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1、测量系统分析,Measurement Systems Analysis,计量室 2004,MSA前言,1990年10月第一版 1995年2月第二版 2002年3月第三版 美国质量协会（ASQ）及汽车工业行动集团（AIAG）主持下编制,课程目的,课程主要目的是为评定测量系统的质量提供指南，希望用于工业界的测量系统。MSA手册主要关注的是对每个零件能重复读数的测量系统。,测量数据的质量,测量数据的质量与稳定条件下的某测量系统得到的多次测量结果的统计特性有关。 例如，假定用于在稳定条件下的运行的某测量系统，得到某一特性的多次结果。如果这些测量数据与这一特性的标准值都很“接近”，那么可以说这些测量数据
2、的质量“高”，类似地，如果一些或全部测量结果“远离”标准值，那么可以说这些数据的质量“低”。,测量数据的质量,表征数据质量最通用的统计特性是偏倚和方差。偏倚特性数据相对标准值的位置，方差特性指数据的分布。 一组数据的变差是由于测量系统和它的环境之间的交互作用造成的。如果这种交互作用产生太大的变差，那第数据的质量会很低，以致数据无用，可能会掩盖制造过程中的变差。,测量系统研究的目的,1、接受新测量设备的准则； 2、一种测量设备与另一种测量设备的比较 3、评价怀疑有测量缺陷的量具的依据 4、维修前后测量设备的比较 5、计算过程变差所需的方法，以及生产过程的可接 受性水平 6、作出量具的特性曲线的必
3、要信息。,基本术语,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；包括用来测量通过/不通过的装置。 测量系统： 用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境的集合；用来获得测量结果的整个过程。,基本术语,标准： 用于比较的可接受的基准 用于接受的准则 已知数值，在表明的有确定度界限内，作为真值被接受 基准值,基本术语,分辩力、可读性、分辩率 别名：最小的读数的单位、测量分辩率、刻度限度或探测限度 由设计决定的固有特性 测量或仪器输出的最小刻度单位,基本术语,有效分辩率 对于一个特定的应用，测量系统对过程变差的灵敏性产生有用的测量输出信
4、号的最小输入值 总是以一个测量单位报告 基准值： 人为规定的可接受值 需要一个可操作的定义 作为真值的代替,基本术语,真值 物品的实际值 未知的和不可知的 GR&R或量具R&R 量具重复性和再现性：测量系统重复性和再现性合成评估测量系统能力。,基本术语,灵敏度 最小的输入产生可探测出的输出信号 在测量特性变化时测量系统的响应 由量具设计（分辩率）、固有质量、使用中的维修及仪器和标准的操作条件确定,基本术语,准确度 “接近”真值或可接受的基准值 包括位置和宽度的影响 精密度 重复读数彼此之间的“接近度”,测量系统的统计特性,测量系统必须处于统计控制中，这意味测量系统中的变差只能是由于普通原因而不
5、是由于特殊原因造成（统计稳定性）。 测量系统的变异必须比制造过程的变异小。,测量系统的统计特性,测量精度应高于过程变异和公差两者中精度较高者，一般来说，测量精度是过程变异和公差两者中精度较高者的十分之一 测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差和公差两者中的较小者。,MSA的基本概念,一.测量系统分析的适用范围 被测特性能重复出现 二.数据的分类 计量型（Variable):一个样品的测量值 计数型（Attribute):一个样品的质量和通过/不通过测试结果,MSA的基本概念,三、测量系统的特性（五） 偏倚 Bias 观测平均值与基准值的差 稳定性 Stability 在某种持续时间内测量同一
6、基准或零件单一特性结果的总变差GR&R 线性 Linearity 量具的预期工作范围内偏倚的变化,-Gage Repeatability and Reproducibility （重复性和再现性的评估）,MSA的基本概念,测量系统研究准备,1、先计划将要使用的方法 2、确定评价人、样品的数量及重复读数次数 3、评价人的确定（应从日常操作人中选） 4、样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围 5、仪器的分辨率应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一。 6、确保测量方法（评价人和测量方法）在按照规定的测量步骤测量特征尺寸,例子,测量系统的偏倚 已知：基准值=10mm 零件过程变差=0.8mm
7、 一位评价人对样件测量10次结果（以mm为单位）： 9.75 9.75 9.80 9.80 9.65 9.80 9.75 9.75 9.75 9.70 X= x/10=9.75 偏倚=9.75-10=-0.25mm 偏倚占过程变差的百分比=0.25/0.8=31.25%,偏倚大的原因分析,偏倚相对较大的可能原因： 基准的误差 元器件磨损 仪器尺寸错误 测量误差的特性 仪器未经正确校准 不正确使用仪器,例子,线性：,非线性原因分析,如果测量系统为非线性,可能原因: 1.在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准 2.最小或最大值校准量具的误差 3.磨损的仪器 4.仪器固有的设计特性,重复性分析例,重
8、复性:,Variable GR&R,怎么体现出产品的偏差(product )? 怎么体现重复性带来的偏差(repeatability)? 怎么体现再现性带来的偏差(reproducility)?,多取一些样品,让测量的人或机器多测几次,同时让几个人来测,重复性再现性例,重复性和再现性分析:在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果例子: 测极片称重工序的GR 5.重复3. 4.两遍.,例 子,测试数据如下:,原因分析,如果重复性比再现性大，原因可能是： 仪器需要维护； 量具应重新设计来提高刚度； 夹紧和检验点需要改进； 存在过大的零件内变差。 如果再现性比重复性大，原因可能是： 评价人需要更好的培训如何使用量具仪器和读数； 量具刻度盘上的刻度不清楚； 需要某种夹具帮助评价人提高使用量具的一致性。,计数型,生产中很多工序是对特征值进行检验 -例如:外观、色度、形状等等 评判标准是“pass”和“fail”,Attribute GR&R,如果采用： 1.对检验员做好充分的培训; 2.制定好明确的标准(包括检验的条件); 3.对你的测量系统进行评估.,Attribute GR&R,如何做特征值的GR 4.将结果输入计数型 GR&R模板中.,例 子,1-计量型 %R&R 30% 不可接受 2-计数型 所有测量结果一致！,接受标准,谢 谢!,
