测量系统分析郭改

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,测量系统分析（MSA）,冠智达顾问,高级顾问师：郭克永,内,容,容,概,概,要,要,一、基,本,本概念,二、测,量,量系统,的,的变差,类,类型,三、计,量,量型量,具,具双性,的,的分析,与,与研究,极差,法,法,均值,和,和极差,法,法,方差,分,分析法,四、计,数,数测量,系,系统的,分,分析与,研,研究,小样,法,法,五、测,量,量系统,分,分析的,时,时机与,方,方式方,法,法,一、基,本,本概念,1、量,具,具,2、测,量,量系统,3、测,量,量数据,的,的质量,4、测,量,量过程,5、测,量,量系统,的,的统计,特,特性,1、量,具,具,任何用,来,来获得,测,测量结,果,果的装,置,置；经,常,常用来,特,特指用,在,在车间,的,的装置,；,；包括,用,用来测,量,量合格,/,/不合,格,格的装,置,置（如,：,：塞规,）,）。,2、测,量,量系统,用来对,被,被测特,性,性赋值,的,的操作,、,、程序,、,、量具,、,、设备,、,、软件,、,、操作,人,人员以,及,及环境,的,的集合,，,，用来,获,获得测,量,量结果,的,的整个,过,过程。,3、测,量,量数据,的,的质量,测量数,据,据的质,量,量用稳,定,定条件,下,下的某,一,一测量,系,系统得,到,到的多,次,次测量,结,结果的,统,统计特,性,性来评,价,价。例,如,如，用,在,在稳定,条,条件下,运,运行的,测,测量系,统,统得到,某,某一特,性,性的多,次,次测量,结,结果，,若,若这些,结,结果与,基,基准值,（,（或真,值,值）都,很,很“接,近,近”，,则,则称这,些,些数据,的,的质量,“,“高”,，,，否则,若,若“远,离,离”其,基,基准值,（,（或真,值,值），,则,则称这,些,些数据,的,的质量,“,“低”,。,。,表征测,量,量数据,质,质量的,统,统计特,性,性是编,倚,倚（偏,移,移）和,方,方方差,。,。所谓,偏,偏倚的,特,特性，,是,是指数,据,据相对,基,基位值,的,的位置,，,，而所,谓,谓方差,的,的特性,，,，是指,数,数据离,散,散程度,。,。一组,测,测量数,据,据远离,基,基准值,，,，或其,变,变差太,大,大，则,此,此测量,系,系统的,变,变差，,可,可能会,掩,掩盖制,造,造过程,的,的变差,。,。,4、测,量,量过程,赋值过,程,程定义,为,为测量,过,过程，,而,而赋予,的,的值定,义,义为测,量,量值。5,、,、测量,系,系统的,统,统计特,性,性,用于输,出,出数据,制,制作控,制,制图或,计,计算过,程,程能力,的,的测量,系,系统应,具,具备如,下,下的统,计,计特性,：,：,（1）,测,测量系,统,统必须,处,处于统,计,计控制,状,状态,（2）,测,测量系,统,统的变,差,差必须,小,小于制,造,造过程,的,的变差,（,（6）及公差,带,带,（3）,测,测量系,统,统的最,小,小增量,，,，一般,说,说来应,为,为制造,过,过程变,差,差（6）或公,差,差带两,者,者中较,窄,窄的十,分,分之一,（4）,制,制造过,程,程的总,变,变差相,对,对测量,系,系统的,变,变差的,分,分级数,应,应大于5,（5）,随,随着时,间,间的推,移,移或被,测,测物改,变,变时（,即,即量程,变,变化）,，,，也应,满,满足上,述,述要求,。,。,二、测,量,量系统,的,的变差,类,类型,1、偏,倚,倚（bias）,2、稳,定,定性（stability,）,）,3、线,性,性（linearity,）,）,4、重,复,复性（repeatability）,5、再,现,现性（reproducibility,）,）,1、偏,倚,倚,偏移，,又,又称为,“,“准确,度,度”，,是,是指测,量,量结果,的,的观测,平,平均值,与,与基准,值,值的差,值,值。