MSA测量系统分析(06PPT)与EXCEL公式软件

1测量系统分析MSAMEASUREMENTSYSTEMANALYSIS2一、引言二、测量系统的组成三、变差的来源四、变差的类型五、测量系统分析之准备六、如何进行测量系统分析七、测量系统分析-计量值示范八、测量系统分析-计数值示范3一.引言请参看案例4数一数在下文中位于字母表第6位字母（提示：F/f）出现的次数Thenecessityoftrainingfarmhandsforthefirstclassfarmsinthefatherlyhandlingoffarmlivestockisforemostintheeyesofthefarmowners.Sincetheforefathersofthefarmownerstrainedthefarmhandsforfirstclassfarmsinthefatherlyhandlingoffarmlivestock,thefarmownersfelttheyshouldcarryonwiththefamilytraditionoftrainingfarmhandsofthefirstclassfarmersinthefatherlyhandlingoffarmlivestockbecausetheybelieveitisthebasisofgoodfundamentalfarmmanagement.5二、测量系统的组成：标准：零件：仪器：人/程序：环境SWIPE测量数值分析输入输出可接受可能可接受须改善测量系统6三、变差的来源(一)仪器(量具)工作件(零件)扩大测量系统变异变异性敏感性接触几何变形效应一致性单一性重复性再现性使用假设稳健设计偏移线性稳定性校准预防性维护维护创建公差发展的变异发展设计变异－夹持－位置－测量站－测量探测器相互关连的特性清洁适合的数据工作的定义弹性变形质量弹性特性支撑特性隐藏的几何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因工程照明压力振动空气污染几何的兼容性阳光人工光阳光阳温度人员空气流程热的系统平等化－系统构成要素周期标准与环境的关系标准7三、变差的来源(二)产品变差(实际变差)测量变差总变差(观测变差)8五、变差的类型：(一)位置变差(LocationVariation)(二)宽度变差(WidthVariation)(三)测量系统变差(MeasurementSystemVariation)位置(Location)宽度(Width)9(一)位置变异准确度(Accuracy)：指一个或多个量测结果的平均数与参考值之间一致的接近程度。10偏倚(Bias)偏倚(Bias)：通常被称为「准确度」，但「准确度」有多种解释，建议不要用准确度来代表偏倚。偏倚是指对相同零件上同一特性观测平均值与真值（参考值）的差异。偏倚(Bias)VAVTVT：真值（可由较高等级量具多次测量的平均值）VA：测量平均值11稳定性(Stability)稳定性(Stability)：又称漂移(Drift)，指经过一段长期时间下，用相同的测量系统标准，对同一基准或零件的同一特性进行测量所得到的总变差。时间12线性(Linearity)线性(Linearity)：线性是在测量设备预期工作（测量）量程内，偏倚值的差异。可视为偏倚对量程大小不同所发生的变化。数值A偏倚数值B偏倚13(二)宽度变异精确度(Precision)：测量系统整个作业量程范围内(尺寸、范围和时间)的解析度（分辨力）、敏感度和重复性的最终影响。14重复性(Repeatability)重复性(Repeatability)：又称设备变差(EquipmentVariation，EV)是用一个评价人使用相同的测量仪器，对同一个零件上的同一特性进行多次测量所得到的变差，它是设备本身的固有变差。重复性参考值15再现性(Reproducibility)再现性(Reproducibility)：又称评价人之间的变差(AppraiserVariation,AV)，用不同评价人使用相同的测量仪器，对同一产品上的同一特性，进行测量所得到的平均值的变差。再现性评价者A评价者C评价者B16五、测量系统分析之准备1.人员和产品（零件）准备确定测量系统中人员，如一个人使用，或几个人共用一个测量仪器；确定测量系统中所检测的产品特性，并选取相应的样本，样本的选取与选择的分析方法有关。17测量系统分析之准备(续)2.基本设备条件(BasicEquipment)分辨力(Discrimination)、分辨率(Resolution)：(1)最小可读单位。(2)10/1的比例法则参考值(ReferenceValue)(1)某一对象可接受的数值(2)常被用来替代真值。真值(TrueValue)(1)某一对象的真实数值。(2)不可知且无法知道。18分辨率(分辨力)：分辨率不足分辨率良好19六、如何进行测量系统分析1.确定测量系统的组成；标准、零件、仪器、人/程序、环境；2.确定该测量系统是否处于统计稳定状态，测量仪器已经过校准，并分析该测量系统的变差来源（定性分析）；3.选择适用的测量系统分析方法：如计量值的偏倚、线性、稳定性、重复性、再现性、计数值的风险分析法、解析法、破坏性测量系统的控制图法、变差分析法等；5.选择样本零件，按照“盲测”的方法收集数据，按照相关软件进行计算。6.与接收准则相比较，如不能接收，则采取相应措施，措施采取后应再次进行测量系统分析。20七、测量系统分析-计量值示范：1.偏倚示范：一个制造工程师对量测设备系统进行分析，证明该量测系统应该没有线性误差的考量，所以该工程师只对偏倚进行评价。他在这量测系统范围内选定了一个零件；并对该零件进行量测15次来确定它的参考值。