MSA测量系统培训课程

测量系统分析Preparedby:

Department:MeasurementSystemAnalysis内容一、测量系统的定义二、认识误差三、GR&R四、稳定性五、不确定度六、测量系统分析内容一、测量系统的定义二、认识误差三、GR&R四、稳定性五、不确定度六、测量系统分析1、什么是测量系统测量系统：是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、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。根据定义，一个测量过程可以看成是一个制造过程，它产生数值（数据）作为输出。这样看待测量系统是有用的，因为这可以使用权我们运用那些早已在统计过程控制领域证明了有效性的所有概念、原理和工具。2、测量系统的基本要素测量人员Person/Procedure仪器/工具Instrument工件/零件Workpiece测量环境Environment测量标准StandardSWIPE影响测量结果的因素有哪些？-测量工具（仪器、量具）?-测量人员?-被测对象（零件、工件）?-测量环境（温度、湿度）?-测量标准（方法、软件、操作）?思考题内容一、测量系统的定义二、认识误差三、GR&R四、稳定性五、不确定度六、测量系统分析1、什么是误差

由于测量系统的输出值用于做出关于产品和过程的决策，所有变差源的累积影响通常为测量系统误差，或有时称为“误差”。

测量系统误差可以分成五种类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性。

测量系统的波动通过对测量系统的可重复性和可再现性进行分析确定观测的过程误差过程实际误差测量误差长期过程误差短期过程误差样本内误差测量仪器引起的误差操作员引起的误差准确性线性可再现性稳定性可重复性2、测量系统误差的来源我们即将了解的的测量系统分析方法将提供对总体测量误差、由于测量仪器可重复性引起的误差、由于测量者引起的误差的估计。3、如何“减小”误差？-多次测量取平均值 —避免失误-多人测量取平均值 —“立场”问题使用更“高级”的测量设备 —设备的能力改进测量方法 —方法使用辅助工具 —方法向更高级别的标准看齐 —方法（规范）培训 —人的能力测量环境的要求 —环境因素-改进被测工件，方便测量 —被测对象

