MSA量测分析讲义

MSA1精选ppt大纲1.何谓MSA2.量测系统变异之类型3.量测系统变异之计算4.计数值之量测系统分析5.本卷须知2精选ppt1.何谓量测系统分析

量测系统分析(MeasuremtSystemAnalysis)简称为MSA。量测系统:

当我们在量测某一件产品时,是由检验者持检验设备,以规定的方法对产品作量测动作。所以量测系统就是「检验者」、「检验设备」、「规定的方法」及「产品」的组合。

3精选pptMSA的重要性

如果测量的方式不对，那好的结果可能被判为不好的结果，不好的结果也可能被判为好的结果，这样就无法得到真正的产品或过程特性。PROCESS原料人机法环测量测量结果好不好测量4精选ppt量测系统分析:

量测系统分析就是分析并了解量具系统是否会因时间之变化而产生不稳定之现象，及量测的误差是否在可允许的范围内理想之量测系统是须有零偏差、零变异的统计特性。量测纟统之变异须根源于共同原因，而非特殊原因。量测系统的变异必须小于制程变异。量测系统的变异必须小于规格界限。5精选ppt量测之最小刻度必须小于制程变异或规格界限之较小者，一个通用的法那么是：最小刻度应小于制程变异或规格界限较小者之1/10。因量测工程的改变，量测系统之统计特性可能变更，但最大的量测系统变异必须小于制程变异或规格界限较小者。6精选ppt量测系统之评估:

第一阶段评估执行测试以决定量测系统是否具有需求之统计特性，以执行被要求之工作。第二阶段评估执行定期之检定以决定此一量测系统是否维持在可接受状态7精选ppt鉴别力:量测系统能发现并真实地表示被测特性很小变化之能力，称为鉴别力。如最小的量测刻度太大而缺乏以区分制程变异，那么为鉴别力缺乏。鉴别力缺乏的象征将会在R-CHART上显现出来。8精选ppt鉴别力缺乏9精选ppt鉴别力计量值管制计数值管制制程分配只用1种数据分级只能显示其制程主要变异来自于平均值偏移

不可用于估计制程参数与指数

只能显示制程生产符合或不符合产品

制程分配用2~4种数据分级只能用于制程变异较大的管制

不可用于估计制程参数与指数

只能提供粗糙的估计

制程分配用5种以上数据分级

能与管制图一起使用

被推荐制程分配在区别分类数〔NumberofDistinctCategories,ndc〕10精选ppt量具的鉴别力指标:NDC鉴别分级数(NDC)NDC=1.41XP.V.GRRP.V.:为部品的变异GRR:

2再生性+

2再现性NDC应该4舍5入到整数，而且要

5，10以上最好GageR&R分析的最后一步骤为确定鉴别分级数(NumberofDistinctCategories)，藉由NDC，可以确认量测系统对产品变异之鉴别能力有多高11精选pptMSA方法的分类MSA计量型计数型破坏型位置分析离散分析稳定性分析偏性分析线性分析再生分析再现分析风险分析信号分析数据分析偏性分析稳定性分析变异分析12精选ppt2.量测系统变异的类型观察到的流程变异短期的流程变异样本内的变异因条件改变所产生的变异再生性(Reproducibility)长期的流程变异实际流程的变异量测的变异相同条件下量测同一项目所产生的变异再现性(Repeatability)准确性(Accuracy)稳定性(Stability)线性(Linearity)13精选ppt真值

