MSA测量系统分析新辅助1_精品文档.ppt
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MSA测量系统分析测量系统分析内容内容：
为什么要进行MSA？
Why？
；什么是什么是MSA？
What？
；什么时候进行什么时候进行MSA？
When？
；如何进行如何进行MSA？
How？
；目的目的：
理解进行过程能力分析的重要性；掌握量测系统评估指数;掌握如何评估量测系统的分辨率为什么要进行MSA？
v我（你）的测量数据是可靠的吗？
我（你）的测量数据是可靠的吗？
v测量系统有足够的分辨力吗？
测量系统有足够的分辨力吗？
v两年内量具的结果能否保持一致？
两年内量具的结果能否保持一致？
v为什么不同的测量人员得到的结果不同，我应该相信为什么不同的测量人员得到的结果不同，我应该相信谁？
谁？
v量具测量重复测量时结果也不尽相同，应该如何取值量具测量重复测量时结果也不尽相同，应该如何取值？
为什么要进行MSA？
为什么要进行MSA？
因此我们需要：
因此我们需要：
通过一系列的科学方法通过一系列的科学方法确保具有确保具有合适分辨力合适分辨力和和小的测量系统误差小的测量系统误差的测量系统。
的测量系统。
为什么要进行MSA？
vMSA系统可以让你获得什么？
接受新测量设备的准则；接受新测量设备的准则；一种测量设备与另一种测量设备的比较；一种测量设备与另一种测量设备的比较；评价怀疑有缺陷的量具的依据；评价怀疑有缺陷的量具的依据；维修前后测量设备的比较；维修前后测量设备的比较；计算过程变差所需的方法，以及生产过程的可接计算过程变差所需的方法，以及生产过程的可接受性水平；受性水平；v想知道什么是MSA了吧？
什么是MSA？
v测量系统：
指被测试特性赋值的指被测试特性赋值的操作、程序、操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员量具、设备、软件以及操作人员的集合，是用的集合，是用来获得测量结果的整个过程。
来获得测量结果的整个过程。
v量具：
指任何用来获得测量结果的装置；包括指任何用来获得测量结果的装置；包括用来测量合格用来测量合格/不合格的装置。
不合格的装置。
v测量系统的分辨率：
测量系统检出并如实指示测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力（也称为分辨力）。
被测特性中极小变化的能力（也称为分辨力）。
什么是MSA？
v影响测量系统的因素:
量具量具（Gage）人人（People）测量技术测量技术（MeasurementTechnique）测量程序测量程序（MeasurementProcedure）软件软件（Software）环境环境（Environment）其它因素其它因素（OtherFactors）什么是MSA？
v测量系统的分辨率的意义：
如果测量系统没有足够的分辨率，它不能如果测量系统没有足够的分辨率，它不能识别过程变差以及定量表示单个零件的特识别过程变差以及定量表示单个零件的特性值；性值；不适合的分辨率可以通过极差图方便地显不适合的分辨率可以通过极差图方便地显示出来。
示出来。
请看下页的请看下页的极差图极差图什么是MSA？
v如何判断测量系统的分辨率是否足够？
极极差差图图什么是MSA？
v如何判断测量系统的分辨力是否足够？
判断准则判断准则：
当极差图显示可能只有当极差图显示可能只有一、二或三个一、二或三个极差值在控制限值内时，或极差值在控制限值内时，或可能可能44个个极差值在控制限值内且超过极差值在控制限值内且超过四分之一以上的极差为零四分之一以上的极差为零时，时，都反映了测量系统没有足够的分辨率都反映了测量系统没有足够的分辨率/力。
力。
建议建议：
可视分辨率最多是可视分辨率最多是总过程的总过程的66（标准偏差）的十分之一（而不是（标准偏差）的十分之一（而不是公差范围公差范围的十分之一）。
的十分之一）。
什么是MSA？
v测量系统变差的分布特征：
反映测量值相对于标准值的位置反映测量值相对于标准值的位置：
偏倚偏倚（Bias）稳定性稳定性（Stability）线性线性（Linearity）反映测量值的分散程度反映测量值的分散程度方差，也即方差，也即R&RR&R：
