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1、 MSA测量系统分析 TS16949五大工具培训教材系列三 课程内容为什么要实施MSA 什么是MSA 如何实施MSA 如何分析MSA 培训目标 了解MSA5性分析 及应用5性分析确保量测系统能满足测试过程中的要求 MSA 1 是一种系统性的方法2 监测总变异中测量系统占的比例3 人的误差和设备误差占总误差的百分比 重点 MSA分析方法 重复性 再现性 线性 稳定性 偏倚 课程分两部分 一 基础篇1 测量过程的理解2 测量过程基础术语3 测量系统的统计特性二 方法篇1 MSA的策划2 MSA研究准备3 MSA分析 重点计量型测量系统分析 一 基础篇 前言企业经常会用到数据进行管理 没有数据就没有
2、标准 也就没有管理 如不能用数据表示我们所知 那么我们对他所知不多 所知不多将无法控制它 那就要靠运气了 1 1测量的用途 1 测量是对制造过程进行调整的决定的依据如 注塑工序的一个关键尺寸 用X R图 有控制点 超出异常则调整2 确定在2个或多个变数之间是否存在重大的相互关系注塑 时间 温度等等参数与某种产品尺寸 性能的关系MSA组成 量具 被测量工件 测量人员 程序方法等及他们之间交互作用共同构成MSA 测量数据和产品一样有质量高数据和质量低数据 低质量数据 错误结论MSA重要性 本身从原料 测量 加工过程 经过测量得出结果测量过程受人 机 料 法 环 测的影响如测量方式不对 好的测为坏的
3、 不合格测量合格 这时不能得到真正的产品或过程的一个特性 7 6 1测量系统分析 为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差 应进行适当统计研究 此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统 所用的分析方法及接收准则 应符合与顾客关于测量系统分析的参考手册的要求 如果得到顾客批准 也可采用其它分析方法和接收准则 PPAP手册中规定 对新的或进的量具测量和试验设备应参考MSA手册进行变差研究APQP手册中规定 MSA分析计划及分析报告为的输出之一 主要对控制计划提出的MSA进行测量系统分析 MSA结果 接收标准 分析方法必须和顾客一致 MSA分析的对象 TS 16949标准 7 6监视和测量
4、设备的控制 对MSA的理解应掌握如下知识 1 过程应做什么 常用客户图纸或工程规范去了解过程应做什么 也就是客户的一个要求 2 过程会出什么错 一般用FMEA与效果分析的一个结果去了解过程会出什么错 如注塑产品 外观不合格 留痕 尺寸等3 过程正在做什么 注塑温度 时间 过程是否稳定通过首检 专检了解尺寸是否在控制之中 通常的检验检验 使我们确认过程是否稳定我们把检验作为一个过程来管理他的输出 决定过程是否可接受 测量 1 2 过程与量测过程比较 测量过程 可用以前用过的对所有过程用过的一个管理统计和逻辑技术对测量过程重点掌握 测量设备的资源 如何正确使用这些设备 测量设备的内容是什么 测尺寸
5、 性能 如何分析和解释测量结果 监视和控制这个测量过程 一般过程 输入 活动 输出 简单说 人和量具的误差 可理解为测量系统误差 更准确一点说 是系统内和系统间的误差所占总误差的比率 按照国际标准 MSA的误差占总比率 30 MSA测量的数据不可用MSA的误差占总比率 10 OK可做为调整工艺的依据 MSA特性理想的MSA应是零方差 零偏移 错误为零概率的统计特性 实际不存在 1 相对好的MSA 足够的分辨率和灵敏度 足够 1 10法则 仪器公差 变差分十份2 MSA变差由普通原因引起 不能由特殊原因引起 普通原因 具有稳定的可重复的分布过程中许多变差的原因 即处于统计受控状态 特殊原因 可查
6、明原因 指造成不是始终作用于过程的变差的原因 普通原因 不可避免的原因 如 转速 原材料材质在允许范围内的变化同一卡尺 同一人测量零件 一个测3次 每次误差用同一仪器 同一人测量相同产品数次 短期内测量的差异 特殊原因 未按操作规程作业 设备坏了 换人 材料混批 量具未准备所造成的变异 好的测量系统 对产品控制 要求对MSA的一个变异与公差相比必须小于特性的公差的评价的MSA 故对产品控制来说 一般MSA误差除以这个公差 用T表示 对过程控制 要求MSA的变异 应显示有效的分辨率而且比过程变差相比较小 通用6 变差来表示 过程控制一个产品控制 一个过程控制我们关心MSA误差的来源 一般仪器 分
