MSA培训

2006.07.261競華電子(深圳)有限公司广州深圳寶安區沙井鎮沙頭工業區Tel:0755-27245070Fax:[phone]E-mail:[e-mail]測量系統分析(MSA)MSA2006.07.262課程思路:量测系统分析有何用;做量测系统分析需要确定或解决哪些问题;評價前要了解哪些必要的知识;测量系统研究的准备;簡單測量系統分析的實踐;GRR分析結果判定標准;發現問題;MSA2006.07.263測量系統分析目的:為了解測量系統是否滿足制程使用需求,確定新購及可能有缺陷或經維護後校驗合格的量具設備,重新使用時,是否亦能提供客觀的分析評價,以評估量測設備的適用性,確保産品品質.新量具可用來建立有效的驗收系統;在统计受控下,用来发现变異(variation)来源;为高层管理人员提供决策依据.……MSA2006.07.264評價測量系統關鍵問題:1.现有的测量系统是否有足够的分辨力？2.在一段時間內該測量系統在統計上是否保持一致？3.該測量系統用於過程控制或過程分析可被接受嗎？……MSA2006.07.265術語(Terminology):量測系統是用来对被测特性定量测量或定性评估的仪器、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。一个量测过程可以看成是一个制造过程，它产生的数据就是输出。量具是指生產中用來獲取測量結果時所使用的量測儀器,包括用來測量合格不合格的裝置。MSA2006.07.266分辨力vs.灵敏度分辨力(Discrimination)最小的读数的单位、测量分辨率、刻度限度由设计决定的固有特性1：10经验法则灵敏度(Sensitivity)最小的输入产生可探测出的输出信号在量测特性变化时量测系统的响应MSA2006.07.267位置變異-偏倚(Bias)-線性(Linearity)-穩定性(Stability)寬度變異-重複性(Repeatability)-再現性(Reproducibility)測量過程變差位置寬度MSA2006.07.268分配(Distribution)的特性位置寬度形狀(平均值)(標準差)(常態、矩形、三角)MSA2006.07.269量测的平均值和基准值之间的差异量测系统的系统误差分量參考值測量系統的平均偏倚偏倚(Bias)MSA2006.07.2610儀器需要校準儀器、設備或夾具磨損基準磨損或偏差校準不合格儀器品質不良線性誤差造成過大偏倚的可能原因:MSA2006.07.2611量测系统在某一阶段时间内，测量同一零件的某一特性时所获得的测量总变异偏倚随时间的变化也稱漂移稳定性(Stability)MSA2006.07.2612儀器需要校準，縮短校準週期磨損、老化、保養不好儀器缺少穩健(Robust)設計不同的測量方法或人員校准不當或調整使用的基准不當違背假定,在應用常量上出錯穩定性不好的可能原因:MSA2006.07.2613在设备的操作范围内，偏倚的改变是关于偏倚大小的变化线性(Linearity)MSA2006.07.2614可接受的偏倚(一般的偏倚)0觀測值-參考值觀測值參考值MSA2006.07.2615不可接受的線性(不一致的偏倚)(非線性)觀測值參考值MSA2006.07.2616儀器需要校準，縮短校準週期磨損、老化、保養不好儀器缺少穩健(Robust)設計不同的測量方法或人員校准不當或調整使用的基准不當儀器質量差(設計的一致性不好)(量具或零件)隨零件尺寸變化的變形線性不好的可能原因:MSA2006.07.2617由同一个人使用同一种仪器，多次量测同一零件的同一特性时获得的量测变异通常是设备变异重复性参考值重复性(EV)MSA2006.07.2618重複性不好的可能原因:零件內部:形狀,位置,表面加工,樣品一致性儀器內部:修理,磨損,設備或夾緊裝置故障基准內部:質量,級別,磨損方法內部:在設置,技術,零位調整,夾持,夾緊,點密度的變差評價人內部:技術,職位,操勞技能工培訓,感覺環境內部:溫度,濕度,振動,亮度,清潔度的短期起伏變化儀器設計或方法缺乏穩健性,一致性不好MSA2006.07.2619由不同的人使用同一仪器，量测一个零件的一个特性时产生的量测平均值的变异通常是人的变异再现性评价人ACB再现性(AV)MSA2006.07.2620再現性錯誤的潛在原因:使用同一量具,同一人員,同樣操作方法,零件間的均值差使用不同儀器的均值差標准之間:測量過程中不同的設定標准的平均影響方法之間:手動與自動相比,零點調節器整,夾持方法導致的均值差評價人之間:不同評價人的訓練,技術各經驗不同導致的均值差儀器設計或方法缺乏穩健性MSA2006.07.2621重複性和再現性合成的綜合評估,換句話說,GRR等於系統內部和系統之間的方差的總和ACBGRR基准值GRRMSA2006.07.2622-Standard(標准)-Workpiece(工件)-Instrument(儀器)-Person/procedure(人/程序)-Environment(環境)變差來源MSA2006.07.2623MSA研究的時機:ControlPlan中所有量測儀器應做MSA特別注意有特殊特性(S.C)的項目新量測儀器驗收新員工訓練有效性分析更換操作人員時需重新執行儀器定位裝置改变或維修後MSA2006.07.2624測量系統研究的准備:1/2计划将要使用的方法；评价人数、样品数、重复次数的选择；尺寸的关键性零件的结构评价人的选择-日常工作的使用者；样品的选择–来自于过程并代表整个的生产范围可以每天取一个样，持续若干天每个零件要编号MSA2006.07.2625測量系統研究的准備:2/2仪器的分辨力应允许至少读取特性预期过程变异的十分之一；如，特性的过程变