测量系统分析MSA教材.pptx

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1、TS-五大工具培训课程五大工具培训课程-教材教材 测量系统分析测量系统分析(MSA)-补充教材补充教材 广州赛宝认证中心服务有限公司广州赛宝认证中心服务有限公司2测量系统要素与构成 被测试的材料 被测量的特性 收集和准备样品 测量种类和尺度 仪器或测试设备 检验者或技术员 使用的状况等n测量系统构成n量具 (Equipment)n测量人员 (Operator)n被测工件 (Parts)n程序、方法 (Procedure, Methods)n上述之交互作用关系3 理想的测量系统 理想的测量系统在每次使用时，应只产生理想的测量系统在每次使用时，应只产生“正确正确”的测量结果。每次测量结果总应该的测

2、量结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一个能产生理想测量结与一个标准值相符。一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有果的测量系统，应具有零方差、零偏倚零方差、零偏倚和所和所测的任何测的任何产品错误分类为零产品错误分类为零概率的统计特性。概率的统计特性。理想的测量系统存在吗？应该作怎样的选择？对测量系统的要求是什么？4 足够的分辨率和灵敏度足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的，。为了测量的目的，相对于过程变差或规范控制限，测量的增量相对于过程变差或规范控制限，测量的增量应该很小。通常所有的十进制或应该很小。通常所有的十进制或1/10法则，法则，表明仪器的分辨率应把公差表明仪器的分辨率应把公

3、差(过程变差过程变差)分为分为十份或更多。这个规则是选择量具期望的实十份或更多。这个规则是选择量具期望的实际最低起点。际最低起点。 测量系统应该是统计受控制的测量系统应该是统计受控制的。这意味着在。这意味着在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于可重复条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。这可称为统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。计稳定性且最好由图形法评价。 好的测量系统5 好的测量系统 对产品控制对产品控制，测量系统的变异性与公差相比，测量系统的变异性与公差相比必须小于依据特性的公差评价测量系统。必须小于依据特性的公差评价测量系统。 对

4、过程控制对过程控制，测量系统的变异性应该显示有，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并与过程变差相比要小。根据效的分辨率并与过程变差相比要小。根据6变差和或来自变差和或来自MSA研究的总变差评价测量研究的总变差评价测量系统。系统。思考与讨论：对测量要求是什么？6测量过程理解测量及分析活动是一个过程。因测量及分析活动是一个过程。因而对该过程也可以应用任何与所有过程控制而对该过程也可以应用任何与所有过程控制的管理、统计及逻辑技术。的管理、统计及逻辑技术。 对于过程拥有者需要了解顾客需求，而对于对于过程拥有者需要了解顾客需求，而对于顾客来说也是过程拥有者，也希望用最小的顾客来说也是过程拥有者，也希望

5、用最小的努力获得正确的决定。努力获得正确的决定。7 掌握测量过程内容q对于测量过程至少需要掌握以下内容：对于测量过程至少需要掌握以下内容： 测量设备资源测量设备资源 如何正确使用这些设备如何正确使用这些设备 测量过程内容是什么测量过程内容是什么 如何分析和解释测量结果如何分析和解释测量结果 监视和控制这个测量过程监视和控制这个测量过程8测量值构成测量值测量值 = 真值真值 + 测量误差测量误差y=x+ 戴明说没有戴明说没有真值的存在真值的存在一致性一致性9识别测量系统误差来源与所有过程相似，测量系统受随机和系统与所有过程相似，测量系统受随机和系统变差源影响。这些变差源由变差源影响。这些变差源由

6、普通原因和特普通原因和特殊原因殊原因造成，为了控制测量系统变差造成，为了控制测量系统变差 1) 识别潜在的变差的来源识别潜在的变差的来源 2) 消除消除(如果可能时如果可能时)或监控这些变差的来源或监控这些变差的来源尽管特殊原因将依据不同情况，但一些典尽管特殊原因将依据不同情况，但一些典型的变差来源是可以识别。有多种不同的型的变差来源是可以识别。有多种不同的方法可以对这些变差来源进行表述和分类。方法可以对这些变差来源进行表述和分类。如因果图、故障树图等。如因果图、故障树图等。10测量系统特性 对测量系统进行分析的目的是为了更好地了解测量系统变差的来源。 测量系统特性可用下列方式来描述 位置：稳