重复性重复性（Repeatability）再现性再现性（Reproducibility）零件间变差零件间变差什么是MSA？
v偏倚：
测量结果的测量结果的观测观测平均值与平均值与基准基准值的差值值的差值（也叫准确度）；（也叫准确度）；什么是MSA？
v偏倚较大，可能的原因：
标准或基准值误差；标准或基准值误差；检验校准程序检验校准程序仪器磨损；仪器磨损；维护或修理维护或修理制造的仪器尺寸不对；制造的仪器尺寸不对；仪器测量了错误的特性；仪器测量了错误的特性；仪器校准不当；仪器校准不当；复查校准方法复查校准方法评价人员使用仪器不当；评价人员使用仪器不当；复查检验说明书复查检验说明书仪器修正计算不正确仪器修正计算不正确什么是MSA？
v稳定性：
测量系统在测量系统在某持续时间内某持续时间内测量同一基准或零测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差；（或称飘移）件的单一特性时获得的测量值总变差；（或称飘移）什么是MSA？
v可利用平均值平均值极差控制图极差控制图来研究稳定性什么是MSA？
v可利用平均值平均值极差控制图极差控制图来研究稳定性平均值失控平均值失控表示：
系统不再正确地测量（偏倚已表示：
系统不再正确地测量（偏倚已经改变）经改变）可能的原因：
需要校准等可能的原因：
需要校准等极差图失控极差图失控表示：
不稳定的重复性表示：
不稳定的重复性可能的原因：
部件松动、气路堵塞、电压变化等可能的原因：
部件松动、气路堵塞、电压变化等什么是MSA？
v线性：
量具预期的工作量程内，偏倚值的差值。
量具预期的工作量程内，偏倚值的差值。
量程较低部分量程较高部分什么是MSA？
线性图其中：
其中：
x:
基准值基准值y:
偏倚偏倚y=a+bx，b：
斜率：
斜率什么是MSA？
v线性的表达方式：
什么是MSA？
v线性的表达方式：
线性回归直线的拟合优度（线性回归直线的拟合优度（R2）用来推断偏倚与）用来推断偏倚与基准值之间的线性关系基准值之间的线性关系.线性线性=|斜率斜率|（过程变差）（过程变差）%线性线性=100线性线性/过程变差过程变差拟合优度（拟合优度（R2）用来推断偏倚与基准值之间的线）用来推断偏倚与基准值之间的线性关系性关系,其取值范围为其取值范围为0,1,越接近于越接近于1表示线性关系表示线性关系越强。
越强。
注意注意:
线性是由最佳拟合直线的斜率而不是拟合优线性是由最佳拟合直线的斜率而不是拟合优度的值确定的，一般地，斜率越低，量具线性越度的值确定的，一般地，斜率越低，量具线性越好。
好。
什么是MSA？
v测量系统非线性的可能原因：
在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准；在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准；最小或最大值校准量具的误差；最小或最大值校准量具的误差；磨损的仪器；磨损的仪器；仪器固有的设计特性；仪器固有的设计特性；什么是MSA？
v重复性：
由由一个评价人一个评价人，采用，采用同一种测量仪器同一种测量仪器，多次，多次测量测量同一零件同一零件的的同一特性同一特性时获得的测量值的变差。
时获得的测量值的变差。
主要反映：
主要反映：
量具变异。
什么是什么是MSA？
v重复性的计算公式：
什么是MSA？
v产生重复性的一般原因：
仪器自身；仪器自身；零件在仪器中位置变化。
零件在仪器中位置变化。
什么是MSA？
v极差控制图分析重复性如果所有极差都受控，则仪器变差和测量过程在如果所有极差都受控，则仪器变差和测量过程在研究期间是一致的；研究期间是一致的；如果一名评价人失控，那么他的方法与其他人不如果一名评价人失控，那么他的方法与其他人不同；同；如果所有评价人都失控，则必须改进测量技术；如果所有评价人都失控，则必须改进测量技术；什么是MSA？
v再现性：
由由不同的评价人不同的评价人，采用，采用同一个的测量仪器同一个的测量仪器，测量测量同一零件同一零件的的同一特性同一特性时测量平均值的变差。
时测量平均值的变差。
主要反映主要反映:
人的变异什么是MSA？
v再现性的表达方式：
再现性的标准偏差：
再现性的标准偏差：
o=Ro/d2（Ro为评价人最大平均值减去最为评价人最大平均值减去最小平均值小平均值）。
再现性再现性AV=5.15Ro/d2。
