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测量系统分析MeasurementSystemAnalysisQualitySatisfyQuality&Satisfy2QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01课程目录上午：9：30-12：00下午：1：30-4：30一、用测量系统指南1、概述2、测量系统的定义二、测量系统的统计特性1、偏倚2、重复性、再现性3、稳定性4、零件间变差5、线性三、测量系统研究1.计量型测量系统分析方法A、独立样本法B、极差法C、均值和极差法D、ANOVA法2、计数型测量系统分析方法A、小样法B、大样法Quality&Satisfy3QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01噢不做MSA，就进行SPC结果可能徒劳！Quality&Satisfy4QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01测量系统分析MSAMSAQS9000/TS16949系列手册之一克莱斯勒福特通用Quality&Satisfy5QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-011.QS-9000与MSA•QS-9000第一部分4.11.4：为分析在各种测量和试验设备系统测量结果中表现的变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须用于在控制计划中提及的测量系统。所有的分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册相一致（如：偏倚、线性、稳定性、重复性、再现性研究）。如经顾客批准，也可采用其它分析方法及接受准则。Quality&Satisfy6QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-011.1ISO/TS16949与MSA•TS16949：2002标准：7.6.1测量系统分析为分析在各种测量和试验设备系统测量结果中呈现的变差，应进行适当的统计研究。此要求应用于在控制计划中提及的测量系统。所用的分析方法及接受准则应与顾客关于测量系统分析的参考手册相一致。如经顾客批准，也可采用其它分析方法及接受准则。Quality&Satisfy7QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-012.MSA手册目的•介绍、选择、评定测量系统的方法，主要用于工业测量系统•不作为所有测量系统分析的概要，主要焦点是每个零件能重复读数的测量系统•对其他形式的测量系统可提供参考Quality&Satisfy8QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-013、測量•以确定量值為目的的一組操作.–那些用預設的標准比較實物有多少單位的過程.–測量結果由一個數位和一個標準的測量單位構成。–測量結果是測量過程的輸出。Quality&Satisfy9QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01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，要保证测量结果的准确性和可信度。测量PROCESS原料人机法环测量测量结果合格不合格Quality&Satisfy10QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01Y=x+ε•測量值=真值(TrueValue)+測量誤差戴明說沒有真值的存在一致测量误差Quality&Satisfy11QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01影响测量结果的因素Quality&Satisfy12QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-013.1量具与测量系统•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。•测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合；用来获得测量结果的整个过程。4M1E测量过程数据输入输出Quality&Satisfy13QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-013.2量測系統構成量測系統1.量具.設備(軟.硬體)2.操作(人員.過程)3.測試環境4.待測試件量測系統包含以下要素:Quality&Satisfy14QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-013.3測量系統變異概述量測系統量檢具造成的變異操作員造成的變異量測變異長期產品變動短期產品變異樣本變異實際產品變異觀察到的產品變異實際值實際值測量值Quality&Satisfy15QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-011.处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因。2.测量系统的变异性小于过程变异性。3.测量系统的变异性小于技术规范界限。4.测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者的十分之一。5.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和规范宽度较小者。3.4测量系统应具备的特性Quality&Satisfy16QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-013.5数据的质量•如何评定数据质量——测量结果与“真”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。•计量型数据的质量——均值与真值（基准值）之差。——方差大小•计数型数据的质量——对产品特性产生错误分级的概率。Quality&Satisfy17QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-013.6测量系统评价的两个阶段•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Quality&Satisfy18QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-013.7评价测量系统的三个基本问题•是否有足够的分辨力——不能测定出过程的变差或不能测定出特殊原因的变差，则测量系统不可接受。