测量系统分析MSA培训讲座

1、1,测量系统分析 MSA,培训导师: 胡建国,2019/8/3,2,大家好！ 前面我们已经学习了质量管理体系需运用的部分质量管理方法和工具； 本讲我们将开始学习测量系统分析 MSA。 祝大家学习成功！,2019/8/3,3,目 录,一 相关术语名词 二 测量过程 三 测量系统分析的准备 四 计量型Gage RR研究方法 五、计数型测量系统分析,2019/8/3,4,一 、相关术语名词,标准 接受的用于比较的基准 用于判定接受与否的数据 测量 赋值给具体事物以表示他们之间关于特殊特性的关系 量具 任何用来获取测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置，包括用来测量合格/不合格装置 测量系统 是用来对定量测量或定性评价的的仪器或量具、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。,2019/8/3,5,位置变差 准确度 与真实值或接受的基准值之间的接近程度 偏 移 测量结果的观测平均值与基准值的差值,2019/8/3,6,稳定性 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,位置变差,2019/8/3,7,线 性 量具预期工作范围内,偏移

2、值的差值,2019/8/3,8,幅度变差 重复性 同一测评人,采用同一种仪器,多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差 在既定的条件下连续的试验测量结果间的变差 通常指设备变差(EV) 仪器(量具)的能力或性能 系统内变差,2019/8/3,9,再现性 不同的测评人,采用相同的仪器,测量同一零件同一特性时测量平均值的变差 用以产品/制程资格认定,误差可能来自测评人、设备、时间或方法 通常指测评人变差AV 系统间变差,2019/8/3,10,量具双性 GRR or Gage RR 量具重复性及再现性 测量系统能力，取决于使用方法，可能包括或不包括时间的影响。,2019/8/3,11,测量数据的质量 稳定条件下运行某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性。 统计特性 偏移和方差。 偏差太大或变差太大都将直接导致低质量的测量数据。,测量数据的质量,2019/8/3,12,测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。 若不能测定出过程的变差，这种分辨率用于分析是不可接受的。 若不能测定出特殊原因的变差，这种分辨率用于控制是不可接受的。 不可接受的分辨率可通过极差图最好的显示出来。,分辨

3、率,2019/8/3,13,二 、测量过程,测量过程,2019/8/3,14,足够的分辨率（10：1原则）。 具有统计稳定性，亦即测量系统的变差只能是普通原因而非特殊原因造成的。 测量系统的变异须小于规格公差或制程变异。 测量系统的统计特性可能随统计特性的变化而变化，若果真如此，测量系统变差应小于制程变差及公差带两者中较小者。,测量系统统计特性,2019/8/3,15,测量系统变差的产生原因,标准S,环境E,人/程序P,仪器I,工件W（如零件）,测量,系统,变差,2019/8/3,16,变异构成,准确度,(偏移),测量值变差,重复性,稳定性,线性,测评人变差,(再现性),量具变差,测量系统,变差,产品/制程,变差,2019/8/3,17,测量系统变差的影响,所有变异源的总影响通常称为测量系统变差。,2019/8/3,18,第一类错误(生产者风险/假判率): 一个好的零件有时被误判为“不合格”,对产品决策的影响,第二类错误(消费者风险/漏判率): 一个不合格的零件有时被误判为“合格”,2019/8/3,19,对过程决策的影响,将普通原因判断为特殊原因 将特殊原因判断为普通原因,2019/

4、8/3,20,测量系统变差的可能原因,偏移 基准的误差 磨损的量具 仪器测量非代表性的特性 制造的仪器尺寸不对 仪器没有正确校准 测评人使用仪器不正确,稳定性（是偏倚随时间的变化） 仪器需要校正，减小校正周期 正常的老化 仪器维护不足 仪器设计或方法问题,2019/8/3,21,重复性 仪器需要维护； 量具应重新设计以提高刚度； 夹紧及检验点需要改进； 存在过大的零件内变差。 再现性 测评人需要更好的培训如何使用量具仪器及读数； 量具刻度盘上的读数不清楚； 需要某种夹具帮助测评人提高使用量具的一致性； 某些测量系统没有测评人，若所有的部件均由同一设备处理、固定及测量，那么再现性就为零；当使用了不同的工装，那么再现性就表现为工装间变差。,2019/8/3,22,量具双性/GRR 线性(量具预期工作范围内,偏移值的差值) 工作范围上限/下限内仪器没有正确校准 磨损或损坏的基准，基准出现误差-最小或最大 磨损的仪器或夹紧装置 仪器质量差设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳健性 应用错误的量具 环境温度、湿度、震动、清洁度,2019/8/3,23,分辨力对控制和分析活动的影响：,一个 数据

5、分级,2-4 个数据分级,5个或更多数据分级,2019/8/3,24,三 测量系统分析的准备,2019/8/3,25,1.计划将要使用的方法 例如通过工程决策，直接观察或量具研究决定，是否测评人在校准或使用仪器时产生影响；有些测量系统的再现性可能忽略，例如按键. 2.测评人数量、样品数量、及重复读数应预先确定： 尺寸的关键性-关键尺寸需要更多的样品和/或试验. 零件规格-大而重的零件可规定较少样品及较多试验. 3.测评人的选择应从日常操作该仪器的人中选出。,2019/8/3,26,4.样品选择对于适当的研究非常重要，且取决于测量系统研究的设计. 5.对于产品的控制，“符合/不符合产品特定规格”，样品的选择无需覆盖整个规格范围。 6.对于制程控制，“过程稳定性，方向及自然变差的符合情况”，样品必须从过程中选取并代表整个工作范围。 7.仪器分辨率应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一。 8.确保测量方法在按规定的测量步骤测量特征尺寸。,2019/8/3,27,分析的方式非常重要： 测量应按随机顺序，以确保研究过程中生产的任何漂移或变化将随机分布。使用盲测方式。 设备读数应估计到可得

