如何做好MSA测量系统分析报告.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）,如何做好MSA测量系统分析报告,第1页,1、测量,（Measurement）,包含过程、产品、服务输入、输出及性能/绩效定量化信息。,以确定实体或系统量值大小为目标一整套作业。,一、术语及其定义,如何做好MSA测量系统分析报告,第2页,2、Cage,任何用以取得测量结果装置，,尤其指基层使用量具，包含用来测量合格/不合格装置。,引自QS 9000参考手册,如何做好MSA测量系统分析报告,第3页,3、测量系统（Measurement System）,用以对被测特征赋值作业、方法、步骤、量具、设备、软件、人员集合。,为取得测量结果完整过程。,引自QS 9000参考手册,如何做好MSA测量系统分析报告,第4页,测量系统要素：,测量方法,测量环境,仪器设备,被测量对,象特征,测量人员,计量基准,测量系统,如何做好MSA测量系统分析报告,第5页测量系统组成：,传感器,：感受被测物理量/特征量改变（长度、温度、重量、磁场、均匀性、舒适度等）,转换器,：物理量/特征量转换/放大（磁-电、光-电、热-电等）,读 出,：模拟显示、数字显示、磁统计、观察记 录等（显示器、统计器、观察人员等）,阻尼器,：降低测量系统高频振荡，有利于测 量结果平稳输出（滤波、磨擦、阻 抗等）,校 准,：系统验收、周期校验/使用前校验、溯源,如何做好MSA测量系统分析报告,第6页,测量系统基本要求：,数据真实性,系统稳定性,结果准确性,如何做好MSA测量系统分析报告,第7页,数据真实性,真,值,测量误差,观,测,值,真,值,测量误差,观,测,值,观察值=真值,？如何做好MSA测量系统分析报告,第8页,系统稳定性,不一样时间、环境、人员、仪器设备对测量结果影响怎样？,系统是否处于统计控制状态？,如何做好MSA测量系统分析报告,第9页,测量结果准确性,反应被测实体/系统微小改变能力。,测量误差与被测量改变范围（总变差）相比，是否能够接收？,如何做好MSA测量系统分析报告,第10页,4、测量系统精度与误差类型,分辨力（Discrimination）,指示装置能够有效区分所指示紧密相邻量值能力定量表示。,ISO 10012/1:1992,如何做好MSA测量系统分析报告,第11页,分辨力要求：,1）最小测量单位/容差10%,（用于计量型合格判定）,2）最小测量单位/过程变差10%,（用于计量型过程控制）,影响分辨力原因：,1）传感器灵敏度,2）读出装置最小显示单位,如何做好MSA测量系统分析报告,第12页,如何做好MSA测量系统分析报告,第13页,如何做好MSA测量系统分析报告,第14页,准确度（Accuracy）：,表示测量结果（单值或平均值）与真值靠近程度。,数量上，准确度能够用相对误差数表示。,准确度=基准值,-,屡次测量平均值,如何做好MSA测量系统分析报告,第15页,精密度（Precision）：,在相同条件下进行重复测量或试验，其结果相互间一致程度。,表示测定结果中随机误差大小程度。,精密度惯用测量标准差来表示，标准差越大，精密度越低如何做好MSA测量系统分析报告,第16页,如何做好MSA测量系统分析报告,第17页,测量误差,：,测量误差,总变差,观,测,值,过,程,变,差,真,值,测量误差,如何做好MSA测量系统分析报告,第18页,测量误差可能造成：,不合格产品被接收,合格产品被拒收,难以识别过程中发生改变,控制图失真，不能提供正确信息,如何做好MSA测量系统分析报告,第19页,随机误差和系统误差：,随机误差,突然发生、不可预测、可通 过重复测量防止,可能源于：,环境原因波动,测量位置不一样,人员作业偶然性,仪器、设备重复特征,如何做好MSA测量系统分析报告,第20页,系统误差,不可能经过重复测量防止,可能源于：,不一样时间,不一样环境原因,不一样测量方法（程序）,人员素质差异,校准错误,仪器设备内在偏差,如何做好MSA测量系统分析报告,第21页,测量系统误差类型,如何做好MSA测量系统分析报告,第22页,（1）偏倚（Bias）：,测量值或预计量分布中心（平均值）与真值（基准值）之差。,偏倚属于系统性误差，直接影响测量系统准确度。,如何做好MSA测量系统分析报告,第23页,基准值,偏倚,观察平均值,偏 倚,如何做好MSA测量系统分析报告,第24页,（2）重复性（Repeatability）,相同测量人员、使用同一设备、在同一次校准期间、同一试验室、采取相同方法，在较短时间内，对同一另件同一特征测量结果，其相互靠近程度。