测量系统分析(MSA)教学.ppt

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1、测量系统分析测量系统分析(MSA)教教学学第三版和第二版MSA的区别项目项目第三版第三版变差变差6 6重复性或设备重复性或设备变差变差 6 6E E 操作者标准操作者标准差差 6 6A A零件间变差零件间变差 6 6p p第二版第二版5.155.156 66 6ee6 60 06 6o o？ISO/TS16949:2002与与MSA要求条文要求条文为为分分析析在在每每一一种种类类型型的的测测量量和和试试验验设设备备系系统统结结果果中中出出现现的的变变差差，必必须须进进行行统统计计研研究究。此此要要求求必必须须适适用用于于在在控控制制计计划划中中涉涉及及的的测测量量系系统统。所所用用的的分分析析

2、方方法法和和接接收收准准则则必必须须与与顾顾客客关关于于测测量量系系统统分分析析的的参参考考手手册册相相一一致致。如如果果得得到到顾顾客客的的批批准准，也也可可采采用用其其它它的的分分析析方方法法和和接接收收准准则则。.(.(如如:偏偏倚倚、线性、稳定性、重复性、再现性研究）。线性、稳定性、重复性、再现性研究）。要点说明：要点说明：对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。测量分析方法及接受准则应与测量分析参考手册一致。测量分析方法及接受准则应与测量分析参考手册一致。经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则

3、。MSAMSA手册强调要有证据证明上述要求已达到。手册强调要有证据证明上述要求已达到。PPAPPPAP手册中规定：手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备应参考对新的或改进的量具、测量和试验设备应参考MSAMSA手册进行变差研究手册进行变差研究。APQPAPQP手册中，手册中，MSAMSA为为“产品产品/过程确认过程确认”阶段的输出之一。阶段的输出之一。SPCSPC手册指出手册指出MSAMSA是控制图必需的准备工作。是控制图必需的准备工作。什么是测量系统什么是测量系统 测量系统测量系统用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员

4、的集合。件及操作人员的集合。测量系统应具备的特性测量系统应具备的特性1.1.处于统计控制状态处于统计控制状态,即只存在变差的普通原因即只存在变差的普通原因.2.2.测量系统的变异性测量系统的变异性(Variability)(Variability)小于过程变异性小于过程变异性.3.3.测量系统的变异性小于技术规范界限测量系统的变异性小于技术规范界限.4.4.测量增量测量增量(increments)(increments)小于过程变异性和技术规范宽度的小于过程变异性和技术规范宽度的1/10.1/10.5.5.当被测项目变化时当被测项目变化时,测量系统统计特性的最大变差小于过程变差测量系统统计特性

5、的最大变差小于过程变差和规范宽度较小者和规范宽度较小者.人设备材料方法环境输入测量过程数据输出什么是数据的质量什么是数据的质量?如何评定数据质量如何评定数据质量测量结果与测量结果与“真真”值的差越小越好值的差越小越好.数据质量是用多次测量的统计结果进行评定数据质量是用多次测量的统计结果进行评定.计量型数据的质量计量型数据的质量均值与真值均值与真值(基准值基准值)之差之差.方差大小方差大小.计数型数据的质量计数型数据的质量对产品特性产生错误分级的概率对产品特性产生错误分级的概率.数据的类型 计量型数据 Variabledata 计数型数据 Attribute data 标准的传递标准的传递 追朔

6、性追朔性:通过应用连接标准等级体系的适当标准程序通过应用连接标准等级体系的适当标准程序,使单个测量结使单个测量结果与国家标准或国家接受的测量系统相联系果与国家标准或国家接受的测量系统相联系.国际实验室国际实验室国际认可的校准机构企业的校准实验室生产现场检测设备制造厂国际标准国家标准地方标准公司标准测量结果测量系统评定的两个阶段测量系统评定的两个阶段第一阶段(使用前)确定统计特性是否满足需要?确认环境因素是否有影响?第二阶段(使用过程)确定是否持续地具备恰当的统计特性?评价测量系统的三个基本问题评价测量系统的三个基本问题是否有足够的分辩率是否有足够的分辩率?是否统计稳定是否统计稳定?统计特性用于

7、过程控制和分析是否可接受统计特性用于过程控制和分析是否可接受?盲测法盲测法在实际测量环境下在实际测量环境下,在操作者事先不知正在对该在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下测量系统进行评定的条件下,获得测量结果获得测量结果.向传统观念挑战向传统观念挑战长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报告的传统来报告的传统,是不能面临未来持续改进的市场是不能面临未来持续改进的市场挑战挑战.测量系统特性及变差类型和定义测量系统特性及变差类型和定义类型类型定义定义图示图示分辨力分辨力DiscriminationDiscrimination(Resolutio

