测量系统分析-MSA

测量系统分析测量系统分析测量系统分析测量系统分析Preparedby朱勇刚于2014.2测量系统分析测量系统分析测量系统分析测量系统分析MeasurementSystemAnalysis测量系统分析测量系统分析测量系统分析测量系统分析MSAJohn’sWorkshopConfidential1.测量系统概述测量系统概述测量系统概述测量系统概述
测量系统意义（重要性）John’sWorkshopConfidential目前，工业制造过程中的决策依赖于测量数据：经过测量或者检查来判断产品是否合格；依赖于过程的测量数据决定过程是否需要调整；过程能力的研究决定于测量的数据；…你的数据如何?是否真实?决策的正确性很大程度上依赖于所获得的数据，如果数据的质量不高或者不准确，所作出的决策的正确性也是大打折扣的。有时,不可靠数据的危害性甚至比没有数据更大.你用于采集数据的测量系统是否合适?MSA将帮你进行解答.1.测量系统概述测量系统概述测量系统概述测量系统概述
测量系统分析的目的测量系统分析的主要目的是测量系统分析的主要目的是测量系统分析的主要目的是测量系统分析的主要目的是确定项目中所使用的数据是否可确定项目中所使用的数据是否可确定项目中所使用的数据是否可确定项目中所使用的数据是否可靠靠靠靠。测量系统分析可以：。测量系统分析可以：。测量系统分析可以：。测量系统分析可以：明确工序流程测量系统的能力水平明确工序流程测量系统的能力水平明确工序流程测量系统的能力水平明确工序流程测量系统的能力水平确认测量系统的变异来源确认测量系统的变异来源确认测量系统的变异来源确认测量系统的变异来源确认测量系统在一段时间内是否稳定确认测量系统在一段时间内是否稳定确认测量系统在一段时间内是否稳定确认测量系统在一段时间内是否稳定确认测量系统是否线性确认测量系统是否线性确认测量系统是否线性确认测量系统是否线性评估新的测量仪器评估新的测量仪器评估新的测量仪器评估新的测量仪器将两种不同的测量方法进行比较将两种不同的测量方法进行比较将两种不同的测量方法进行比较将两种不同的测量方法进行比较对可能存在问题的测量方法进行评估对可能存在问题的测量方法进行评估对可能存在问题的测量方法进行评估对可能存在问题的测量方法进行评估确定并解决测量系统误差问题确定并解决测量系统误差问题确定并解决测量系统误差问题确定并解决测量系统误差问题John’sWorkshopConfidential
测量系统分析的时机正常测量条件下，仪器误差很大正常测量条件下，仪器误差很大正常测量条件下，仪器误差很大正常测量条件下，仪器误差很大测量仪器进行了改装或升级测量仪器进行了改装或升级测量仪器进行了改装或升级测量仪器进行了改装或升级进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力怀疑测量系统波动大，不稳定怀疑测量系统波动大，不稳定怀疑测量系统波动大，不稳定怀疑测量系统波动大，不稳定测量条件发生重大变化测量条件发生重大变化测量条件发生重大变化测量条件发生重大变化新员工加入或员工培训后新员工加入或员工培训后新员工加入或员工培训后新员工加入或员工培训后决定是否采购一台新仪器或刚购买的新仪器决定是否采购一台新仪器或刚购买的新仪器决定是否采购一台新仪器或刚购买的新仪器决定是否采购一台新仪器或刚购买的新仪器测量仪器之间进行比较测量仪器之间进行比较测量仪器之间进行比较测量仪器之间进行比较客户及第三方审核的要求客户及第三方审核的要求客户及第三方审核的要求客户及第三方审核的要求1.测量系统概述测量系统概述测量系统概述测量系统概述John’sWorkshopConfidential1.测量系统概述测量系统概述测量系统概述测量系统概述
测量系统的类型John’sWorkshopConfidential根据测量过程和测量结果的不同，存在以下测量系统：测量计量测量系统计数测量系统不可重复计量测量系统可重复计量测量系统计量数据长度重量粗糙度圆度电流拉力硬度…计数数据Go/Nogo合格/不合格划痕…测量系统是一个流程，流程的输入包括所有和测量相关的因素：量具、人员、材料、测量方法、环境；流程的输出为产品的测量值。1.测量系统概述测量系统概述测量系统概述测量系统概述
测量系统定义John’sWorkshopConfidential“测量系统”是一个可将误差加入测量数据的子过程。我们目的是创造一个使测量误差最小化的测量过程。
变异的来源σTotal2=σProduct2+σGRR2=σProduct2+σRepeatability2+σReproducibility21.测量系统概述测量系统概述测量系统概述测量系统概述John’sWorkshopConfidential实际产品/过程变异总的观测变异测量系统变异长期变异短期变异样本内部变异操作员变异量具变异重复性偏倚再现性线性分辨力稳定性测量系统存在的两类误差：–位置误差-准确度（Accuracy）：与真值的偏离程度，一般用偏倚偏倚偏倚偏倚来表示；测量系统的系统误差分量–宽度误差-精确度(Precision)：重复读数彼此间的“接近度”，由重复性和再现性重复性和再现性重复性和再现性重复性和再现性组成;测量系统的随机误差分量1.测量系统概述测量系统概述测量系统概述测量系统概述
测量系统误差John’sWorkshopConfidential位置准确度宽度准确度2.测量系统的统计特性测量系统的统计特性测量系统的统计特性测量系统的统计特性John’sWorkshopConfidential如何通过数据评估测量系统的误差呢？？？2.测量系统的统计特性测量系统的统计特性测量系统的统计特性测量系统的统计特性
概述位置变差(准确性)：Bias偏倚Linearity线性Stability稳定性宽度变差(精确性)：Repeatability重复性Reproducibility再现性Consistency一致性Uniformity均匀性John’sWorkshopConfidential