21偏倚数据：(续)測量次數零件編號參考值=16.00量測值偏倚115.8-0.2215.7-0.3315.9-0.1415.9-0.1516.00.0616.10.1716.00.0816.10.1916.40.41016.30.31116.00.01216.10.11316.20.21415.6-0.41516.00.022偏倚数值分析：1.计算n个读值的平均数2.计算重复性标准差：式中d2*可查表得知，g=1，且m=nnXiΣXn1irσ最大值(Xi)-最小值(Xi)d2*23偏倚数值分析：3.确定偏倚的t统计量(t-statistic)偏倚=观测到的平均测量值一参考值t=4.如果0落在偏倚值附近95%自信度界限内，则偏倚在95%的水平上是可接受的。偏倚－偏倚式中，d2及d2*及v可从附录中查到，令g=1，且m=n，tv,1-/2可以利用标准t分配查到。nσσrb偏倚bσ02122)(tdσdα/v,*b)(tdσdα/v,*b212224偏倚直方图：(续)43210量测值次数15.615.715.815.916.016.116.216.316.425偏倚分析表：(续)n(m)平均值，标准差，标准误差的平均值，測量值1516.0067.2120.0547参考值=16.00，=.05，g=1，d2=3.55统计的t值df显着的t值(2-有尾數的)偏倚偏倚的95%置信度下限上限測量值.115310.8.22514.0067-.1107.1241Xrσbσ262.稳定性示范：某工厂为了确定某一新量测仪器的稳定性是否为可接受，评价人员选定了接近中间值的一个零件。该零件被送到了量测实验室，经量测其参考值确定为6.01。评价人员量测该零件5次，共量测了一个月(20个小组)；收集到所有数据后，画出了&R图。X27稳定性示范：(续)UCL=1.010LCL=00.47791.00.50.0样本全距6.36.26.16.05.95.85.7UCL=6.267LCL=5.7466.02101020样本平均子组281.计算零件每次量测的偏倚，以及平均数。偏倚i,j=Xi,j－（参考值）2.在线性图上划出相对参考值的每个偏倚及偏倚平均数。3.计算并划出最适当的线及该线的自信度区间。3.线性分析：(图示法)m1jΣ偏倚i,jm偏倚i29Yi=aXi+b式中Xi=参考值，yi＝偏倚平均数，而对一个已知X0，α自信度区间为：线性分析：(图示法)22X)(gm1xy)xgm1(xya斜率(Slope)xayb中心22gmyxaybySiiii30上限：b+aX0下限：b+aX04.划出〝偏倚=0〞的线，并对图进行审查，以观察是否存在特殊原因，以及线性是否可接受。线性分析：(图示法)S))XΣ(Xi)X(Xgm1(t_1/2220/22,1-gmS))XΣ(Xi)X(Xgm1(t1/2220/22,1-gm315.如果〝偏倚＝0〞的整个直线都位于自信度区间以内，则该量测系统的线性是可接受。6.若图标法表示线性是可接受的，则以下假设应该为真：H0：a=0斜率=0如果下式成立，则不能被否定线性分析：(图示法)2/1,22)(gmtXXjSat327.若以上假设为真，则量测系统对所有参考值具有相同的偏倚。这个偏倚必为0，该线性才可被接受。H0：b=0中心（偏倚）＝0线性分析：(图示法)2/1,222)(1gmtSXXiXgmbt33线性示范：MINITAB软件示例某工厂进行量测系统线性分析，评价人员挑选5个不同长度的零件，并量测10次，所得观测值，运用Minitab系统进行分析。Minitab：数据输入到Minitab，使用QualityToolsGageLinearityStudy34线性示范：(Minitab)35线性示范：(续)36线性示范：(续)37线性示范：(续)387.重复性再现性测量系统分析准备：1.计量器具确定选择一个产品的特性（计量值特性），计量器具的精度（分辨率）应该是该特性值公差带的1/10，如公差带宽度为0.20mm，则计量器具的精度（分辨率）应为0.02mm。2.评价人和分析人评价人是指检验人员，对于重复性和再现性分析来讲，评价人应在两人以上，四人以内为好。分析人是指对检验员进行分析的人员，可由相关技术质量管理人员担任，人数为1~2人。3.样品选择样品可选择10个，但所有样品应的值，应随机分布在公差带内，即从公差上限到公差下限具有零件覆盖。39零件人員12345678910A133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.60A233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.70B133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.55B233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.50C133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.85C233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.80搜集GRR的数据采用盲测的方式进行。示范：重复性再现性测量系统分析40示范：GRR作业者/量测次数零件平均數123456789101.张三133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.602.233.6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.703.平均数33.6333.0032.8332.9033.5033.0032.9532.8333.0033.65=33.134.全距0.050.000.050.100.100.000.000.050.000.10Ra=0.055.李四133.5533.0532.8032.8033.403