1、測(cè)量系統(tǒng)分析MSA1工程師能力提升課程大綱綱一、測(cè)量量系統(tǒng)分分析的基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)二、計(jì)量量型測(cè)量量系統(tǒng)的的分析方方法及Minitab演示三、計(jì)數(shù)數(shù)型測(cè)量量系統(tǒng)的的分析方方法及Minitab演示課程目的的知識(shí)：了了解測(cè)量量系統(tǒng)分分析的基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)，包括括誤差的的來(lái)源和和構(gòu)成、測(cè)量系系統(tǒng)分析析的意義義等。技能：學(xué)學(xué)會(huì)實(shí)際際應(yīng)用Minitab軟件進(jìn)行行測(cè)量系系統(tǒng)分析析，并做做出判斷斷。QS9000五大手冊(cè)冊(cè)APQP第二版PPAP第四版MSA第四版SPC第二版FMEA第四版AIAG&ASQ&各汽車公公司測(cè)量的重要性性如果測(cè)量量出現(xiàn)問(wèn)問(wèn)題，那那么合格格的產(chǎn)品品可能被被判為不不合格，不合格格的產(chǎn)品品可能被被

2、判為合合格，此此時(shí)便不不能得到到真正的的產(chǎn)品或或過(guò)程特特性。因此，要要保證測(cè)測(cè)量結(jié)果果的準(zhǔn)確確性和可可信度。過(guò)程原料人機(jī)法環(huán)測(cè)量結(jié)果合格不合格測(cè)量測(cè)量測(cè)量誤差差Y =x+測(cè)量值=真值(True Value)+測(cè)量誤差差戴明說(shuō)沒(méi)有真值的存在一致性案例：如何測(cè)量一個(gè)花盆的直徑?直徑？小組 結(jié)果 均值 極差為什么有差異?難道我們測(cè)量的不是同樣的物體嗎？測(cè)量誤差差的來(lái)源源Discrimination分辨能力力Precision精密度(Repeatability重復(fù)性)Accuracy準(zhǔn)確度(Bias偏差)Damage損壞Differencesamonginstrumentsandfixtures不同儀

3、器器和夾具具間的差差異Difference in usebyinspector不同使用用人員的的差異(Reproducibility再現(xiàn)性)Differencesamongmethods of use使用不同同的方法法所造成成差異Differencesduetoenvironment不同環(huán)境境所造成成的差異異測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的目的運(yùn)用統(tǒng)計(jì)計(jì)分析方方法，確確定測(cè)量量系統(tǒng)測(cè)測(cè)量結(jié)果果的變差差（測(cè)量量誤差），了解解變差的的來(lái)源。確定一個(gè)個(gè)測(cè)量系系統(tǒng)的質(zhì)質(zhì)量，并并且為測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)提供信信息。保證所用用統(tǒng)計(jì)分分析方法法及判定定準(zhǔn)則的的一致性性。在實(shí)際工工作生產(chǎn)產(chǎn)中，測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的主要目目的

4、就是是確定項(xiàng)目目中所使用用的數(shù)據(jù)據(jù)是否可可靠，為為我們的的正確決決策提供供依據(jù)。比如：產(chǎn)產(chǎn)品是否否合格，我接受受這件產(chǎn)產(chǎn)品嗎？過(guò)程好好不好，是否需要調(diào)調(diào)整？測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的基本本知識(shí)和和概念術(shù)語(yǔ)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)及其統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性性分辨力、穩(wěn)定性性、偏倚倚 、重重復(fù)性、再現(xiàn)性性、線性性理想的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的共同同特性測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的評(píng)定定步驟和和準(zhǔn)備術(shù)語(yǔ)測(cè)量：將將一個(gè)未未知量與與一個(gè)已已知的或或已經(jīng)接接受的參參照值進(jìn)進(jìn)行的比比較。賦賦予的值值定義為為測(cè)量值值。量具：任任何用來(lái)來(lái)獲得測(cè)測(cè)量結(jié)果果的裝置置，經(jīng)常常用來(lái)特特指用在在車間的的裝置，包括用用來(lái)測(cè)量量合格不合格格的裝置置。測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)：用來(lái)來(lái)對(duì)被測(cè)測(cè)量特