•是否统计稳定•统计特性用于过程分析和控制是否可接受Quality&Satisfy19QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01盲测法•在实际测量环境下，操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。•霍桑效应：是指1924年11月到1932年8月间，在西部电车的霍桑工厂完成的一系列工业试验的结果。在该试验中，研究人员系统地变更了五个装配工的工作条件，并监测结果。•由于条件的改善，产量上升，然而当工作条件下降时，产量继续增长。•产生该结果的原因只是工人已产生了更积极的工作态度，而不是改变了工作条件的结果。Quality&Satisfy20QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01•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，是不能面临未来持续改进的市场挑战！！！向传统观念挑战！！！！Quality&Satisfy21QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-014.量測系統分析4.1量測系統分辨力4.2量測系統變異類型及分析4.2.1再現性4.2.2再生性4.2.3零件間變異4.2.4穩定性4.2.5線性4.3GRRQuality&Satisfy22QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-014.1测量系统的分辨力•分辨力的定义——即测量系统检出并如实指出被测特性中极小变化的能力——也称为分辨率。•建议的可视分辨率6/10(--过程的标准差)不是公差宽度的1/10No！Quality&Satisfy23QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-014.1量測系統分辨力•如最小量測刻度太大無法辨別被測特性很小變化稱為鑑別力不足,鑑別力不足可以在R-Chart上顯現出來.圖1圖21.量測系統鑑別力不足,導致只有1~3個值落在管制界限內或1/4R=0如圖1所示.2.量測系統鑑別力足夠,所有的值落在管制界限內.如圖2所示.Quality&Satisfy24QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01•分辨力不足对控制图的影响0.1350.1370.1390.1410.1430.145UCLLCL均值00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02UCL极差0.000.010.010.020.020.03UCL极差UCLLCL均值最小测量单位为0.001英寸数据控制图最小测量单位为0.01英寸数据控制图Quality&Satisfy25QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01•不重叠的过程分布的的数据分级对控制与分析活动的影响分级数控制分析只有下列条件才可用于控制：•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•过程变差的主要原因导致均值偏移•对过程参数及指数估计不可接受•只能表明过程是否正在产生合格零件•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•一般来讲对过程参数及指数的估计不可接受•只提供粗略的估计•可用于计量控制•建议使用Quality&Satisfy26QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-014.2测量系统特性及变差类型和定义类型定义图示分辨力Resolution测量系统检出并如实指出被测定特性微小变化的能力偏倚Bias观测平均值与基准值的差稳定性Stability在某种持续时间内测量同一基准或零件单一特性结果的总变差Quality&Satisfy27QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01线性Linearity量具的预期工作范围内偏倚的变化重复性Repeatability同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差再现性Reproducibi-lity不同评价人，测量同一特性观测平均值的变差Quality&Satisfy28QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01重複性(Repeatability)重複性又稱為量具變異,是指用同一種量具,同一位作業者,當多次量測相同零件之指定特性時之變異在完全相同的量測條件下,複之量測值間的差異為量測系統本身產生的差異,隨機誤差范疇4.2.1主值良好重復性不良重復性主值Quality&Satisfy29QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01計算重复性•為計算重复性(Repeatability)，在其取得數據時應符合下列條件：◆同一人員◆相同的歸零條件◆同一產品◆同一位置◆同樣的環境條件◆數據要在短時間內取得•重复性的目的只是要獲知設備的變異性。Quality&Satisfy30QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01重複性(Repeatability)4.2.1重複性(Repeatability)計算:在R-chart圖管制下,再現性的標準差估計值=R/d5.15CC*2C*2=5.15R/d重複性(Repeatability)EV=5.15•其中5.15表示常態分配中具有99%的信賴度(99%的信賴度=)5.15CQuality&Satisfy31QQuuaalliittyySSaattiissffyy2003-07-01再现性(Reproducibility)再现性又稱作業者變異,指不同作業者以相同量具量測相同產品之特性時,量測平均值之變異在量測之條件有所變化下,重複之量測值之間的變異(操作者,裝夾,位置,環境條件,較長的時間段)為外在因素引起之量測系統的變異Reproducibility4.2.2檢查員B檢查員C檢查員A檢查員B檢查員C檢查員A主值OperatorAOperatorBOperatorCQuality&Satisfy32Q