异为0.001，则仪器应能读取0.0001的变化；确保量测方法正在量测正确的特性，并遵守特定的量测程序；量测应按随机顺序（盲測）量测值应记录到仪器分辨力的实际限度(不可以估读数据)MSA2006.07.2626MSA稳定性研究（1/3）研究步骤：确定一个样本并建立其基准值（最好取最低值、最高值和中值，对每个样本分别作测量和管制图）；定期（每日、周）测量标准样本3~5次，样本大小和频率视情况而定，应在不同的时间点读数以反应实际情况将数据按时间顺序画在Xbar&R图上2006.07.2627MSA稳定性研究（2/3）结果分析–作图法：建立控制界限并用标准管制图分析评价失控或不稳定状态结果分析–数据法：没有特别的数据分析或指数2006.07.2628MSA稳定性的Xbar-R图(3/3)6.36.05.7样本平均值子组0515202510UCL=6.297Mean=6.021LCL=5.7461.00.50.0样本极差R=0.47792ULC=1.01LCL=0從圖中可以看出過程受控,沒有特殊原因出現2006.07.2629MSA偏倚研究—獨立樣本法(1/2)计算重复性标准偏差：確定偏倚t的統計量:计算偏倚的置信区间，置信水平取95%*2iid)x(min)x(max重复性rt偏倚nrb)]t(dd[0)]t(dd[2/1,v*2b22/1,v*2b2偏倚偏倚2006.07.2630MSA數據研究2/2判断置信区间是否包括0，如果0落置信区间内，偏倚在α水平是可接受的，如果0没有落在置信区间内，偏倚在α水平是不可接受的。注：如果α水平不是取0.05，必须取得顾客的同意。n(m)均值标准差r均值的标准差b量测值156.00670.225140.05813基准值=6.00，α=0.05，g=1，d2*=3.55333t统计量df显著t值偏倚95%偏倚的置信区间低值高值量测值0.115310.82.2060.0067-0.11850.13192006.07.2631線性研究1/4选择g≥5个零件，由于过程变差，这些零件测量值覆盖量具的操作范围；测量每个零件以确定其准值，并确认了包括量具的操作范围；通常用这个仪器的操作者中的一人测量每个零件m≥10次；随機的選擇零件以使評價人對測量偏倚的記憶最小化MSA2006.07.2632)(xj,ij,i基准值偏倚mm1jj,ii偏倚倚偏線性研究2/4计算零件每次测量的偏倚及零件偏倚均值在线性图上画出单值偏倚和相关基准值的偏倚均值MSA2006.07.2633線性研究3/4109876543210-1MasterbiasS=0.239540R-Sq=71.4%R-Sq(adj)=70.9%bias=0.736667-0.131667Master95%CIRegressionlinerstudy以上圖表顯示有特殊原因可能影響測量系統,基准值4顯示可能是雙峰.MSA2006.07.2634線性研究4/4-如果測量系統存在線性問題,需要調整軟件或硬件或兩項同時調整再校正以達到0偏倚.-如果偏倚在測量範圍內不能調整為0,只是測量系統保持穩定,仍可用於産品/過程的控制,但不能進行分析,應不斷改進,直到測量系統達到穩定為止.MSA2006.07.2635MSAGRR研究極差法均值極差法(包括控制圖法)ANOVE(方差分析法)2006.07.2636MSAGRR-常用之解析步驟進行研究取得數據判別ndc與%GRR數值判別Rchart:(數據分級)判別chart:(50%以上的點超出管制界線)若有改善空間:判別EV&AV利用適當圖形解析改善方向2006.07.2637GRR-數值判別%GRR10:可接受10%GRR30:可能被接受,需進一步改進或分析%GRR30:不可接受MSA2006.07.2638MSAGRR-極差法研究2/4可以迅速提供一个量测系统变异的近似值；只能提供量测系统的整体概况，不能将变异区分为重复性和再现性；快速查验量測系統是否发生了变异。2006.07.2639MSA07.0535.05RR平均全距R=0588.019.107.019.1*2RRdGRR=%7.750777.00588.0*100过程标准差GRR%GRR=GRR-極差法研究1/2量測系統需改进2006.07.2640GRR-均值極差法研究1/2步骤：获取一个样本零件数n5，应代表实际的或期望的过程变差范围。选择评价人为A、B、C等。零件的号码从1到n，评价人不能看到零件编号。如果是正常测量系统程序的一部分，应校准量具。让评价人A以随机测量n个零件。让评价人B和C测量同样的n个零件，而且他们之间不能看到彼此的结果。MSA2006.07.2641步骤：用不同的随机测量顺序重复该循环。如果评价人属于不同的班次，可以使用一个替代方法。结果分析-作图法：将每个评价人对每个零件多个读数的均值画于图中，并标以零件号码为代码，以确定评价人之间的一致性。GRR-均值極差法研究2/4MSA2006.07.2642GRR-均值極差法研究3/4RepeatabilityRangeControlChart00.20.40.60.811.2A(1)A(3)A(5)A(7)A(9)B(2)B(4)B(6)B(8)B(10)C(1)C(3)C(5)C(7)C(9)Appraiser(Part)UCLRLCLRRbarRangeCaliper01-127極差圖–“非重疊畫出”評價者的變異之間存在差異評價者B變異最大，評價者A變異最小MSA2006.07.2643MSA平均值圖–“非重疊畫出”**有足夠分辨力:50%以上的點超出管制界線**GRR-均值極差法研究4/42006.07.2644可顯示:-A有正向偏倚-B有較大變異-C有負向偏倚註:此為相對狀況，非絕對狀況均值極差法研究誤差圖