测量系统分析MSA培训教材(PPT 59页).ppt

1、编制: World Class Quality Pty Ltd 授课人: John Adam ek,模块 12,测量系统分析 (MSA),World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,2,课程目标,到本课程结束时，学员应能： 识别测量系统分析是由哪些部分组成的； 完成并理解所有类型的测量系统分析。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,3,测量系统分析,QS 9000 要求必须对控制计划中指示的所有检验、测量和试验装置进行测量系统分析。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,4,测量系统分

2、析,什么是测量系统分析 (MSA)? 测量系统分析（MSA）是用于确定测量装置与公差相比的误差。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,5,测量系统分析,测量系统分析 (MSA) 由哪些部分组成? 量具重复性 量具再现性 偏倚 线性 稳定性,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,6,测量系统分析,那么什么是量具双性？ 量具双性（R&R）是量具 重复性 和 再现性 的首字母缩写。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,7,测量系统分析,量具重复性的定义 重复性 当由同一操作人员多次测

3、量同一特性时，测量装置重复其读数的能力。这通常被称为设备变差。 重复性设备的变差,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,8,测量系统分析,量具再现性的定义 再现性 由不同操作人员使用同一测量装置并测量同一特性时，测量平均值之间的变差。这通常被称为操作员变差。 再现性 = 操作员变差,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,9,测量系统分析,有三种类型的量具双性研究 计量型 - 小样法 (极差法) 计量型 - 大样法 (均值和极差法) 计数型量具研究,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9

4、月,10,测量系统分析计量型 - 小样法 (极差法),第1步 找2名操作员和5件零件进行此研究 第2步 每个操作员对产品进行一次测量并记录其结果，如,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,11,测量系统分析计量型 - 小样法 (极差法),第3步 计算极差，如：,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,12,测量系统分析 计量型 - 小样法 (极差法),第4步 确定平均极差并计算量具双性的，如,平均极差,计算量具双性（R&R)百分比的公式为：,容差,其中,假设容差,单位,World Class Quality Pty Lt

5、d - 1999年9月,13,测量系统分析 计量型 - 小样法 (极差法),第5步 对结果进行解释 计量型量具双性研究的可接收标准是R&R小于30。 根据得出的结果，测量误差太大，因此我们必须对测量装置和所用的技术进行检查。 测量装置不能令人满意。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,14,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第1步 在下表中记录所有的初始信息。,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第2步 选择2个或3个操作员并让每个操作员随机测量10个零件2或3次并将结果填入表中。,World Class Quality Pty L

6、td - 1999年9月,16,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第3步 计算极差和均值，如：,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,17,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第4步 计算均值的平均值，然后确定最大差值并确定平均极差的平均值，如：,均值的平均值,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,18,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第5步 计算 UCLR 并放弃或重复其值大于UCLR 的读数。 既然已没有大于3.70 的值，那么继续进行。,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差

7、法),World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,19,测量系统分析计量型 - 大样法 (极差法),第6步 用以下公式计算设备变差 ：,重复性,设备变差（EV）,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,20,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第7步 用以下公式计算操作员变差：,重复性操作员变差（O.V）,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,21,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第8步 用以下公式计算重复性和再现性：,重复性和再现性（R&R）,World Clas

8、s Quality Pty Ltd - 1999年9月,22,测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法),第9步 对结果进行解释： 量具 %R&R 结果大于30，因此验收不合格。 操作员变差为零，因此我们可以得出结论认为由操作员造成的误差可忽略。 要达到可接受的量具R&R，必须把重点放在设备上。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,23,测量系统分析 计数型量具研究,任何量具的目的都是为了发现不合格产品。如果它能够发现不合格的产品，那么它就是合格的，否则量具就是不合格的。 计数型量具研究无法对量具有多“好”作出量化判断，它只能用于确定量具合格与否。,W

9、orld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,24,测量系统分析 计数型量具研究,方法 - 第1步 选择20个零件。选择这些零件时应确保有些零件（假定为26个）稍许低于或高于规范限值。 第2步 给这些零件编上号码。如果可能的话，最好是在操作员不会注意到的部位。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,25,测量系统分析 计数型量具研究,第3步 由两位操作员对零件进行两次测量。确保零件为随机抽取以避免偏倚。 第4步 记录结果。 第5步 评定量具的能力。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,26