,ISO 5725-1,如何做好MSA测量系统分析报告,第25页,重复性,同一测量人员,同一量具,同一另件,同一特征,如何做好MSA测量系统分析报告,第26页,（3）再现性（Reproducibility）,不一样测量人员、使用不一样设备、在不一样试验室、在不一样时间，采取相同方法对同一另件同一特征测量结果，其相互靠近程度。,ISO 5725-1,如何做好MSA测量系统分析报告,第27页,再现性,不一样测量人员,不一样/相同一量具,相同另件,同一特征,如何做好MSA测量系统分析报告,第28页,重复性与再现性,（Gage Repeatability&Reproducibility）对测量系统随机误差综合评定。,当前已成为测量系统分析主要指标。,如何做好MSA测量系统分析报告,第29页,（4）,稳定性,Stability,时间2,稳定性,时间1,测量系统在某连续时间内测量单一零件单一特征时，测量值总变差。,如何做好MSA测量系统分析报告,第30页,（5）线性 Linearity,量具在预期工作范围内，偏倚值差值。,（6）线性度%Linearity,在预期工作范围内线性误差改变率。,如何做好MSA测量系统分析报告,第31页,偏倚较小,基准值,偏倚较小,基准值,观察平均值,观察平均值,范围较低部分,范围较商部分,观察平均值,无偏倚,有偏倚,基准值,线 性,如何做好MSA测量系统分析报告,第32页,系统性误差：,偏倚、线性、稳定性,随机性误差：,重复性、再现性、GR&R,如何做好MSA测量系统分析报告,第33页,二、计量型测量系统误差预计：,如何做好MSA测量系统分析报告,第34页,1、,确定偏倚,Bias,选定基准值 x,0,重复测量并统计（x,1,、x,2,x,10,）,观察平均值,偏倚量,偏倚百分比：偏倚量/过程变差100%,如何做好MSA测量系统分析报告,第35页,产生偏倚原因：,校准环境不符合要求要求,不合理地延长了校准周期,测量人员变动、测量程序未形成文件,测量时间要求不严、条件变动,疏忽与失误,如何做好MSA测量系统分析报告,第36页,常见疏忽与失误：,测量前仪器/量具未校零,忽略了屡次测量取平均值要求,测量位置不正确,缺乏维护保养支持系统：,未识别不合要求测量/试验程序，对被失准量具测量产品未进行识别、隔离和重新评价。,如何做好MSA测量系统分析报告,第37页,偏倚可能起源于,测量人员,、,设备、程序及试验室环境等要素,变动。,注 意,如何做好MSA测量系统分析报告,第38页,2、GR&R研究方法,(1),小样法,Short Method,(2),大样法,Long Method,(3)图 法 Graphical Analysis,如何做好MSA测量系统分析报告,第39页,GR&R研究中主要原因,：,应依据测量系统不一样实际使用情况，确定GR&R研究对应测量条件。,如何做好MSA测量系统分析报告,第40页,GR&R研究准备,：,1.,确定（方法、人员、被测另件数、重复,测量次数）。,2.被测另件应为生产线上产品，变差范,围能代表允差范围，最好由不一样日期,产品中天天选一件，并给予编号标识。,3,.由日常从事该测量活动人员进行并事,先进行培训。,如何做好MSA测量系统分析报告,第41页,测量注意事项：,盲测随机抽取,估读最小刻度1/2,统计预防混同,如何做好MSA测量系统分析报告,第42页,（1）小样法实例,如何做好MSA测量系统分析报告,第43页,计算平均极差 =总极差/另件数,=1.4,量具综合误差（GRR）=（）,4.33=6.1,注：,4.33=5.15/,d,2,*d,2,*查表1,容差百分率（设容差为20）,%GR&R=GR&R/容差=6.1/20100=30.5%,R,R,如何做好MSA测量系统分析报告,第44页,（2）大样法实例,最少2名测量人员，最少10个另件，每人对每个另件最少重复测2遍。,如何做好MSA测量系统分析报告,第45页,步骤：,10个零件逐一编号,量具校准,人员A对零件进行测量（随机次序）统计员统计读数。,人员B、C对零件进行测量（随机次序）统计员统计读数。,上述循环重复3遍，测量次序打乱。