1、10.07.2020,.,1,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis 2002.03 第三版, 10 2020 .,10.07.2020,.,2,質(zhì)量管理中,測(cè)量數(shù)據(jù)的使用極其頻繁和相當(dāng) 廣泛.在質(zhì)量管理中應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)的成敗與效 果在很大程度上取決于所使用數(shù)據(jù)的質(zhì)量.為 了 獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)就需要對(duì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的測(cè) 量系統(tǒng)有充分的了解和深入的分析.人們希望 所使用的數(shù)據(jù)能反映事物的實(shí)際情況,假如數(shù) 據(jù)失真或誤差很大,都會(huì)引起分析失效和最終 導(dǎo)致決策失敗.,序 言,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,10.07.20

2、20,.,3,由于各單位的規(guī)模大小和組織結(jié)構(gòu)的不同,產(chǎn) 品的復(fù)雜程度和人員的技能不同,以及生產(chǎn)方 式和工藝水平的不同,所以對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的要求 也不盡相同. 這是一門指南性的課程,所以只對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的 特點(diǎn)和要求做一些介紹.并對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)價(jià) 給出一些實(shí)用的方法,序 言,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,10.07.2020,.,4,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,第一章 通用測(cè)量系統(tǒng)指南,10.07.2020,.,5,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,第一章

3、第一節(jié) 引言 目的 術(shù)語(yǔ),10.07.2020,.,6,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,引言 通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,即可了解過(guò)程 的現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)其偏差,以決定是否需要調(diào)整 在多個(gè)變量共同作用的情況下,通過(guò)測(cè)量 數(shù)據(jù)的分析,找出相互最關(guān)聯(lián)的量,加以監(jiān) 視,以達(dá)到最佳的控制效果,10.07.2020,.,7,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,引言 計(jì)算機(jī)的普及使用,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展 使數(shù)據(jù)的采集和輸送更為準(zhǔn)確和快捷 測(cè)量數(shù)據(jù)的分析和使用更頻繁,更廣泛 把測(cè)量數(shù)據(jù)演變?yōu)榻y(tǒng)計(jì)量更為方便,10.07.2020

4、,.,8,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,目的 本手冊(cè)的目的是為評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量 提供指南. 盡管這指南可用于任何測(cè)量系統(tǒng),但本手 冊(cè)只介紹在汽車行業(yè)使用 本手冊(cè)不排除其他創(chuàng)新的測(cè)量系統(tǒng),10.07.2020,.,9,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量 表征數(shù)據(jù)的質(zhì)量最通用的統(tǒng)計(jì)特性是測(cè) 量系統(tǒng)的 偏倚 和 方差 偏倚 -指數(shù)據(jù)相對(duì)基準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn))值的位置 方差 -指數(shù)據(jù)的分布,10.07.2020,.,10,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,

5、基本術(shù)語(yǔ) 測(cè)量 -賦值(或數(shù))給具體的事物,以表示 它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系. 量具 -任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置,包 括止通規(guī),10.07.2020,.,11,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,基本術(shù)語(yǔ) 測(cè)量系統(tǒng) -用來(lái)獲得和評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的 整個(gè)過(guò)程(可視為制造過(guò)程) 標(biāo)準(zhǔn) -用于比較的可接受的基準(zhǔn)或準(zhǔn)則,10.07.2020,.,12,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (基本設(shè)備) 分辨力,分辨率,可讀性 -最小讀數(shù)單位 有效分辨率 -測(cè)量系統(tǒng)對(duì)過(guò)程變差的靈 敏性,10.07.2020,

6、.,13,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (基本設(shè)備) 基準(zhǔn)值-人為規(guī)定的可接受值 真值-測(cè)量物品的實(shí)際值,10.07.2020,.,14,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (位置變差) 準(zhǔn)確度 -“接近”真值或可接受的基準(zhǔn)值,測(cè)量系統(tǒng)的平均值,基準(zhǔn)值,偏倚,10.07.2020,.,15,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (位置變差) 偏倚-測(cè)量的觀測(cè)平均值和基準(zhǔn)值的差異,測(cè)量系統(tǒng)的平均值,基準(zhǔn)值,偏倚,10.07.2020

7、,.,16,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (位置變差) 穩(wěn)定性 -偏倚隨時(shí)間的變化(漂移),基準(zhǔn)值,偏倚,偏倚,時(shí)間,10.07.2020,.,17,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (位置變差) 線性 -整個(gè)正常操作范圍的偏倚改變 測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量,基準(zhǔn)值,偏倚,基準(zhǔn)值,偏倚,1,2,10.07.2020,.,18,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (寬度變差) 精密度 -重復(fù)讀數(shù)彼此之間的“接近度” 測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)

