01测量系统分析-MSA-HJG-常用

1测量系统分析MSA培训导师:胡建国2019/8/212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！2019/8/213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GageR＆R研究方法五、计数型测量系统分析2019/8/214一、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。2019/8/215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测量结果的平均值偏移基准值2019/8/216•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基准值时间位置变差2019/8/217线性量具预期工作范围内,偏移值的差值尺寸N尺寸1偏移偏移2019/8/218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•系统内变差重复性2019/8/219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•系统间变差再现性ABC测评人2019/8/2110量具双性GRRorGageR＆R•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。基准值ABCGRR2019/8/2111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2019/8/2112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。•分辨率2019/8/2113二、测量过程测量过程一般过程输入输出操作需要控制的过程测量系统分析测量过程决策2019/8/2114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2019/8/2115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2019/8/2116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2019/8/2117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。2019/8/2118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”2019/8/2119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2019/8/2120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2019/8/2121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。2019/8/2122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、清洁度再现性重复性222GRR2019/8/2123分级数目(ndc)控制分析只有下列条件下才可用于控制：与规范相比，过程变差较小；预期过程变差上的损失函数很平缓；过程变差主要原因导致均值偏移不能用于估算过程参数及指数；只能表明过程是否正在生产合格零件。依据过程分布可用半计量控制技术；可产生不敏感的计量控制图一般不用于估算过程参数及指数，因为它只提供粗略的估计。可用于计量控制图建议使用。分辨力对控制和分析活动的影响：一个数据分级2-4个数据分级5个或更多数据分级2019/8/2124三测量系统分析的准备2019/8/21251.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。2019/8/21264.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。2019/8/2127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。2019/8/2128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。2019/8/2129四、计量型GageR＆R研究方法2019/8/2130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；2019/8/2131测评人系列#样件(零件)平均值12345678910A10.29-0.561.340.47-0.80.020.59-0.312.26-1.3620.41-0.681.170.5-0.92-0.110.75-0.21.99-1.2530.64-0.581.270.64-0.84-0.210.66-0.172.01-1.31平均值极差B123平均值极差C123平均值极差aXaRbXbRcXcRGRR测量数据收集表2019/8/2132样件(零件)平均值xRpR3/cRbRaRR),,min(),,max(cXbXaXcXbXaXdiffX)358.2/227.34(4traisvstrailsvsDDRUCLrGRR测量数据收集表(续)2019/8/2133测评人系列#样件(零件)平均值12345678910A10.29-0.561.340.47-0.80.020.59-0.312.26-1.360。19420.41-0.681.170.5-0.92-0.110.75-0.21.99-1.250。16630.64-0.581.270.64-0.84-0.210.66-0.172.01-1.310。211平均值0。4470。6071。2600。537-0。853-0。1000。667-0。2272。087-1。3070。190极差0。350。120。170。170。120。230。160。140。270。110。184B10。08-0。471。190。01-0。56-0。200。47-0。631。80-1。680。00120。25-1。220。941。03-1。200。220。550。082。12-1。620。11530。07-0。681。340。20-1。280。060。83-0。342。19-1。500。089平均值0。133-0。7901。1570。413-1。0130。0270。617-0。2972。037-1。6000。068极差0。180。750。401。020。720。420。360。710。390。180。513aXbXaRbR数字计算：2019/8/2134C10。04-1。380。880。14-1。46-0。290。02-0，461。77-1。49（0。223）2-0。11-1。131。090。20-1。07-0。670。01-0。561。45-1。77（0。256）3-0。15-0。960。670。11-1。45-0。490。21-0。491。87-2。16（0。284）平均值（0。073）（1。157）0。8800。150（1。327）（0。483）0。080（0。503）1。697（1。807）-0。254极差0。190。420。420。090。390。380。200。100。420。670。328样件(零件)平均值0。169-0。8511。0990。367-1。064-0。1860。454-0。3421。940-1。5710。0013。5110。3420.44460.88163/cRbRaRR)358.2/227.34(4traisvstrailsvsDDRUCLrcXcRR),,min(),,max(cXbXaXcXbXaXdiffX数字计算(续)XRp2019/8/21350.52313n=样件r=测量次数0.70712k2人0.2297=SQRT｛(Xdiff*K2)^2-(E.V.^2/nr)｝A.V.=%A.V.=100(AV/TV)=20.%再现性—测评人偏差(A.V.)0.590830.886220.2019=k1系列R*K1E.V.=%EV=100(EV/TV)=17.61%重复性—设备偏差(E.V.)*SQRT表示可开平方，^2表示平方，K1/2/3为可查表的系数数字计算(续)2019/8/21361.1461＝T.V.=SQRT｛ＧＲＲ＾２＋ＰＶ＾２｝0.314610总偏差(T.V.)0.324990.337580.35347P.V.=Rp*k3=1.1046%PV=100(PV/TV)=96.38%0.37426样件偏差(P.V.)0.4035k3样件0.3058=SQRT｛E.V.^2+A.V.^2｝GRR=%GRR=100(GRR/TV)=26.68%R&R(GRR)2019/8/2137测量系统有效分辨率：ndc=1.41（PV/GRR）ndc=5，可接受。2019/8/2138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