7、定性、偏倚、线性。 宽度或范围：重复性、再现性。11 分辨率的要求 建议的要求是总过程6(标准偏差)的十分之一 传统是公差范围的十分之一12偏倚(Bias)基准值基准值观测平均值观测平均值偏倚偏倚n偏倚：偏倚：是测量结果的观测是测量结果的观测平均值与基准值的差值平均值与基准值的差值。真值的取得可以通过采用真值的取得可以通过采用更高等级的测量设备进行更高等级的测量设备进行多次测量多次测量，取其平均值取其平均值对偏倚的要求？13重复性(Repeatability)重复性重复性n指由指由同一个同一个操作人员用操作人员用同同一一种量具经多次测量种量具经多次测量同一同一个个零件的零件的同一同一特性时获得

8、的测特性时获得的测量值变差量值变差( (四同四同) )对重复性的要求？14再现性(Reproducibility)n由由不同不同操作人员，采用操作人员，采用相相同同的测量仪器，测量的测量仪器，测量同一同一零件的零件的同一同一特性时测量平特性时测量平均值的变差均值的变差(三同一异三同一异)再现性再现性甲甲丙丙乙乙15稳定性(Stability)稳定性稳定性时间时间1时间时间2n是测量系统在是测量系统在某持续时间某持续时间内测量内测量同一基准同一基准或零件的或零件的单一特性时获得的测量值单一特性时获得的测量值总变差总变差16线性(Linearity)量程基准值观测平均值基准值n线性是在量具预期的工

9、作范围内，偏倚值的差值线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值17观测平均值基准值无偏倚有偏倚线性(Linearity)如果是卖方，对线性的要求是什么？公平是什么？18MSA分析时机 新生产之产品新生产之产品PV有不同时有不同时 新仪器，新仪器，EV有不同时有不同时 新操作人员，新操作人员，AV有不同时有不同时 易损耗仪器必须注意其分析频率。易损耗仪器必须注意其分析频率。第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段19 MSA分析的对象 TS16949标准之标准之7.6.1 测量系统分析测量系统分析 为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，必须在的变差，

10、必须进行适当统计研究进行适当统计研究。此要求必。此要求必须须适用于在控制计划提出的测量系统适用于在控制计划提出的测量系统。所用的。所用的分析方法及接收准则，必须与顾客关于测量系分析方法及接收准则，必须与顾客关于测量系统分析的参考手册相一致。如果得到顾客批准，统分析的参考手册相一致。如果得到顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。也可采用其它分析方法和接收准则。如何确定？20 MSA方法的分类依依测测量量数数据据特特性性计计数数型型MSA计计量量型型MSA结合公司测量系统举例说明？21 计量型MSA计量型计量型位置分析位置分析离散分析离散分析稳定性分析稳定性分析偏倚分析偏倚分析线性分析线性分析

11、重复性分析重复性分析再现性分析再现性分析稳定性分析稳定性分析22 计数型MSA计数型计数型风险分析法风险分析法信号分析法信号分析法数据解析法数据解析法23 破坏性MSA破坏破坏型型偏倚分析偏倚分析变异分析变异分析稳定性分析法稳定性分析法24测量系统分析准备 1). 先计划将要使用的方法。例如，通过利先计划将要使用的方法。例如，通过利用工程决策，直观观察或量具研究决定，是用工程决策，直观观察或量具研究决定，是否评价人在校准或使用仪器中产生影响。有否评价人在校准或使用仪器中产生影响。有些测量系统的再现性些测量系统的再现性(不同人之间不同人之间)影响可以影响可以忽略，例如按按钮，打印出一个数字忽略，

