测量系统分析MSA培训课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,测量系统分析MSA,第 三 版,1,1,测量系统分析MSA培训课件,第1页,目 录,通用测量系统指南,测量系统评定通用概念,简单测量系统推荐实践,计量型测量系统研究指南,计数型测量系统研究指南,2,1,测量系统分析MSA培训课件,第2页,第一章：通用测量系统指南,在SPC手册中已经包括到测量系统，测量数据质量是过程控制基础。正确选择与利用测量系统，能确保以较低成本取得高质量测量数据。,MSA参考手册目标,为评定测量系统质量提供指南；,主要关注是对每个零件能,重复读数,测量系统；,测量系统分析方法需要用户同意，本手册没覆盖,。,3,1,测量系统分析MSA培训课件,第3页,1.1 几个主要概念,测量,：赋值(或数)给详细事物以表示它们之间关于特征关系。,赋值过程为测量过程，而赋予值为测量值。,量具,：任何用来取得测量结果装置，经常指用在车间装置，包含经过/不经过装置。,测量系统,：用来对被测特征,定量测量,或,定性评价,仪器或量具、标准、操方法、夹具、软件、人员、环境和假设,集合,，用来取得测量结果整个过程。,4,1,测量系统分析MSA培训课件,第4页,1.1 几个主要概念,测量数据用途：,过程调整；,确定在两个或更多变量之间是否存在主要关系。,测量数据质量,由(在稳定条件下运行)某一测量系统屡次测量结果得到统计特征确定。,其测量数据与其标准值比较,而确定其质量“高”/“低”。,测量数据质量最惯用偏倚和方差来表示。理想是零偏倚、零方差。,“低”通常原因之一是数据变差太大，这是因为测量系统和它环境之间交互作用造成。,管理一个测量系统是监视和控制,变差,，以使测量系统产生可接收数据。,真值：,零件“实际”测量值。未知和不可知，但它是测量过程目标，普通使用“基准值”代替。,5,1,测量系统分析MSA培训课件,第5页,1.1 几个主要概念,朔源性,：测量特征/标准值是要求基准，通常是国家/国际标准，经过全部要求了不确定度不间断,比较链,相联络。,不确定度：关于测量值预计范围，相信真值包含在其内。,波长标准 干涉比较器,激光干涉仪 引用量具量快/百分比,CMM 量快,量夹具 千分尺,图,1.1-1,长度测量溯源性链示例,国家,标准,引用标准,工作标准,生产标准,6,1,测量系统分析MSA培训课件,第6页,1.2 测量过程,操 作,输 入,输 出,测量过程,测量值,分析,测量,决 定,测量过程可用下列图表示：,通 用 过 程,需要控制过程,图1.2-1 测量过程示意,7,1,测量系统分析MSA培训课件,第7页,1.2.1 测量系统统计特征,一个能产生,“,理想,”,测量结果测量系统统计特征,：,零方差；,零偏倚；,对所测任何产品错误分类为零概率。,这种理想统计特征测量系统几乎不存在。,现时中测量系统应具备统计特征：,足够分辨率和灵敏性,测量系统应该是统计受控。,统计受控，即统计稳定性：在可重复条件下，测量系统变差只能是由普通原因而不是特殊原因造成。,8,1,测量系统分析MSA培训课件,第8页,1.2.1 测量系统统计特征,对于产品控制，测量系统变异性小于公差；,对于过程控制，测量系统变异性应该显示有效分辨率而且小于制造过程变差。,有效分辨率,对于一个特定应用，测量系统对过程变差灵敏性；,产生有用测量输出信号最小输入值；,总是以一个测量单位汇报。,测量系统统计特征可能随被测项目改变而改变，则测量系统最大（最坏）变差应小于过程变差和规范控制限二者中较小者。,9,1,测量系统分析MSA培训课件,第9页,1.2.2 变 差 源,测量系统受随机和系统变差源影响,。,这些变差源由,普通原因和特殊原因造成,，,为此应,：,识别潜在变差源,；,排除,(,可能时,),或监控这些变差源,。,识别变差源工具,，,如因果图、故障树图等,。,测量系统误差主要要素,：S(,标准,),、,W(,工件,),、,I(,仪器,),、,P(,人,/,程序,),、,E(,环境,)。,实际变差对一个特定测量系统影响是,唯一,。,图,2,为一张潜在变差源因果图,，,可作为研究测量系统变差源思索起点,。