《msa量测分析讲义》ppt课件

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1、MSA,刘乐群,大 纲,1.何谓MSA 2.量测系统变异之类型 3.量测系统变异之计算 4.计数值之量测系统分析 5.注意事项,1.何谓量测系统分析,量测系统分析(Measuremt System Analysis)简称为MSA。 量测系统: 当我们在量测某一件产品时,是由检验者持检验设备,以规定的方法对产品作量测动作。所以量测系统就是检验者、检验设备、规定的方法及产品的组合。,MSA的重要性,如果测量的方式不对，那好的结果可能被判为不好的结果，不好的结果也可能被判为好的结果，这样就无法得 到真正的产品或过程特性。,PROCESS,原料,人,机,法,环,测量,测量,结果,好,不好,测量,量测系

2、统分析: 量测系统分析就是分析并了解量具系统是否会因时间之变化而产生不稳定之现象，及量测的误差是否在可允许的范围内 理想之量测系统是须有零偏差、零变异的统计特 性。 量测纟统之变异须根源于共同原因，而非特殊原 因。 量测系统的变异必须小于制程变异。 量测系统的变异必须小于规格界限。,量测之最小刻度必须小于制程变异或规格界限之 较小者，一个通用的法则是：最小刻度应小于制 程变异或规格界限较小者之1/10。 因量测项目的改变，量测系统之统计特性可能变更， 但最大的量测系统变异必须小于制程变异或规格界 限较小者。,量测系统之评估: 第一阶段评估 执行测试以决定量测系统是否具有需求之统 计特性，以执行

3、被要求之工作。 第二阶段评估 执行定期之检定以决定此一量测系统是否维 持在可接受状态,鉴别力: 量测系统能发现并真实地表示被测特性很小变化之能力，称为鉴别力。如最小的量测刻度太大而不足以辨别制程变异，则为鉴别力不足。鉴别力不足的象征将会在R-CHART上显现出来。,鉴别力不足,制程分配在区别分类数 （Number of Distinct Categories, ndc）,量具的鉴别力指标: NDC,鉴别分级数(NDC),NDC应该4舍5入到整数，而且要5，10以上最好,Gage R&R分析的最后一步骤为确定鉴别分级数(Number of Distinct Categories)，藉由NDC，可

4、以确认量测系统对产品变异之鉴别能力有多高,MSA方法的分类,MSA,计量型,计数型,破坏型,位置分析,离散分析,稳定性分析,偏性分析,线性分析,再生分析,再现分析,风险分析,信号分析,数据分析,偏性分析,稳定性分析,变异分析,2.量测系统变异的类型,真值,测量过程的目标是零件的真值，希望任何单独读数都尽可能地接近这一读值，但遗憾的是真值永远也不可能知道是多少。然而，通过使用一个基于被很好地规定了特性操作定义的基准值，使用较高级别分辨率的测量系统的结果，且可溯源，就可以使不确定度减小，在此情况下常以基准值作为真值的替代。,理想的测量系统,理想的测量系统在每次使用时，应只产生正确的测量结果。每次测

5、量结果应与一个标准值相符。 一个理想测量结果的测量系统，应具有零变异、零偏倚和所测的任何产品错误分类为零机率的统计特性。,好的测量系统,一个好的测量系统包括 足够的分辨率和灵敏度。通常所有的十进制或10/1法则，表明仪器的分辨率应把公差(过程变异)分为十份或更多。这个规则是选择量具期望的实际最低起点。 测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复条件下，测量系统的变异只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。这可称为统计稳定性，且最好由图形法评价。,测量系统的变异须小于产品变异。 为要能对过程做控制，测量系统的变异应小于过程变异。,2总变异(TV) = 2部品变异(PV) + 2量测变异(GRR)

6、,2量测变异(GRR) = 2再生性(AV) + 2再现性(EV),USL,LSL,总变异,部品变异,量测变异,(量测系统间变异),(量测系统内变异),(观测到的变异),变异的区分,2.1再现性(量具变异): 由同一个人使用同一量具对同一个产 品进行多次量测后所得之变异。,如果量测系统再现性不足，可能原因是： 零件内部：位置、表面亮度、锥度。 仪器内部：磨损、设备或夹具的失效、质量或保养 不好。 标准内部：质量、等级、磨损。 方法内部：作业准备、技巧、归零、固定夹持。 评价者内部：技巧、位置、缺乏经验、意识、疲劳。 环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的波动。 缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不

7、好。,2.2再生性(人的变异): 由不同人使用同一量具对同一个产品进行多次量测后所得之变异。,再生性不好的可能原因,零件内部：形状、位置、表面加工、锥度。 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：归零调整、夹持、夹紧。 人员内部：缺乏经验、技能、感觉、疲劳。 环境内部 ：温度、湿度、振动、亮度、清洁度。 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 零件内部 ：零件尺寸、位置(易读性、视差),由前二页之定义可知: 再生性包含了再现性,故真实之再生性须 扣除再现性:即,再生性,再现性,调整后之再生性

