MSA我的讲义

1MSA测量系统分析(MeasurementSystemsAnalysis)一、MSA的产生及发展二、TS16949质量管理体系的要求三、测量、量具和测量系统的定义四、测量数据的品质五、测量过程六、测量系统的统计特性七、变异的来源八、测量系统分析的两个阶段九、变异的类型十、测量系统分析之准备十一、测量系统分析的应用和时机十二、测量系统分析-计量值范例十三、测量系统分析-计数值范例十四、WorkShop2目录3一、MSA的产生及发展(1)原由:过去,克莱斯勒、福特和通用汽车公司各自都有对供方用于保证供方产品一致性的指南和格式。这些指南的的差异造成了对供方资源的额外要求.为了改变这一状况,三大汽车公司同意制订统一的参考手册、程序、报告格式以及技术术语进行标准化处理,并通过AIAG发行MSA手册.(2)制定:在美国质量控制协会(ASQC)汽车部和汽车工业行动集团(AIAG)的主持下,由克莱斯勒、福特和通用汽车公司的质量要求特别工作组编写。(3)版本:第一版:1990-10月第二版:1995-2月第三版:2000-3月47.6.1测量系统分析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。所用的分析方法及接受准则应符合顾客关于测量系统分析的参考手册的要求。如果得到顾客的批准，也可使用其它分析方法和接受准则。二、TS16949质量管理体系要求三、测量、量具和测量系统的定义测量：定义为赋值（或数）给具体事物以表示他们之间关于特定特性的关系。赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。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：用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、操作人员、环境和条件的集合。用来获得测量结果的整个过程。5你了解你的测量系统吗?产品各项品质特性数据，均须通过测量系统取得测量系统可靠吗？它会不会扭曲“制程声音”？67四、测量数据的品质测量(观测)结果变异实际过程变异系统过程变异随机过程变异零件变异量具变异评价者变异重复性稳定性偏移线性测量变异8五、测量过程：标准：零件：仪器：程序：环境:操作者SWIPEM测量数值分析輸入输出可接受可能可接受须改善测量系统测量过程可以看成是一个制造过程，它产生数据（数字）作为输出。9六、测量系统的统计特性1.有足够的分辨率和灵敏度。应高于过程变异和公差带两者中精度较高者，一般来说，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。2.测量系统均须在统计管制下，而其所产生之变异只能是由于普通原因，而非特殊原因。3.对于过程控制，测量系统之变异必须小于制造过程之变异。4.对于产品控制，测量系统之变异须小于公差带。5.测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。如果是这样，则测量系统最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。10分辨力(Discrimination)分辨力不足分辨力良好分辨力：(1)量规仪器上的最小刻度值，也称分辨率。(2)通用的比例规则：1/10比例法则。11不适当的分辨力，导致过度的去尾忽略使用0.001”精度的量具Avg.R140143137134135137.89138143143145145143.07139133147148149143.215143141137138140139.86142142145135136140.010(X10-3)Avg.R141414131413.81141414141514.21141315151514.42141414141414.00141414141414.00使用0.01”精度的量具(X10-2)分辨力(Discrimination)12Source:Wheeler&Chambers,p.214–216分辨力(Discrimination)13七、变异的来源仪器(量具)工件(零件)测量系统变异变异性敏感性接触几何变形影响一致性均一性重复性再现性使用假设坚固性偏移线性稳定性校准预防性维护维护制造公差制造变异制造设计确认－夹紧－位置－测量点－测量传感器内部相关的特性清洁充分的数据可操作的定义弹性变形质量弹性特性支撑特性隐藏的几何变形可追溯性校准热扩散系数弹性特性人员/程序环境教育身体的限制程序目视标准工作规定工作态度经验培训经验培训理解技能人机工程照明压力振动空气污染几何的兼容性阳光人工的照明温度人员空气流热膨胀稳定－系统部件循环标准与环境的关系标准稳定性设计八、测量系统分析的两个阶段测量系统的评定通常分为两个阶段，称为第一阶段和第二阶段第一阶段：了解该测量过程并确定该测量系统是否满足要求。第一阶段试验主要有二个目的：确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项必须在使用前进行。发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响，例如温度、湿度等，以决定其使用之空间及环境。14八、测量系统分析的两个阶段(续)第二阶段的评定目的是在验证一个测量系统随时间的推移是否持续满足要求。常见的就是“量具R&R”是其中的一种形式。1516九、变异的类型：1.偏倚(Bias):测量结果的观测平均值与基准值的差值。偏移的大小表示测量系统的准确度，偏移越小表示准确度越好，反之则越差。偏倚(Bias)测量平均值基准值17稳定性(Stability)2.稳定性(Stability)：又称漂移(Drift)，指经过一段时间后，用相同的测量系统，对同一基准或零件的同一特性测量所得到的变异。亦即偏移随时间的变化。时间时间1时间3时间2183.线性(Linearity)：线性是指量具在工作量程内，偏倚量之差异分布状况。亦即偏移随量程的变化。量程1偏倚较小量程2偏倚较大基准值观测平均值基准值观测平均值稳定性(Stability)19重复性(Repeatability)4.