（d2的值取决于评价人的人数的值取决于评价人的人数m和参与和参与计算的极差的个数计算的极差的个数g=1,可从附表一中查得可从附表一中查得）由于量具变差影响了该估计值，必须通过减去重复性部分来调整。
由于量具变差影响了该估计值，必须通过减去重复性部分来调整。
调整后的再现性的标准偏差：
调整后的再现性的标准偏差：
o=AV/什么是MSA？
v再现性研究：
均值控制图（均值控制图（评价人对每个零件的平均值绘制而评价人对每个零件的平均值绘制而成）成）如果只有30%或少于一半的平均值在限值外，则测量系统不足以检测出零件间变差。
注意：
控制限以重复性误差为基础而不是零件间变差。
什么是MSA？
v重复性与再现性之间比较：
之间比较：
如果重复性再现性：
如果重复性再现性：
仪器需要维护；仪器需要维护；量具应重新设计来提高刚度；量具应重新设计来提高刚度；夹紧和检验点需要改进；夹紧和检验点需要改进；存在过大的零件内变差；存在过大的零件内变差；如果再现性重复性：
如果再现性重复性：
评价人需要更好的培训如何使用量具和读数评价人需要更好的培训如何使用量具和读数量具刻度盘上的刻度不清楚；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实用量具的一致性需要某种夹具帮助评价人提高实用量具的一致性v零件间变差：
由同一或由同一或不同的评价人不同的评价人，采用，采用同一同一个的测量仪器个的测量仪器，测量，测量不同零件不同零件的的同一特性同一特性时时零件测量零件测量平均值平均值的变差。
的变差。
零件间标准偏差：
零件间标准偏差：
p=Rp/d2（Rp为样品平为样品平均值极差）。
均值极差）。
零件间变差：
零件间变差：
PV=5.15Rp/d2。
（d2取值取决取值取决于量具研究使用的零件数于量具研究使用的零件数m和参与计算的极差和参与计算的极差个数个数g=1，可从附表一中查得，可从附表一中查得）。
什么是MSA？
什么是MSA？
v好的测量系统应该具备：
统计稳定性：
统计稳定性：
只有正常原因只有正常原因没有异常原因没有异常原因测量系统的变差测量系统的变差过程的变差过程的变差测量的分辨率测量的分辨率=1/10*5.15*=1/10*5.15*过程变差过程变差线性较好线性较好保证测量结果的一致性保证测量结果的一致性;什么是MSA?
v测量系统R&R计算公式v测量系统重复性和再现性占总过程变差的百分比（%R&R）的可接受性准则：
低于低于10%测量系统可接受；测量系统可接受；10%至至30%根据应用的重要性、量具成本根据应用的重要性、量具成本和维修的费用等可能是可接受的；和维修的费用等可能是可接受的；大于大于30%测量系统需要改进。
测量系统需要改进。
测量系统R&R的接受准则什么时候进行MSA？
v传统上:
根据经验根据经验制造商建议制造商建议无科学的方法无科学的方法v太短资源浪费资源浪费不必要的活动不必要的活动v太长采取不正确的测量系统的危险度增大采取不正确的测量系统的危险度增大什么时候进行MSA？
v测量系统研究准备计划要使用的方法；计划要使用的方法；确定评价人的数量、样品数量及重复读数次数；确定评价人的数量、样品数量及重复读数次数；从日常操作该仪器的人中挑选评价人；从日常操作该仪器的人中挑选评价人；样品必须从过程中随机选取并代表整个工作范围；样品必须从过程中随机选取并代表整个工作范围；仪器的分辨率应允许至少读取特性的预期过程变差的十分仪器的分辨率应允许至少读取特性的预期过程变差的十分之一；之一；确保测量方法（即评价人和仪器）在按照规定的测量步骤确保测量方法（即评价人和仪器）在按照规定的测量步骤测量特征尺寸。
测量特征尺寸。
什么时候进行MSA？
v测量系统研究的注意事项测量必须按照随机顺序进行；测量必须按照随机顺序进行；不应让评价人知道正在检查零件的编号；不应让评价人知道正在检查零件的编号；测量读数应估计到可得到的最接近的数字；测量读数应估计到可得到的最接近的数字；研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行；研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行；每
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