需要维护；量具应重新设计来提高刚度；夹紧和检验点需要改进；存在过大的零件变差。再现性偏大的原因：再现性偏大的原因：检验员需要更好的培训如何使用量具仪器和读数；量具刻度盘上的刻度不清楚；需要某种夹具帮助检验员提高使用量具的一致性。人不同人不同人不变人不变计数型v 因果分析确定误差来源。因果分析确定误差来源。 对于自动测定系统，误差来源分：部品本身误差和测量对于

22、自动测定系统，误差来源分：部品本身误差和测量仪器误差。仪器误差。 对于普通测量定系统，误差来源为：测量人员、测量仪对于普通测量定系统，误差来源为：测量人员、测量仪器和部品。器和部品。 对于目视检查，误差来源为测量（检查）人员和部品。对于目视检查，误差来源为测量（检查）人员和部品。 选择样本。选择样本。v计量数据的样本选择。计量数据的样本选择。在选择计量数据的样本时，需使所选样本代表整在选择计量数据的样本时，需使所选样本代表整个过程范围。即选择个过程范围。即选择一些规格内一些规格内样本，再选择样本，再选择一一些规格外些规格外样本。样本。v计数数据的样本选择。计数数据的样本选择。在选择计数数据的样

23、本时，需同时选择部分规格在选择计数数据的样本时，需同时选择部分规格内和规格外的样本，并选择部分接近规格界限的内和规格外的样本，并选择部分接近规格界限的样本。样本。v收集数据。收集数据。收集数据即对选定的样本进行测量的过程。收集数据即对选定的样本进行测量的过程。在测量前需确认以下事项：在测量前需确认以下事项：确认测量仪器经过校准，以保证其准确性和线性在规定范围。确认测量仪器经过校准，以保证其准确性和线性在规定范围。确保使用足够分辨率的仪器进行测量。一般来说，测量仪器的分辨率应为被测量对确保使用足够分辨率的仪器进行测量。一般来说，测量仪器的分辨率应为被测量对象规格公差的十分之一。比如被测量对象的规

24、格范围为象规格公差的十分之一。比如被测量对象的规格范围为0.01mm，则需选用分辨率为，则需选用分辨率为0.001mm的测量仪器进行测量。的测量仪器进行测量。v测量时需注意：测量时需注意：每个测量人员以随机顺序测量各样本，以保证在测量时不相互参照他人或自己以前每个测量人员以随机顺序测量各样本，以保证在测量时不相互参照他人或自己以前的测量结果。的测量结果。记录所有原始测量数据。记录所有原始测量数据。v对测量数据进行分析。对测量数据进行分析。完成测量后，就是对测量数据进行分析处理完成测量后，就是对测量数据进行分析处理计数型测量系统的重复性和再现性部品A部品A判定不合格合格时间1时间2同一检验员部品A部品A判定合格检验员1 检验员2不同检验员不合格重复性误差再现性误差重复性。v当某个检验员两次判断同一部品的外观缺陷，判断结果之间可能存在差异。这称为计数型数据测量系统的重复性误差。再现性。v两个检验员判断同一部