8、誤差分量,10.07.2020,.,19,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (寬度變差) 重復(fù)性 -由一位評(píng)價(jià)人多次使用一種測(cè) 量?jī)x器,測(cè)量同一零件的同一特 性時(shí)獲得的測(cè)量變差,10.07.2020,.,20,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,分類術(shù)語(yǔ) (寬度變差) 再現(xiàn)性-由不同的評(píng)價(jià)人使用同一種測(cè) 量?jī)x器,測(cè)量同一零件的同一特 性時(shí)產(chǎn)生的測(cè)量平均值的變差,評(píng)價(jià)人,A,B,C,再現(xiàn)性,10.07.2020,.,21,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysi

9、s,分類術(shù)語(yǔ) (寬度變差) GRR-測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性合成評(píng)估 (量具RAPQP過(guò)程的輸出,10.07.2020,.,53,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,量具來(lái)源的選擇過(guò)程 盡詳細(xì)的工程概念 預(yù)防性維護(hù)的考慮 標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的要求 柔性使用的可能性 夾具的通用互換性,10.07.2020,.,54,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量設(shè)備的交付文件 設(shè)備技術(shù)圖紙 齊全維修配件 易損零件清單 現(xiàn)場(chǎng)操作手冊(cè) 故障診斷手冊(cè) 修正校驗(yàn)手冊(cè) 保養(yǎng)維修手冊(cè),10.07.2020,.,55,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA

10、 Measurement Systems Analysis,在供應(yīng)商處的接受驗(yàn)證 量具重復(fù)性(GR) 重復(fù)性再現(xiàn)性(GRR) 偏倚/線性的評(píng)估 測(cè)量使用的評(píng)估 測(cè)量過(guò)程的認(rèn)可 測(cè)量人員的培訓(xùn) 軟件的使用說(shuō)明,10.07.2020,.,56,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,裝運(yùn) 確定如何裝運(yùn) 對(duì)保險(xiǎn)的選擇 文件是否同時(shí)裝運(yùn) 客戶有卸下的能力嗎? 評(píng)估途中安全 正確安裝調(diào)試,10.07.2020,.,57,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,在使用處的接受驗(yàn)證 重復(fù)在供應(yīng)商處驗(yàn)收的全過(guò)程 仔細(xì)對(duì)比二組數(shù)據(jù)的

11、差異 消除運(yùn)輸引起的平衡誤差 作所有產(chǎn)品的實(shí)際測(cè)量 分析測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量細(xì)節(jié) 人員的培訓(xùn) 軟件的使用評(píng)價(jià),10.07.2020,.,58,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)問(wèn)題 測(cè)量什么類型 機(jī)械性能,電性能,其他類型 動(dòng)態(tài)的還是靜態(tài)的 測(cè)量輸出的目的 監(jiān)控,改進(jìn),實(shí)驗(yàn),審核,反饋,證實(shí) 測(cè)量過(guò)程實(shí)施者 操作者,檢查者,審核員,10.07.2020,.,59,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)問(wèn)題 培訓(xùn)要求 人員范

12、圍 內(nèi)容深淺層次 確定變差的來(lái)源 APQP活動(dòng)輸出,歷史經(jīng)驗(yàn) 失效分析 FMEA活動(dòng)的輸出,10.07.2020,.,60,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)問(wèn)題 系統(tǒng)的柔性 通用性與專用性 互用的柔性 確定變差的來(lái)源 APQP活動(dòng)輸出,歷史經(jīng)驗(yàn) 接觸與不接觸 直接接觸,傳感器接觸,10.07.2020,.,61,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)問(wèn)題 環(huán)境 特殊的環(huán)境要求 普通的環(huán)境要求 測(cè)量的定位點(diǎn) 自由狀態(tài)

13、,固定或夾緊 傳感器位置 方向,角度,距離,10.07.2020,.,62,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)問(wèn)題 相互關(guān)系 同一的測(cè)量系統(tǒng) 不同的測(cè)量系統(tǒng) 破壞與非破壞性測(cè)量 壽命,環(huán)境,拉伸,尺寸,硬度,圖象 潛在的測(cè)量范圍 可能存在或期望存在,10.07.2020,.,63,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)問(wèn)題 有效分辨率 敏感度 特殊測(cè)量 靈敏度 最小輸入信號(hào)的分辨 自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量 差異估計(jì),10.

14、07.2020,.,64,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)制造問(wèn)題 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提到的變差源識(shí)別 設(shè)計(jì)評(píng)審 設(shè)計(jì)驗(yàn)證與確認(rèn) 校準(zhǔn)和控制系統(tǒng) 基準(zhǔn)參數(shù),校準(zhǔn)頻率,校準(zhǔn)計(jì)劃 輸入,輸出的形式與要求 輸入數(shù)據(jù),形態(tài),輸出模擬,數(shù)據(jù),10.07.2020,.,65,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)制造問(wèn)題 成本,預(yù)防性維護(hù),服務(wù) 預(yù)測(cè)維護(hù)的可能性 備件的可供應(yīng)性 人機(jī)工程學(xué),安全考慮 防止顯性和隱性的傷害 存儲(chǔ)和定位 環(huán)境要求與設(shè)備安全,

