MSA测量系统分析培训教材

第片1第片2课程目标•到本课程结束时，学员应能：识别测量系统分析是由哪些部分组成的；完成并理解所有类型的测量系统分析。第片3测量系统分析TS16949要求必须对控制计划中指示的所有检验、测量和试验装置进行测量系统分析。第片4测量系统分析•什么是测量系统分析(MSA)?–测量系统分析（MSA）是用于确定测量装置与公差相比的误差。第片5测量系统分析•测量系统分析(MSA)由哪些部分组成?–量具重复性–量具再现性–偏倚–线性–稳定性第片6测量系统分析•那么什么是量具双性？量具双性（R&R）是量具重复性和再现性的首字母缩写。第片7测量系统分析•量具重复性的定义–重复性•当由同一操作人员多次测量同一特性时，测量装置重复其读数的能力。这通常被称为设备变差。–重复性＝设备的变差第片8测量系统分析•量具再现性的定义–再现性•由不同操作人员使用同一测量装置并测量同一特性时，测量平均值之间的变差。这通常被称为操作员变差。再现性=操作员变差第片9测量系统分析•有二种类型的量具双性研究–计量型-大样法(均值和极差法)–计数型量具研究第片10测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第1步–在下表中记录所有的初始信息。零件名称:发动机支座特性:硬度容差:10个单位零件编号:92045612量具名称/编号:QA1234日期:1995年9月27日计算者:JohnAdamek操作员姓名:操作员A,操作员B,操作员C操作员A操作员B操作员C样本第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差12345678910总计测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第2步–选择2个或3个操作员并让每个操作员随机测量10个零件2或3次－并将结果填入表中。零件名称:发动机支座特性:硬度容差:10个单位零件编号:92045612量具编号:QA1234日期:1995年9月27日计算者:JohnAdamek操作员姓名:操作员A,操作员B,操作员C操作员A操作员B操作员C样品第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差17575747676757675752737476767575757676374757676757674767647475747575747474745757474747476767574676757574747676767677477757675747575748757475757474757476976777774767674747610777776767475757674总计第片12测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第3步–计算极差和均值，如：零件名称:发动机支座特性:硬度容差:10个单位零件编号:92045612量具编号:QA1234日期:1995年9月27日计算者:JohnAdamek操作员姓名:操作员A,操作员B,操作员C操作员A操作员B操作员C样品第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差17575741767675176757512737476376757517576761374757627675761747676247475741757574174747405757474174747627675742676757517474762767676077477753767574275757418757475175747417574762976777717476762747476210777776176747527576742均值74.975.375.275.274.875.175.075.175.1第片13测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第4步–计算均值的平均值，然后确定最大差值并确定平均极差的平均值，如：操作员A操作员B操作员C样品第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差17575741767675176757512737476376757517576761374757627675761747676247475741757574174747405757474174747627675742676757517474762767676077477753767574275757418757475175747417574762976777717476762747476210777776176747527576742均值74.975.375.21.575.274.875.11.575.075.175.11.3XXXXABCdiff=(74.9+75.3+75.2)/3=75.1R=averageoftheaverageranges=(75.2+74.8+75.1)/3=75.0R=(1.5+1.5+1.3)/3=1.43=(75.0+75.1+75.1)/3=75.1=Xmax-Xmin=75.1-75.0=0.1均值的平均值第片14测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第5步–计算UCLR并放弃或重复其值大于UCLR的读数。–既然极差已没有大于3.70的值，那么继续进行。测量系统分析计量型-大样法(极差法)*RUCL=RxD4=1.43x2.58=3.70第片15测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第6步–用以下公式计算设备变差：Repeatability-EquipmentVariation(E.V.)E.V.=RxK%E.V.=100[(E.V.)/(TOL)]E.V.=1.43x3.05%E.V.=100[(4.36)/(10)]E.V.=4.36%E.V.=43.6%1试验次数23K14.563.05重复性设备变差（E．V．）