,10,1,测量系统分析MSA培训课件,第10页,图1.2-2 测量系统变异性因果图,标准,测量系统变异性,仪器+(量具),维护,敏感性,均匀性,重复性,再现性,人 员,环 境,照明,几何相容性,照明,阳光,人工,人,空气流,热膨胀,零件,稳定-系统部件,温度,循环,本位和周围,压力,人机工程,空气污染,振动,教育,体力,可操作定义,目视标准,程序,态度,经验,教训,了解,标准,p.m,设计确认,-夹紧,-定位,-测量点,-测量传感器,制造变差,制造公差,制造,稳定性,标准,热膨胀系数,弹性性质,朔源性,工件(零件),弹性变形,物质,支持特征,弹性性质,可操作定义,隐藏几何尺寸,内部相关特征,清洁度,充分数据,设计,一致性,放大,接触几何尺寸,变形影响,线性,稳定性,坚定性,假设使用,11,1,测量系统分析MSA培训课件,第11页,1.2.3 测量系统变异性影响,测量系统误差,：全部变差源,累积影响组成了,测量系统输出值，有时称为“,误差,”。,测量系统变异性影响被测对象测量结果,，,所以相同零件重复读数产生不一样或相同结果,。,读数之间不一样是因为普通和特殊原因造成,。,对不一样变差源影响应经过短期和长久评定：,测量系统能力,是短期时间测量系统（随机）,误差。,由线性、一致性、重复性和再现性误差合成定量值；,测量系统性能,是全部变差源随时间影响。经过确定过程是否受控，对准目标(无偏倚)，且在预期结果范围有可接收变差(量具GRR)。,12,1,测量系统分析MSA培训课件,第12页,1.2.3.1 对决议影响,测量零件后活动之一是确定零件状态：,一个是确定零件可接收(在公差内)/不可接收(在公差外)；,另一个是把零件进行要求分类：合格品分级；,深入分类可能是可返工、可返修或报废。,按产品控制原理，这么分类是测量零件主要原因-零件是否在明确目录之内。,按过程控制原理，焦点是零件变差，是由过程中普通原因还是特殊原因造成。,控制原理和驱动兴趣点,控制原理,驱动兴趣点,1 产品控制,零件是否在明确目录内？,2 过程控制,过程是否稳定和可接收？,13,1,测量系统分析MSA培训课件,第13页,1.2.3.2 对产品决议影响,取决于测量系统误差,：,零件重复读数全部变差受量具重复性和再现性影响,。,研究前提：测量过程是统计受控且是零偏倚(对准目标)。,不论测量零件变差分布与规范控制限是否交叉，作出决定会有风险：,型错误，生产者风险或误发警报，既好会被判为坏,型错误,，,消费者风险或漏发警报,，,既坏会被判为好,。,14,1,测量系统分析MSA培训课件,第14页,相对公差，作犯错误决定潜在原因是系统误差与公差交差,注：坏零件总是称坏；,对于产品情况，目标是最大程度地作出正确决定，有两种选择：,改变生产过程：降低过程变差，没有零件产生在区；,改变测量系统：降低测量系统误差从而降低区面积，生产零件将在区，可能最大程度降低作犯错误决定风险。,目,标,上限,下限,可能作出潜在错误决定；,好零件总是合格。,15,1,测量系统分析MSA培训课件,第15页,1.2.3.3 对过程决议影响,对于过程控制，需要确定以下要求：,统计受控；,对准目标,(,零偏倚,)；,可接收变异性。,测量误差对过程决议影响：,把普通原因汇报为特殊原因；,把特殊原因汇报为普通原因。,测量系统变异性可能影响过程稳定性、目标和变差决定,。,实际和观察过程变差之间基本关系是,：,2,o,=,2,a,+,2,m,式中：,2,o,观察过程方差,2,a,实际过程方差,2,m,测量系统方差,16,1,测量系统分析MSA培训课件,第16页,依据,能力指数,C,P,定义为,C,P,=,公差,/6,继而可得：,(C,P,),2,o,=(C,P,),2,a,+(C,P,),2,m,为到达要求过程能力目标需要对测量变差因子分解。如：,当,C,Pm,(测量系统)=2,C,PO,(观察/计算)=1.33,则,C,Pa,(实际)1.79；,当,C,Pm,=1.33,要求,C,PO,(观察/计算)=1.33,则,过程没有改变,是不可能。,观察过程能力是实际过程能力加上测量过程造成变差合成。,假设测量系统受控且对准目标，实际过程,C,P,与观察/计算C,P,可用图型法比较。,观察（计算）过程变差,生产量具变差,实际过程变差,17,1,测量系统分析MSA培训课件,第17页,1.2.3.4 新过程接收,一个新过程(如铸造、机加工等)，作为采购活动一部分经常要完成一系列步骤，包含在供方处/用户(组织)处对测量设备研究：,确保各方使用测量系统与在正常情况使用测量系统一致，不然将会出现混乱。