,如何做好MSA测量系统分析报告,第46页,（a）确定重复性,Repeatability,选取样件（n）和评价人（r）,确定测量次数（m）,重复测量并统计（x,ijk,）i=1,r,j=1,n,k=1,m,如何做好MSA测量系统分析报告,第47页,重复性计算：,子组极差：,平均极差：,标 准 差：,e,=/d,2,*,d,2,*,查表1,重复性变差：5.15,e,（概率99%）,如何做好MSA测量系统分析报告,第48页,（b）确定再现性,Reproducibility,选取样件（n）和评价人（r）,确定测量次数（m）,重复测量并统计（x,ijk,）i=1,r,j=1,n,k=1,m,如何做好MSA测量系统分析报告,第49页,计算,：,i=1,r,再现性变差：,5.15,0,/d,2,*概率99%）,如何做好MSA测量系统分析报告,第50页,校正后再现性：,如何做好MSA测量系统分析报告,第51页,评价人标准差:,测量系统标准偏差：,m,=,e,2,+,0,2,(c)测量系统(重复性与再现性)变差：,G,R&R=5.15,m,(概率99%),如何做好MSA测量系统分析报告,第52页,判断测量系统可否接收量度：,容差百分率,过程变差百分率,%GR&R,如何做好MSA测量系统分析报告,第53页,容差百分率：,G,R&R/,容差,100%,计算公式,:5.15,100%,如何做好MSA测量系统分析报告,第54页,过程变差百分率：,GR&R/TV,100%,或,100%,其中：,t,：总过程标准偏差,TV：总过程变差,TV=5.15,t,在MINITAB统计工具软件处理结果中以（%SV）表示。,如何做好MSA测量系统分析报告,第55页,测量系统可接收条件：,容差百分率,10%,过程变差百分率,10%,如何做好MSA测量系统分析报告,第56页,拒绝条件：,容差百分率 30%,或:,过程变差百分率,30%,如何做好MSA测量系统分析报告,第57页,有条件接收：,10%30%,需考虑：被测特征主要程度 测量系统复杂程度,成本原因,如何做好MSA测量系统分析报告,第58页,两种方法比较,小样法：,简单、快捷、综合反应测量系统重复性与再现性（GR&R）误差,大样法,：,数据量大更具可信性、可区分 重复性与再现性误差（GR&R）比重，有利于寻找原因，制订改进办法。,如何做好MSA测量系统分析报告,第59页,经验分析：,当重复性误差比重较大时，可能表明：,测量设备需要保养,测量设备刚性不足,测量过程中零件定位方式有待改进,零件内变差影响过大,如何做好MSA测量系统分析报告,第60页,当再现性误差比重较大时，可能表明：,需对测量人员进行操作培训,应更明确要求校准测量方法和要求,如何做好MSA测量系统分析报告,第61页,(3),图 法:,均值/链图,(Average/Run Chart),极差图,(Range Chart),振荡图 (Whiskers Chart),均值-基准值图(Plot of Averages by Size),归一化单值图(Normalized Individuals Chart),如何做好MSA测量系统分析报告,第62页,3、确定线性 Linearity,其中：,y 测量系统偏倚量,x 测量范围内基准值变量,以后记,如何做好MSA测量系统分析报告,第63页,基准值,偏倚值（观察值-基准值）,线性度,（%linearity）,线性误差,（linearity）,平均偏倚值,如何做好MSA测量系统分析报告,第64页,选择基准零件 x,j,(j=1,2,n),评价人 r=1,确定测量次数（m）,重复测量并统计x,ij,i=1,2,m,j=1,2n,分析步骤：,如何做好MSA测量系统分析报告,第65页,一元线性回归,按照回归方程计算（见例题）,应用MINITAB统计工具软件：,主 模 块：,功效模块：,工具模块：,stat,Quality Tools,Cage linearity study,如何做好MSA测量系统分析报告,第66页,判定偏倚与基准值之间是否存在线性关系：,相关系数 r,2,(拟合优度）,当 r,2,=1，y与x完全线性相关,r=0，y与x线性无关,判断测量系统能否接收：,线性、线性度、平均偏倚值要求要求,如何做好MSA测量系统分析报告,第67页,线性误差较大原因：,量具未在全量程，尤其是大、小两端正确校准,最小或最大基准有误,量具磨损,量具本身设计不合理,如何做好MSA测量系统分析报告,第68页,4、确定稳定性 