7、辨率 重复性 准确度 机器的一种损坏程度 对MSA 被测工件间差异 执行测量的不完整 操作者之间 准确度 精密度 检验者之间 训练技能 环境 方法和材料 美 日 中标准可能不一样 材料差异 量具 测量定义为赋值 或数 就是赋予给它一定的数量的值 量具 任何用来获得测量结果的装置 经常用来特指用在车间的装置 包括通过 不通过装置 测量系统 是用来对被测特性赋值的操作 程序 量具 设备 软件以及操作人员的集合 用来获得测量结果的整个过程 术语 敏感度 Sensitivity 敏感度是指能产生一个可检测到 有用的 输出信号的最小输入 它是测量系统对被测特性变化的回应 敏感度由量具设计 分辨力 固有质
8、量 OEM 使用中保养 以及仪器操作条件和标准来确定 它通常被表示为一测量单位 数据2大类连续 计量型不连续 离散 计数型成功或不成功等 标准 指用以计数的标准 或者说是基准 校准 在规定的条件之下 建立我们的测量设备和已知基准值和不确定度 可塑性 标准之间的一种操作 例 我们用游标卡尺 千分尺每年到技术监督局进行校准 这些测量设备和国家标准进行追溯 测量仪器 分辨率 分辨率 分辨力 可读性 分辨率 别名 最小的读数的单位 测量分辨率 刻度限度或探测度 为测量仪器能够读取的最小测量单位 强调 与过程变差和公差比较小的去比较 过程变差小 用过程变差 公差小用公差 通常在国际上应用得比较多 量具的
9、GRR 即一个MSA的重复性和再现性的合成 变差的一个估计 由设计单位决定的一种固有一种特性 测量或仪器输出的最小刻度单位 总是以测量单位报告 1 10经验法则 测量系统的有效分辨率 1 要求不低于过程变差或允许偏差 tolerance 的十分之一 2 零件之间的差异必须大于最小测量刻度 极差控制图可显示分辨率是否足够看控制限内有多少个数据分级不同数据分级 ndc 的计算为 ndc 零件的标准偏差 总的量具偏差 1 41 一般要求它大于4才可接受 GRR变差 测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力 GRR 系统内和系统间变差之和国际标准 均指GRR占总误差百分比 指系统内
10、和系统间变差之和 测量系统误差包括 用于量具的偏移 复性 再现性 线性 稳定性 五种误差合成的一个变差 总误差中还有一个大类 叫零件变差零件变差一般用PV表示 这里强调的是一个过程控制 测量结果显示过程是稳定的 受控的 过控制 受控 不受控2种 特性特性较多 统计量大组成5个 复性 再现性 线性 稳定性 偏倚 偏移 是观测结果的平均值与基准值的一个差值 基准值 可以用更高等级的测量设备进行多次测量获得所取的一个平均值 造成过大偏移的可能原因 仪器需要校准 仪器设备部或装置的磨损 磨损或损坏的一个基准 校准不当或巩固调查 测量错误的一个特性 测量系统的统计特性 Bias偏倚 Bias Repea
11、tability重复性 precision精度 Reproducibility再现性Linearity线性Stability稳定性 偏倚 是测量结果的观测平均值与基准值的差值 真值的取得可以通过采用更高等级的测量设备进行多次测量 取其平均值 1 偏倚 Bias 仪器需要校准仪器 设备或夹紧装置的磨损磨损或损坏的基准 基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差 设计或一致性不好线性误差应用错误的量具 不同的测量方法 设置 安装 夹紧 技术测量错误的特性量具或零件的变形环境 温度 湿度 振动 清洁的影响违背假定 在应用常量上出错应用 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 观察错误 1 1造成过