基,准,准值，,也,也称为,标,标准值,，,，是充,当,当测量,值,值的一,个,个一致,认,认可的,基,基准，,一,一个基,准,准值可,以,以通过,采,采用更,高,高级别,的,的测量,设,设备（,例,例如，,计,计量实,验,验室或,全,全尺寸,检,检验设,备,备）进,行,行多次,测,测量，,取,取其平,均,均值来,确,确定。,偏倚,观测平,均,均值,基准值,2、稳,定,定性,或称飘,移,移，指,测,测量系,统,统在某,持,持续时,间,间内测,量,量同一,基,基准或,零,零件的,单,单一特,性,性时获,得,得的测,量,量值总,变,变差，,即,即偏倚,随,随时间,的,的增量,。,。,时间1,时间2,稳定性,3、线,性,性,指测量,系,系统在,预,预期的,工,工作范,围,围内偏,移,移（准,确,确度）,的,的变化,。,。,基准值,偏倚,观测平,均,均,偏倚,基准值,观测平,均,均,观测平,均,均值,有偏倚,无偏倚,基准值,4、重,复,复性,又称量,具,具变差,/,/设备,变,变差，,指,指由一,个,个评价,人,人采用,同,同一个,测,测量仪,器,器，多,次,次测量,同,同一零,件,件的同,一,一特性,时,时测量,平,平均值,的,的变差,。,。,重复性,5、再,现,现性,又称作,业,业者变,差,差/评,价,价人变,差,差，指,由,由不同,的,的评价,人,人，采,用,用同一,个,个测量,仪,仪器，,测,测量同,一,一零件,的,的同一,特,特性时,测,测量平,均,均值的,变,变差。,再现性,作业者B,作业者A,作业者C,三、计,量,量型量,具,具双性,的,的分析,与,与研究,1、测,量,量系统,变,变差的,接,接受准,则,则,2、极,差,差法,3、均,值,值和极,差,差法,4、方,差,差分析,法,法,1、测,量,量系统,变,变差的,接,接受准,则,则,（1）,若,若数据,用,用于计,算,算过程,能,能力或,制,制作控,制,制图，,双,双性变,差,差（GRR）的大小,应,应和既,包,包含制,造,造系统,变,变差与,测,测量系,统,统变差,的,的总过,程,程变差,进,进行比,较,较，双,性,性占总,过,过程变,差,差的百,分,分比：,小于10%,测,测量系,统,统可接,受,受；,10%,至,至30,%,%根,据,据应用,的,的重要,性,性，量,具,具的成,本,本，维,修,修的费,用,用等，,可,可能是,可,可接受,的,的；,大于30%,不,不可接,受,受。但,能,能否用,于,于判断,零,零件合,格,格与否,，,，需与,产,产品公,差,差进行,比,比较。,（2）,偏,偏倚、,线,线性及,稳,稳定性,变,变差的,大,大小通,常,常是可,修,修复的,，,，应比,双,双性变,差,差小很,多,多。,2、极,差,差法,典型的,极,极差法,使,使用2,名,名评价,人,人和5,个,个零件,进,进行分,析,析,1）评,价,价人A和B各测量,零,零件一,次,次；,2）计,算,算零件,测,测量的,极,极差R，测量的,极,极差为,评,评价人A和B测量结,果,果差的,绝,绝对值,；,；,3）计,算,算零件,测,测量的,平,平均极,差,差,4）计,算,算量具,的,的双性,，,，即测,量,量过程,变,变差；,5）计,算,算双性,占,占总过,程,程变差,的,的百分,数,数；,%GR&R=100(GR&R/过程变,差,差),例：,零件,甲,乙,极差,1,12,14,2,2,14,13,1,3,17,16,1,4,17,15,2,5,18,19,1,总和,7,注：4,.,.33,由,由5.15/D,2,而来，D,2,请参考,下,下表,零件,人员数,2,3,4,5,1,1.41,1.91,2.24,2.48,2,1.28,1.81,2.15,2.40,3,1.23,1.77,2.12,2.38,4,1.21,1.75,2.11,2.37,5,1.19,1.74,2.10,2.36,6,1.18,1.73,2.09,2.35