Stability,选择基准样本（基准件/中程数零件）,确定测量间隔/频率（天、周）,排除其它影响原因改变,重复测量、统计并作控制图(&R或&S),判定测量系统稳定状态(受控/失控),如何做好MSA测量系统分析报告,第69页,三、计数型测量系统分析,:,(1)小样法 Short Method,(2)大样法 Long Method,(3)重复性与再现性 GR&R,如何做好MSA测量系统分析报告,第70页,（1）小样法研究,确定基准零件（n=20）,确定评价人r,确定重复测量次数m=2,判定准则：,全部测量结果一致接收,不然 不接收,如何做好MSA测量系统分析报告,第71页,（2）大样法研究,量具特征曲线概念（GPC）,确定基准零件（n=8，逐步筛选）,确定测量次数 m=20,如何做好MSA测量系统分析报告,第72页,当,0.5 a,20,0.5 当 =0.5,如何做好MSA测量系统分析报告,第73页,描绘特征曲线GPC,正态概率纸,最正确拟合直线,如何做好MSA测量系统分析报告,第74页,计算偏倚,B=x,T,（P,a,=0.5处）,名义限值,计算重复性,其中：1.08 调整因子,如何做好MSA测量系统分析报告,第75页,显著性判定：,t,t,0,如何做好MSA测量系统分析报告,第76页,（3）计数型测量系统,R&R研究,设计试验：,30个零件事先经权威判断作出结论,选择3个检验员，每人对每个零件检验2次（次序打乱）并给出接收/据收判断结果,计算：,3人判断结果一致率（,R&R）,3人判断结果一致且正确率（总体有效性）,如何做好MSA测量系统分析报告,第77页,四、测量工具、量具和仪器选择,Measurement system performance,测量系统性能能否实现产品与过程 控制要求、相关标 准要求,Measurement tool maintenance,测量工具维护必要培训和技术 支持,如何做好MSA测量系统分析报告,第78页,Measurement discrimination,测量分辨率能否区分出合格/不合格,Measurement environment,测量环境高精度仪器应要求严格 使用环境,如何做好MSA测量系统分析报告,第79页,五、计量与校准,如何做好MSA测量系统分析报告,第80页,1、计量（,M,e,t,r,o,l,o,g,y）,是一门精密测量学科。,是检验质量和全方面质量管理关键内容之一。,计量管理是质量工程师工作基础。,如何做好MSA测量系统分析报告,第81页,2、标准溯源性(,T,r,a,c,e,a,b,i,l,i,t,y,t,o,S,t,a,n,d,a,r,d,s),经过连续比较链，使测量结果能够与相关计量标准通常是国际或国家计量标准相联络特征。,引自,ISO 10012,如何做好MSA测量系统分析报告,第82页,测量基准逐层校准,国家基准,地域基准,计量室基准,生产现场基准块,如何做好MSA测量系统分析报告,第83页,量值传递五个水平,可溯源到国,家标准基准,进行检验比较基准,现场校验使用标准块/器,用于测量量具/仪器,被测产品量值,标准所/试验室,企业计量室,车间检验员,与,操作人员,如何做好MSA测量系统分析报告,第84页,溯源误差分析：,试验室基准与国家标准间误差,试验室内校按时传递误差,对于工件或服务测量误差,如何做好MSA测量系统分析报告,第85页,3、校准 目,确保测量系统适合用于所要测量变差范围和质量规格,对在用测量设备定时复校以确保其精度,及时淘汰丧失精度/功效测量设备,如何做好MSA测量系统分析报告,第86页,何时需要校准？,投入使用之前首次使用、偶然使用,要求周期依据设备特征、使用 特点及频繁程度,如何做好MSA测量系统分析报告,第87页,怎样确定校准周期？,使用前一周进行校准,每七天一次校准（连续四面）,每个月一次校准（连续六个月）,每六个月一次校准（连续一年）,如何做好MSA测量系统分析报告,第88页,测量设备校准统计应包含：,设备及其单位分辨率,最近一次校准日期,使用方法/程序,校准间隔,校准结果,采取标准,校准人,如何做好MSA测量系统分析报告,第89页,校准前提：,确认校准依据标准，程序/方法，,可能是：,公开公布标准,设备制造商推荐程序/方法,用户自定程序/方法,如何做好MSA测量系统分析报告,第90页,质量工程师应经常关注：,测量器具,使用现场是否妥善保管,是否按要求周期校准,是否需要增加校准频率,现有校准程序是否需要修改,校准系统是否充分，测量设备是否可靠？,是否发觉失准，并及时停用,如何做好MSA测量系统分析报告,第91页,