5、性性賦值的的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以以及操作作人員的的集合。測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的組成成測(cè)量系統(tǒng)人機(jī)料法環(huán)操作人員量具/測(cè)量設(shè)備/工裝被測(cè)的材料/樣品/特性操作方法、操作程序工作的環(huán)境以及上述因子之間可能存在的交互作用切記：測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)，不僅僅僅指量量具。收集數(shù)據(jù)據(jù)的能力力測(cè)量總偏偏差2=2+2總的觀察察偏差過(guò)過(guò)程偏偏差測(cè)測(cè)量量系統(tǒng)偏偏差測(cè)量是一一個(gè)能影影響所觀觀察值的的中心值值和偏差差的過(guò)程程測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)計(jì)特性通常使用用測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性性來(lái)衡量量測(cè)量系系統(tǒng)的質(zhì)質(zhì)量：Discrimination分辨力(abilitytotell thingsapart)Bias偏倚(Accuracy準(zhǔn)確

6、性)Repeatability重復(fù)性Reproducibility再現(xiàn)性Linearity線性Stability穩(wěn)定性評(píng)估測(cè)量量過(guò)程分辨力？“精確性” (R&R)校準(zhǔn)？穩(wěn)定性？線性？偏 倚？OKOKOKOKOK測(cè)量?jī)x器器分辨率率測(cè)量?jī)x器器分辨力力：可定義為為測(cè)量?jī)x儀器能夠夠讀取的的最小測(cè)測(cè)量單位位?？纯聪旅婷娴牟考嗀和部件B，它們的的長(zhǎng)度非非常相似似。測(cè)量量分辨率率描述了測(cè)測(cè)量?jī)x器器分辨兩兩個(gè)部件件的測(cè)量量值之間間的差異異的能力力。部件A部件B部件A部件BA=1.0B=1.0A=1.25B=1.00因?yàn)樯厦婵潭鹊姆直媪Ρ葍蓚€(gè)部件之間的差異要大，兩個(gè)部件將出現(xiàn)相同的測(cè)量結(jié)果。第二個(gè)刻度的分辨力

7、比兩個(gè)部件之間的差異要小，部件將產(chǎn)生不同的測(cè)量結(jié)果。1 2 31 2 3測(cè)量?jī)x器器的分辨辨力必須須小于或或等于規(guī)規(guī)范或過(guò)過(guò)程誤差差的10%!分析天平平.01g臺(tái)秤1Kg卡車過(guò)磅磅秤100Kg案例:電動(dòng)工具具出貨，請(qǐng)運(yùn)輸輸公司托托運(yùn)，假假設(shè)50Kg以內(nèi)30元，每增加10Kg加收費(fèi)，你會(huì)采采用哪種種測(cè)量?jī)x儀器？測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的有效效分辨率率（discrimination）要求不低低于過(guò)程程變差6或允許偏偏差(tolerance)的十分之之一零件之間間的差異異必須大大于最小小測(cè)量刻刻度極差控制制圖可顯顯示分辨辨率是否否足夠-看控制限限內(nèi)有多多少個(gè)數(shù)據(jù)分分級(jí)不同數(shù)據(jù)據(jù)分級(jí)(ndc)的計(jì)算為為：零件的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

8、偏差差/總的量具具偏差*1.41一般要求求它大于于5才可接受受現(xiàn)在我們們的量具具有足夠夠的分辨辨力,下一步要要考慮什什么?分辨力？“精確性” (R&R)校準(zhǔn)？穩(wěn)定性？線性？偏 倚？OKOKOKOKOK偏 倚(Bias)偏倚(Bias)通常被稱稱為“準(zhǔn)準(zhǔn)確度”。由于于“準(zhǔn)確確度”有有多種意意思，建建議不要要用準(zhǔn)確確度來(lái)代代替偏倚倚。偏倚是指指對(duì)相同同零件上上同一特特性的觀觀測(cè)平均均值與真真值(參考值)的差異，是測(cè)量量系統(tǒng)的的系統(tǒng)誤誤差的測(cè)測(cè)量。真實(shí)值偏 倚觀察的平均值真實(shí)值參考標(biāo)準(zhǔn)平均值真值的取取得可以以通過(guò)采采用更高高一級(jí)的的測(cè)量設(shè)設(shè)備進(jìn)行行多次測(cè)測(cè)量，取取其平均均值來(lái)確確定。X1=0.75m