如：,采购时使用测量系统,GRR,10%且实际过程C,P,=2时，在采购时观察过程C,P,=1.96；,生产过程中使用测量系统,GRR,=30%且实际过程C,P,=2，则观察过程C,P,=1.71；,生产过程中使用测量系统,GRR,=60%，则观察过程C,P,=1.20。,观察过程C,P,在1.96与1.20之间,差异,是因为不一样,测量系统造成,。,18,1,测量系统分析MSA培训课件,第18页,1.2.3.5 过程作业准备/控制(漏斗试验),首件检验目标是验证过程是否对准目标,。,如,：,测量零件在目标外，就要调整过程；然后,再测量另一个零件而且可能再次调整过程。,戴明博士把这种类型测量和所做决议称为干预。,示例：有一零件涂层重量控制目标为5.00,0.20克,作业指导书要求:以一个样件为基础在作业准备时和每小时对重量进行验证，如超出5.00,0,.10克，再次设定过程。,作业准备时，假设过程运行为4.95克，因为测量误差操作者观察为4.85克，为对准目标,操作者上调0.15克。现在过程运行为5.10克。操作者检验时，观察到5.08克，所以允许过程运行。,此例说明：过程过分调整会增加变差并会连续影响，,测量误差把这些问题复杂化了。,19,1,测量系统分析MSA培训课件,第19页,漏斗试验四项规则,规则1：除非过程不稳定，不然不做调整或不采取行动；,规则2：,在上次进行测量相反方向以等量调整过程,；,规则3：对准目标重新设定过程，然后在目标相反方向以等量调整过程；,规则4：调整过程至上次测量点。,上一示例与“规则”对照，可知作业指导书是规则3，规则2、3、4增加了更多变差，规则1是产生最小变差最正确选择。,20,1,测量系统分析MSA培训课件,第20页,1.3,测量战略和策划,在设计和采购测量仪器或测量系统之前策划是关键，其做出决定将影响测量设备方向和选择，为此应明确：,测量过程目标和怎样进行测量。,测量寿命周期,测量寿命周期概念表示当一个人研究和改进过程时，测量方法会伴随时间改变信心。,测量过程设计选择准则,在采购测量系统之前，应制订测量过程详细工程概念。指南以下：,小组应评价系统（总成）或零件设计并识别主要特征；,利用量具DFMEA和(测量能力)过程FMEA，制订维护和校准计划；,用流程图表示零件总成或零件制造关键过程步骤，确定每一步骤输入和输出。以利于制订测量计划、测量类型清单；,对于复杂测量系统，流程图由测量过程组成。,下一步：应是小组采取头脑风暴法，为每个测量制订要求准则。,21,1,测量系统分析MSA培训课件,第21页,1.4,量具起源选择过程,-,制订报价文件包,详细工程概念,由组成小组对测量过程维护和连续改进负责，并直接负责研究详细概念。并提出“测量系统开发检验表提议要素”。,上表包,括：测量系统设计和开发问题21个、测量系统制造问题21个、测量系统实际问题7个问题等。见MSA手册。,预防性维护考虑,预防性维护普通包含：润滑、振动分析、传感器完整性、零件更换等；,简单量具可能只需要定时检验，而复杂测量系统需要连续进行详细统计分析和工程师小组进行预见性维护。,规范,在设计和制造过程中规范对用户和供给商均可作为指南。这些指南起到交流可接收标准作用。可接收标准能够分为：,设计标准设计者向制造者详细交流方法。对于复杂测量系统还应包含性能标准。,制造标准包含测量系统制造所必需公差。,22,1,测量系统分析MSA培训课件,第22页,1.4,量具起源选择过程,-,制订报价文件包,评定报价,接到报价后，小组集合对报价进行评审、评价。固定项目包含：,符合基本要求吗？,有超出标准问题吗?,供给商展示了一个例外情况？为何？,（例外情况能够是：,价格或交付显著不一致；,没有必要作为消极原因而打折扣；,一个供给商可能提出与其它供给商不一样内容）,概念促进了简易性和可维修性？,可交付文件，一个完整文件包可能包含：,一套可复制总成和详细机械图（CAD或硬拷贝）（包含任何需要标准）；,一套可复制电器配线、原理和软件；,经常使用或易损项目/细节提议备件清单。清单应包含需一定提前期才能取得项目；,23,1,测量系统分析MSA培训课件,第23页,1.4,量具起源选择过程,-,制订报价文件包,带有机器图维修手册，其中要求了正确装配和拆解机器零件方法与步骤；,手册要求作业准备、操作和机器运输要求；,校准说明；,诊疗树和发觉修理故障指南；,认证汇报（可追溯到国家标准）；,校准指导书；,技术支持人员、系统操作员和维护人员能够使用用户手册。,当提出报价文件包时，上述清单看作检验表使用。