MSA应用教程

31,MSA,量測系統分析,1.MSA的來源,2.實施MSA的目的,3.量測系,統,統的構,成,成,4.量測系,統,統變異,的,的產生,5.量測系,統,統變異,類,類型及,分,分析,6.GRR分析之,執,執行,7.偏性分,析,析之執,行,行,8.穩定性,分,分析之,執,執行,9.線性分,析,析之執,行,行,目錄,MSA(MeasurementSystemsAnalysis)即量測,系,系統分,析,析.是由美國,三,三大汽,車,車公司(克萊斯,勒,勒,福特,通用)聯合推,出,出.主要應,用,用于產,品,品尺寸.,1.MSA的來源,MSA專注于,了,了解某,量,量測過,程,程,確定這,過,過程中,誤,誤差的,大,大小,并評估,這,這量測,系,系統是,否,否適用,于,于產品,和,和制程,的,的管制.MSA提升了,解,解和改,進,進量測,過,過程減,小,小變異,確保產,品,品品質.,2.實施MSA的目的,3.量測系,統,統構成,量測系,統,統,1.量具.設備(軟.硬體),2.操作(人員.過程),3.測試環,境,境,4.待測試,件,件,量測系,統,統包含,以,以下要,素,素:,4.量測系,統,統變異,的,的產生,量測系,統,統,實際值,實際值,測量值,實際產,品,品變異,長期產,品,品變動,短期產,品,品變異,樣本變,異,異,量檢具,造,造成的,變,變異,操作員,造,造成的,變,變異,觀察到,的,的產品,變,變異,在工業,的,的生產,環,環境中,，,，許多,評,評價量,測,測系統,的,的統計,方,方法均,被,被廣泛,的,的應用,，,，其中,包,包括：再現性(Repeatability)、再生,性,性(Reproducibility)、穩定,性,性(Stability)、線性(Linearity)與偏性(Bias)等.,5.1量具的,再,再現性,與,與再生,性,性(GR,&,&R),再現性,:,一個操,作,作員使,用,用一個,量,量具，量測,相,相同零,件,件的相,同,同特性,數,數次，,所,所產生,量,量測數,據,據的變,異,異，此,一,一又稱,之,之為量,具,具的變,異,異(GaugeVariation)。,再生性:不同的,操,操作員,使,使用相,同,同的一,個,個量具，量測,相,相同零,件,件之相,同,同特性,數,數次後,，,，所得,到,到操作,員,員數據,平,平均值,之,之間的,變,變異，,此,此一又,稱,稱之為操作員的變異(Operation Variation)。,註：此所,謂,謂相同零,件,件是指自,一,一批生,產,產出相,同,同規格,的,的零件,中,中所抽,取,取出樣,品,品。相同特,性,性是指每,一,一零件,所,所被量,測,測的特,性,性(如：長,度,度、重,量,量)皆相同,。,。所謂數次是指每,一,一個零,件,件皆被,量,量測好,幾,幾次。,5.量測系,統,統變異,類,類型及,分,分析,5.2偏性(Bias),同一人,使,使用同,一,一量測,工,工具，,量,量測同,一,一零件,相,相同特,性,性次數,所,所得之觀測平,均,均值與實驗室或精密儀,器,器量測同,一,一零件,相,相同特,性,性所得,之,之真值或（參考值）之間,的,的偏差,值,值,即偏性=觀測平,均,均值-真值,真值,(,參考值,),觀測平均值,偏差,5.3穩定性(Stability),同一量,具,具於不,同,同時間,，,，量測,同,同一零,件,件之相,同,同特性,數,數次之,平,平均值,，,，在不,同,同時間,差,差所得,之,之變異。,穩定性,Time 2,Time 1,基準值,時間,5.4線性(Linearity),指量具,各,各有效,使,使用作,業,業範圍,內,內之高,、,、中、,低,低量測,點,點之偏,差,差量。,真值,(,參考值,),零偏差線,觀測平均值,真值,(,參考值,),觀測平均值,真值,(,參考值,),觀測平均值,一致性的偏差,線性,-,不一致性的偏差,真值,(,參考值,),觀測平均值,真值,(,參考值,),觀測平均值,真值,(,參考值,),觀測平均值,一致性的偏差,線性,-,不一致性的偏差,GRR實驗要,求,求,在進行,一,一個GaugeR&R試驗之,前,前，操,作,作員的,人,人數、,被,被量測,的,的零件,數,數目、,每,每一個,零,零件被,反,反覆量,測,測的次,數,數、被,量,量測的,零,零件特,性,性，與,量,量測的,環,環境都,必,必須先,行,行決定,。