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1、测量系统分析MSA1工程师能力提升课程大纲课程大纲一、测量系统分析的基础知识二、计量型测量系统的分析方法及Minitab演示三、计数型测量系统的分析方法及Minitab演示课程目的课程目的 知识：了解测量系统分析的基础知识，包括误差的来源和构成、测量系统分析的意义等。 技能：学会实际应用Minitab软件进行测量系统分析，并做出判断。QS9000五大手册APQP第二版PPAP第四版MSA第四版SPC第二版FMEA第四版AIAG&ASQ&各汽车公司测量的重要性 如果测量出现问题，那么合格的产品可能被判为不合格，不合格的产品可能被判为合格，此时便不能得到真正的产品或过程特性。 因此，要保证测量结果
2、的准确性和可信度。过程原料人机法环测量结果合格不合格测量测量测量误差Y = x +测量值=真值(True Value)+测量误差戴明说没有真值的存在一致性案例：如何测量一个花盆的直径?直径？小组 结果 均值 极差为什么有差异?难道我们测量的不是同样的物体吗？测量误差的来源p Discrimination 分辨能力p Precision 精密度 (Repeatability 重复性)p Accuracy 准确度 (Bias偏差)p Damage 损坏p Differences among instruments and fixtures 不同仪器和夹具间的差异p Difference in us
3、e by inspector 不同使用人员的差异(Reproducibility再现性)p Differences among methods of use 使用不同的方法所造成差异p Differences due to environment 不同环境所造成的差异测量系统分析的目的p 运用统计分析方法，确定测量系统测量结果的变差（测量误差），了解变差的来源。 确定一个测量系统的质量，并且为测量系统的改进提供信息。p 保证所用统计分析方法及判定准则的一致性。在实际工作生产中，测量系统分析的主要目的就是确定项目中所使用的数据是否可靠，为我们的正确决策提供依据。比如：产品是否合格，我接受这件产品
4、吗？过程好不好，是否需要调整？测量系统的基本知识和概念p 术语p 测量系统及其统计特性 分辨力、稳定性、偏倚 、重复性、再现性、线性p 理想的测量系统 p 测量系统的共同特性p 测量系统的评定步骤和准备术语p 测量：将一个未知量与一个已知的或已经接受的参照值进行的比较。赋予的值定义为测量值。p 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，包括用来测量合格不合格的装置。p 测量系统：用来对被测量特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合。 测量系统的组成测量系统人机料法环操作人员量具/测量设备/工装被测的材料/样品/特性操作方法、操作程序工作的环境以及上述因子之间
5、可能存在的交互作用切记：测量系统，不仅仅指量具。收集数据的能力测量总偏差2 = 2 + 2总的观察偏差过程偏差 测量系统偏差 测量是一个能影响所观察值的中心值和偏差的过程测量系统的统计特性 通常使用测量数据的统计特性来衡量测量系统的质量：p Discrimination 分辨力 (ability to tell things apart) p Bias 偏倚 (Accuracy准确性)p Repeatability 重复性p Reproducibility 再现性 p Linearity 线性 p Stability 稳定性评估测量过程 分辨力？“精确性” (R&R) 校准？稳定性？线性？偏
6、倚？OKOKOKOKOK测量仪器分辨率测量仪器分辨力：可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。部件A部件B部件A部件BA=1.0B=1.0A=1.25B=1.00因为上面刻度的分辨力比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。第二个刻度的分辨力比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。1 2 31 2 3测量仪器的分辨力必须小于或等于规范或过程误差的10%!分析天平.01 g台秤1 Kg卡车过磅秤100 Kg案例: 电动工具出货，请运输公司托运，假设50Kg以内30
7、元，每增加10Kg加收费，你会采用哪种测量仪器？测量系统的有效分辨率（ discrimination）p 要求不低于过程变差6或允许偏差(tolerance)的十分之一p 零件之间的差异必须大于最小测量刻度p 极差控制图可显示分辨率是否足够-看控制限内有多少 个数据分级p 不同数据分级(ndc)的计算为： 零件的标准偏差/总的量具偏差* 1.41 一般要求它大于5才可接受现在我们的量具有足够的分辨力,下一步要考虑什么?分辨力？“精确性” (R&R) 校准？稳定性？线性？偏 倚？OKOKOKOKOK偏 倚 (Bias)偏倚(Bias)通常被称为“准确度”。由于“准确度”有多种意思，建议不要用准确
8、度来代替偏倚。偏倚是指对相同零件上同一特性的观测平均值与真值(参考值)的差异，是测量系统的系统误差的测量。真实值偏 倚观察的平均值真实值参考标准平均值真值的取得可以通过采用更高一级的测量设备进行多次测量，取其平均值来确定。X1=0.75mmX6=0.8mmX2=0.75mmX7=0.75mmX3=0.8mmX8=0.75mmX4=0.8mmX9=0.75mmX5=0.65mmX10=0.7mm同一操作者对同一工件测量10次如果参考标准是 0.80mm. 过程变差为0.70mm Bias = 0.75-0.8= -0.05% Bias=100 %0.05/0.70=7.1%表明 7.1% 的过程
9、变差是偏倚 BIAS导致的!= 0.75XX10偏倚BIAS 实例:p 偏倚也可以与过程的容差相比较。p 判断准确度的简单标准为。 小于过程变差或容差的 1%,可认为是精确的。 大于过程变差或容差的 1% 则需要研究和调整测量系统, 或者临时用补偿值来修正以后的测量值。p 偏倚的研究还可以通过作图的方式来进行, 即作出直方图, 然后根据经验判断是否可以接受。p 偏倚的研究还可以通过计算置信区间来判断是否可以接受。测量平均值 参考值x 100 %容差宽度偏倚研究的分析造成过大的偏倚的可能原因有： 仪器需要校准 仪器、设备或夹具磨损 基准的磨损或损坏，基准偏差 不适当的校准或使用基准设定 仪器质量