测量过程的目标是零件的｢真｣值，希望任何单独读数都尽可能地接近这一读值，但遗憾的是真值永远也不可能知道是多少。然而，通过使用一个基于被很好地规定了特性操作定义的｢基准｣值，使用较高级别分辨率的测量系统的结果，且可溯源，就可以使不确定度减小，在此情况下常以基准值作为真值的替代。14精选ppt理想的测量系统理想的测量系统在每次使用时，应只产生正确的测量结果。每次测量结果应与一个标准值相符。一个理想测量结果的测量系统，应具有零变异、零偏倚和所测的任何产品错误分类为零机率的统计特性。15精选ppt好的测量系统一个好的测量系统包括足够的分辨率和灵敏度。通常所有的十进制或10/1法那么，说明仪器的分辨率应把公差(过程变异)分为十份或更多。这个规那么是选择量具期望的实际最低起点。测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复条件下，测量系统的变异只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。这可称为统计稳定性，且最好由图形法评价。16精选ppt测量系统的变异须小于产品变异。为要能对过程做控制，测量系统的变异应小于过程变异。17精选pptσ2总变异(TV)=σ2部品变异(PV)+σ2量测变异(GRR)σ2量测变异(GRR)=σ2再生性(AV)+σ2再现性(EV)USLLSL总变异部品变异量测变异(量测系统间变异)(量测系统内变异)(观测到的变异)变异的区分18精选ppt2.1再现性(量具变异):由同一个人使用同一量具对同一个产品进行屡次量测后所得之变异。

再现性Repeatability19精选ppt如果量测系统再现性缺乏，可能原因是：零件内部：位置、外表亮度、锥度。仪器内部：磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好。

标准内部：质量、等级、磨损。方法内部：作业准备、技巧、归零、固定夹持。评价者内部：技巧、位置、缺乏经验、意识、疲劳。环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的波动。缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好。20精选ppt2.2再生性(人的变异):由不同人使用同一量具对同一个产品进行屡次量测后所得之变异。

再生性Reproducibility操作者A操作者B操作者C21精选ppt再生性不好的可能原因零件内部：形状、位置、外表加工、锥度。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：归零调整、夹持、夹紧。人员内部：缺乏经验、技能、感觉、疲劳。环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁度。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，硬度缺乏零件内部：零件尺寸、位置(易读性、视差)22精选ppt

由前二页之定义可知:˙再生性包含了再现性,故真实之再生性须扣除再现性:即

再生性再现性调整后之再生性abcb=c-a2223精选ppt˙因所以又会用到一个勾股定理量测变异=(经调整后之再生)+(再现)σ2量测变异(GRR)=σ2再生性(AV)+σ2再现性(EV)22调整后之再生性量测变异再现性cab(GRR)24精选ppt2.3部品变异:由同一个人使用同一量具对不同产品进行屡次量测后所得之变异。

部品变异零件A零件B零件C零件D25精选ppt˙又故第三个勾股定理又出现总变异=量测变异+部品变异σ2总变异(TV)=σ2部品变异(PV)+σ2量测变异(GRR)总变异部品变异量测变异(GRR)2226精选ppt观测平均值参考值偏性2.4偏性:同一人使用同一量具对同一零件量测屡次之平均值,与该零件真值或参考值之间的差异。27精选ppt造成过分偏倚的可能原因仪器需要校准仪器、设备或夹紧装置的磨损因磨损或损坏而使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)线性误差用错误的量具(例用卷尺量精密加工的尺寸)不同的测量方法(设置、安装、夹紧、技术)测量错误的特性量具或零件的变形环境─温度、湿度、振动、清洁的影响应用─零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误28精选ppt2.5稳定性:

同一人使用同一量具对同一零件于不同时间量测所得之变异。时间2时间1稳定性29精选ppt不稳定的可能原因仪器校准频率需增加仪器、设备或夹紧装置的磨损正常老化或退化缺乏维护(通风、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁)因磨损或损坏，使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(装置、安装、夹紧、技术)量具或零件变形环境变化─温度、湿度、振动、清洁度应用─零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误30精选ppt2.6线性:

同一量具在其全行程之范围内之偏性。量程基准值观测平均值基准值31精选ppt偏性基准值观测平均值不偏32精选ppt3.量测系统分析之计算为研究量测系统故今取10个零件,并挑选3个作业者对每一零件重复量测3次,所得之内容为:33精选ppt3.1再生之变异与再现之变异误差<10%，通常认为测量系统是可接受的。10%--30%，基于应用的重要性、测量装置的本钱、维修本钱等方面的考虑，可能是可以接受的。超过30%，认为是不可接受的，应该做出各种努力来改进测量系统。此外，过程能被测量系统区分开的分级数(ndc)应该大于或等于5。34精选ppt零件全距:3.25作业者全距:0.72R:0.1135精选pptMSA图形解说分析%Tolerance=5.15*GRR/(USL-LSL)<30%(与规格公差比)%GRR=(GRR/TV)<30%(与总变异比)LSLUSL总变异TV=PV+GRR零件变异PV量测变异GRR类别型态1型态2型态3型态4%StudyVar<30%>30%<30%>30%%Tolerance<30%>30%>30%<30%判定OK改善量测改善零件数据收集及改善量测可考虑缩小公差或不改善型态1型态2型态3型态4LSLUSLUSLUSLUSLLSLLSLLSL须改善量测须改善量测须改善零件分布%StudyVar=(GRR/PV)<30%(与零件变异比)36精选ppt3.2偏性:针对第一个零件假设作业者A连续量测10次后所得数据为40.7140.6140.4540.4740.4940.6240.5440.6540.5640.61故平均值为:40.571设真值为:40.00那么偏性=真值－平均值=40.00－40.571=0.57137精选ppt3.3稳定性:取固定的3个零件每天量测一次,连续量测10天后所得之数据如下

1234567891040.7140.6140.4540.4740.4940.6240.5440.6540.5640.6140.1540.040.0740.1140.0540.1340.1140.0340.1540.0340.7740.8140.7040.8540.7940.7340.7940.8340.8140.78

0.62

0.81

0.63

0.740.74

0.60

0.680.80

0.66

0.75

RNO1NO2NO3d2:每组组数为3时查管制图之系数再将0.415与该产品的标准偏差做比较,假设小于该产品标准偏差那么该量测设备具备稳定性R/d2=0.703/1.693=0.41538精选ppt研究量测系统稳定性的方法之一是将标准件在不同时间的量测值点绘在－RCHART上，如失去管制那么表示量测系统需要校正或标准件脏污。而抽样时间之设计，必须以不会影响标准件或量测系统的结果为原那么，才能够确认量测系统的稳定性。假设RCHART上显示失去管制，我们可以借着估计长期的量测程序标准偏差来量化其量测程序的变异(量具稳定性)。估计量测程序的标准偏差=，并与制程标准偏差相比较，以判定量测系统稳定性是否适合。

假设RCHART失去管制，那么表示有不稳定的再现性。假设－CHART失去管制，那么表示量测系统的量测不再正确(即偏性已改变)。Rd239精选ppt稳定性分析的做法决定要分析的测量系统选取一标准样本，取值参考值请现场测量人员连续测量25组数据每次测量2~5次输入数据到EXCEL，Xbar-R表格中计算控制界限，并用图判定是否稳定后续持续点图，判图保存记录40精选ppt

41精选ppt42精选ppt43精选ppt44精选ppt45精选ppt46精选ppt3.4线性:

以量具量测5个零件,其真值为2mm4mm6mm8mm10mm各12次得以下数据Y=a-bx47精选pptb=Σ(x–x)(y–y)

Σ(x–x)²

X=(2+4+6+8+10)/5=6

Y=(0.491667+0.125+0.025-0.29167-0.61667)/5=-0.0533346b=(2-6)²+(4-6)²+(6-6)²+(8-6)²+(10-6)²

(2-6)(0.49166+0.0533346)+(4-6)(0.125+0.0533346)+(8-6)(-0.29167+0.0533346)+(10-6)(-0.61667+0.0533346)=-5.26668840=-0.131667

a=y–bx=-0.0533346–(-0.131667)6=0.7366686

Y=0.7366686–0.131667X

48精选pptα=0.0560个数据的标准偏差n=60以2.4.6.8.10分别带入Y95%的信赖区间49精选pp