测量系统分析(MSA)培训课件

1、1,测量系统分析 Measurement Systems Analysis,TS16949质量体系系列培训教材之四,北京世纪拓普管理顾问有限公司,2,课程大纲：,测量系统术语介绍 测量系统分析的目的和意义 测量系统分析的基础知识 计量型测量系统评价 偏倚 稳定性 计数型测量系统评价 一致性 有效性,线性 重复性和再现性（R Bias 偏倚; Repeatability 重复性; Reproducibility再现性 ; Linearity 线性 ; Stability 稳定性 。,15,分辨力（率）,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。 通用准则是一个量具的分辨率是所测特

2、性公差/过程变差的十分之一。建议的要求是总过程6(标准偏差)的十分之一。,16,分辨力,可读性,分辨率,有效分辨率,17,测量系统能力,测量系统变差的短期评估.(例如“GRR”包括图形) 对测量误差(随机的和系统的)合成误差的估计.包括: 1)不正确的偏倚或线性. 2)重复性和再现性(GRR),包括短期 一致性.,18,测量系统性能,测量系统变差的长期评估.(长期控制图法) 是所有有效的和可确定的变差源随时间的最终影响. 对测量误差(随机的和系统的)合成误差的长期评估包括: 1) 能力(短期误差) 2) 稳定性和一致性,19,测量系统的评定阶段,第一阶段：明白该测量过程并确定该测量系统是否满足

3、我们的需要。主要有二个目的： 1）确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项必须在使用前进行。 2）发现那种环境因素对测量系统显著的影响，例如 温度、湿度等，以决定其使用的环境要求。 第二阶段：目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的，应持续具有恰当的统计特性。 常见的量具R (2) H0: b=0,截距(偏倚)=0, 假设成立。则测量系统对所有的基准值有相同的偏倚,45,测量系统分析 如何确定线性的示例,46,测量系统分析 如何确定线性的示例,47,测量系统分析 如何确定线性的示例,公式计算线性。,48,线性图,2,4,6,8,10,-1,1,0,偏倚,基准值,偏倚=0,回归(直线),9

4、5%的置信区间,偏倚均值,拟合优度(R2)=0.98 %线性=13.17% 线性=0.79,49,重复性(Repeatability),重复性是由同一个评价人，采用同一个测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。 一般指设备/量具的变差(EV) ，也是设备(量具)的能力.,50,再现性(Reproducibility),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。 通常指评价人的变差(AV)。,51,GRR或量具R依据使用的方法,可能包括或不包括时间影响.,52,确定重复性和再现性的指南,讨论有三种可接受的研究方法: (以统计稳定为前提)

5、 1. 极差法(提供测量系统的整体概况) 2. 均值极差法(包括控制图法) 3. 方差分析法(ANOVE法),53,1.极差法,极差法是一种改良的计量型量具的研究，它可迅速提供一个测量变异的近似值，这种方法只能提供测量系统的整体概况而不能将变异分为重复性和再现性。它典型的用途是快速检查验证GRR是否发生了变化。 典型的极差方法用2个评价人和5个零件进行研究： 1）5个零件 2)2个评价人各将每个零件测量一次. 3)计算平均极差 4)结果分析 5)GRR=R/d2; %GRR=100X(GRR/过程标准偏差),54,每个零件的极差是评价人A获得测量值和B获得测量值之间的绝对差值。计算极差的和与平

6、均极差。,示 例：,55,计算,平均极差 (R)=R/n=0.35/5=0.07 通过将平均极差均值乘以1/ d2*可以得到总测量变差。这里d2*在 附录C 中可以找到，m=2，g=零件数。 GRR=R/d2*=0.07/1.19=0.0588 已知过程标准差为0.0777 %GRR=100(GRR/过程标准差)=75.7%30% 结论：是测量系统需要改进.,附录C,56,2.均值-极差法,均值极差法(Xbar %EV, %AV, %GRR, %PV, ndc=1.41(PV/GRR),62,例: 游标卡尺测量一金属零部件的长度,1. 分析变差的来源。 主要变差来源： a. 人员读数，手势，方

7、法 b. 卡尺本身游隙,2. 选择恰当的方法 参考方法：重复性和再现性分析。（前提偏倚已在控制范围内。）,63,计量型数据的 均值-极差法步骤如下：,均值-极差（X-R）法是确定测量系统的重复性和再现性的数学方法 1 选择三个测量人（A, B,C）和10个测量样品。 测量人应有代表性，代表经常从事此项测量工作的QC人员或生产线人员 10个样品应在过程中随机抽取，可代表整个过程的变差，否则会严重影响研究结果。 2 校准量具 3 测量，让三个测量人对10个样品的某项特性进行测试，每个样品每人测量三次，将数据填入表中。试验时遵循以下原则： 盲测原则1：对10个样品编号，每个人测完第一轮后，由其他人对

8、这10个样品进行随机的重新编号后再测，避免主观偏向。 盲测原则2：三个人之间都互相不知道其他人的测量结果。,64,计算A测的所有样品 的总平均值XA。,同样方法计算 RB, XB, RC, Xc,对每个样品由三个人所测得的 9个测试值求平均值， 计算这些均值的极差Rp,计算A对每个样品三次 测试结果的极差， 然后计算10 个样品 的极差的均值RA,4 计算,65,计算公式,R=(RA+RB+RC)/3 XDIFF=MaxXA,XB,XC-MinXA,XB,XC 重复性-设备变差 EV=RK1 再现性-测验人变差 AV= (XDIFF K2)2-(EV2/nr) 过程变差 PV=RP K3 R&

9、R= (EV2+AV2) 总变差 TV= (R&R2+PV2) %EV=EV/TV %AV=AV/TV %R&R=R&R/TV %PV=PV/TV P/T=R&R/Tolerance,n=样品个数 r=每个人对每个样品的试验次数,r,K1,2 3,4.56 3.05,K2,2 3,3.65 2.70,测试人数,n,K3,7 8 9 10,1.82 1.74 1.67 1.62,K1=5.15/d*2,*AV计算中，如根号下出现负值，AV取值0,66,卡尺的R&R研究 Excel 运算,67,平均极差分布的d2*值,计算,68,控制图系数表,69,计数型测量系统研究,计数型量具就是把各个零件与某

10、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： 风险分析法 一致性，有效性；,70,一致性和有效性分析：,选取五十个零件来进行，其中应有一些零件稍许高或低于规范限值。 选取二或三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。,71,一致性和有效性分析：,假设检验分析 1)假设生产过程处在统计受控状态 2)选择一个合适的计数型量具 (与产品公差带及过程变差中小的比较) 3)抽取50个零件样本(以覆盖过程范围的零件) 4)使用3名评价人,每位评价人对每个零件评价3次,72,风险分析法,5)结果分析-交叉表分析(A-B,B-C,A-C) 6)结果分析-数据表(假设检验-零假设) 7)判定准则: (1)有效性90%，则可接受。 (2)80%有效性 90%,，则