,在供给商处资格,测量系统装运之前，在供给商处，应对量具或测量系统进行全方面尺寸检验和功效测试。上述结果应与用户设计和制造标准一致，全部形成文件并可供用户评审。,24,1,测量系统分析MSA培训课件,第24页,1.4,量具起源选择过程,-,制订报价文件包,装运,装运检验表,设备什么时候装运？,怎样装运?,谁从卡车或机动轨道车上搬运设备？,需要保险吗？,文件和硬件一起装运吗？,用户有正确设备把硬件卸下来吗？,装运前系统存放在什么地方？,执行前系统存放在什么地方？,装运文件完成了吗？是否很轻易让装货人员、运输人员、卸货人员和安装人员了解？,25,1,测量系统分析MSA培训课件,第25页,1.4,量具起源选择过程,-,制订报价文件包,在用户处资格,装运前在供给商处为使测量系统有资格所作一切，应在交付后在用户处以某种方式重复。,收到,测量系统后，在开始测量分析之前，应对测量系统进行全尺寸检验以确定其是否符合制造要求/标准。,文件交付,按应交付文件执行，但最少应包含：,假如小组需要，CAD或硬拷贝图；,使用时，系统地过程流程图；,用户手册：,维修/服务手册；,备件清单；,发觉修理故障指南。,校准指导书；,尤其注意事项。,26,1,测量系统分析MSA培训课件,第26页,1.5 测 量 问 题,1.5.1 评价一个测量系统，,应考虑三个基本问题,：,测量系统应显示足够,灵敏性,仪器(和标准)含有足够分辨力(设计确定)。,测量系统含有有效分辨率，探测产品或过程变差改变含有灵敏性。,测量系统应是,稳定,在重复性条件下，测量系统变差只归因于普通原因而不是特殊(不规则)原因。,对实际应用和统计是主要。,统计特征(误差)在预期范围内,一致,，并足以满足测量目标(产品控制或过程控制)。,将测量误差只作为公差一个百分数来汇报传统方法，不适应过程改进市场挑战。,当过程改变和改进时，应重新评价测量系统以确定其是否到达预期目标。,27,1,测量系统分析MSA培训课件,第27页,1.5.2 测量系统变差类型,测量系统误差能够分为五种；,偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性。,测量系统研究目标之一是取得测量系统与其环境相互作用时，相关系统测量变差大小和变差类型信息,这些可提供：,接收新测量设备标准；,两种测量装置比较,;,评价怀疑有缺点量具基础,；,测量设备维修前后比较；,计算过程变差及一个生产过程可接收性水平；,绘制量具性能曲线(GPC)，GPC表示接收某一真值零件概率。,28,1,测量系统分析MSA培训课件,第28页,1.5.3 定义及潜在变差源,分辨力：,是仪器能够探测到并如实显示参考值改变量，也称为可读性或分辨率,。,测量系统分辨力,：是指测量系统检出并如实指出被测特征微小改变能力。,测量系统可接收分辨力,：是能够测出过程变差，包含特殊原因变差，图1.5-1过程分布分组数（,ndc,）可说明分辨力概念；,可视分辨力,（Apparent Resolution）：测量仪器最小增量。,提议可视分辨力应小于等于过程变差,6,倍十分之一。即,分辨力不足可在控制图,极差图,(图1.5-2)中表现出来：,极差图控制限内，可能有13个极差值；,可能有4个极差值在控制限内，且1/4极差值为零。,6,10,可视分辨力,29,1,测量系统分析MSA培训课件,第29页,图1.5-1 过程分布分组(级)数(,ndc,)对控制和分析活动影响分辨率说明,分 组 数 据,控 制,分 析,一个数据分组（级）,可用于控制前提是：,与规范相比过程变差较小,在预期过程变差范围内损失函数平缓,主要变差源造成均值偏移,不能用 于估算过程参数和 指标,只表明过程是否正生产合格或不合格零件,24,个数据分组,（级）,依据过程分布，可用于半计量控制技术,能够产生不敏感计量控制图,普通不用于估算过程参数和指标，因为它只提供了粗略估测,5或更多数据分组（级）,可用于计量控制图,推荐使用,30,1,测量系统分析MSA培训课件,第30页,图1.5-2 不一样分辨力在控制图上反应,0.145,0.140,0.135,样本均值,0 5 10,15 20 25,0.02,0.01,0.00,样本极差,0 5 10,15 20 25,0.145,0.140,0.135,样本均值,0.00,0.01,0.02,样本极差,UCL=0.1444,Mean=0.1397,LCL=0.1350,LCL=0.01717,R=0.00812,LCL=0,UCL=0.1438,Mean=0.1398,LCL=0.1359,LCL=0.01438,R=0.0068,LCL=0,控制图,分辨率,=0.001,X-R,控制图,分辨率,=0.01,X-R,31,1,测量系统分析MSA培训课件,第31页,1.5.4 测量过程变差,对多数测量过程而言，测量变差通常被描述为正态分布。