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MSA作业规范 文件培训2010 6 6 1 定义 MSA MeasurementSystemAnalysis 即测量系统分析 使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析 以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适 并确定测量系统误差的主要成分 测量 赋值给具体事物以表示他们之间的关系 而赋予的值定义为测量值 测量仪器 计量器具 是指单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具 2 正确了解测量系统与环境相互作用时的变差和来源 利用均值 极差法 方差法对测量系统的再现性 重复性 稳定性 线性 偏倚进行分析 评价测量系统的有效性 使测量系统可靠地服务于生产 检验 目的 范围 适用于本公司所有检验 生产现场测量系统分析 3 内容 测量系统定义测量系统的组成测量系统分析作用测量系统误差对测量结果的影响测量系统分析需求判定分析周期分析评定的统计特性计数型测量系统分析 4 1 测量系统定义测量系统measuringsystem用来获得表示产品或过程特性的数值的系统 称之为测量系统 测量系统是与测量结果有关的仪器 设备 软件 程 序 操作人员 环境的集合 测量设备measuringequipment测量仪器 测量标准 参考物质 辅助设备以及进行测量所必需的资料的总称 5 测量系统 人 机 料 法 环 操作人员 量具 测量设备 工装 被测的材料 样品 特性 操作方法 操作程序 工作的环境 2 测量系统的组成 6 3 测量系统分析作用使测量系统受控 保证测量数据的质量 测量过程 7 I不好的零件永远被视为不好的零件II可能做出潜在的错误决定III好零件永远被视为好零件 那么怎样才能做出尽可能正确的决策呢 4 测量系统误差对测量结果的影响 8 5 测量系统分析需求判定 以下情况要做测量系统的分析 用于关键过程检验的测量设备 用于关键零部件检验的测量设备 新购的用在关键工序 关键零部件检验的测量设备 与测量系统有关的顾客投诉 当认为测量结果有异常且必要时 9 6 分析周期 用于结果判定的测量设备每三个月进行一次分析 例如 耐压测试仪 接地电阻测试仪 用于确定量值的测量设备每半年进行一次分析 例如 卡尺 万用表 10 7 分析评定的统计特性 Bias偏倚 Linearity线性 Stability稳定性 Repeatability重复性 Reproducibility再现性 11 7 1偏倚 Bias 基准值 观测平均值 偏倚 偏倚 是测量结果的观测平均值与基准值的差值 基准值的取得可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量 取其平均值来确定 12 7 1 1造成过大偏倚的可能原因有 仪器需要校准 仪器 设备或夹具的磨损 使用了错误的量具 量具或零件变形 不同的测量方法 作业准备 加载 技巧 环境变化 温度 湿度 振动 清洁 应用 零件数量 位置 操作者技能 疲劳 观测误差 易读性 视差 13 从现生产或检验过程中任取一样件 由全尺寸检验设备确定或用所分析测量设备测量被测特性10次 取其平均值做为准值 由选定的人按规定的测量方法 对样件测量15次并记录 数据计算A 计算读数的平均值 7 1 2偏倚取样分析方法 14 15 D 置信区间的计算 接受准则如果0落在围绕偏倚值置信区间以内 即0在置信区间低值和高值之间 偏倚在水平是可接受的 16 7 1 3举例 偏倚一个制造工程师在评价一个用来监控生产过程的新的测量系统 测量装置分析表明没有线性问题 所以工程师只评价了测量系统偏倚 在已记录过程变差基础上从测量系统操作范围内选择一个零件 这个零件经全尺寸检验测量以确定其基准值 而后这个零件由领班测量15次 17 基准值 6 0偏倚15 8 0 225 7 0 335 9 0 145 9 0 156 00 066 10 176 00 086 10 196 40 4106 30 3116 00 0126 10 1136 20 2145 6 0 4156 00 0 18 用电子表格和统计软件 可获得直方图和数据分析 测量值 19 偏倚研究 偏倚研究分析 20 因为0落在偏倚置信区间 0 1185 0 1319 内 工程师可以假设测量偏倚是可以接受的 同时假定实际使用不会导致附加变差源 偏倚研究的分析 如果偏倚从统计上非0 寻找以下可能的原因 标准或基准值误差 仪器磨损 