MSA测量系统分析课件 (2).ppt

,测量系统分析（MSA）,苏州东山精密制造股份有限公司SuzhouDongshanPrecisionManufacturingCo.,Ltd,品质部培训教材,测量系统分析的目的,测量系统分析的目的是确定使用的数据是否可靠测量系统分析还可以：评估新的仪器将两种不痛得测量方法比较对可能存在问题的测量方法进行比较评估确定并解决测量系统误差问题,数据的质量,数据的质量取决于从处于稳定条件下进行操作的系统中多次测量的统计特性，如：假设使用某一在稳定条件下操作的测量系统对某一特性值进行了几次测量，如果这些测量值均与该特性的参考值（mastervalue）接近，那么，数据的质量被成为“高”，同样，如果部分或者所有的测量值与参考值相差“很远”，则测试数据的质量很“低”,过程变差剖析,“重复性”和“再现性”是测量误差的主要来源,测量过程图-坐标测量机,清洁桌面定义方位,STypeofCleanerSTypeofRagNResidueSFrequencyNThoroughness,CPSISAirFilterSAirDryerNFluctuationNTemperature,NLineVoltageSConnections,SStd.CalibrationNExt.VibrationsNOper.FinesseCProbeFunctionsNExt.FluctuationsNTemperature,CTriggerForceCTableLocationSRigidity,SStat-pakanalysisSIn-processinfoSFinalverification,CMeas.SequenceNExt.VibrationsNOper.FinesseCPartTemp.NAmbientConditionsNExt.FluctuationsCPartOrientationCProbeLength/Dia.,CClampPressureCClampSequenceSTypeofClamp/FixtureCInstructionsCOrientationSFixtureCalib.NRigidity,SProgramSequenceCProgramInstructions,S=SOPN=NoiseC=Controllable,固定测试部件,启动测试软件,进行标准精度校正,调整探头位置,打开气阀,打开探头,记录归档测试结果,根据标准操作程序进行测量,连续变量测量分析,分辨率,偏移？“准确性”（居中性均值）,线性？,稳定性？,校准？,精确性R&R(离散性偏差),OK,OK,OK,OK,测量仪器的分辨率,测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似，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能力,B,A,B,A,A=1.0B=1.0,A=1.25B=1.00,因为上面的刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果,第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，两个部件将出现不同测量的结果,测量系统的有效分辨率（NDC）,测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10零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数据分级不同数据分级（ndc）的计算为ndc=1.41PV/GRR(1.41零件的标准偏差/总的量具偏差*)一般要求大于5级才可接受,准确度（Accuracy）,准确度（Accuracy）测量的平均值是否与真值吻合？真值（TrueValue）：理论上正确的值国际度量衡标准偏倚（Bias）测量值的均值和真值的距离测量系统持续地偏离目标系统错误,偏倚（Bias）,BIAS测量结果的平均值与参考值的差异。参考值（referencevalue）是一个预先确认的参考标准，该标准可用更高一级测量系统测量的平均值来确定（例如：高一级计量室）,线性（Linearity）,可以用整个仪器量程范围内的偏移之差（或偏差）的量度来度量样本的线性度。如果偏移在整个量程范围内不变，则具有很好的线性度。对于给定的特性，仪器究竟在什么样的数值范围中才可以使用？当测量仪器用于测量一个较宽的数据范围时，要考虑线性度并必须通过校正进行检查。,偏移,此时线性度不是个问题,标准度量2,偏移,此时线性度是个问题,标准度量1,测量单元,.0001.001.01.1,测量单元,.0001.001.01.1,稳定性（Stability）,在一段时间内，测量结果的分布无论是均值黑市标准偏差都保持不变和可预测的通过较长的时间内，用被监视的量具对相同的标准或标准间的同一特性进行测量的总变异来监视可用时间走势图进行分析,重现性和再生性,重复性Repeatability当相同的操作员使用相同仪器重复测量相同零件时观测到的变化EV仪器,再现性Reproducibility当不同的操作员使用相同仪器测量相同零件时观测到的变化AV操作员,重复性,再现性,标准度量造成的变异,操作员造成的变异,测量变异的组成:标准度量R&R,GRR是什么？,重現性(Repeatability)，目的只是要获知设备的变异性，在其取得数据时应符合下列条件：同一人员相同的归零条件同一产品同一位置同样的环境条件数据要在短时间內取得再生性(Reproducibility)则希望获知不同条件下的变异，因此取得数据时应符合下列条件：不同的人員不同的归零条件不同的位置不同的环境数据宜在较长时间內取得,GRR目的,若我們抽测100支零件的外径，我们可以得到100组数据，它形成一个分配(Xi，i)原始的数据标准差(i)中其实已涵盖了产品真值差(TU)，量器量测误差(GRR)及其他随机误差(e)其关系如下：i2=TU2+GRR2+e2,GRR的目的就是要降低测量误差(GRR)，使量测值之i尽量接近TU(真值之标准差)。