偏倚Bias/Drift定义：是测量结果的观测平均值与基准值的差值。又称为“准确度”。注：基准值可通过更高级别的测量设备进行多次测量取平均值偏倚：偏倚：偏倚：偏倚：(Bias/Drift)(Bias/Drift)(Bias/Drift)(Bias/Drift)----准确度的指标准确度的指标准确度的指标准确度的指标重复测量值的平均值和参考值之间的差异重复测量值的平均值和参考值之间的差异重复测量值的平均值和参考值之间的差异重复测量值的平均值和参考值之间的差异;;;;期望为零期望为零期望为零期望为零。。。。校准：调整量具直至读数正确。校准：调整量具直至读数正确。校准：调整量具直至读数正确。校准：调整量具直至读数正确。BiasMeasurementSystem’sAverageReferenceValue2.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法John’sWorkshopConfidential
量具偏倚评估流程John’sWorkshopConfidential收集数据：1.选择一个标准件，或者选择一个在测量范围中点附件的样本2.在实验室(上一级的测量机构）建立此样本的参考值3.让同一个测量员在正常的情况下测量标准件或样本N≥10次利用图形工具如直方图分析和排除特殊原因造成的极端点，利用软件（MinitaborJMP)进行假设检验“偏倚”是否等于0判断如果偏倚显著的不等于零，则偏倚不合格-需要校准或加补偿offset如果偏倚等于零，则偏倚合格2.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法
量具偏倚评估示例John’sWorkshopConfidential2.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法样本测量值参考值15.8615.7615.9615.9616.0616.1616.0616.1616.4616.3616.0616.1616.2615.6616.06案例案例案例案例1为了了解量具的偏倚是否可接受，小组选择了位于生产测量范围中间零件并在实验室建立了其质量特性的参考值，现场的测量人员用此量具连续测量了该零件15次。
量具偏倚评估示例(Minitabversion)John’sWorkshopConfidential步骤步骤步骤步骤1：将Excel数据拷贝到Minitabworksheet步骤步骤步骤步骤2：使用Stat-QualityToolGagestudy-GageLinearity&biasstudy2.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法
量具偏倚评估示例(Minitabversion)John’sWorkshopConfidential步骤步骤步骤步骤3：选择对应的部件编号、参考值、测量值，点击确定。常量P0.05,偏倚为02.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法结果解释：“P”值的含义：偏倚置信区间包含“0”的概率；P≤0.05,偏倚显著的不等于“0”
量具偏倚评估示例(JMPversion)John’sWorkshopConfidential步骤步骤步骤步骤1：将Excel数据拷贝到JMPtable步骤步骤步骤步骤2：使用Analyze-Distribution2.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法
量具偏倚评估示例(JMPversion)John’sWorkshopConfidential步骤步骤步骤步骤3：选择对应的部件编号、参考值、测量值，点击确定。常量P0.05,偏倚为02.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法结果解释：“P”值的含义：偏倚置信区间包含“0”的概率；P0.05,偏倚为0P≤0.05,偏倚显著的不等于“0”
偏倚不好的可能原因:John’sWorkshopConfidential仪器需要校准仪器、设备、或夹紧装置的磨损磨损或损坏的基准，基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差——设计或一致性不好线性误差应用错误的量具不同的测量方法——设置、安装、夹紧、技术测量错误的特性量具或零件）变形环境——温度、湿度、振动、清洁的影响违背假定、在应用常量上出错应用——零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误（易读性、视差）偏倚的改进偏倚的改进偏倚的改进偏倚的改进校准仪表（通过上一级的计量所如华南计量所）可以通过对测量值进行加减偏倚值使得存在显著性偏倚问题的量具能够继续使用，当这种调整的方法需要得到客户的同意。2.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法
线性（Linearity）-量程范围内准确度的指标在设备的预期操作（测量）范围内偏倚的不同被称为线性。线性可以被认为是关于偏倚随测量范围的变化关系。一致的偏倚不一致的偏倚John’sWorkshopConfidential对线性的要求期望在量具的量程范围内，偏倚是保持一致的2.测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法测量系统的统计特性及评估方法
量具线性（Linearity）评估流程John’sWorkshopConfidential收集数据