……4、小结√误差是不不可避免免的，有有测量就就有误差差。√误差来自自测量系系统。√误差随着着测量系系统、时时间的改改变而变变化，从从而产生生误差的变变异，即即测量变变异。√通过改进进测量系系统，可可以减小小误差。。内容容一、测量系统统的定义义二、认认识误差差三、GR&R四、稳稳定性五、不不确定度度六、测测量系统统分析A、GR&R：GageRepeatability&Reproducibility量具的重复性性和再现性1、名词解释-GR&R是对测量系统统重复性和再再现性合成的的评估，体现现了测量工具和和测量人员两两者综合的变变异。-GR&R体现了测量系系统的能力。。-GR&R是帮我们量化化、评估工具具变异和人员员变异大小（在测量系统统总变异中所所占比例）的的工具。B、重复性：√由一位评价人人多次使用一一种测量仪器器，测量同一一零件的同一特特性时获得的的测量变差√在固定和规定定的测量条件件下连续（短短期）试验变变差√通常指EＶ（EquipmentVariant)-设备变差√仪器（量具））的能力或潜潜能√系统内变差C、再现性：√由不同的评价价人使用同一一个量具，测测量一个零件件的一个特性时产生生的测量平均均值的变差√对于产品和过过程条件，可可能是评价人人、环境（时时间）或方法的误差差√通常指AＶ(AppraiserVariant)-评价人变差√系统间（条件件）变差√ASTME456-96包括重复性、、实验室、环环境及评价人人影响2、重复性与再再现性的差异异3、造成重复性性误差的原因因√零件内部（抽抽样样本，被被测试部件））：形状、位位置、表面光光度、锥度、、样本的一致致性√仪器内部：维维修、磨损、、设备或夹具具失效、质量量或保养不好好√标准内部：质质量、等级、、磨损√方法内部：作作业准备、技技巧、归零、、固定、夹持持、点密度的的变差√评价人人内部部：技技巧、位置、、缺乏乏经验验、操操作技技能或或培训训、意意识、、疲劳劳√环境内内部：：对温温度、、湿度度、振振动、、清洁洁的小小幅度度波动动√错误的的假设设—稳定，，适当当的操操作√缺乏稳稳健的的仪器器设计计或方方法，，一致致性不不好√量具误误用√失真（（量具具或零零件））、缺缺乏坚坚固性性√应用—零件量量、位位置、、观测测误差差（易易读性性、视视差））4、造成成再现现性误误差的的原因因√零件之之间(抽样样样本本)：相同的的仪器器、操操作者者和方方法测测量A、B、C零件时时的平平均差差异√仪器器之之间间：：在在相相同同零零件件、、操操作作者者和和环环境境下下A、、B、、C仪器器测测量量的的平平均均值值差差异异。。注注意意：：在在这这种种情情况况下下，，再再现现性性误误差差通通常常还还混混有有方方法法和和/或或操操作作者者的的误误差差。。√标准准之之间间：：在在测测量量过过程程中中，，不不同同的的设设定定标标准准的的平平均均影影响响。。√方法法之之间间：：由由于于改改变变测测量量点点密密度度、、手手动动或或自自动动系系统统、、归归零零、、固固定定或或夹夹紧紧方方法法等等所所造造成成的的平平均均值值差差异异。。√评价人人（操操作者者）之之间：：评价价人A、B、C之间由由于培培训、、技巧巧、技技能和和经验验所造造成的的平均均值差差异。。推荐荐在为为产品品和过过程鉴鉴定和和使用用手动动测量量仪器器时使使用这这种研研究方方法。。√环境之之间：：在经经过1、2、3等时时段所所进行行的测测量，，由于于环境境周期期所造造成的的平均均值差差异。。这种种研究究常用用在使使用高高度自自动化化测量量系统统对产产品和和过程程的鉴鉴定。。√研究中中的假假设有有误√缺乏稳稳健的的仪器器设计计或方方法√操作者者培训训的有有效性性√应用—零件数数量、、位置置、观观测误误差（（易读读性、、视差差）内容容一、测量系系统的的定义义二、认认识识误差差三、GR&R四、稳稳定定性五、不不确确定度度六、测测量量系统统分析析1、测量量系统统的稳稳定性性稳定性性（或或漂移移）是是测量量系统统在某某一阶段时时间内内，测量量同一基准准或零零件的的单一一特性性时获获得的的测量量总变变差。。时间参考值2、系统统不稳稳定性性的可可能原原因√仪器校校准周周期过过长，，需要要减少少校准准时间间间隔隔√仪器、、设备备或夹夹紧装装置的的磨损损√正常老老化或或退化化√维护保保养不不好：：空气气、动动力、、液体体、过过滤器器、腐腐蚀、、尘土土、清清洁√基准的磨损损或损坏，，基准的误误差√不适当的校校准或使用用基准设定定√仪器质量不不好，缺少少稳健的设设计或方法法√不同的测量量方法：作作业设备、、载入、夹夹紧、技巧巧√变形（量具具或零件））√环境变化：：温度、湿湿度、振动动、清洁√错误的假设设，应用的的常数不对对√应用：零件件数量、位位置、操作作者技能、、疲劳、观观测误差（（易读性、、视差）内容容一、测量系统的的定义二、认识识误差三、GR&R四、稳定定性五、不确确定度六、测量量系统分析析1、测量不确确定度不确定度是是用来描述述一个测量量值的质量量的术语。。本质上，不确定定度是赋值值给测量结结果的范围围，在规定定的置信水水平内描述为预期期包含有真真测量结果果的范围。。测量的不确确定度是在在测量时间间上测量值值可能变化化多少的一一个简单估计值值。要考虑虑在测量过过程中所有有重要的测测量变差源源加上校准、基准、、方法、环环境及其它它前面没有有考虑到的的因素的重重要误差。。定期重复评评价与测量量过程有关关的不确定定度以确保保持续保持持所预计的准确确度是适宜宜的。2、测量不确确定度和MSA的主要区别别：MSA测量的不确确定度和MSA的重点是了了解测量过过程，确定定在测量过程程中的误差差总量，及及评估（测测量系统分分析）用于于生产和过程控控制中的测测量系统的的充分性。。MSA促进了解和和改进（减减少变差））。不确定定度是测量量值的一个范围，，由置信区区间来定义义，与测量量结果有关关并希望包包括测量的真值。。内容容一、测量系统的的定义二、认识识误差三、GR&R四、稳定定性五、不确确定度六、测量量系统分析析1、测量系统统的类型与与分析方法法2、初始MSA分析的目标标：√量具重复性性（GR）与重复性性和再现性性（GRR）的对比√偏倚和/或线性的评评估√顾客测量的的目的的评评估3、“好的的”测量系系统的基本本特性有：：1>足够的分辨辨率和灵敏敏度。为了测量的的目的，相相对于过程程变差的规规范控制限限，测量的的增量应该该很小。2>测量系统应应该是统计计受控制的的。这意味着在在可重复条条件下，测测量系统的的变差只能能是由于普普通原因而而不是特殊原因因造成。。3>对于产品品控制，，测量系系统的变变异性与与公差相相比必须须小。4>对于过程程控制，，测量系系统的变变异性应应该显示示有效的的分辨率率并且与与制造过程程变差相相比要小小。测量系统统统计特特性可能能随被测测项目的的变化而而改变。。如果是是这样，，则测量系统统最大的的（最坏坏）变差差应小于于过程变变差和规规范控制制限两者者中的较较小者。4、测量系系统的接接受标准准对于以分分析过程程为目的的的测量量系统，，通常单单凭经验验来确定定测量系统的可可接受性性的规则则如下：：●误差低于于10%—测量系统统是可接接受的。。●误差在10%到30%之间—基于应用用的重要要性、测测量装置置成本、、维修成本本等方面面的考虑虑，可能能是可接接受的。。●误差超过过30%—不可接受受的，必必须改进进测量系系统。测量系统统的最终终可接受受性不应应该单纯纯由一组组指数来来决定。。测量系统的的长期表表现也应应该利用用长性能能的图形形分析得得到评审审。5、系统测测量中的的注意点点：为最大限限度地减减少误导导结果的的可能性性，应采采取下列列步骤：：1>测量应按按照随机机顺序，，以确保保整个研研究过程程中产生生的任何何漂移或或变化将随机机分布。。评价人不不应知道道哪个被被编号的的零件正正在被检检查，以以避免可可能的认认识偏倚倚。但是进行行研究的的人应知知道正在在检查哪哪一零件件，并相相应记下下数据，，即评价价人A，零件1，第一次次试验；；评价人人B，零件4，第二次次试验等等。2>在设备读读数中，，测量值值应记录录到仪器器分辨率率的实际际限度。。机械装置置必须读读到和记记录到最最小的刻刻度单位位。对于于电子读读数，测测量计划划必须为记录录所显示示的最右右有效数数位建立立一个通通用的原原则。模模拟装置置应记录录到最小刻度的一半半或灵敏度和和分辨力的极极限。对于模模拟装置，如如果最小刻