,GRR计算公式,小于10%:合格的标准度量10%到30%:尚能接受大于30%:不合格且应当进行校正或更换,如何理解5.15这个常数？,Excel计算GRR,Minitab计算,变异的组成,超界零件,超界操作员,操作员的极差图,操作员*零件关系,操作员,零件,均值,操作员,零件,百分比,样本范围,样本均值,%影响%方差分析%工艺过程%公差,操作员的Xbar图,Minitab中的测量系统分析（MSA）实例,选取10个零件表征工艺过程中变异的预期范围3个操作员随机测量10个零件，每个零件3次选择StatQualityToolsGageR&RStudy(Crossed),Minitab中的GageR&R,在Partnumbers（零件号）中输入Part（零件）:Operators（操作员）中输入Operator（操作员）:Measurementdata（测量数据）中输入Response（响应）:ANOVA（方差分析）和X-bar&R分析主要的不同之处在于ANOVA将通过零件间的交互作用对操作员进行评估ANOVA方法更保守,Minitab中的GageR&R:选项,5.15是studyvariation（研究变异）的默认值z值范围计算99%潜在的研究变异基于变异计算标准的偏移可以在所选零件的研究中看到规格界限是10.75(USL)和8.75(LSL)点击Options在processtolerance（过程公差）对话框中输入2.0(10.758.75=2.0)在historicalsigma（历史西格玛值）对话框中输入0.195双击OK,解释:可接受性,如果工艺过程公差和历史西格玛值没有用在Minitab中,一个关键的设想是:选取的用于研究的样本零件可以真实地展现实际工艺过程变异。这样的话，测量系统的可接受性仅基于对研究中零件变异的比较。如果注意选取研究样本零件，这将是一个有效的假设。AIAG规定“评估测量系统是否可以分析工艺过程的一个标准要素是零件公差或测量系统变异所耗费的操作过程变异”。记住指导方针是:10%以下误差可接受的从10%到30%由于使用风险、测量仪器的成本、修理成本等考虑也尚能接受超过30%认为不可接受应该努力全面改进测量系统,AnalyzingtheVGR&RData,GageR&RStudy-ANOVAMethodGageR&RforMeasuresTwo-WayANOVATableWithInteractionSourceDFSSMSFPParts90.00918160.0010202289.4510.00000Operators20.00011050.000055315.6790.00011Operators*Parts180.00006340.00000351.5420.14308Repeatability300.00006860.0000023Total590.0094242GageR&R%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGageR&R5.49E-063.14Repeatability2.29E-061.31Reproducibility3.21E-061.83Operators2.59E-061.48Operators*Parts6.20E-070.35Part-To-Part1.69E-0496.86TotalVariation1.75E-04100.00StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R2.34E-031.21E-0217.726.03Repeatability1.51E-037.79E-0311.433.89Reproducibility1.79E-039.22E-0313.544.61Operators1.61E-038.28E-0312.164.14Operators*Parts7.87E-044.05E-035.952.03Part-To-Part1.30E-026.70E-0298.4233.52TotalVariation1.32E-026.81E-02100.0034.06NumberofDistinctCategories=8,Whatdoesallofthismean?ANOVAtableVarianceComponentsPartitioningtheVariabilityThissectionderivedfromVarianceComponents,1,2,3,Weareinterestedinsections2and3,2019/12/16,25,可编辑,AnalyzingtheVGR&RResults,%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGageR&R5.49E-063.14Repeatability2.29E-061.31Reproducibility3.21E-061.83Operators2.59E-061.48Operators*Parts6.20E-070.35Part-To-Part1.69E-0496.86TotalVariation1.75E-04100.00,1.75E-04=1.69E-04+5.49E-06100%=96.86%+3.14%,2.29E-06+3.21E-061.31%+1.83%,2.59E-06+6.20E-071.