,7,1.17,1.73,2.09,2.35,8,1.17,1.72,2.08,2.35,9,1.16,1.72,02.08,2.34,10,1.16,1.72,2.08,2.34,极差法,的,的限制,*无法,将,将测量,工,工具之,重,重复性,及,及再现,性,性分开,来,来计算,*它所,反,反应之GRR值为此2种量,测,测误差,之,之组合,3、GR&R均值极,差,差法,GR&R分析指,南,南均,值,值极差,法,法（1,）,）：,*选取10个,零,零件，,要,要求覆,盖,盖过程,变,变差的,实,实际或,预,预期范,围,围；,*指定,评,评价人A、B,、,、C。,*按1,10,给,给零件,编,编号，,并,并使评,价,价人不,能,能看到,编,编号数,字,字；,*如果,校,校准是,正,正常程,序,序的一,部,部分，,则,则校准,量,量具,；,GR&R均值极,差,差法,GR&R分析指,南,南均,值,值极差,法,法（2,）,）：,*让评,价,价人A以随机,的,的顺序,测,测量10个零,件,件，由,监,监督者,将,将结果,记,记录在,第,第1行,。,。让评,价,价人B和C同样随,机,机测量,这,这10,个,个零件,，,，并互,相,相不看,对,对方的,数,数据。,然,然后将,结,结果分,别,别填入,第,第6行,和,和第11行；,*使用,不,不同的,随,随机测,量,量顺序,重,重复上,述,述操作,过,过程。,把,把数据,填,填入第2、7,和,和12,行,行以及,第,第3、8和13行。,*要求,同,同一个,零,零件的,数,数据记,录,录在同,一,一列。,GR&R分析指,南,南均,值,值极差,法,法（3,）,）：,*当零,件,件过大,或,或无法,获,获得所,需,需零件,时,时，可,减,减少零,件,件的数,量,量。,*从第1、2,、,、3行,中,中的最,大,大值减,去,去它们,中,中的最,小,小值，,结,结果填,入,入第5,行,行；将1、2,、,、3行,的,的数值,平,平均，,结,结果填,入,入第4,行,行。如,此,此类推,。,。,*分别,将,将第1,15,行,行的数,值,值平均,，,，填在,本,本行的,最,最后一,列,列；,*对应,第,第5、10、15行,的,的平均,值,值分别,是,是该评,价,价人的,测,测量平,均,均极差mRa,、,、mRb、mRc。,GR&R分析指,南,南均,值,值极差,法,法（4,）,）：,*将第5、10、15行的,数,数据（mRa,、,、mRb、mRc）记入,第,第17,行,行，并,取,取平均,值,值mmR,（,（所有极,差,差的平,均,均值）,；,；,*将mmR记入第19、20行,，,，得到,控,控制上,、,、下限,，,，同SPC方法。,应,应描绘,均,均值极,差,差控制,图,图；,*如果,有,有测量,值,值超控,制,制限，,应,应由相,应,应的评,价,价人对,相,相应的,零,零件重,新,新测量,或,或剔除,该,该测量,值,值，重,新,新按上,述,述方法,计,计算；,GR&R分析指,南,南均,值,值极差,法,法（5,）,）：,*应纠,正,正造成,失,失控状,态,态的特,殊,殊原因,；,；,*将第4、9,和,和14,这,这三行,中,中的最,大,大值和,最,最小值,填,填入第18行,中,中的相,应,应处，,得,得到其,差,差值,*计算,每,每个零,件,件每次,测,测量的,平,平均值,（,（包括,三,三个评,价,价人的,测,测量值,）,），结,果,果填入,第,第16,行,行；,*计算,第,第16,行,行的极,差,差，得,到,到零件,平,平均值,的,的极差,GR&R分析指,南,南均,值,值极差,法,法（6,）,）：,*将mmR,、,、mXdiff和Rp的计算,值,值转填,入,入包括,表,表格的,栏,栏内；,*在表,格,格左边,标,标有“,测,测量系,统,统分析,”,”的栏,下,下进行,计,计算；,*在表,格,格右边,标,标有“,总,总变差,%,%”的,栏,栏下进,行,行计算,；,；,*