MSA分析--最简单的教程.ppt

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1、公司理念：公司理念： 公司愿景：公司愿景：创建具有鲜明特色、传播最新管理技术的世界一流的管理咨询机构企业使命：企业使命：为企业的可持续发展提供管理系统的整体解决方案和技术服务。服务宗旨：服务宗旨：与企业成为共存、共荣，共赢、共利的战略合作伙伴。企业文化：企业文化： 虚心、精心；诚实、务实； 专业、敬业。Measurement Systems Analysis -MSA目的目标 定义 测量：赋值（或数）给具体事物以表示他们之间关于特定特性的关系。 可以认为是一种过程用来对被测特性赋值的过程，所赋予的值称为测量值或测量结果定义 量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置，包括通过

2、/不通过装置。 定义 测量系统：用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。 定义 标准定义 分辨力、可读性、分辨率分辨率 不适当的分辨率导致错误的圆整AvgR.140.143.137.134.135.1378.009.138.143.143.145.146.1430.008.139.133.147.148.149.1432.015.143.141.137.138.140.1398.006.142.142.145.135.136.1400.010 单位：0.001英寸AvgR.14.14.14.13.14.13

3、8.01.14.14.14.14.15.142.01.14.13.15.15.15.144.02.14.14.14.14.14.1400.14.14.14.14.14.1400 单位：0.01英寸定义 基准值、真值基准值真值定义 偏倚和重复性正 确错 误精 确不精确定义 偏倚 偏倚的定义为对一个被测特性的偏倚的定义为对一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的多次测量值的平均值与基准值的差值差值定义 稳定性 偏移随时间的变化 一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控 稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的

4、总变量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变差差 稳定性稳定性时间时间2时间时间1定义 线性定义 精密度定义 重复性 重复性定义：同一评价人，采用重复性定义：同一评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零同一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变件的同一特性时获得的测量值变差差 在固定和规定的测量条件下连续在固定和规定的测量条件下连续（短期）试验变差（短期）试验变差 通常指通常指E.V. - - 设备变差设备变差 仪器（量具）的能力或潜能仪器（量具）的能力或潜能 系统内变差系统内变差 基准不是必须的基准不是必须的 影响所有的随机测量结果影响所有的随机测量结果定义 再现性再现性

5、再现性操作者操作者A操作者操作者B操作者操作者C定义 GRR或量具R&R定义 测量系统能力、性能 关键词 测量系统的分辨率 偏倚 重复性 再现性 线性 稳定性测量标准体系国家标准国家标准一级标准一级标准二级标准二级标准三级标准三级标准准确度下降、成本降低、对环境准确度下降、成本降低、对环境更加稳健更加稳健公司标准公司标准由公司的计量由公司的计量部门保持和使部门保持和使用用工作标准，也称为生产标准，由工作标准，也称为生产标准，由生产人员保持和使用，用来校准生产人员保持和使用，用来校准在生产设备中使用的测量系统在生产设备中使用的测量系统合格的测量系统合格的测量系统基本概念 每个过程都制造一个“产品

6、” 每个产品都拥有质量 每个质量特性都能够测量 变差总和=产品变差+测量变差 一些变差是系统内在固有的 一些变差是系统执行过程中过失所带来的测量过程测量过程示意图 设备设备（量具：制造误差（量具：制造误差) 人员人员（熟练程度、认真程度、读数等（熟练程度、认真程度、读数等差别差别) 原材料原材料（被测对象：内部差别（被测对象：内部差别) 操作规程操作规程 环境环境（温度、湿度、灰尘、振动（温度、湿度、灰尘、振动)共同作用输出输出顾客测量值顾客测量值变差源测量系统变差测量测量样本采集样本采集样本准备样本准备材料材料操作者操作者方法方法培训培训习惯习惯视力视力人机工程人机工程检验方法检验方法技巧技

7、巧标准标准工具工具环境环境分辨率分辨率校准校准重复性重复性线性线性偏倚偏倚震动震动温度温度湿度湿度照明照明这是测量系统的一些变这是测量系统的一些变差，你还能够想起其他差，你还能够想起其他的吗？的吗？ 出发点APQP的设计阶段 精通测量系统的工程师有责任决定检验和试验并且指定合适的测量设备 校准人员是APQP横向协调小组的组成部分 一些变差是系统内在固有的 一些变差是系统执行过程中过失所带来的典型步骤决定测量特性决定测量特性决定评价需求决定评价需求考虑特性的考虑特性的整个测量系统变差整个测量系统变差决定可采用的设备决定可采用的设备产品工程师产品工程师产品工程师产品工程师横向协调小组横向协调小组计