正态概率被构想成测量系统分析标准方法。,特点，如图：,测量过程变差可分为：,位置变差；,宽度变差。,位置,（数据中心倾向）,宽度,（数据分散程度）,图1.5-3 正态分布,32,1,测量系统分析MSA培训课件,第32页,1.5.4.1 位 置 变 差,准确度,偏倚,稳定性,线性,33,1,测量系统分析MSA培训课件,第33页,准确度、偏倚,准确度,通用概念：在测量过程处于统计控制状态下，一个或多个测量结果平均值与一个参考值之间一致靠近程度。,在一些组织中准确度和偏倚相互使用。ISO及ASTM(美国试验与材料协会)使用准确度这个术语时包含了偏倚和重复性含义。,偏倚,偏倚是对一样零件一样特征，真值(基准值)和观察到测量平均值差值。,测量系统平均值,基准值,偏倚,图1.5-4 偏倚,34,1,测量系统分析MSA培训课件,第34页,造成,过分偏倚可能原因,仪器需要校准,；,仪器、设备或夹紧装置磨损；,磨损或损坏基准，,基准出现误差,；,校准不妥或,调整基准使用不妥,；,仪器质量差,设计或一致性不好,；,线性,误差；,应用错误量具；,不一样测量方法,设置、安装、夹紧、技术,；,测量错误特征；,(量具或零件)变形；,环境温度、湿度、振动、清洁影响；,违反假定，在应用常量上犯错；,应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误(易读性、视差)。,35,1,测量系统分析MSA培训课件,第35页,稳 定 性,稳定性,(或漂移):是测量系统在某一段时间内，测量同一基准或零件单一特征时取得测量总变差。,或者说是,偏倚,随时间,改变,。,时间,参考值（基准值）,36,1,测量系统分析MSA培训课件,第36页,影响稳定性原因,仪器需要校准，,校按时间间隔要缩短,；,仪器、设备或夹紧装置,磨损,；,正常老化/退化；,缺乏维护,通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁,；,磨损或损坏基准，基准出现误差；,校准不妥/调整基准,使用不妥,；,仪器质量差 设计或一致性不好；,仪器设计或方法缺乏,稳健性,；,不一样测量方法设置、,安装、夹紧、技术；,(量具或零件)变形；,环境改变,温度、湿度、振动、清洁度,；,违反假定,在应用常量上犯错,；,应用,零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误,(,易读性、视差,)。,37,1,测量系统分析MSA培训课件,第37页,线 性,线性,:在设备预期操作,(,测量,),范围内,偏倚不一样,。,线性也能够被认为关于偏倚大小改变,。,线性误差可能原因同稳定性,，,为何,?,偏倚,值N,基准值,零偏倚线,观,测,值,基准值,观,测,值,基准值,观,测,值,线性非常量偏倚,常量偏倚,值1,偏倚,零偏倚,基准值,基准值,观,测,值,|,基,准,值,基准值,正偏倚,负偏倚,观察值,观察值,38,1,测量系统分析MSA培训课件,第38页,1.5.4.2,宽 度 变 差,精密度,重复性,再现性,灵敏度,一致性,均匀性,39,1,测量系统分析MSA培训课件,第39页,精 密 度,传统上，定义为测量系统在操作范围内分辨力、灵敏度和重复性最终影响；,操作范围:大小、量程和时间。,实际上，定义为测量范围内重复测量预期变差；,一个装置在低量程和高量程测量一样或今天与昨天一样，含有相同精密度。,精密度对应重复性，而线性对应偏倚；,精密度定义为包含来自不一样读数、量具、人员、试验室或条件变差。,40,1,测量系统分析MSA培训课件,第40页,重 复 性,重复性：,由,一个评价人,，采取,相同测量仪器,，屡次测量,同一零件同一特征,时取得测量变差。,重复性是设备本身固有变差或性能。,重复性普通指,仪器变差,(,EV,)，,实际上它是从要求测量条件下，连续试验得到普通原因,(,随机误差,)变差。,当测量环境是固定，而且被要求了（即固定零件、仪器、标准、方法、操作者、环境和假设）时，对于重复性最好定义是系统内部变差。