12、例如按按钮，打印出一个数字确定公司的测量系统方法25 2). 确定确定MSA的的，及及。在此选择中应考虑的因素如。在此选择中应考虑的因素如下：下： 尺寸的关键性尺寸的关键性：关键尺寸需要更多的零件和：关键尺寸需要更多的零件和/或或试验，原因是量具研究评价所需的置信度。试验，原因是量具研究评价所需的置信度。 零件结构零件结构：大或重的零件可规定较少样品和较：大或重的零件可规定较少样品和较多试验。多试验。 由于其目的是评价整个测量系统，评价人的选由于其目的是评价整个测量系统，评价人的选择应择应从日常操作该仪器的人中挑选从日常操作该仪器的人中挑选。测量系统分析准备26 样品必须从过程中选取并样品必须

13、从过程中选取并代表其整个工作范围代表其整个工作范围。有时每一天取一个样本，持续若干天。这样做是有时每一天取一个样本，持续若干天。这样做是有必要的，因为分析中这些有必要的，因为分析中这些零件被认为生产过程零件被认为生产过程中产品变差的全部范围中产品变差的全部范围。由于每一零件将被测量。由于每一零件将被测量若干次，必须对每一零件编号以便识别。若干次，必须对每一零件编号以便识别。 仪器的分辨力应允许至少仪器的分辨力应允许至少直接读取直接读取特性的预期过特性的预期过程变差的十分之一，例如特性的变差为程变差的十分之一，例如特性的变差为0.01，仪，仪器应能读取器应能读取0.001的变化。的变化。 确保测

14、量方法确保测量方法(即评价人和仪器即评价人和仪器)在按照规定的测在按照规定的测量步骤测量特征尺寸。量步骤测量特征尺寸。测量系统分析准备27不具代表性的取法不具代表性的取法 测量系统分析准备-取样要求28代表性的取法测量系统分析准备-取样要求291.稳定性研究分析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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，并用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录30n自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自：控制计划中所提及的产品特性和过程特性测量用的测量系统1.稳定性研究分析决定要分析的测量系统选

15、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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录31n选取一标准样品：要求样品具有代表性，尽可能是产品的关键特性n针对样本使用更高精密度等级的仪器进行精密测量十次，加以平均，做为参考值。n如果标准样本为可溯源的基准值，则直接作为参考值。1.稳定性研究分析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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录32n请现场测量人员连续测量25组数据，要求：每

16、次测量25次。并记录下这些数据。n一般而言初期的25组数据最好在较短的时间内收集，这样就可以利用这些数据来了解仪器的稳定状况。收集这些数据的频次一般可设定如下：n每小时1组；n每天1组；n每周1组。1.稳定性研究分析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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录33n将测量的数据输入到所设定的Excel表格中。并依据此进行Xbar-R控制图的相关公式的计算，即：n计算每一组的平均值n计算每一组的R值n计算出平均值的平均值n计算出R的平均值n进行Xbar-R控

17、制界限计算1.稳定性研究分析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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录34n依据上述计算的结果，作出Xbar-R控制图，并分析如下：n检查R图，以判定重复性是否稳定n看Xbar图，以判定偏移是否稳定。n若控制图稳定，可以利用Xbarbar-标准值，看是否有偏差。再利用Rbar/d2来了解仪器的重复性。1.稳定性研究分析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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界

18、限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录35n后续持续点图、判图n如果控制图是稳定的，可以将此控制界限做为控制用控制界限。后续就依据原先固定的频次，用同样的样本、测量仪器、测量人员。此时若控制图有异常，一般就代表仪器有问题，要进行相应的处理。n异常的判定：用点、线、面原则识别异常因素n异常的处理n若R图失控，表明不稳定的重复性，可能什么东西松动、阻塞、变化等。n若X-bar图失控，表明测量系统不再正确测量，可能磨损，可能需重新校准。1.稳定性研究分析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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限