9、mX6=0.8mmX2=0.75mmX7=0.75mmX3=0.8mmX8=0.75mmX4=0.8mmX9=0.75mmX5=0.65mmX10=0.7mm同一操作作者對(duì)同同一工件件測(cè)量10次如果參考考標(biāo)準(zhǔn)是是0.80mm.過(guò)程變差差為0.70mmBias =0.75-0.8= -0.05% Bias=100 %0.05/0.70=7.1%表明7.1%的過(guò)程變變差是偏偏倚BIAS導(dǎo)致的!= 0.75偏倚BIAS實(shí)例:偏倚也可可以與過(guò)過(guò)程的容容差相比比較。判斷準(zhǔn)確確度的簡(jiǎn)簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為。小于過(guò)程程變差或或容差的的1%,可認(rèn)為是是精確的的。大于過(guò)程程變差或或容差的的1%則需要研研究和調(diào)調(diào)整測(cè)量量系

10、統(tǒng),或者臨時(shí)時(shí)用補(bǔ)償償值來(lái)修修正以后后的測(cè)量量值。偏倚的研研究還可可以通過(guò)過(guò)作圖的的方式來(lái)來(lái)進(jìn)行,即作出直直方圖,然后根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)判判斷是否否可以接接受。偏倚的研研究還可可以通過(guò)過(guò)計(jì)算置置信區(qū)間間來(lái)判斷斷是否可可以接受受。測(cè)量平均均值參考值x 100%容差寬度度偏倚研究究的分析析造成過(guò)大大的偏倚倚的可能能原因有有：儀器需要要校準(zhǔn)儀器、設(shè)設(shè)備或夾夾具磨損損基準(zhǔn)的磨磨損或損損壞，基基準(zhǔn)偏差差不適當(dāng)?shù)牡男?zhǔn)或或使用基基準(zhǔn)設(shè)定定儀器質(zhì)量量不良設(shè)計(jì)或符符合性線性誤差差使用了錯(cuò)錯(cuò)誤的量量具不同的測(cè)測(cè)量方法法作業(yè)準(zhǔn)備備、載入入、夾緊緊、技技巧測(cè)量的特特性不對(duì)對(duì)變形(量具或零零件)環(huán)境溫度、溫溫度、振振動(dòng)、清清

11、潔線性性在量具正正常工作作量程內(nèi)內(nèi)的偏倚倚變化量量多個(gè)獨(dú)立立的偏倚倚誤差在在量具工工作量程程內(nèi)的關(guān)關(guān)系是測(cè)量系系統(tǒng)的系系統(tǒng)誤差差構(gòu)成測(cè)量結(jié)果果平均值值真值偏倚小測(cè)量結(jié)果果平均值值真值偏倚大測(cè)量工具具工作范范圍低量程高量程基準(zhǔn)值測(cè)量值無(wú)偏倚有偏倚線性(變化的線線性偏倚)非線性非線性線性誤差差的原因因造成線性性誤差的的可能原原因如下下：儀器需要要校準(zhǔn)，縮短校校準(zhǔn)周期期儀器、設(shè)設(shè)備或夾夾具的磨磨損維護(hù)保養(yǎng)養(yǎng)不好空氣、動(dòng)動(dòng)力、液液體、過(guò)過(guò)濾器、腐蝕、塵土、清潔基準(zhǔn)的磨磨損或損損壞，基基準(zhǔn)的誤誤差最小/最大穩(wěn)定性(Stability):是測(cè)量系系統(tǒng)在某某持續(xù)時(shí)間間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)準(zhǔn)或零件的的單一特特性時(shí)獲

12、獲得的測(cè)測(cè)量值總總變差。分辨力？“精確性” (R&R)校準(zhǔn)？穩(wěn)定性？線性？偏 倚？OKOKOKOKOK時(shí)間-1時(shí)間-2時(shí)間穩(wěn)定性穩(wěn)定定性性對(duì)比一個(gè)個(gè)已知的的真實(shí)值值檢查測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)或相對(duì)對(duì)于一個(gè)個(gè)已知的的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)調(diào)整量具具以至讀讀數(shù)正確確。分辨力？“精確性” (R&R)校準(zhǔn)？穩(wěn)定性？線性？偏 倚？OKOKOKOKOK校 準(zhǔn)所有的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)需要校校準(zhǔn)：校準(zhǔn)時(shí)可可參考量量具制造造者的建建議；定期對(duì)操操作員培培訓(xùn)考核核；相關(guān)軟件件。分辨力？“精確性” (R&R)校準(zhǔn)？穩(wěn)定性？線性？偏 倚？OKOKOKOKOK重復(fù)性和和再現(xiàn)性性精確性描描述了測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的偏差差重復(fù)性-偏差由量量具本身身造成再現(xiàn)性-偏