15、10.07.2020,.,66,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的檢查要素 有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)施問(wèn)題 支持與培訓(xùn) 自我服務(wù)或外包提供服務(wù) 各層次的培訓(xùn) 數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,可靠性,安全性 特殊考慮 操作者的特殊要求(如色盲,視力),10.07.2020,.,67,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題,10.07.2020,.,68,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,引言 評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)基本問(wèn)題: 1.測(cè)量系統(tǒng)必須顯示足

16、夠的靈敏度 量具的分辨率,系統(tǒng)的分辨率 2.測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性 系統(tǒng)只存在普通變差無(wú)特殊變差 3.統(tǒng)計(jì)特性誤差在預(yù)期的范圍內(nèi) 能滿足測(cè)量的目的,10.07.2020,.,69,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,測(cè)量變差的類型 測(cè)量變差的五種類型: 1.偏倚 2.穩(wěn)定性 3.重復(fù)性 4.再現(xiàn)性 5.線性,.,70,在菜市場(chǎng)買瓜稱瓜的過(guò)程,沒(méi)有兩個(gè)瓜的重量是一樣的,日復(fù)一日同一個(gè)瓜也在發(fā)生著變異,一根藤上的瓜各自重量也不一樣的,同一個(gè)人用同一個(gè)秤對(duì)同一個(gè)瓜稱重存在差異,秤的精度能長(zhǎng)時(shí)間保持不變,不同稱量單位都能保持準(zhǔn)確,長(zhǎng)期不作調(diào)整或作過(guò)度調(diào)整,不同的人

17、用同一個(gè)秤對(duì)同一個(gè)瓜稱重存在差異,賣家和買家對(duì)同一瓜稱的結(jié)果也不同？,稱瓜過(guò)程,過(guò)程短期 的變差,測(cè)量的 變差,重復(fù)性,穩(wěn)定性,線性,校正,過(guò)程的 變差,樣本之間 的變差,過(guò)程長(zhǎng)期 的變差,量具的 變差,測(cè)量人之 間的變差,交互作用 的變差,測(cè)量人自 身的變差,測(cè)量到的過(guò)程變差,同一把秤也無(wú)法保證稱重的結(jié)果一樣,兩次稱重的結(jié)果會(huì)完全一樣,SPC,MSA,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,10.07.2020,.,71,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,定義及潛在的變差源 定義 標(biāo)準(zhǔn): 根據(jù)普遍認(rèn)同的意見(jiàn)

18、使之作為比 較的基礎(chǔ),是一個(gè)可以接受的模型 參考標(biāo)準(zhǔn): 一般在給定位置可得到的最 高計(jì)量質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),在這個(gè)位置進(jìn)行 的測(cè)量,都是以此標(biāo)準(zhǔn)為最終參照 測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備(M 各測(cè)量10(n)個(gè)零件 X 1-10,Xmax,=,X,=,Xi,n,R,=,Xmin,R,=,Ri,n,N,R,=,=,Ri,i,i,= 1-n,= 1-N,DIFF,=,Xmax,Xmin,UCLR,R,=,*,D4,D4,= 2.58,UCLR 是R的界限,超出界限的值,需重測(cè),10.07.2020,.,152,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,假設(shè): 3(N)個(gè)測(cè)量員a,b,c

19、 ;各測(cè)量10(n)個(gè)零件 X 1-10,Rab,Rac,Rbc,Xab,Xbc,Xac,R= RJ / N J=1-3,XDIFF=X(ab,bc,ac)max - X(ab,bc,ac)min,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性-均值極差法,10.07.2020,.,153,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性-均值極差法,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,重復(fù)性 或 設(shè)備變差 EV或E,再現(xiàn)性或評(píng)價(jià)人變差 AV或A,EV= R*K1,=,AV= (XDIFF*K2),2,(EV),2,n r,n-零件數(shù) r-試驗(yàn)次數(shù),由重復(fù)性和再現(xiàn)性得到的測(cè)量系統(tǒng)變差GRR或M

20、,GRR= (EV)+(AV),2,2,10.07.2020,.,154,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性-均值極差法,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,零件和零件之間變差 PV或P,總變差 TV或T,TV = (GRR),2,(PV),2,測(cè)量系統(tǒng)可靠地辨別的分級(jí)數(shù) ndc,ndc = 1.41 ( ),PV=RP * K3 RP-零件均值的極差,+,PV,GRR,ndc 取大于5的整數(shù),10.07.2020,.,155,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,MSA的通用格式,10.07.2020,.,156,測(cè)量系統(tǒng)分析 MSA Measurement Systems Analysis,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性-方差分析法,ANOVA法,方差分析(ANOVA)是一種標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)技術(shù) 可用于分析測(cè)量誤差或其他測(cè)量系統(tǒng) 研究中數(shù)據(jù)變異的來(lái)源.在方差分析中 方差可以被分解成四部分: 零件 評(píng)價(jià)人 零件與評(píng)價(jià)人之間的交互作用 由于量具造成的重復(fù)誤差.,10.07.2020,.,157,測(cè)量系統(tǒng)分析 M