19、，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录36n不可以发生重复性的标准差大于制程标准差，如果有发生此现象，代表测量系统的变异大于制程变异，此仪器是不可接受的n保留记录n各项的分析记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以证明此测量系统的测量能力是足够。1.稳定性研究分析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25次输入数据到EXCEL作Xbar-R图计算控制界限，作图判定是否稳定后续持续点图，判图保留记录372. 偏倚研究分析决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，

20、是否要加补正值保留记录38决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录n自控制计划中去寻找需要分析的测量系统，主要的考虑来自：控制计划中所提及的产品特性和过程特性测量用的测量系统2. 偏倚研究分析39决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录n自生产现场抽取样本：一般是取在制程中间的产品。n用更高精密的测量设备对样品进行测量，测量十次，加以平均，取得参考值。n如果标准样本为可溯源的基准值，则直接作为参考值。

21、2. 偏倚研究分析40决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录n现场人员测量：n现场人员：指的是实际在现场从事测量工作的人员，由他们来进行测量，才能真正了解公司测量的偏差是多少。n重复测量十五次，记录其值到所设定的Excel表格中2. 偏倚研究分析41决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录n将数据输入到Excel的档案中，或者是Minitab中进行相关的计算n(结果分析作图法)相对于基准值将数据划出

22、直方图。评审直方图，用专业知识确定是否存在特殊原因或出现异常。如果没有，继续分析。2. 偏倚研究分析42决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录n计算t值n计算t值nt用来判定是否有明显偏差的基准，其值自由度有关，一般典型的为0.05，通过查t分布表得出2. 偏倚研究分析43决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录n结果判定：n如果t t就代表有明显的偏移，此测量系统的偏倚不可接受，此时因分析偏倚带来

23、的影响，如：利用偏差/公差，或偏差/过程变化范围值了解其受影响的比例，如果比例比较高时那么就可能仪器要停用或者修理。2. 偏倚研究分析44决定要分析的测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留记录n保留记录n各项的偏倚分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，证明此测量系统的偏倚是可以接收的。2. 偏倚研究分析453. 线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的45样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录

24、46n决定要分析的测量系统n由控制计划当中挑选，需要进行分析的仪器。n一般典型包含了产品特性测量仪器以及过程特性测量仪器。n测量风险愈高的仪器要愈优先分析。n线性一般是在制程变异范围比较宽，只做单点的偏差分析，可能担心不足时使用。3. 线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的45样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录47n抽取代表制程变异范围的样品，45个，此一般由现场当中取出，并最好能覆盖最大值和最小值n针对取出的样品进行精密测量：对每个样品用更高等级的测量设备进行测量十次，将十次的值进

25、行平均，将此平均值做为参考值。3. 线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的45样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录48n请现场测量人员测量每一样本12次n测量人员应当是能够代表实际测量的人员。n同一样品请测量人员重复测量12次。n记录下测量数据。3. 线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的45样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录49n输入数据到输入数据到EXCEL表格中表格中n

26、输入已经得到的测量数据。输入已经得到的测量数据。n利用利用EXCEL的资料分析的资料分析工具中的回归工具进行相工具中的回归工具进行相应的计算应的计算3. 线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的45样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录50n计算截距t值，斜率t值n利用EXCEL的资料分析工具中的回归工具进行相应的计算n我们直接看各项的t检定结果，以及看p值。3. 线性研究分析决定要分析的测量系统抽取代表制程的45样本每个样品精测，取值参考值请现场测量人员测量12次输入数据到EXCEL表格中计算截距t值，斜率t值是否合格，是否要加补正值或调整保留记录51n是否合格，并确定是否补正值或调整n检查截距的t值是否大于t，如果是大于t，则代表有明显的截距问题。或则可以直接看p值，如果p0.05也就是代表有明显的截距问题。n检查斜率t值是否大于t，如果是大于t，则代表有明显的斜率问题。或则可以直接看p值，如果p90%。n个人和标准值相比较的正确百分比90%。n全部测量人员一致的百分比75%。n全部测量人员和标准一致的百分比90%n若小于此百分比，则代表此测量系统尚不可以被接受，应做调整