8、n)(Resolution)测量系统检测量系统检出并如实指出并如实指出被测定特出被测定特性微小变化性微小变化的能力的能力.偏倚偏倚(Bias)(Bias)观测平均值观测平均值与基准值的与基准值的差差.观测的平均值基准值基准值偏倚测量系统分析测量系统分析(MSA)类型类型定义定义图示图示稳定性稳定性StabilityStability在某种持续在某种持续时间内测量时间内测量同一基准或同一基准或零件单一特零件单一特性结果的总性结果的总变差变差.线性线性LinearityLinearity量具的预期量具的预期工作范围内工作范围内偏倚的变化偏倚的变化.稳定性时间2时间1基准值观测的平均值有偏倚无偏倚测

9、量系统分析测量系统分析(MSA)类型类型定义定义图示图示重复性重复性RepeatabilityRepeatability同一评价人同一评价人,多次测量同多次测量同一特性的观一特性的观测值变差测值变差.再现性再现性ReproducibilityReproducibility不同评价人不同评价人,测量同一特测量同一特性观测平均性观测平均值的变差值的变差.操作者A操作者B再现性操作者C测量系统是否被接受由GRR和ndc决定。测量系统的重复性与再现性测量系统的重复性与再现性(1)测量数据 项目项目评价人评价人1 1评价人评价人2 2零件零件12345123451234512345测测量量次次序序1 1

10、2172202172142162172202172142162162162162162202162162162162202 22162162162122192162162162122192192162152122202192162152122203 3216218216212220216218216212220220220216212220220220216212220均值均值X X极差极差R R216.3218.0216.3212.7218.3216.3218.0216.3212.7218.31.04.01.02.04.01.04.01.02.04.0218.3217.3215.7213.3

11、220.0218.3217.3215.7213.3220.04.04.04.04.00.04.04.04.04.00.0X X216.3216.3216.9216.9R R2.52.5(3)再现性分析再现性分析评价人均值极差R0=X2-X1=216.9-216.3=0.6，E E=R/d2*,=R/d2*,计算再现性：d2*=d2*(m，g)，M=M=测量次数测量次数AV=-=()-=1.0mmR0d2*22_2enr0.61.42-21.45253g=零件数量操作人数(4)零件间变差分析零件间变差分析 计算均值控制限计算均值控制限UCLUCLX X=X+A=X+A2 2R=216.6+1.0

12、23R=216.6+1.0232.5=219.2mm2.5=219.2mmUCLUCLX X=X+A=X+A2 2R=216.6-1.023R=216.6-1.0232.5=214.1mm2.5=214.1mm 分析控制图（一半以上点应在控制限外）分析控制图（一半以上点应在控制限外）计算零件间变差计算零件间变差PV=PV=12.8=12.8mmmmRPd2*6.22.48(5)计算双性计算双性R&RR&R=(EV)R&R=(EV)2 2+(AV)+(AV)2 2=7.5=7.52 2+1.0+1.02 2=7.6=7.6mmmm(6)计算过程总变差计算过程总变差TV=(PV)TV=(PV)2

13、2+(R&R)+(R&R)2 2=12.8=12.82 2+7.6+7.62 2=14.9=14.9mmmm(7)计算双性对总变差的比例计算双性对总变差的比例%R&R=%R&R=100%=100%=100%=50.7%100%=50.7%7.614.9R&RTV计量型计量型-极差法极差法零件零件评价人评价人A A评价人评价人B B极极 差差(A-B)(A-B)1 10.850.850.800.800.050.052 20.750.750.050.050.050.053 31.001.000.950.950.050.054 40.450.450.550.550.100.105 50.500.50

14、0.600.600.100.10平均极差平均极差(R)=(R)=R RI I/5=0.35/5=0.07/5=0.35/5=0.07GRGR&R=&R=(R)/d(R)/d2 2*=(R)/1.19=(0.07)/1.19=0.303*=(R)/1.19=(0.07)/1.19=0.303过程变差过程变差=0.40=0.40%GR%GR&R=100(&R=100(GRGR&R/&R/过程变差过程变差)=100(0.303/0.40)=75.5%)=100(0.303/0.40)=75.5%R%R&R&R10%10%可接受可接受%R%R&R1030%&R1030%临界临界%R%R&R&R330%