,。通常,我,我們重,點,點考慮,下,下列幾,點,點：,操作員,：,：隨機,選,選取幾,個,個使用,量,量具的,操,操作員,。,。這可,以,以讓我,們,們評估,量,量具對,不,不同操,作,作員的,敏,敏感度,。,。,零件：,自,自同一,規,規格的,零,零件中,隨,隨機選,取,取510個零件,進,進行量,測,測。,反覆量,測,測的次,數,數：每,一,一個零,件,件的量,測,測特性,被,被每一,個,個操作,員,員反覆,量,量測至,少,少2次。,6.GR&R分析之,執,執行,量測系,統,統研究,之,之準備,像任一,項,項研究,或,或分析,，,，在執,行,行量測,系,系統研,究,究之前,應,應有足,夠,夠的規,劃,劃及準,備,備，在,執,執行研,究,究前一,般,般的準,備,備如下,：,：,方法在,使,使用前,應,應先予,確,確認。,例,例如：,以,以工程,判,判斷來,決,決定目,視,視觀測,或,或量具,研,研究是,否,否在校,正,正或使,用,用量具,時,時有人,為,為影響,。,。某些,量,量具，,如,如：按,鈕,鈕則數,據,據被顯,示,示出來,，,，則其,再,再生性,的,的影響,可,可不予,考,考慮。,應預先,決,決定操,作,作員人,數,數、樣,本,本數及,重,重複量,測,測次數,，,，其考,慮,慮的因,素,素如：,尺寸的,關,關健性,關鍵,尺,尺寸因,量,量具研,究,究估計,可,可信度,的,的需求,需,需更多,的,的零件,或,或量測,次,次數。,零件結,構,構大,型,型或重,型,型零件,可,可能意,味,味樣本,數,數量較,少,少但測,量,量次數,多,多。,應該從日常使,用,用此量,具,具的操,作,作員中選擇,測,測試者,，,，如果,并,并非此,量,量具的,日,日常操,作,作員，,則,則選擇,的,的每人,均,均應受,過,過足夠,的,的訓練,以,以正確,的,的使用,量,量具。,樣本應,在,在能代,表,表整個,作,作業範,圍,圍的製,程,程中挑,選,選，有,時,時是在,幾,幾天之,內,內每天,取,取一件,樣,樣本，,這,這種作,法,法是必,須,須的，,因,因為這,些,些零件,被,被認為,代,代表在,現,現行生,產,產中全,部,部的生,產,產變異,，,，又因,每,每個零,件,件將被,重,重複量,測,測，故,須,須加以,編,編號以,便,便區別,。,。,儀器應,該,該有足,夠,夠的分,辨,辨力,其刻度,應,應直接,讀,讀取特,性,性的預,期,期製程,變,變異的1/10值，例,如,如：此特性,的,的變異,為,為0.001，則儀,器,器可直,接,接讀取,的,的刻度,應,應不大,於,於0.0001。,如果想,取,取得合,理,理的結,果,果，則,執,執行研,究,究的方,法,法很重,要,要，為,了,了將不,準,準確結,果,果的可,能,能性降,至,至最低,，,，應採,取,取下列步驟：,應以隨,機,機抽樣,的,的方式,取,取得量,測,測數據,，,，以確,保,保在整,個,個研究,的,的隨機,性,性，而,不,不致有,任,任何的,偏,偏移或,改,改變，,操,操作員,亦,亦應不,知,知道何,種,種號碼,零,零件已,檢,檢驗過,以,以避免,任,任何可,能,能之偏,差,差，當,然,然，執,行,行研究,者,者應了,解,解那個,零,零件已,檢,檢驗過,而,而且同,時,時記錄,數,數據，,例,例如：,這,這是作,業,業者A、零件1、第一,次,次量測,；,；這是,作,作業者B、零件4、第二,次,次量測,等,等。,讀取儀,器,器，其,讀,讀值應,被,被估計,至,至能取,得,得的最,近,近數值,。,。最少,其,其讀值,應,應取至1/2最小刻,度,度，例,如,如：如,最,最小刻,度,度為0.001，則每,一,一個估,計,計的讀,值,值應在0.0005附近。,此研究,工,工作應,由,由了解,實,實施一,個,個可靠,研,研究的,重,重要性,人,人員負,責,責管理,和,和監督,。,。,1)取得一,個,個能代,表,表過程,變,變差實,際,際或預,期,期範圍,的,的樣本,為n5個零件,的,的樣本,如我們,選,選擇10個樣本.,2)給操作,員,員編號,為,為A,B,C等,并將零,件,件從1到10進行編,號,號,但零件,的,的編號,不,不要讓,操,操作員,看,看到.,3)確保所,使,使用的,儀,儀器都,經,經過校準.