8、,a,b,c,b = c - a,2,2,因 所以又会用到一个勾股定理 量测变异= (经调整后之再生) + (再现),2量测变异(GRR) = 2再生性(AV) + 2再现性(EV),2,2,调整后之再生性,量测变异,再现性,c,a,b,(GRR),2.3部品变异: 由同一个人使用同一量具对不同产 品进行多次量测后所得之变异。,部品变异,零件A,零件B,零件C,零件D,又 故第三个勾股定理又出现 总变异=量测变异+部品变异,2总变异(TV) = 2部品变异(PV) + 2量测变异(GRR),总变异,部品变异,量测变异,(GRR),2,2,2.4偏性: 同一人使用同一量具对同一零件量测多次之平均

9、值,与该零件真值或参考值之间的差异。,造成过分偏倚的可能原因,仪器需要校准 仪器、设备或夹紧装置的磨损 因磨损或损坏而使基准出现误差 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 用错误的量具(例用卷尺量精密加工的尺寸) 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 应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误,2.5稳定性: 同一人使用同一量具对同一零件于不同时间量测所得之变异。,时间2,时间1,稳定性,不稳定的可能原因,仪器校准频率需增加 仪器、设备或夹紧装置的磨损 正常老化或退化 缺乏维护(通风、

10、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁) 因磨损或损坏，使基准出现误差 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 应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误,2.6线性: 同一量具在其全行程之范围内之偏性。,量程,基准值,观测平均值,基准值,3. 量测系统分析之计算 为研究量测系统故今取10个零件,并挑 选3个作业者对每一零件重复量测3次,所 得之内容为:,3.1再生之变异与再现之变异,误差10%，通常认为测量系统是可接受的。 10% - 30%，基于应用的重要

11、性、测量装置的成本、维修成本等方面的考虑，可能是可以接受的 。 超过30%，认为是不可接受的，应该做出各种努力来改进测量系统。 此外，过程能被测量系统区分开的分级数(ndc)应该大于或等于5。,MSA图形解说分析,%Tolerance = 5.15*GRR/(USL-LSL) 30% (与规格公差比),% GRR=(GRR/TV) 30% (与总变异比),LSL,USL,总变异TV=PV+GRR,零件变异PV,量测变异GRR,型态1,型态2,型态3,型态4,LSL,USL,USL,USL,USL,LSL,LSL,LSL,须改善量测,须改善量测,须改善零件分布,% Study Var=(GRR

12、/PV ) 30%(与零件变异比),3.2偏性:针对第一个零件若作业者A 连续量测10次后所得数据为 40.71 40.61 40.45 40.47 40.49 40.62 40.54 40.65 40.56 40.61 故平均值为: 40.571 设 真 值 为: 40.00则 偏性=真值 平均值 = 40.0040.571 = 0.571,3.3稳定性: 取固定的3个零件每天量测一次,连续量测10天后所得之数据如下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 40.71 40.61 40.45 40.47 40.49 40.62 40.54 40.65 40.56 40.61 40.15 4

13、0.0 40.07 40.11 40.05 40.13 40.11 40.03 40.15 40.03 40.77 40.81 40.70 40.85 40.79 40.73 40.79 40.83 40.81 40.78 0.62 0.81 0.63 0.74 0.74 0.60 0.68 0.80 0.66 0.75,R,NO1,NO2,NO3,d2:每组组数为3时查管制图之系数 再将0.415与该产品的标准偏差做比较 ,若小于该产品标准偏差则该量 测设备具备稳定性,R/d2 = 0.703/1.693 = 0.415,研究量测系统稳定性的方法之一是将标准件在不同时间的量测值点绘在 R C

14、HART上，如失去管制则表示量测系统需要校正或标准件脏污。而抽样时间之设计，必须以不会影响标准件或量测系统的结果为原则，才能够确认量测系统的稳定性。 若R CHART上显示失去管制，我们可以借着估计长期的量测程序标准偏差来量化其量测程序的变异(量具稳定性)。估计量测程序的标准偏差=，并与制程标准偏差相比较，以判定量测系统稳定性是否适合。,若R CHART失去管制，则表示有不稳定的再现性。若 CHART失去管制，则表示量测系统的量测不再正确(即偏性已改变)。,稳定性分析的做法,决定要分析的测量系统,选取一标准样本，取值参考值,请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量25次,输入数据到EXCEL

15、，Xbar-R表格中,计算控制界限，并用图判定是否稳定,后续持续点图，判图,保留记录,3.4线性: 以量具量测5个零件,其真值为2mm 4mm 6mm 8mm 10mm各12次得以下数据,Y=a-bx,b =,( x x )( y y ),( x x ),X = ( 2 + 4 + 6 + 8 + 10 ) / 5 = 6,Y= ( 0.491667 + 0.125 + 0.025 - 0.29167 - 0.61667 ) / 5 = - 0.0533346,b =,(2-6)+(4-6)+(6-6)+(8-6)+(10-6),(2-6)(0.49166+0.0533346)+(4-6)(0.125+0.0533346)+(8-6)(-0.29167+0.0533346)+(10-6)(-0.61667+0.0533346),=,-5.266688,40,= - 0.131667,a = y bx = -0.0533346 ( -0.131667 ) 6 = 0.7366686,Y = 0.7366686 0.131667X,=0.05,60个数据的标准偏差,n=60,以2.4.6.8.