重复性(Repeatability)：又称测量设备的变异(EquipmentVariation，EV)，是由同一位评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时所得的测量值变异。重复性参考值重复性的分布宽度体现测量系统的精密度重复性随时间的变化程度，称为一致性。整个正常操作范围内重复性的变化，称为均一性。20再现性(Reproducibility)5.再现性(Reproducibility)：又称评价人变异(AppraiserVariation,AV)，指不同评价人采用相同测量仪器，测量同一零件的同一特性时，测量平均值的变异。再现性评价人A评价人C评价人B2GRR21量具R&R或GRR量具R&R或GRR：R&R是结合重复性和再现性变异的估计值。=+2重复性2再现性2GRR2重复性2再现性22十、测量系统分析之准备1）先计划将要使用的方法。有些测量系统的再现性影响可以忽略，如按按钮，打印出一个数字。2）评价人的数量、样品数量及重复读数次数应预先确定。在此选择中应考虑的因素如下：A、尺寸的关键性—关键尺寸需要更多的零件和/试验。B、零件结构—大或重的零件可规定较少样品和较多试验。3）由于其目的是评价整个测量系统，评价人的选择应从日常操作该仪器的人中选择。4）样品的选择:对于产品控制情况，样本的选择不需要覆盖整个过程范围。对于过程控制情况，样本必须是选自于过程并且代表整个的生产范围。样本可以通过每天取一个样本，持续若干天的方式进行选取。5）仪器的分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一。例如，如果特性的变差为0.001，仪器应能读取0.0001的变化。6)建立测量程序,以确保测量方法(如评价人和仪器)的正确性.23十、测量系统分析之准备（续）解析度不足解析度良好十、测量系统分析之准备（续）7)在测量系统研究中,为最大限度的减少误导结果的可能性,应采取注意以下几点:1.测量应按照随机顺序,以确保整个研究过程中产生的任何漂移或变化将随机分布.为此,评价人不应知道哪个被编号的零件正在被检查,以避免可能的认识偏倚.但是进行研究的人应知道正在检查哪一个零件,并相应记下数据.如评价人A,零件1,第一次试验;评价人B,零件4,第二次试验等.2.在测量设备读数中,测量值应记录到仪器分辨率的实际限度.A.机械装置必须读取和记录到最小的刻度单位.B.对于电子读数,必须记录所显示的最右有效数位.C.模拟装置应记录至最小刻度的一半.如,最小刻度为0.001,则测量结果应记录到0.0005.3.研究工作应由了解进行可靠研究的重要性的人员进行管理和观察.2425十一、测量系统分析的应用和时机应用:1)接受新测量设备的准则.2)一种测量设备与另一种的比较.3)评价怀疑有缺陷的量具的根据.4)维修前后测量设备的比较.分析时机:新生产之产品PV(零件变差)有不同时新仪器，EV(仪器变差)有不同时新操作人员，AV(人员变差)有不同时易损耗之仪器必须注意其分析频率。一.稳定性研究指南:研究步骤:1)取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值.如果该样品不可获得,选择一个落在产品测量中程数的生产零件,指定其为稳定性分析的标准样本.具备预期测量的最低值、最高值和中程数的标准样本是较理想的.建议对每个标准样本分别做测量与控制图.2)定期(每天、每周)测量标准样本3-5次,样本容量和频率应该基于对测量系统的了解.应在不同的时间读数以代表测量系统的实际使用情况,以便说明在一天中预热、周围环境和其它因素发生的变化.3)将数据按时间顺序画在X&R控制图上.26十二、测量系统分析-计量值量具分析分析方法:1)控制图法---建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态.2)数据法---除了正态控制图法,对稳定性没有特别的数据分析或指数.结果判定:1)X图中失控表明测量系统不再正确的测量----偏倚已经改变.2)R图中的失控状态表明不稳定的重复性----重复性已改变.3)如果测量过程是稳定的,数据可以用于确定测量系统的偏倚.4)测量过程的标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值.这可以与生产过程的标准偏差进行比较以决定测量系统的重复性是否适于应用.27十二、测量系统分析-计量值量具分析•某工厂为了确定某一新测量仪器的稳定性是否可以接受，评价人员在生产制程中选取了接近中间值的一个零件。该零件被送到了测量实验室，经测量确定基准值为6.01。评价人员每天测量该零件5次，共测量了四周(20个子组)；收集到所有数据后，画出了&R图。如下:28稳定性研究范例：X29稳定性范例：(续)控制图分析显示测量过程是稳定的6.36.26.16.05.95.85.7UCL=6.267LCL=5.7466.02101020样本平均子组UCL=1.010LCL=00.47791.00.50.0样本极差某卡尺稳定性研究—数据30日期2月20日2月21日2月22日2月23日2月24日时间9:0016:009:0016:009:0016:009:0016:009:0016:00测定组数12345678910测定次数141.2041.2041.2141.2241.2041.2241.2341.2341.2041.22241.2241.2241.2141.2041.1941.2041.2041.2141.2241.19341.2141.2141.1941.1941.2141.2241.2241.2141.2041.19441.1941.1841.1941.1941.2141.2141.2141.1941.1941.18541.2141.2241.1941.1841.1941.1941.1841.1941.1941.21X41.20641.20641.19841.19641.20041.20841.20841.20641.20041.198R0.030.040.020.040.020.030.050.040.030.042月25日2月26日2月27日2月28日2月29日9:0016:009:0016:009:0016:009:0016:009:0016:0011121314151