10、不良设计或符合性 线性误差 使用了错误的量具 不同的测量方法作业准备、载入、夹紧、 技巧 测量的特性不对 变形(量具或零件) 环境温度、温度、振动、清洁 线 性 在量具正常工作量程内的偏倚变化量 多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系 是测量系统的系统误差构成测量结果平均值真值偏倚小测量结果平均值真值偏倚大低量程高量程基准值测量值无偏倚有偏倚线性(变化的线性偏倚)非线性非线性线性误差的原因 造成线性误差的可能原因如下： 仪器需要校准，缩短校准周期 仪器、设备或夹具的磨损 维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁 基准的磨损或损坏，基准的误差最小/最大稳定性(Stability)
11、: 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总变差。分辨力？“精确性” (R&R) 校准？稳定性？线性？偏 倚？OKOKOKOKOK时间-1时间-2时间稳定性稳 定 性 对比一个已知的真实值检查测量系统或相对于一个已知的标准调整量具以至读数正确。分辨力？“精确性” (R&R) 校准？稳定性？线性？偏 倚？OKOKOKOKOK校 准所有的测量系统需要校准：校准时可参考量具制造者的建议；定期对操作员培训考核；相关软件。分辨力？“精确性” (R&R) 校准？稳定性？线性？偏 倚？OKOKOKOKOK重复性和再现性精确性描述了测量系统的偏差 重复性- 偏差由量具本身造成 再现
12、性- 偏差由测量者的技巧造成RRpeatabilityproducibilityMeas System&ReRe(.)222两 个组成部分测量系统重复性再现性精 确 性重复性(Repeatability)p在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力。 或者.p在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏差。同一测量者；同样的测量设备；同样的工件；同样的环境的条件。再现性(Reproducibility)再现性操作者B操作者C操作者Ap在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。p不同条件下测量结果的偏差。不同的测量者或者不同的测量 设备(两者只能有一样不同 )；同样的工件；同样
13、的环境的条件。2I *22RenteractionPartOperatorOperatorityproducibil再现性也有两个组成部分理想的测量系统 理想的测量系统在每次使用时： 应只产生“正确”的测量结果。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果的测量系统，应具有零方差、零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。测量系统所应具有的特性： 测量系统必须处于统计控制中，这意味着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。这可称为统计稳定性； 测量系统的变差必须比制造过程的变异小； 变差应小于公差带； 测量精度应高于过程变差和公差带两者中精度较高者，一
14、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； 测量系统统计特性可能随着被测项目的改变而变化。若真的如此，则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。 测量系统策划测量系统分析计划 1、确定数据的类型2、确定误差的来源3、样本选择4、数据收集5、数据分析 练习30分钟 用游标卡尺测量回形针的长度，看看能否通过MSA：2人测量，10根回形针，测2次 (不建议采用连续测两次的方法)。 yuanlvliu1009080AppraiserPercentWithin Appraiseryuanlvliu1009080AppraiserPercentAppraiser vs
15、 StandardAssessment AgreementDate of study:Reported by:Name of product:Misc: , 95.0% CIPercent离散数据测量系统分析重复性偏差(评估检验者自身的误差） - 一致性在95%置信度下的置信区间 每个检验员的检验结果与真值的比较 - 准确率在95%置信度下的置信区间 小结1、测量系统分析是测量阶段中最关键的内容之一，必不可少。测量系统分析的主要目的是确定项目中所使用的数据是否可靠。2、但需要说明的是，某些情况下用上述方法对测量系统进行分析不一定合适，可以说明一下，只要能够保证测量数据可靠即可，而不要求一定符合
16、接受标准。 3、当NDC USLPPM USLPPM USLPPM LSLPpkPPLPPUPpCpmCpkCPLCPUCpStDev (Overall)StDev (Within)Sample NMeanLSLTargetUSL4.800.004.800.000.000.000.000.000.00 1.48 1.48 6.68 4.08 * 5.86 5.8626.5216.190.00408950.0010293301.48811.4700 *1.5700Exp. Overall PerformanceExp. Within PerformanceObserved PerformanceOverall CapabilityPotential (Within) CapabilityProcess DataWithinOverallTRY OUR BEST TO BE BETTER!谢谢！谢谢！Q&A课后作业：XXX提交时间及方式说明：XXXXOR评价方式：例：测试评价时间及说明：XXXX74保密声明：所有保密声明：所有PPT不得转发给学员，可以在不得转发给学员，可以在EKP中上传，或者以中上传，或者以PDF文档，所有学员不文档，所有学员不得将学习教材以任何形式传出公司；得将学习教材以任何形式传出公司；