,重复性,参考值,41,1,测量系统分析MSA培训课件,第41页,影响重复性原因,零件,(样品)：形状、位置、表面加工、錐度、样品一致性；,仪器,：修理、磨损、设备或夹紧装置故障、质量差或维护不妥；,基准,：,质量、,级别、磨损,；,方法,：在设置、技术、零件调整、夹持、夹紧、点密度变差；,评价人,：技术、职位、缺乏经验、操作技能/培训、感觉、疲劳；,环境,：温度、湿度、振动、亮度、清洁度短期起伏改变；,违反假定,：稳定、正确操作；,仪器设计,或,方法,缺乏稳定性，一致性不好,；,应用,错误量具,；,(量具或零件),变形,、,硬度不足,；,应用,零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察误差,(,易读性、视差,)。,42,1,测量系统分析MSA培训课件,第42页,再 现 性,再现性,：由,不一样评价人,，采取,相同测量仪器,，测量,同一零件同一特征,时测量平均值变差；,传统上，把再现性看作“,评价人之间,”变差(,AV,)；,再现性也被看作是系统之间或测量条件之间平均变差,；,ASTM定义，不但包含评价人不一样，而且量具、试验室和环境(温度、湿度)也不一样，同时,再现性计算中还包含重复性,。,评价人,A,C,再现性,B,43,1,测量系统分析MSA培训课件,第43页,影响再现性潜在原因,零件(样品)之间,：使用一样仪器、一样操作者和方法时，当测量零件类型为A、B、C时均值差；,仪器之间,：一样零件、操作者和环境，使用仪器A、B、C等均值差。在这种研究情况下，再现性错误常与方法/操作者混同；,标准之间,；测量过程中不一样设定标准平均影响；,方法之间,：,改变点密度、手动与自动系统相比、零件调整、夹持或夹紧方法等造成均值差,；,评价人(操作者)之间,：评价人A、B、C等培训、技术、技能和经验不一样造成均值差；,环境之间,：,在第,1,、,2,、,3,等时间段内测量,由环境循环引发均值差,；,违反,研究中,假定,；,仪器设计或方法,缺乏稳健性,；,操作者,培训,效果,;,应用,零件尺寸、位置、观察误差(易读性、视差)。,44,1,测量系统分析MSA培训课件,第44页,量具R&R或GRR,量具,R&R,是,重复性和再现性合成变差,一个预计,，,或者说,，,等于系统内部和系统之间方差总和,。,2,GRR,=,2,再现性,+,2,重复性,基准值,GRR,A,B,C,45,1,测量系统分析MSA培训课件,第45页,灵 敏 度,灵敏度：,造成一个可检定到输出信号最小值。它是测量系统对被测量特征改变响应。,灵敏度由量具设计(分辨力)、固有质量、使用中维护以及仪器和标准操作条件决定。,它通常被描述为测量一个单位。,影响灵敏度原因包含,：,使仪器,减振能力,；,操作者技能；,测量装置重复性；,对于电子或气动量具所提供无漂移运行能力；,仪器使用环境，如大气、尘埃、湿度。,46,1,测量系统分析MSA培训课件,第46页,一 致 性,一致性,是随时间得到测量变差区分,，,也能够看成重复性随时间改变,。,影响一致性原因是变差特殊原因，如：,零件温度,；,电子设备预热要求,；,设备磨损,。,47,1,测量系统分析MSA培训课件,第47页,均 匀 性,均匀性,是量具在整个工作量程内变差区分。也能够认为是重复性在量程上均一性(同一性)。,影响均匀性原因包含,：,夹紧装置定位,(,只接收较小,/,较大尺寸)；,刻度可读性不好；,读数视,差。,48,1,测量系统分析MSA培训课件,第48页,1.5.4.3 测量系统变差,测量系统,变差,与以下原因相关：,测量系统,能力；,测量系统,性能；,测量系统,不确定度,。,49,1,测量系统分析MSA培训课件,第49页,测量系统能力,测量系统能力,是基于短期评定，对测量误差(随机和系统)合成变差预计。简单能力包含：,偏倚或线性,;,重复性和再现想,，,包含短期,一致性,。,测量能力预计是对于要求条件、范围和测量系统量程内预期误差表示；,不一样于测量不确定度。测量不确定度是一个与测量结果相关误差或值预期范围表示。,当测量误差互不相关时(随机和独立)，合成变差能力表示能够量化为：,2,能力,=,2,偏倚,(,线性,),+,2,GRR,50,1,测量系统分析MSA培训课件,第50页,了解和准确应用测量能力基本点,：,能力预计是与要求测量范围相关：,条件,、,量程,和,时间,；,在测量量程内短期一致性和均匀性(重复性误差)被包含在能力评价中。