13、差由測(cè)測(cè)量者的的技巧造造成兩 個(gè)組組成部分分測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)重復(fù)性再現(xiàn)性精確確性性重復(fù)性(Repeatability)在相同條條件下，重復(fù)檢檢查同一一物體，產(chǎn)生相相同結(jié)果果的量具具的能力力?；蛘?在相同條條件下，對(duì)同一一物體進(jìn)進(jìn)行重復(fù)復(fù)測(cè)量所所得的偏偏差。同一測(cè)量量者；同樣的測(cè)測(cè)量設(shè)備備；同樣的工工件；同樣的環(huán)環(huán)境的條條件。再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A在不同的的條件下下測(cè)量同同一物體體得到相相同結(jié)果果的能力力。不同條件件下測(cè)量量結(jié)果的的偏差。不同的測(cè)測(cè)量者或或者不同同的測(cè)量量設(shè)備(兩者只能能有一樣樣不同)；同樣的工工件；同樣的環(huán)環(huán)境的條條件。再現(xiàn)性也也有兩個(gè)

14、個(gè)組成部部分理想的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)理想的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)在每次使使用時(shí)：應(yīng)只產(chǎn)生生“正確確”的測(cè)測(cè)量結(jié)果果。每次次測(cè)量結(jié)結(jié)果總應(yīng)應(yīng)該與一個(gè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值相相符。一一個(gè)能產(chǎn)產(chǎn)生理想想測(cè)量結(jié)結(jié)果的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)，應(yīng)具有零方差、零偏倚倚和所測(cè)測(cè)的任何何產(chǎn)品錯(cuò)錯(cuò)誤分類類為零概概率的統(tǒng)計(jì)特性性。測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)所應(yīng)具具有的特特性：測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)必須處處于統(tǒng)計(jì)計(jì)控制中中，這意意味著測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)中的變差只能能是由于于普通原原因而不不是由于于特殊原原因造成成的。這可可稱為統(tǒng)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定定性；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的變差差必須比制造過(guò)程程的變異異小；變差應(yīng)小小于公差差帶；測(cè)量精度度應(yīng)高于過(guò)過(guò)程變差差和公差差帶兩者者中精度度較高者者，一般來(lái)來(lái)說(shuō)，測(cè)測(cè)量精

15、度度是過(guò)程程變差和和公差帶帶兩者中中精度較較高者的的十分之一一；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特特性可能能隨著被被測(cè)項(xiàng)目目的改變變而變化化。若真真的如此此，則測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的最大大的變差差應(yīng)小于于過(guò)程變變差和公公差帶兩兩者中的的較小者者。測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)策劃測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析計(jì)計(jì)劃1、確定數(shù)數(shù)據(jù)的類類型2、確定誤誤差的來(lái)來(lái)源3、樣本選選擇4、數(shù)據(jù)收收集5、數(shù)據(jù)分分析練習(xí)30分鐘用游標(biāo)卡卡尺測(cè)量量回形針針的長(zhǎng)度度，看看看能否通通過(guò)MSA：2人測(cè)量，10根回形針針，測(cè)2次(不建議采采用連續(xù)續(xù)測(cè)兩次次的方法法)。離散數(shù)據(jù)據(jù)測(cè)量系系統(tǒng)分析析重復(fù)性偏偏差(評(píng)估檢驗(yàn)驗(yàn)者自身身的誤差差）-一致性在95%置信度下下的置信信區(qū)間每個(gè)檢驗(yàn)驗(yàn)員的檢檢驗(yàn)結(jié)果果與真值值的比較較-準(zhǔn)確率在95%置信度下下的置信信區(qū)間小結(jié)1、測(cè)量系系統(tǒng)分析析是測(cè)量量階段中中最關(guān)鍵鍵的內(nèi)容容之一，必不可少少。測(cè)量系系統(tǒng)分析析的主要要目的是是確定項(xiàng)項(xiàng)目中所所使用的的數(shù)據(jù)是是否可靠靠。2、但需要要說(shuō)明的的是，某某些情況況下用上上述方法法對(duì)測(cè)量量系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行分析析不一定定合適，可以說(shuō)說(shuō)明一下下，只要要能夠保保證測(cè)量量數(shù)據(jù)可可靠即可可，而不不要求一一定符合合接受標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。