8、量管理人员计量管理人员如何决定测量顾客呼声顾客呼声技术特性技术特性失效分析失效分析控制计划控制计划转化转化外部需求外部需求内部需求测量误差的来源 灵敏度 分辨率 精度 准确度 操作者之间的差异 工具和夹具之间的差异 使用方法的差异 环境影响测量分类 计量型数据计量型数据 可以用数字表达的质量可以用数字表达的质量特性数据。特性数据。 如：厚度、如：厚度、压力、长度等压力、长度等 计数型数据计数型数据 只能给出定只能给出定性的结果的检测数据。性的结果的检测数据。 如：用通如：用通过过/ /不通过量规检测孔，只能告诉通不通过量规检测孔，只能告诉通过过/ /不通过，而不能告诉孔的大小的不通过，而不能告

9、诉孔的大小的具体数值。具体数值。如何获得数据 检查检查 测量测量 试验试验包括感官过程控制 X-R量具的最小刻度是0.001英寸量具的最小刻度是0.01英寸偏倚 偏倚的定义为对一个被测特性的偏倚的定义为对一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的多次测量值的平均值与基准值的差值差值 进行偏倚分析的关键是确定基准进行偏倚分析的关键是确定基准值值 选择一个落在过程产品测量值均选择一个落在过程产品测量值均值附近的产品作为主样本值附近的产品作为主样本 将该样件送到一个比该测量系统将该样件送到一个比该测量系统更高级别的测量系统上，进行多更高级别的测量系统上，进行多次测量，取这些多次测量结果的次测量，取这

10、些多次测量结果的平均值作为基准值。平均值作为基准值。偏倚产生的原因 操作者的错误 器具错误的校准 结构老化 器具损坏 器具使用方法错误 器具读数错误 样件放置错误重复性 重复性定义：同一评价人，采用同重复性定义：同一评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件的一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差同一特性时获得的测量值变差 基准不是必须的 影响所有的随机测量结果线性 许多量具都有一定的工作范围，即量程。许多量具都有一定的工作范围，即量程。 当用量具在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚当用量具在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚可能是不同的。可能是不同的。 测量系统的线

11、性便是表征在量具的工作范围内其偏倚变测量系统的线性便是表征在量具的工作范围内其偏倚变化规律的一个统计特性。化规律的一个统计特性。线性图表线性有偏倚有偏倚观测的平均值观测的平均值无偏倚无偏倚基准值基准值线性的影响因素 器具的最高和最低段没有进行适当的校准 在最小和最大测量的熟练程度存在错误 器具劳损 器具设计特性再现性再现性再现性操作者操作者A操作者操作者B操作者操作者C 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再现性示例评价人A评价人B123AvgR123AvgRA217216216216.31216219220218.34B220216218218.042

12、16216220217.34C216216216216.31216215216215.71D214212212212.72216212212213.34E216219220218.042202202202200216.3216.9稳定性 测量特性的一个变差 发生在同一操作者 超过一定的延长时间 应用控制图进行监控 稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变差差 稳定性稳定性时间时间2时间时间1稳定性的目的 预测测量系统所引入的测量误差具有什么样的特性 调查、

13、研究测量过程中出现的特殊原因，并予以消除，使其不再出现。 一个未处于统计稳定性的测量系统不能够提供过程的准确数据分析分析方法方法 Methods of Analysis量具量具 R&R 研究研究R&R 术语 n = 子组容量 2 到 10 在过程中选择能够代表过程的整个工作范围的样件，在过程中选择能够代表过程的整个工作范围的样件，不要使用连续的样件不要使用连续的样件 a = 评价人 每个评价人测量样件每个评价人测量样件r次，每次研究必须同实际操作相符次，每次研究必须同实际操作相符 r = 评价次数 g = r*aR&R 计算 利用均值极差法进行测量系统分析最多允许安排三个评价人、十个零件、每个