,当短期线性、均匀性/一致性在量程范围内显著改变时，测量计划者和分析者只有两种实际选择：,汇报对于要求条件、范围和测量系统量程最大(最坏情况)能力；,对于要求测量量程区间(即低、中、较大量程)确定和汇报各种能力评定。,51,1,测量系统分析MSA培训课件,第51页,评价范围：,测量范围有限部分,；,整个测量范围,;,很详细或一个概括,操作说明。,“短期”含义：,一系列测量循环期间能力；,完成,GRR,评价时间,;,一个要求生产期，或由校准频率表示时间,。,52,1,测量系统分析MSA培训课件,第52页,性 能,测量系统,性能,是全部变差源随时间最终影响。性能是合成测量误差长久评定，包含：,能力,(,短期误差,),；,稳定性和一致性,。,测量性能预计是对于要求条件、范围和测量系统量程内预期误差表示,(,不一样于测量不确定度,)。,当测量误差互不相关时(随机和独立)，合成变差性能表示能够量化为：,2,性能,=,2,能力,+,2,稳定性,+,2,一致性,53,1,测量系统分析MSA培训课件,第53页,测量性能只需要完整到能合理地再现出测量环境和范围：,性能评定包含测量量程内长久一致性和均匀性(重复性误差)；,当长久线性、均匀性或一致性在一定量程范围内显著改变时，测量计划者和分析者只有两种实际选择,：,汇报对于要求条件、范围和测量系统量程最大(最坏)性能；,对于要求测量量程区间(即低、中、较大量程)确定和汇报各种性能评定。,54,1,测量系统分析MSA培训课件,第54页,评价范围,:,同能力范围,。,即：,测量范围有限部分,；,整个测量范围；,很详细或一个概括说明。,“,长久,”,含义,：,几个在时间上能力预计,平均,；,校准统计评定或各种线性研究；,来自在测量系统寿命和量程方面几个GRR研究平均误差。,55,1,测量系统分析MSA培训课件,第55页,1.6 测量不确定度,测量不确定度是国际上用来描述测量值质量术语。,质量管理体系标准要求：测量不确定度已知，并与所需任何检验测量或试验装置测量能力相一致。,不确定度是赋值给测量结果范围，在要求置信水平内描述预期包含有真测量结果范围。可表示为：,真测量值=观察到测量值(结果)U,式中：U，“扩大不确定度”,U=K U,C,式中：K为希望置信度范围正态分布系数，通常K=2,U,C,为合成标准误差：,U,2,C,=,2,性能,+,2,其它,由上式可知，测量不确定度是在测量时间上测量值可能改变预计值，包含：,测量过程中全部主要测量变差源；,加上校准、基准、方法、环境及其需要考虑到原因。,56,1,测量系统分析MSA培训课件,第56页,1.6.1测量不确定度与,MSA区分,MSA重点是促进了解和改进测量过程变差：,了解测量过程，确定在测量过程误差总量；,评定用于生产和过程控制中测量系统充分性。,不确定度是测量值一个范围，由置信区间来定义，与测量结果相关并希望包含测量真值。,57,1,测量系统分析MSA培训课件,第57页,1.7 测量问题七步分析法,第一步,识别问题,当测量系统工作时，不论任何过程，主要是清楚地定义问题。可用准确度、变差、稳定性形式来表达。,将测量变差和其贡献与过程变差分离(立足于过程，而不是测量装置作出这个判断)。,问题表述应该是任何人都能了解，并作出恰如其分操作定义。,第二步,确定小组,成立问题处理小组。其组员多少(210人)由测量系统和问题复杂性而定。明确小组组员及其职责。,第三步,测量系统和过程流程图,小组应该评审已经有测量系统和过程流程图；,目标是讨论测量和其与测量过程相互关系信息；,制订流程图过程可识别是否对小组补充组员。,58,1,测量系统分析MSA培训课件,第58页,第四步,因果图,小组应该复审已经有相关测量系统因果图；,目标是处理问题、讨论相关信息；,应用专业知识来初步识别那些是对问题贡献最大变量。,第五步,计划实施研究办法(PDSA),PDSA是一个科学研究形式。计划各种试验、搜集数据、建立稳定性、作各种假设并加以证实，一直到取得适当处理。,59,1,测量系统分析MSA培训课件,第59页,第六步,可能处理方法和对纠正验证,将各步骤和处理方法文件化对决定过程作出统计；,进行初步研究以确认处理方法，可用试验设计形式；,可随时间改变作额外研究，包含环境和材料变差。,第七步,更改制度化,最终处理方法应形成汇报，经过责任部门来更改过程，使问题不再发生；,更改可能表达在程序、标准及培训教材上。