MSA测量系统分析培训(ppt 67页)10391.pptx
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1、MSA测量系统分析测量系统分析(MeasuringSystemAnalysis)质量培训专用教材1编制:朱兰锋 alan-目目录录一、一、质量培训专用教材2编制:朱兰锋 alan-一、测量系统的概念一、测量系统的概念1.1.什么是测量系统(什么是测量系统(Measurement system Measurement system)测量系统的概念测量系统的概念不只局限于测量仪器、不只局限于测量仪器、测量设备测量设备的范畴的范畴,而是指用来对被测量赋值的而是指用来对被测量赋值的操作程序、评价人、量具、设备、环境及软件操作程序、评价人、量具、设备、环境及软件等要素的总和等要素的总和,是获得测量结果的
2、整个过程。是获得测量结果的整个过程。质量培训专用教材3编制:朱兰锋 alan-2.2.什么是测量系统分析什么是测量系统分析 测量系统分析:简称测量系统分析:简称MSAMSA(Measurement(Measurement System Analysis),System Analysis),指使用数理统计和图表的指使用数理统计和图表的方法对测量系统的方法对测量系统的分辨率和误差分辨率和误差进行分析,以进行分析,以评估测量系统的分辨率和误差对被测量的参数评估测量系统的分辨率和误差对被测量的参数来说是否合适,并确定测量系统误差的主要成来说是否合适,并确定测量系统误差的主要成份。份。质量培训专用教材4
3、编制:朱兰锋 alan-测量系统存在测量不确定度,测量不确定度影响测量系统存在测量不确定度,测量不确定度影响测量结果的准确性。测量结果的准确性。一个完整的测量过程一个完整的测量过程,引起测量不确定度的因素有引起测量不确定度的因素有很多:包括被测量的定义不完整、被测量的定义值实很多:包括被测量的定义不完整、被测量的定义值实现不理想现不理想,被测量的样本不能完全代表定义的被测量、被测量的样本不能完全代表定义的被测量、对环境条件的影响认识不足或对环境条件的不完善测对环境条件的影响认识不足或对环境条件的不完善测量、人员对模拟式仪器的读数偏差、测量仪器的分辨量、人员对模拟式仪器的读数偏差、测量仪器的分辨
4、率或鉴别域的限制、测量标准和标准物质的给定值或率或鉴别域的限制、测量标准和标准物质的给定值或标定值不准确、测量方法、测量系统和测量程序不完标定值不准确、测量方法、测量系统和测量程序不完善、数据处理时所引起的常数和其它参数不准确、修善、数据处理时所引起的常数和其它参数不准确、修正系统误差的不完善以及各种随机因素的影响等等。正系统误差的不完善以及各种随机因素的影响等等。二、为什么要进行测量系统分析二、为什么要进行测量系统分析质量培训专用教材5编制:朱兰锋 alan-三、测量系统所应具有之统计特性三、测量系统所应具有之统计特性 1.1.测量系统必须处于统计控制中,测量系统中的变差测量系统必须处于统计
5、控制中,测量系统中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的,只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的,这可称为统计稳定性。这可称为统计稳定性。2.2.测量系统的变差必须比制造过程的变差小测量系统的变差必须比制造过程的变差小 。3.3.测量系统的变差应小于测量系统的变差应小于规格界限(规格界限(公差带)。公差带)。4.4.测量精度应高于过程变差和公差带两者中精度较高测量精度应高于过程变差和公差带两者中精度较高者,一般来说,测量精度是过程变差和公差带两者者,一般来说,测量精度是过程变差和公差带两者中精度较高者的十分之一中精度较高者的十分之一 。5.5.测量系统统计特性可能随被测项目的改变
6、而变化。测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。测量系统的最大变差应小于过程变差和公差带中的测量系统的最大变差应小于过程变差和公差带中的较小者较小者 。质量培训专用教材6编制:朱兰锋 alan-四、测量系统的评定四、测量系统的评定 第一阶段的评定:明确该测量过程并确定该测量第一阶段的评定:明确该测量过程并确定该测量系统是否满足需要。主要目的如下:系统是否满足需要。主要目的如下:-确定该测量系统是否具有所需要的统计特性,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。此项必须在使用前进行。-发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响,发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响,例如温度