12、份偏倚的可能原因 重复性 指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零件的同一特性时获得的测量值变差 四同 2 重复性 Repeatability 零件 样品 内部 形状 位置 表面加工 锥度 样品一致性 仪器内部 修理 磨损 设备或夹紧装置故障 质量差或维护不当 基准内部 质量 级别 磨损方法内部 在设置 技术 零位调整 夹持 夹紧 点密度的变差评价人内部 技术 职位 缺乏经验 操作技能或培训 感觉 疲劳 环境内部 温度 湿度 振动 亮度 清洁度的短期起伏变化 违背假定 稳定 正确操作仪器设计或方法缺乏稳健性 一致性不好应用错误的量具量具或零件变形 硬度不足应用 零件尺寸 位置 操作者技
13、能 疲劳 观察误差 易读性 视差 2 重复性不好的可能原因 由不同操作人员 采用相同的测量仪器 测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差 三同一异 3 再现性 Reproducibility 零件 样品 之间 使用同样的仪器 同样的操作者和方法时 当测量零件的类型为A B C时的均值差 仪器之间 同样的零件 操作者 和环境 使用仪器A B C等的均值差标准之间 测量过程中不同的设定标准的平均影响方法之间 改变点密度 手动与自动系统相比 零点调整 夹持或夹紧方法等导致的均值差 3 1再现性不好的可能潜在原因 评价人 操作者 之间 评价人A B C等的训练 技术 技能和经验不同导致的均值差 对于产
14、品及过程资格以及一台手动测量仪器 推蕮进行此研究 环境之间 在第1 2 3等时间段内测量 由环境循环引起的均值差 这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究 违背研究中的假定仪器设计或方法缺乏稳健性操作者训练效果应用 零件尺寸 位置 观察误差 易读性 视差 3 1再现性不好的可能潜在原因 基准值 較小的偏倚 基準值 較大的偏倚 量测平均值 低量程 量测平均值 高量程 基準值 量测值 無偏倚 偏倚 線性 變化的線性偏倚 在量具预期的工作范围内的偏倚值的差值例 一把游标卡尺 几个刻度50 100 150 250这四个不同刻度之间 他们的偏移是否成一条线性 4 线性 Linearity 仪器
15、需要校准 需减少校准时间间隔 仪器 设备或夹紧装置磨损 缺乏维护 通风 动力 液压 腐蚀 清洁 基准磨损或已损坏 校准不当或调整基准使用不当 仪器质量差 设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳定性 应用了错误的量具 不同的测量方法 设置 安装 夹紧 技术 量具或零件随零件尺寸变化 变形 环境影响 温度 湿度 震动 清洁度 其它 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 读错 4 1线性误差的可能原因 稳定性 时间1 时间2 是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差 5 稳定性 Stability 仪器需要校准 需要减少校准时间间隔仪器 设备或夹紧装置的磨损正常老化或退化
16、缺乏维护 通风 动力 液压 过滤器 腐蚀 锈蚀 清洁磨损或损坏的基准 基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差 设计或一致性不好仪器设计或方法缺乏稳健性不同的测量方法 装置 安装 夹紧 技术量具或零件变形环境变化 温度 湿度 振动 清洁度违背假定 在应用常量上出错应用 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 观察错误 5 1不稳定的可能原因 MSA变差对决策影响很大 分两大类1 对产品的控制 关注零件是否在明确的目录之内或在规格之内2 对过程控制过程是否稳定和可接受对产品接受的影响分为两大类 1 将好的判为坏的 生产者的一个风险原因 平均值在合格区域之内 由于存在测量系统误差 人的误差或量具的误差 造成误判 第一类风险2 将坏的判为好的 顾客的一个风险原因 平均值在不合格区域之内 由于存在测量系统误差 人的误差或量具的误差 造成误判 第二类风险 6 测量系统变差的影响 对于公差 对于零件误判潜在的因素 只在测量系统误差和公差交叉的时候存在 一般分为三个区域 第一类区域 完全不合格第二类区域 容易造成上述两类错误第三类区域 完全合格为减少第二类的状况 有两种选择 1 改进生产区域 即