,60,1,测量系统分析MSA培训课件,第60页,第二章,测量系统评定通用概念2.1 背景,2.1.1 两个主要方面评定:,验证在适当特征位置正在测量正确变量：,若适用还要验证夹紧和锁紧；,识别和测量相互依赖任何关键环境原因。,确定测量系统含有可接收统计特征：,明确数据使用，以确定统计特征；,统计特征确定之后，应对测量系统进行评定，方便了解它实际上是否含有这些特征。,61,1,测量系统分析MSA培训课件,第61页,2.1.2 评定工作阶段,第1阶段了解测量过程，以及该过程是否满足要求?,第2阶段测量过程随时间推移是否满足要求?,62,1,测量系统分析MSA培训课件,第62页,第1阶段,该段试验是一项评定，用以验证是否按测量系统设计规范，在适当特征位置正在测量正确变差；,该阶段目标:,经过试验确定系统是否含有所需统计特征；,经过试验找出对系统有显著影响环境原因，以确定使用环境要求。,63,1,测量系统分析MSA培训课件,第63页,第2阶段,试验提供：,对测量系统主要变差源连续监视；,测量系统经过一定时间后降级信号。,量具双性（R&R）是本阶段试验一个形式。,这些试验通常是单位日常工作，该工作是正常校准程序、维护程序和计量程序一部分。,64,1,测量系统分析MSA培训课件,第64页,2.2,选择/制订试验程序,选择/制订一个评定测量系统统计特征试验方案应考虑问题：,采取哪一级计量用标准?能否可溯源到国家标准？。,对于第二阶段（R&R）试验应使用盲测法。,盲测法,：在实际测量环境下，在操作者事先不知道正在对该测量系统进行评定条件下，所进行测量。,试验成本；,试验所需时间；,没有被普遍接收术语应作出可操作定义，如，准确度、精密度、重复性和再现性。,两个测量系统对比试验。,确定第二阶段试验频次：这应由单个测量系统统计特征及其对设施影响和使用该设施用户决定。,65,1,测量系统分析MSA培训课件,第65页,2.3,测量系统研究准备,实施研究之前经典准备以下：,确定使用方法。如：,经过使用工程决议，目视观察或量具研究来确定评价人在校准或使用仪器中产生影响。,有些测量系统再现性影响可忽略，如按按钮，打印出一个数据。,评价人数量、样品数量及重复读数次数应预先确定。应考虑原因:,关键尺寸需要更多零件/试验。,零件结构大或重者可要求较少样品和较多试验,。,评价人应从日常操作该仪器人中选择。,66,1,测量系统分析MSA培训课件,第66页,样品选择应含有代表性。,对于产品控制，测量结果和判断准则用于确定：“相对特征规范确定合格或不合格”(如100%检验或抽样)，选择样本(或标准)不需要覆盖整个过程范围；,对于过程控制，测量结果和判断准则用于确定：“过程稳定性、方向和符合自然过程变差”(如SPC、过程监视、能力及过程改进)，样本要覆盖整个过程变差；,仪器分辨力应最少直接读取特征预期过程变差1/10；,确保测量方法(如，评价人和仪器)正在测量特征尺寸并恪守要求测量程序。,在制订第1阶段或第2阶段试验计划时，应考虑：,评价人对测量过程有否影响？,评价人对测量设备校准是否可能是引发变差一个显著原因？,要求有多少样品和重复读数？,67,1,测量系统分析MSA培训课件,第67页,相关置信度概念,双侧置信区间(GB/T 3358.193 3.47)若,是要预计总体分布未知量，,T,1,T,2,是两个统计量，使区间,T,1，,T,2,以一定概率包含,，则称此区间是,一个双侧置信区间。,T,2,和,T,1,分别称为置信区间上下限。,置信水平(GB/T 3358.193 3.49),T,1，,T,2,是,一个双侧或单侧置信区间，1-是0和1之间常数，若对一切,，,有,P,（,T,1,T,2,）,1-，则称1-为该置信区间置信水平。,当,P,（,T,1,T,2,）,=1-时，1-也常称为置信系数或置信度。置信水平1-通常取靠近于1值，如0.90、0.95、0.99等。常称为显著性水平，普通取值为0.10、0.05、0.01等。,68,1,测量系统分析MSA培训课件,第68页,2.4,结 果 分 析,目标：以确定测量装置就其预期应用是否可接收。,一个测量系统在任何附加分析生效之前应该是稳定,。,位置误差,位置误差接收准则通常是经过分析偏倚和线性来确定。,一个测量系统偏倚/线性误差，若是与零误差差异较显著，或超出量具校准程序确立最大允许误差，则是不可接收。,应对测量系统重新校准/偏差校正以尽可能地降低误差。,69,1,测量系统分析MSA培训课件,第69页,宽度误差,接收准则取决