7、、湿度等,以决定其使用的空间和环境例如温度、湿度等,以决定其使用的空间和环境 。质量培训专用教材7编制:朱兰锋 alan-第二阶段的评定:第二阶段的评定:1.1.目的是在验证一个测量系统一旦被认为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是可行的,应持续具有恰当的统计特性 。2.2.常见的常见的“量具量具R&R”R&R”就是其中的一种型式就是其中的一种型式 。四、测量系统的评定四、测量系统的评定 质量培训专用教材8编制:朱兰锋 alan-五、测量系统的分析时机五、测量系统的分析时机 -新生产之产品新生产之产品PVPV有不同时;有不同时;-新仪器,新仪器,EVEV有不同
8、时;有不同时;-新操作人员,新操作人员,AVAV有不同时;有不同时;-易损耗仪器必须注意分析频率;易损耗仪器必须注意分析频率;-客户要求的频次。客户要求的频次。质量培训专用教材9编制:朱兰锋 alan-六、如何进行量测系统分析六、如何进行量测系统分析1.1.建立必要的指导文件,如分析指导书等。建立必要的指导文件,如分析指导书等。2.2.建立必要的程序书,以管制所有量测系统维持在正常建立必要的程序书,以管制所有量测系统维持在正常及最佳状态。及最佳状态。3.3.须有合格的分析人员,待分析的量具,以及必要的环须有合格的分析人员,待分析的量具,以及必要的环境。境。4.4.依据相关的指导书进行测量系统分
9、析。依据相关的指导书进行测量系统分析。5.5.搜集足够的数据,依据所使用之分析记录执行分析作搜集足够的数据,依据所使用之分析记录执行分析作业。业。6.6.分析结论,判定此量测系统是处于可接受、勉强接受分析结论,判定此量测系统是处于可接受、勉强接受或不能接受的状态。或不能接受的状态。质量培训专用教材10编制:朱兰锋 alan-七、量测系统的相关术语七、量测系统的相关术语1.1.重复性(重复性(RepeatabilityRepeatability)2.2.再现性(再现性(ReproducibilityReproducibility)3.3.偏差(偏差(BiasBias)4.4.稳定性(稳定性(St
10、abilityStability)5.5.线性(线性(LinearityLinearity)6.6.零件变异(零件变异(Part Part VariationVariation)质量培训专用教材11编制:朱兰锋 alan-重复性:指同一个评价人,采用同一种测量仪器,多次测量同一重复性:指同一个评价人,采用同一种测量仪器,多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值(数据)的变差。零件的同一特性时获得的测量值(数据)的变差。再现性:指由不同的评价人,采用相同的测量仪器,测量同一零再现性:指由不同的评价人,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。件的同一特性时测量平均值的变差。稳
11、定性:指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一稳定性:指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总变差。特性时获得的测量值总变差。偏倚偏倚 :指同一操作人员使用相同量具,测量同一零件之相同特:指同一操作人员使用相同量具,测量同一零件之相同特性多次数所得平均值与采用更精密仪器测量同一零件之相同特性性多次数所得平均值与采用更精密仪器测量同一零件之相同特性所得之平均值之差,即测量结果的观测平均值与基准值的差值,所得之平均值之差,即测量结果的观测平均值与基准值的差值,也就是我们通常所称的也就是我们通常所称的“准确度准确度”线性:线性:量具在预期工作范围内偏倚的差值。换句
12、话说,线性是多量具在预期工作范围内偏倚的差值。换句话说,线性是多个且独立的偏倚误差在整个量具的工作行程内的相关性。个且独立的偏倚误差在整个量具的工作行程内的相关性。零件变异:与测量系统分析有关,零件变异(零件变异:与测量系统分析有关,零件变异(PVPV)是指对一个稳)是指对一个稳定过程中不同零件和不同时间之间出现的预期变异。定过程中不同零件和不同时间之间出现的预期变异。质量培训专用教材12编制:朱兰锋 alan-重复性(重复性(RepeatabilityRepeatability)重重复复性性:指指同同一一个个评评价价人人,采采用用同同一一种种测测量量仪仪器器,多多次次测测量量同同一一零零件件