14、人对零件最多测量三次。 以每个人对同一个零件进行的多次重复测量值为子组（容量为重复测量次数r），计算均 值和极差RR&R 计算 利用上述极差作级差图（R图）， 如图2所示计算 =其中，g= r*n r 是评价人数，n是零件数RgRRRg.21R 利用各个均值利用各个均值 作均值图作均值图 中心线中心线 =UCL = +A2 LCL = - A2其中，其中，A2可查附表可查附表1获得。获得。 XXgXXXg.21XXRXXRR&R 计算计算重复性计算重复性 EV=5.15e计算再现性计算再现性 AV=5.15O计算重复性和再现性计算重复性和再现性 R&R C= 重复性和再现性的标准差重复性和再现

15、性的标准差 m= 22AVEV2e20 R&R 计算 测量系统分辨率测量系统分辨率 =3 m 零件间变差零件间变差 PV=5.15P P= 过程总变差过程总变差 TV TV= 过程总变差标准差过程总变差标准差t =2*2dRP22&PVRR2p2mR&R 计算计算计算EV、AV、R&R、PV与与TV的比值的比值 %EV=EV/TV % AV = AV /TV % R&R = R&R /TV %PV=PV/TV R&R 计算R&R 接收准则% R&R 10% 测量系统可以接受测量系统可以接受10% R&R30% 测量系统不可接受，需要测量系统不可接受，需要进行改进进行改进 如果，如果，50%以上

16、的子组均值都落在控制限以以上的子组均值都落在控制限以外，并且对所有评价人落在控制线以外的零外，并且对所有评价人落在控制线以外的零件都是相同的情况下，可以认为测量系统具件都是相同的情况下，可以认为测量系统具有足够的分辨率是适宜的有足够的分辨率是适宜的R&R 分析 如果，极差图中没有超出控制线的点则表明所如果，极差图中没有超出控制线的点则表明所有测量者的表现是一样的。如果只有一个测量者的有测量者的表现是一样的。如果只有一个测量者的极差图中有超出控制线的点，则表明他的方法与其极差图中有超出控制线的点，则表明他的方法与其他人不同。如果所有测量者的极差图中都有点超出他人不同。如果所有测量者的极差图中都有

17、点超出控制限，则表明测量系统对操作者的技术太敏感，控制限，则表明测量系统对操作者的技术太敏感，需要改进才能获得有用的数据。需要改进才能获得有用的数据。 R&R 分析重复性比再现性大的原因重复性比再现性大的原因 仪器需要维护仪器需要维护/量具应重新设计来提高刚度量具应重新设计来提高刚度/夹紧和检验点夹紧和检验点需要改进需要改进/存在过大的零件内变差存在过大的零件内变差再现性比重复性大的原因再现性比重复性大的原因 评价人需要更好的培训如何使用量具仪器和读数评价人需要更好的培训如何使用量具仪器和读数/量量具刻度盘上的刻度不清楚具刻度盘上的刻度不清楚/需要某种夹具帮助评价人提高需要某种夹具帮助评价人提

18、高使用量具的一致性使用量具的一致性R&R 分析分析分析方法方法 Methods of Analysis特殊特殊的的量具量具研究研究特殊的量具研究 计数型量具 破坏性试验计数型量具 只能给出定性判断 过程当中只能给出很少的预防信息 快捷、便宜 能够用于分类挑选数据采集数据采集 通过选取通过选取20个零件来进行，两位评价人以能防个零件来进行，两位评价人以能防止评价人偏倚的方式两次测量所有零件。止评价人偏倚的方式两次测量所有零件。 接受准则接受准则 如果所有的测量结果（每个零件四次）如果所有的测量结果（每个零件四次）一致则接受该量具，否则应评价该量具。如一致则接受该量具，否则应评价该量具。如果不能改

19、进该量具，则不能被接受并且应找果不能改进该量具，则不能被接受并且应找到一个可接受的替代测量系统。到一个可接受的替代测量系统。 小样法 评价人评价人A评价人评价人B12121234567891011121314151617181920GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGGGGGGGNGNGGGGGGNGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGGG小样法分析分析方法方法 Methods of Analysis测量系统的测量系统的线性线性 根据过程所生产的产品特性的变化范围选择五根据过程所生产的产品特性的变化范围选择五个零件做样本，