第片16测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第7步–用以下公式计算操作员变差：Reproducibilty-OperatorVariation(O.V.)O.V.=(XxKE.V)NxR)]%O.V.=100[(O.V.)/(TOL)]O.V.=(0.1x2.7)-[(4.36)/(10x3)]%O.V.=100[(0.0)/(10)]O.V.=0%O.V.=0.0%diff22222)[(/(操作员编号23K23.652.70重复性－操作员变差（O.V）第片17测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第8步–用以下公式计算重复性和再现性：RepeatabilityandReproducibility(R&R)R&R=(E.V.)+(A.V.)%R&R=100[(R&R)/(TOL)]R&R=(4.36)+(0.0)%R&R=100[(4.36)/(10)]R&R=4.36%R&R=43.6%2222重复性和再现性（R&R）第片18测量系统分析计量型-大样法(极差法)•第9步–对结果进行解释：•量具%R&R结果大于30％，因此验收不合格。•操作员变差为零，因此我们可以得出结论认为由操作员造成的误差可忽略。•要达到可接受的％量具R&R，必须把重点放在设备上。第片19测量系统分析计量型–重复性再现性(GR&R)判定原则为:•%R＆R＜10%，测量系统可以接受！•10%≤%R＆R＜30%，测量系统尚可接受！•%R＆R≥30%，测量系统不可以接受！•此外，ndc(有效分辨率)取整整，且应该大于等于5。第片20测量系统分析计数型量具研究•任何量具的目的都是为了发现不合格产品。如果它能够发现不合格的产品，那么它就是合格的，否则量具就是不合格的。•计数型量具研究无法对量具有多“好”作出量化判断，它只能用于确定量具合格与否。第片21测量系统分析计数型量具研究•方法-第1步–选择20个零件。选择这些零件时应确保有些零件（假定为2－6个）稍许低于或高于规范限值。•第2步–给这些零件编上号码。如果可能的话，最好是在操作员不会注意到的部位。第片22测量系统分析计数型量具研究•第3步–由两位操作员对零件进行两次测量。确保零件为随机抽取以避免偏倚。•第4步–记录结果。•第5步–评定量具的能力。第片23测量系统分析计数型量具研究•验收标准–如果所有的测量结果都一致，则该量具是合格的，即所有四次测量必须是相同的。请参阅下一页的示例。第片24测量系统分析计数型量具研究-示例零件名称:橡皮软管I.D.量具名称/ID:Go/No-GoGauge零件编号:92015623日期:1995年10月3日操作员A操作员B第一次第二次第一次第二次1GGGG2NGNGNGNG3NGNGGG4GGGG5GGGG6NGNGNGNG7NGGGNG8GGGG9GGGG10GGGG11GGGG12NGNGNGG13GGNGG14GGGG15GGGG16GGGG17GGGG18GGGG19GGGG20NGNGNGNG结果：合格／不合格测量结果说明1.假设零件2,3,6,12和20为不合格零件。2.量具发现2号零件不合格。3.尽管3号零件也不合格，但操作员B没有发现，因此量具是不合格的。4.6号零件是不合格的，这一点两位操作员都发现了。5.7号零件是合格的，但两位操作员使用该量具进行一次测量时都判其为不合格。6.第片25测量系统分析偏倚偏倚的定义偏倚被定义为测量值的平均值与实际值之间的差值。第片26测量系统分析偏倚•偏倚与准确度有关，因为如果测量值的平均值相同或近似于相同，就可以说是零偏倚。这样的话，所用的量具便是“准确的”。第片27第片28第片29第片30第片31稳定性•稳定性定义稳定性被定义为在某时间段内过程变差的差值。第片32测量系统分析稳定性•用以下步骤计算稳定性：•第1步取一个标准样品并确定其基准值。•第2步按固定周期对标准样品进行5次测量。第片33测量系统分析稳定性•第3步在－R图上标绘数据。•第4步计算控制极限值并评估任何超出控制范围的情况。•第5步如果存在超出控制范围的情况，则说明测量系统不稳定。X第片34测量系统分析线性•线性的定义线性被定义为在量具预期的工作范围内，量具偏倚值间的差值。第片35测量系统分析如何确定线性的示例•线性示例:•一位工程师很想确定某测量系统的线性。量具的工作范围是2.0毫米至10.0毫米。第片36测量系统分析如何确定线性的示例•第1步•选择至少5个零件用于进行测量，每个零件至少测量10次。在本例中，我们将选择5个零件，每个零件测量12次。•参阅下一页中的数据。第片37测量系统分析如何确定线性的示例•零件1零件2零件3零件4零件5基准值2.004.006.008.0010.00第一次测量2.705.105.807.609.10第二次测量2.503.905.707.709.30第三次测量2.404.205.907.809.50第四次测量2.505.005.907.709.30第五次测量2.703.806.007.809.40第六次测量2.303.906.107.809.50第七次测量2.503.906.007.809.50第八次测量2.503.906.107.709.50第九次测量2.403.906.407.809.60第十次测量2.404.006.307.509.20第十一次测量2.604.106.007.609.30第十二次测量2.403.806.107.709.40第片38测量系统分析线性•第2步•计算–零件平均值–偏倚–极差请参阅下一页。第片39测量系统分析如何确定线性的示例零件1零件2零件3零件4零件5基准值2.004.006.008.0010.00第一次测量2.705.105.807.609.10第二次测量2.503.905.707.709.30第三次测量2.404.205.907.809.50第四次测量2.505.005.907.709.30第五次测量2.703.806.007.809.40第六次测量2.303.906.107.809.50第七次测量2.503.906.007.809.50第八次测量2.503.906.107.709.50经九次测量2.403.906.407.809.60第十次测量2.404.006.307.509.20第十一次测量2.604.106.007.609.30第十二次测量2.403.806.107.