这在稳定性分析可以表现出 建议按计划维护或修整 仪器制造尺寸有误 仪器测量了错误的特性 仪器未得到完善的校准 评审校准程序 评价人设备操作不当 评审测量说明书等 21 7 2线性 Linearity 量程 基准值 观测平均值 基准值 线性 是在量具预期的工作范围内 偏倚值的差值 22 7 2线性 Linearity 观测的平均值 基准值 无偏倚 有偏倚 23 7 2 1线性取样分析方法在测量系统的工作范围内随机选定五个零件 用全尺寸检验设备或用所用析测量设备测量被测特性10次 取其平均值做为基准值 一位评价人对每个零件测量10次 分别计算零件平均和偏倚并做记录 计算A 计算每次测量的试样偏倚及试样偏倚均值 24 25 26 C 在线性图上画出单值偏倚和相关基准值的偏倚均值及 偏倚 0线 接受准则及不合格处理 偏倚 0 线必须完全在拟合线置信带以内 如果测量系统存在线性问题 需要通过调整软件 硬件或两项同时进行来再校准以达到0偏倚 如果偏倚在测量范围内不能被调整到0 只要测量系统保持稳定 仍可用于产品 过程的控制 但不能进行分析 直到测量系统达到稳定 27 7 2 2举例 线性一名工厂主管希望对过程采用新测量系统 作为PPAP41的一部分需要评价测量系统的线性 基于已证明的的过程变差 在测量系统操作是量程内选择了5个零件 每个零件经过全尺寸检验测量以确定其基准值 然后由领班分别测量每个零件12次 研究中零件是被随机选择的 28 29 用电子表格和统计软件 得到线性图 30 31 7 3稳定性 Stability 稳定性 时间1 时间2 稳定性 是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的相同特性时获得的测量值的总变差 32 7 3 1造成不稳定性的可能因素有 仪器需要校准 仪器 设备或夹具的磨损 维护保养不好 空气 动力 液体 腐蚀 尘土 清洁 不同的测量方法 作业准备 加载 技巧 环境变化 温度 湿度 振动 清洁 应用 零件数量 位置 操作者技能 疲劳 观测误差 易读性 视差 33 7 3 2稳定性取样分析方法选取一个标准或样本 每天由一位评价人测量标准件或样本5次 记录测量数据并计算极差和均值 共采集20组数据 据此计算并确定控制限 看其是否有超越控制限或有不稳定的趋势 计算均值 和极差 R 34 将均值 极差画在控制图上 计算控制限 接受准则 无超出控制限的点 35 7 3 3举例 稳定性 为了确定一个新的测量装置稳定性是否可以接受 工艺小组在生产工艺中程数附近选择了一个零件 这个零件被送到测量实验室 确定基准值为6 01 组每平班测量这个零件5次 共测量4周 20个子组 收集所有数据以后 X R图就可以做出来了 见图9 36 37 7 4重复性 Repeatability 重复性 重复性 是由一个评价人 采用一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差 38 7 4 1造成重复性的可能原因包括 零件内部 形状 位置 表面光度等 仪器内部 维修 磨损 设备或夹具的失效 保养不好等 方法内部 作业准备 技巧 归零 固定 夹持的变差 评价人内部 技巧 缺乏经验 操作技能或培训 疲劳等 环境内部 对温度 湿度 震动 清洁的小幅度波动 量具误用 失真 缺乏坚固性 错误的假设 观测误差 易读性 视差 39 40 41 7 5再现性 Reproducibility 再现性 是由不同的评价人 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 再現性 操作者B 操作者C 操作者A 42 7 5 1造成再现性的潜在原因包括 零件之间 仪器之间 方法之间 评价人之间 环境之间 操作者培训的有效性 错误的假设 观测误差 易读性 视差 43 44 计算重复性和再现性 R R计算测量系统标准偏差 计算测量系统变有效期或测量设备R R R R 5 15 45 计算零件间的标准偏差 RP d2 式中 RP零件均值计算的极差值 计算总过程标准偏差 计算总过程变差TV TV 5 15计算 R R R R 100 R R TV 100 46 7 5 3判断可接收性测量系统是否满足的准则决定于测量系统变差占零件容差或产品过程变差的百分比 判断如下 小于10 的误差 测量系统可接受 10 至30 的误差 基于应有的重要性 测量设备的成本 维修成本等可能是可接受的 大于30 的误差 认为不可接受 应努力改进测量系统 47 8 计数型测量系统分析 从过程中随机选取50个零件 以获得涵盖了整个过程范围的零件 确认各零件的状态并进行编号 使用3名评价人 操作者 每位评价