10、,测量系统分析 计数型量具研究,验收标准 如果所有的测量结果都一致，则该量具是合格的，即所有四次测量必须是相同的。 请参阅下一页的示例。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,27,测量系统分析 计数型量具研究 - 示例,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,28,测量系统分析 偏倚,偏倚的定义 偏倚被定义为 测量值的平均值 与 实际值 之间的差值。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,29,测量系统分析 偏倚,偏倚与准确度有关，因为如果测量值的平均值相同或近似于相同，就可以说是

11、零偏倚。这样的话，所用的量具便是“准确的”。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,30,测量系统分析 线性,线性的定义 线性被定义为 在量具预期的工作范围内， 量具偏倚值间的差值。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,31,测量系统分析稳定性,稳定性的定义 稳定性被定义为 在某个时间段内， 过程变差的差值。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,32,计算示例,用于计算 偏倚 线性 稳定性,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,33,测量系

12、统分析以示例说明如何测定偏倚量,第1步. 进行50次或更多的测量。 示例: 用一个千分尺测量一根由自动加工过程生产的销钉的直径。销钉的实际值为1英寸。千分尺的分辩率为0.0050英寸。表1中的所有读数是以0.0010为单位兑换而得的值，它显示测出的与标准值比较的偏差。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,34,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,表1,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,35,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第2步. 如果所有的读数都与实际值相等，则没有偏倚，量具为准确的。如果所有的读数都似

13、近于但不等于实际值，则存在偏倚。为了确定偏倚的程度及量具是否合格，我们需进行下一步。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,36,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第3步. 根据表1中的数据确定移动极差。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,37,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第4步为移动极差准备一份频率记录。在本示例中，每个量具增量都等于一个单元，即：,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,38,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第5步. 用以下公式确定“截止点

14、”： 截止 = 使计数超过 50 的单元的值 下一个单元的值 2.0 截止 = (50 + 100)/2 = 75.0,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,39,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第6步. 用以下公式计算截止部分：,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,40,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第7步. 确定相对于截止部分的等效高斯偏离（EGD）。 由统计表得出, EQD = 0.95,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,41,测量系统分析以示例说明如何测

15、定偏倚量,第8步. 确定估计的标准偏差。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,42,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第9步. 计算控制线。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,43,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第10步. 绘图 - 单值和移动极差。 参阅附图。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,44,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第11步. 对图进行解释。 如果所有的点都在控制线的范围之内，我们可以得出结论认为量具是准确的，存在的偏倚没有影响。,Wo

16、rld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,45,测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量,第11步. 对图进行解释（续） 如果有的点落在控制范围之外，则结论是存在“特殊的”原因，此原因可能是造成变差的原因。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,47,测量系统分析 线性,线性的定义 线性被定义为量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,48,测量系统分析如何确定线性的示例,线性示例: 一位工程师很想确定某测量系统的线性。量具的工作范围是2.0 毫米至 10.0

17、 毫米。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,49,测量系统分析如何确定线性的示例,第1步 选择至少5个零件用于进行测量，每个零件至少测量10次。在本例中，我们将选择5个零件，每个零件测量12次。 参阅下一页中的数据。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,50,测量系统分析如何确定线性的示例,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,51,测量系统分析 线性,第2步 计算 零件平均值 偏倚 极差 请参阅下一页。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年

18、9月,52,测量系统分析如何确定线性的示例,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,53,测量系统分析如何确定线性的示例,第3步 对照基准值描绘偏倚。 参阅下一页。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,54,测量系统分析如何确定线性的示例,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,55,测量系统分析如何确定线性的示例,第4步由图表确定在偏倚和基准值之间是否存在线性关系。如果存在“良好的”线性关系，则可计算出线性。如果不存在线性关系，则我们必须考虑其它的变差来源。,World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月,56,测量系统分析如何确定线性的示例,第5步用以下公式计算线性。,World Class Quality