【正文】 1 MSA—測量系統(tǒng)分析 2 課程介紹 ? 第一章 :測量系統(tǒng)分析指南 ? 第二章 :基礎(chǔ)術(shù)語一 ? 第三章：測量系統(tǒng)所具有基本六特性 ? 第四章：計量型測量系統(tǒng)分析研究 ? 第五章：計數(shù)型測量系統(tǒng)分析研究 3 第一章測量系統(tǒng)分析指南 4 測量數(shù)據(jù)的重要用處 ? 決定過程是否需要調(diào)整 ? 確定兩個或多個數(shù)據(jù)之間是否存在某種重大的關(guān)系 進(jìn)行這種相互關(guān)系的研究 , 戴明將它稱為分析研究法 很大程度在測量數(shù)據(jù)質(zhì)量將直接決定統(tǒng)計研究的好與壞 !何為高質(zhì)量數(shù)據(jù)何為低質(zhì)量數(shù)據(jù) ?各自有什么影響 ? 5 偏倚小 ,波動小 偏倚大 ,波動小 偏倚小 ,波動大 偏倚大 ,波動大 6 MSA之目的 ! ? 測量系統(tǒng)分析是用統(tǒng)計學(xué)的方法來了解測量系統(tǒng)中的各個波動源 ,以及他們對測量結(jié)果的影響 ,最后給出本測量系統(tǒng)是否合適使用的明確判斷 ! ? 本手冊目的就是為了評估測量系統(tǒng)的質(zhì)量提供指南 7 測量的重要性 PROCESS 原料 人 機(jī) 法 環(huán) 測量 測量 結(jié)果 好 不好 如果測量的方式不對，那么好的結(jié)果可能被測為壞的結(jié) 果，壞的結(jié)果也可能被測為好的結(jié)果，此時便不能得到 真正的產(chǎn)品或過程特性。 8 第二章 :基礎(chǔ)術(shù)語一 測量 :賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。 量具 :任何用來獲得測量結(jié)果的裝置 測量系統(tǒng) :是用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。 9 測量系統(tǒng)的組成 ? 將被測試的材料 ? 將被測量的特性 ? 收集和準(zhǔn)備樣品 ? 測量的種類和尺度 ? 儀器或測試設(shè)備 ? 檢驗(yàn)者或技術(shù)員 ? 使用的狀況 ?間斷 ?連續(xù) 10 決定哪些是要測量 ? 顧客的聲音 ? 你必須轉(zhuǎn)換成技術(shù)特征或規(guī)格。 ? 技術(shù)特征 ? 失效模式分析 ? 控制計劃 ? 因?yàn)樵跅l文要求中，只要是列在控制計劃中的就必須進(jìn)行測量 11 測量誤差 y=x+ε 測量值 =真值 (True Value)+ 測量誤差 戴明說沒有 真值的存在 測量誤差 12 測量誤差的來源 ? Sensitivity 靈敏度 最小的輸入產(chǎn)生可探測出的輸出信號 ? Precision 精密度 (重復(fù)讀數(shù)彼此之間的“ 接近度 ” ) ? Damage損壞 ? Differences among instruments and fixtures(不同儀器和夾具間的差異 ) 13 測量誤差的來源 ? Difference in use by inspector不同檢驗(yàn)者的差異 (Reproducibility再現(xiàn)性 ) ? Differences among methods of use(使用不同的方法所造成差異 ) ? Differences due to environment(不同環(huán)境所造成的差異 ) 14 測量的變異說明 15 環(huán)境因素 ? 溫度 ? 濕度 ? 振動 ? 照明 ? 腐蝕 ? 磨耗 ? 污染 (油脂 ) 16 人性因素 ? 訓(xùn)練 ? 技能 ? 疲勞 ? 無聊 ? 眼力 ? 舒適 ? 零件的復(fù)雜性 ? 檢驗(yàn)的速度 ? 指導(dǎo)書的誤解 17 基礎(chǔ)術(shù)語一 分辯率：是指測量系統(tǒng)識別并并反映最微小的變化能力（測量結(jié)果的最小間距也稱為分辯率） ；如某一被測產(chǎn)品特性值為 ，用千分尺測量為 ，用百分表測量為 ，故千分尺的分辯率為 ，百分表的分辯率為 ； 如果測量系統(tǒng)的分辯率不足，則測量數(shù)據(jù)在用于過程分析或控制時可能會導(dǎo)至不正確的結(jié)果。因此測量系統(tǒng)首先要用足夠的分辯率。一般來說， 測量系統(tǒng)的分辯率應(yīng)為（ USLUCL） /10 18 19 第三章測量系統(tǒng)所具有的基本六特性 ? Discrimination分辨 力 (ability to tell things apart) ? Bias偏倚 (Accuracy準(zhǔn)確性 ) ? Repeatability重復(fù)性 (precision) ? Reproducibility再現(xiàn)性 ? Linearity線性 ? Stability穩(wěn)定性 20 理想的測量系統(tǒng) ? 理想的測量系統(tǒng)在每次使用時，應(yīng)只產(chǎn)生 “ 正確 ” 的測量結(jié)果。每次測量結(jié)果總應(yīng)該與一個標(biāo)準(zhǔn)值相符。一個能產(chǎn)生理想測量結(jié)果的測量系統(tǒng)，應(yīng)具有零方差、零偏倚和所測的任何產(chǎn)品錯誤分類為零概率的統(tǒng)計特性。 21 ? 測量精度應(yīng)高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者，一般來說， 測量精度是過程變異和公差帶兩者中精度較高者的十分之一。 ? 測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨著被測項目的改變而變化。若真的如此， 則測量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者。 22 何謂標(biāo)準(zhǔn) ? 國家標(biāo)準(zhǔn) ? 在美國是由 NIST保持或追蹤。 ? 一級標(biāo)準(zhǔn) ? 直接從國家標(biāo)準(zhǔn)直接復(fù)制或傳遞而來的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 二級標(biāo)準(zhǔn) ? 從一級標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來的標(biāo)準(zhǔn) ? 工作標(biāo)準(zhǔn) ? 