6、到的最接近的数字，模拟设备应读取最小刻度的一半。 研究工作应由知其重要性且仔细认真的人进行。 每一位测评人应采取相同的方法/步骤来获取数据。,2019/8/3,28,确定分析结果的允许误差：,允许标准-位置误差 偏移和线性 重新校正或偏移修正以最小化误差,允许标准-幅度误差 低于10%-接受； 在10%与30%之间-根据应用的重要性、量具成本、维修 的费用等，可能是接受的； 高于30%-不接受，测量系统必须改善； 明显的分类数量(ndc)应大于或等于5。,2019/8/3,29,四、计量型Gage RR研究方法,2019/8/3,30,平均值极差法：,分解成重复性及再现性,但是两者无交互作用 推荐的方法如下: 取多于5个样品(例如,n=10)代表了实际或预期的过程变差范围； 选取3个测评人,给样品编号,该编号测评人并不知道； 让测评人A随机测量N个样品并做好记录； 让测评人B和C测量N个样品并做好记录,彼此之间不知另一个人的测量结果； 打乱样品的顺序,再次分别由三位测评人测量并记录；,2019/8/3,31,GRR测量数据收集表,2019/8/3,32,GRR测量数据收集表(续),20

7、19/8/3,33,数字计算：,2019/8/3,34,数字计算(续),X,Rp,2019/8/3,35,数字计算(续),2019/8/3,36,2019/8/3,37,测量系统有效分辨率：,ndc = 1.41（PV / GRR） ndc = 5 ，可接受。,2019/8/3,38,绘制极差图分析：,1.如果所有的极差都受控，则所有评价人的工作状态是相同的。 2.如果一个评价人不受控,说明他的方法与其他人不同，应识别并去除特殊原因. 3.如果所有的评价人都不受控，则测量系统对评价人的技术很敏感,需要改善以获得有用的数据。 注: 极差控制图用于确定过程是否受控.,2019/8/3,39,绘制均值控制图分析：,- 计算均值控制限 UCLx=X+A2R= 0.001 +1.023 0.342 = 0.351 （试验三次） LCLx=X-A2R= 0.001 -1.023 0.342 = - 0.349 - 分析控制图：均值图 均值图 ：一半的均值（每个评价人对每个零件多个读数的均值）以上点应在控制限外，说明测量系统能够探测零件与零件之间的变差，并且能够提供对过程分析和过程控制有用的信息。如

8、果少于一半的均值落在控制限外，则测量系统缺乏足够的分辨率或样本不能代表期望的过程变差。,2019/8/3,40,GRR研究结果分析：,若重复性再现性 仪器需要维护 量具应重新设计以提高刚度 夹紧及检验点需要改进 存在过大的零件内变差 若重复性再现性 测评人需要更好的培训如何使用量具仪器及读数 量具刻度盘上的读数不清楚 需要某种夹具来帮助测评人提高使用量具的一致性 % R&R10%可接受，10% % R&R 30%时应依据量具重要性、成本及维修费用等决定是否接受， % R&R 30%不能接受，必须改进。,2019/8/3,41,五、计数型测量系统分析,2019/8/3,42,小样法,计数型测量系统是把零件与某些指定限值相比较，不能得到实际数值，只能指示该零件被接收还是拒收。此类测量系统可采用小样法进行分析. 其具体方法是通过取20个零件来进行。由两位评价人以一种能防止评价人偏倚的方式两次测量所有零件，在选取20个零件中，一些零件会稍许低于或高于规范限值。 分析: 如果所有的测量结果（每个零件四次）一致则接受该量具，否则应改进或重新评价该量具。如果不能改进该量具，则不能被接受并且应找一个可

9、接受的替代测量系统。 一个典型的用小样法研究计数型测量系统的表格见附表。,2019/8/3,课堂练习：,量具重复性和再现性（R&R）的企业实际案例课堂分组练习，结果分析讨论,43,2019/8/3,44,测试题：,1 为分析每种测量和试验设备系统得出的结果中出现的 ，应进行统计研究。此要求应适用于 计划中提及的测量系统。 2 测量系统分析的对象主要有 、 、 、 和 。 3 R&R %可接受， % R&R %时应依据量具重要性、成本及维修费用等决定是否接受， R&R %不能接受，必须改进。,2019/8/3,2019/8/3,45,1 为分析每种测量和试验设备系统得出的结果中出现的 变差 ，应进行统计研究。此要求应适用于 控制 计划中提及的测量系统。 2 测量系统分析的对象主要有 重复性 、再现性、 稳定性 、偏倚 和 线性 。 3 R&R 10 %可接受， 10 % R&R 30 %时应依据量具重要性、成本及维修费用等决定是否接受， R&R 30 %不能接受，必须改进。 4 简述GRR研究过程及结果分析。,46,测量系统分析 MSA 常用的内容讲解完了；MSA涉及的内容很多，如果有兴趣还可深入学习。 谢谢大家，再见！,2019/8/3,

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