15、0%不可接受不可接受分级数ndc的计算Ndc=1.41(PVGRR)(取整数部分)分级数ndc决定准则；ndc应该大于或等于5，即：ndc5。ndc5说明测量系统有足够的分辨力。计量型计量型-均值极差法均值极差法零件编号和名称零件编号和名称:垫片垫片量具名称量具名称:厚薄规厚薄规日期日期:4/12/88:4/12/88测量参数测量参数厚度厚度量具编号量具编号:X-2934:X-2934执行人执行人:尺寸规格尺寸规格:0.6-1.0mm:0.6-1.0mm量具类型量具类型:0.0-10.1:0.0-10.1来自数据表来自数据表:R=0.044X:R=0.044XDIFFDIFF=0.06R=0.

16、06RP P=0.559=0.559测量系统分析测量系统分析%总变差总变差(TV)(TV)重复性重复性-设备变差设备变差(EV)(EV)EV=REV=RKK1 1=0.04=0.044.564.560.180.18%EV=100(EV/TV)%EV=100(EV/TV)=100(0.08/0.93)=100(0.08/0.93)=18.7%=18.7%再现性再现性-评价人变差评价人变差(AV)(AV)AV=(XAV=(XDIFFDIFFKK2 2)2 2-(EV-(EV2 2/nr)/nr)计量型计量型-均值极差法均值极差法 评定原则评定原则%R%R&R&R10%10%可接受可接受%R%R&R

17、1030%&R1030%临界临界%R%R&R&R330%0%需改进需改进分析:重复性比再现性大(1)仪器需要维护.(2)量具刚度不足.(3)夹紧和检测点需改进.(4)零件内变差(失圆锥度等)过大.再现性比重复性大(1)评价人培训不足.(2)刻度不清晰.(3)需要某种辅助器具.大样法大样法大样法是针对计数型的测量系统，50件，3人，每人测三次，计算一致性，也就是KAPPA这种方法是对计数型量具事先预知的50个零件基准值的测定，求出重复性和再现性（GRR），通过对双性的判断准则，确定计数型量具的可接收否。作法：（参见MSA手册Page109）取50个零件，这50个零件要有临近公差上下最边缘的零件。

18、确定基准值，将50个零件，用高精度量具测量出数据，做为基准值。3、请3个测量员，对50个零件，每人测量3次，得到数据表大样法大样法将上面将上面5050个零件（样件）的基准，由小到大（大到小）排个零件（样件）的基准，由小到大（大到小）排列。列。按按3 3个人判定结果一致的要求，在个人判定结果一致的要求，在5050个零件的后面记录上个零件的后面记录上接收或拒收，为接收或拒收，为区（区（-）、）、区（区（x x）、其次为）、其次为区，记区，记为为“+”“+”。A A点：被所有人拒收的规范下限，点：被所有人拒收的规范下限，1 1区中，最大的基准值区中，最大的基准值（最前一个零件）。（最前一个零件）。B

19、 B点：被所有人接收的，点：被所有人接收的，区中，最小的一个基准值（最区中，最小的一个基准值（最后一个零件）。后一个零件）。C C点：被所有人接收中，点：被所有人接收中，区中，最大的一个基准值（最区中，最大的一个基准值（最前一个零件）。前一个零件）。DD点：被所有人拒收的规定上限，点：被所有人拒收的规定上限，区中，最小的基准区中，最小的基准值（最后一个零件）。值（最后一个零件）。用线段用线段ABAB和线段和线段CDCD的长度的平均值做为的长度的平均值做为GRRGRR，大样法大样法%GRR10%GRR10%接收接收10%10%GRR30%GRR30%条件接收条件接收%GRR%GRR30%30%拒

20、收拒收几点说明：信号探测法的准确性，受几点说明：信号探测法的准确性，受A A、B B、C C、D D的位置，的位置，即选定作为样件的零件的影响，零件选的远离即选定作为样件的零件的影响，零件选的远离TUTU、TLTL，那么那么GRRGRR就大；贴近，就大；贴近，GRRGRR就小，由此影响量具的接收。就小，由此影响量具的接收。公差上界公差上界TUTU和下界和下界TLTL，如不知道，就要计算零件的变差，如不知道，就要计算零件的变差，做为过程总变差，此时零件的选择应考虑时间，使得抽取做为过程总变差，此时零件的选择应考虑时间，使得抽取的零件能真正代表过程。的零件能真正代表过程。这种方法是一种近似方法。这种方法是一种近似方法。大样法大样法