13、的的同同一一特特性性时时获获得得的的测测量量值值(数数据)的变差。据)的变差。以公式表示如下:以公式表示如下:EV=EV=,%EV%EV100100(EVEVTVTV)公式说明:公式说明:EVEV为重复性,为重复性,TVTV为总为总变差变差。为所有为所有评价人评价人多次量测所得之变多次量测所得之变差差平均值。平均值。K K1 1为重复性之系数,与量测次数有关。为重复性之系数,与量测次数有关。TVTV为总为总变差变差,TV=TV=质量培训专用教材13编制:朱兰锋 alan-(例例1)三位评价人员对三位评价人员对10个零件分别量测,每个零件量测两次,个零件分别量测,每个零件量测两次,数值如下表:数
14、值如下表:重复性(重复性(RepeatabilityRepeatability)质量培训专用教材14编制:朱兰锋 alan-重复性(重复性(RepeatabilityRepeatability)质量培训专用教材15编制:朱兰锋 alan-再现性再现性(Reproducibility)质量培训专用教材16编制:朱兰锋 alan-再现性再现性(Reproducibility)再现性再现性评价人评价人评价人评价人b b评价人评价人c c由不同操作者对同一部件用同一测量仪器的测量由不同操作者对同一部件用同一测量仪器的测量质量培训专用教材17编制:朱兰锋 alan-再现性再现性(Reproducibil
15、ity)(例例2)同例同例1,数据见下表,数据见下表质量培训专用教材18编制:朱兰锋 alan-再现性再现性(Reproducibility)质量培训专用教材19编制:朱兰锋 alan-偏倚(偏倚(Bias)偏偏倚倚又又称称准准确确度度,是是指指量量测测平平均均值值与与真真值值之之差差值值。而而真真值值可可由由较较高高等等级级之之量量具具量量测测数数次次的的平平均值而得,偏倚可以下面图形表示:均值而得,偏倚可以下面图形表示:偏移偏移(准确度准确度)TAVTVT:真值:真值VAVA:量测平均值:量测平均值质量培训专用教材20编制:朱兰锋 alan-(例例3)1位作业者量测位作业者量测1个零件个零
16、件10次,量测值如下所示:次,量测值如下所示:X1=0.75X6=0.80X2=0.75X7=0.75X3=0.80X8=0.75X4=0.80X9=0.75X5=0.65X10=0.70测测量量测测平平均均值值VA=Xi/10=0.75,已已知知该该零零件件之之真真值值VT为为0.8mm,零件之制程变异为,零件之制程变异为0.70mm则则Bias=VA-VT=0.750.80=-0.05%Bias100(Bias/制程变异)制程变异)100(0.05/0.70)=7.1%偏倚(偏倚(Bias)用精度较高的用精度较高的仪器测量仪器测量n次次的平均值的平均值质量培训专用教材21编制:朱兰锋 al
17、an-稳定性稳定性(Stability)稳定性稳定性时间时间1 1 时间时间 2 2稳稳定定性性又又称称为为漂漂移移(DriftDrift),指指测测量量系系统统在在某某持持续续时时间间内内测测量量同同一一基基准准或或零零件件的的单单一一特特性性时时获获得得的的测量值总变差。测量值总变差。此量测方式可有两种:此量测方式可有两种:1.1.以相同标准件在不同时间量测同一量具所得之变异。以相同标准件在不同时间量测同一量具所得之变异。2.2.以相同量具在不同时间量测同一零件所得之变异。以相同量具在不同时间量测同一零件所得之变异。稳定性可下面图形表示:稳定性可下面图形表示:质量培训专用教材22编制:朱兰
18、锋 alan-线性线性(Linearity)线线性性是是指指量量具具在在使使用用范范围围内内偏偏倚倚(准准确确度度)差差异异的的分分布布状状况况。换换句句话话说说,线线性性是是多多个个独独立立的的偏偏倚倚误误差差在整个量具的工作行程内的相关性。在整个量具的工作行程内的相关性。0.600.400.200-0.20-0.40-0.602.004.006.008.0010.00(偏移值)(真值)回归线作业者量测作业者量测5 5个不同零件,其真值分别为个不同零件,其真值分别为2.00mm2.00mm,4.00mm4.00mm,6.00mm6.00mm,8.00mm8.00mm及及10.00mm10.0
19、0mm,每个零件量测,每个零件量测1212次,如下页所次,如下页所示:示:质量培训专用教材23编制:朱兰锋 alan-线性线性(Linearity)质量培训专用教材24编制:朱兰锋 alan-线性线性(Linearity)质量培训专用教材25编制:朱兰锋 alan-零件的变差零件的变差(Part Variation)质量培训专用教材26编制:朱兰锋 alan-计量型量测系统分析指计量型量测系统分析指南南计量型量具:质量培训专用教材27编制:朱兰锋 alan-重复性和再现性重复性和再现性(R&R)R&R)分分析析决定研究主要变异形态的对象决定研究主要变异形态的对象.使用全距及平均数或变异数分析方
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