20、首先把他们送到必要研究的测量系个零件做样本，首先把他们送到必要研究的测量系统更高级的系统上进行多次测量，取多次测量值的统更高级的系统上进行多次测量，取多次测量值的平均值作为他们各自的基准值。平均值作为他们各自的基准值。 选择一个评价人，由评价人对每个零件重复测选择一个评价人，由评价人对每个零件重复测量量12次，进行这种测量时，应注意保持各次测量次，进行这种测量时，应注意保持各次测量结果之间的统计独立性，即使后面的测量读数不结果之间的统计独立性，即使后面的测量读数不受前面读数的影响。受前面读数的影响。 数据收集数据收集 绘制偏倚与基准值之间的交点，最佳拟和这些绘制偏倚与基准值之间的交点，最佳拟和

21、这些点的线性回归直线的拟和优度计算如下：点的线性回归直线的拟和优度计算如下： y=b+ax 式中：式中： x=基准值；基准值；y=偏倚；偏倚； a=斜率斜率 a=nxxnyxxy22)()(数据数据计算计算b=R2=偏倚偏倚 = b+ax线性线性 = |斜率斜率| （过程变差）（过程变差）%线性线性 = 100|线性线性| /（过程变差）（过程变差） )(nxany)()(22222nyynxxnyxxy数据数据计算计算线性线性5%时，该测量系统为合格。时，该测量系统为合格。 测量系统线性接受准则测量系统线性接受准则测量系统分析计划的测量系统分析计划的制定制定测量系统分析实施流程图测量系统分析

22、实施流程图 是是测量是否已准备？测量是否已准备？测量是否任意分测量是否任意分配？配？供测试用零件是供测试用零件是否超过否超过300件？件？是否有不同的测是否有不同的测量仪器？量仪器？适用的分析时间？适用的分析时间？是是是是是是是是超过本指导书的范围见超过本指导书的范围见QS9000-MSA手手册册否否否否是否有不同的测是否有不同的测量仪器？量仪器？计 数 型 量 具 研 究计 数 型 量 具 研 究（小样法）（小样法）极差法极差法否否否否计数型量具研究计数型量具研究（大样法）（大样法）否否图表分析图表分析均值和极差或方差均值和极差或方差分析法分析法短期短期长期长期 测量系统分析计划的制订测量系

23、统分析计划的制订 1、确定要采用的研究方法；、确定要采用的研究方法； 2、考虑如下因素基础上确定测量者的数量、考虑如下因素基础上确定测量者的数量、样件数量和重复测量次数。样件数量和重复测量次数。 a、特性重要性特性重要性如研究测量关键特性的测量系统需如研究测量关键特性的测量系统需要采用更多的样件或增加对每个样件的重复测量次数，要采用更多的样件或增加对每个样件的重复测量次数，以保证分析结果的置信水平。以保证分析结果的置信水平。 b、被测对象的结果特点被测对象的结果特点对尺寸大或重量大的零件对尺寸大或重量大的零件采用较少数量的样件，增加对每个样件重复测量次数采用较少数量的样件，增加对每个样件重复测

24、量次数来保证分析结果的置信水平。来保证分析结果的置信水平。3、选择日常使用过程的测量系统人员参加研究。、选择日常使用过程的测量系统人员参加研究。 4、 在过程中选择能够代表过程的整个工作范围的在过程中选择能够代表过程的整个工作范围的样件。样件。 5、 量具最小刻度应该不超过预期的过程变差的十量具最小刻度应该不超过预期的过程变差的十分之一。分之一。 6、 规定测量所应遵循的程序，确定要测量的特性。规定测量所应遵循的程序，确定要测量的特性。 测量系统分析计划的制订测量系统分析计划的制订7、 设计测量系统分析的研究方式。设计测量系统分析的研究方式。 A、确保各次读数的统计独立性；、确保各次读数的统计独立性；B、测量读数应该顾及到可能获得的最接近数值、测量读数应该顾及到可能获得的最接近数值 C、规定专人对测量系统分析的过程进行监督；、规定专人对测量系统分析的过程进行监督； D、每个测量者都应以使用同样的方法和步骤获取、每个测量者都应以使用同样的方法和步骤获取读数读数 测量系统分析计划的制订测量系统分析计划的制订