從二級標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來的標(biāo)準(zhǔn) 23 測量系統(tǒng)的評定 ? 第一階段：確定該測量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。主要有二個目的 ? 確定該測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計特性，此項必須在使用前進(jìn)行。 ? 發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境。 24 ? 第二階段的評定 ? 目的是在驗(yàn)證一個測量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計特性。 ? 常見的就是 Ramp。R是其中的一種型式。 25 評價測量系統(tǒng)的三個基本問題 ? 測量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？ (解析能力 ) ? 這種測量系統(tǒng)在一定時間內(nèi)是否在統(tǒng)計上保持一致？ (重復(fù)和再現(xiàn) ) ? 這些統(tǒng)計性能在預(yù)期范圍內(nèi)是否一致？ (線性 ) 這些問題要和過程變差聯(lián)系起來。 (是否足夠小 ) 26 各項定義 ? 量具重復(fù)性 : 指由同一操作人員使用相同的量具測量相同產(chǎn)品之特性時其作業(yè)者間測量平均值之變異 .(EV,設(shè)備之間的變差 ) ? 量具再現(xiàn)性 : 指由不同操作人員用同一種量具經(jīng)多次測量同一個零件 , 其測量特性值再現(xiàn)能力 , 亦稱測量值間的變異 .(AV，人員之間的變差 ) 27 ? 穩(wěn)定性 : 同一量具于不同時間測量同一零件之相同特性所得之變異 .穩(wěn)定性是偏倚隨時間的變化 。 ? 偏倚 : 指由同一操作人員使用相同量具 , 測量同一零件之相同特性多次數(shù)所得平均值與工具室或精密儀器測量同一零件之相同特性所得之真值或參考值之間的偏差值 . ? 線性 :在設(shè)備的 預(yù)期操作 (測量 )范圍 內(nèi)偏倚的不同被稱為線性。線性可以被認(rèn)為是關(guān)于偏倚大小的變化。 28 偏倚 (Bias) 真值 觀測平均值 偏倚 偏倚：是測量結(jié)果的觀測 平均值與基準(zhǔn)值的差值。 真值的取得可以通過采用 更高級別的測量設(shè)備進(jìn)行 多次測量，取其平均值而 定之。 29 重復(fù)性 (Repeatability) 重復(fù)性 重復(fù)性是由一個評價人，采用一種測量儀器， 在短時間內(nèi) 多次測量 相 同零件的同一特性時獲得的測量值變差。用 ” EV”表示 30 再現(xiàn)性 (Reproducibility) 再現(xiàn)性是由不同的評價人，采 用相同的測量儀器，測量同一 零件的同一特性時測量平均值 的變差。 用 AV表示 再現(xiàn)性 31 穩(wěn)定性 (Stability) 穩(wěn)定性 時間 1 時間 2 穩(wěn)定性 (或飄移 )，是測量系統(tǒng) 在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準(zhǔn) 或零件 其變差的發(fā)展趨勢 。 32 線性 (Linearity) 量程 基準(zhǔn)值 觀測平均值 基準(zhǔn)值 線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值 變化趨勢 33 線性 (Linearity) 觀測平均值 基準(zhǔn)值 無偏倚 有偏倚 34 測量系統(tǒng)的分析 ? 對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析的目的是為了更好地了解變差來源。 ? 測量系統(tǒng)特性可用下列方式來描述 ? 位置：穩(wěn)定性、偏倚、線性。 ? 寬度或范圍：重復(fù)性、再現(xiàn)性。 35 位置和寬度 位置 寬度 位置 寬度 36 分辨率 一個數(shù)據(jù)分級 ? 控制：只有下列條件才可用于控制 ? 與規(guī)范相比過程變差較小 ? 預(yù)期過程變差上的損失函數(shù)很平緩 ? 過程變差的主要原因?qū)е戮灯? ? 分析： ? 對過程參數(shù)及指數(shù)的估計不可接受。 ? 只能表明過程是否正在生產(chǎn)合格零件。 37 2~4個數(shù)據(jù)分級 ? 控制：只有下列條件才可用于控制 ? 依據(jù)過程分布可用半計量控制技術(shù) ? 可產(chǎn)生不敏感的計量控制圖 ? 分析： ? 一般來說對過程參數(shù)及指數(shù)的估計不可接受。 ? 只提供粗劣的估計。 38 5個或更多個個數(shù)據(jù)分級 ? 控制：只有下列條件才可用于控制 ? 可用于計量控制圖 ? 分析： ? 建議使用 39 分辨率的要求 ? 建議的要求是總過程 6σ( 標(biāo)準(zhǔn)偏差 )的十分之一。 ? 傳統(tǒng)是公差范圍的十分之一。 40 測量系統(tǒng)研究的淮備 ? 先計劃將要使用的方法。例如，通過利用工程決策，直觀觀察或量具研究決定是否評價人在校準(zhǔn)或使用儀器中產(chǎn)生影響。有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性 (不同人之間 )影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字。 41 測量系統(tǒng)研究的淮備 ? 評價人的數(shù)量，樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下： ? 尺寸的關(guān)鍵性：關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和／或試驗(yàn)，原因是量具研究評價所需的可信度。 ? 零件結(jié)構(gòu)：大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)。 42 測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備 ? 由于其目的是評價整個測量系統(tǒng)，評價人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選。 ? 樣品必須