讓操作,員,員A以隨機,順,順序測,量,量10個零件,并將結,果,果記錄,在,在第1行.,4)讓操作,員,員B和C依次測,量,量這些,一,一樣的10個零件,不要讓,他,他們知,道,道相互,的,的讀值,然后將,結,結果分,別,別記錄,在,在第6行和第11行.,5)用不同,的,的隨機,測,測量順,序,序重複,以,以上循,環,環,并將數,據,據記錄,在,在第2,7和12行.注意將,數,數據記,錄,錄在適,當,當的欄,位,位中,例如:如果首,先,先被測,量,量的是,零,零件7,然后將,數,數據記,錄,錄在標,有,有零件7的欄位,中,中.如果需,要,要進行,三,三次測,量,量,則重複,以,以上循,環,環,并將數,據,據記錄,在,在第3,8和13行中.,GRR實施步,驟,驟,定義,：,Ro操作,員,員全距(操作員,平,平均值,之,之最大,值,值減最,小,小值)。,Rp零件,全,全距(零件平,均,均值之,最,最大值,減,減最小,值,值)。,R所有,全,全距之,總,總平均,。,。,量具的,再,再現性:,EVRK1,(EV為EquipmentVariation，設備變,異,異之縮,寫,寫),量具的,再,再生性:,AV,(AV為AppraiserVariation，零件間,變,變異的,縮,縮寫),再現性,與,與再生,性,性：,R&R,零件變,異,異:,PVRpK3,( PV為Part-to-PartVariation，零件間,變,變異的,縮,縮寫),全變異,:TV,( TV為TotalVariation的縮寫),=,將計算,所,所得的R,Ro ,Rp填入報,告,告表格,所,所提供,的,的空白,處,處.,進行報,告,告表格,左,左側標,題,題為“量測單,元,元分析”欄之,下,下的計,算,算.,進行報,告,告表格,右,右側標,題,題為“%制程變,異,異”欄之,下,下的計,算,算.,檢查計,算,算結果,以,以確定,沒,沒有錯,誤,誤,再現性:EV,(,(設備變,異,異),再,再生性,:,:AV,(,(量測,員,員變異,),),量具需,加,加以保,養,養,量具需,重,重新設,計,計,以提高,適,適切性.,量具之,夾,夾持或,定,定位需,改,改善.,存在過,大,大的零,件,件變異,再現性:EV,(,(設備變,異,異),再,再生性,:,:AV,(,(量測,員,員變異,),),量測員,訓,訓練不,足,足.,量具刻,度,度校正,不,不良.,可能治,具,具或軟,體,體協助,量,量測員,進,進行量,測,測,GR&R的判定,GRR,=,=10%量具系,統,統可接,受,受,10%,GRR,=30%,量具系,統,統不能,接,接受,須予以,改,改進,選取一,個,個樣本,并建立,可,可追溯,標,標準的,真,真值或,參,參考值,若無樣,本,本則可,從,從生產,線,線取得,一,一個落,在,在中間,值,值域的,零,零件,當成標,準,準值且,應,應針對,預,預期測,試,試的高,中,低端各,取,取得樣,本,本或標,準,準件并,于,于實驗,室,室將各,樣,樣本或,標,標準件,測,測量10次.計算其,平,平均值,當,當成“,參,參考值,”,”.,由一位,作,作業人,員,員以常,規,規方式,對,對每個,樣,樣本量,測,測10次并計,算,算出平,均,均值.此值稱,為,為“觀,測,測平均,值,值”.,計算偏,性,性,偏性=觀測平,均,均值-參考值,制程變,異,異=6,%偏性=偏性/制程變,異,異,偏性判,定,定基準:偏性占,制,制程變,異,異的百,分,分比在10%以下,即%偏性10,%,%代表制,程,程量測,系,系統在,可,可接受,範,範圍.,7.偏性分,析,析之執,行,行,若0落在偏,性,性值附,近,近的1信賴區,間,間內,則偏性,在,在水準上,是,是可接,受,受的.即若計,算,算出的,偏,偏性值,落,落在上,限,限值與,下,下限值,之,之間則,判,判定偏,性,性是可,接,接受的,.,如果量,具,具的偏性較大,則可能,原,原因是:,1.真值或,參,參考值,錯,錯誤,2.量具磨,損,損,3.量具本,身,身尺寸,錯,錯誤,4.量測到,錯,錯誤的,特,特性,5.量具未,經,經過適,當,當的校,正,正,6.作業者,未,未正確,使,使用量,具,具,偏性判,定,定,選取一,個,個樣本,并建立,可,可追溯,標,標準的,真,真值或,參,參考值,若無樣,本,本則可,從,從生產,線,線取得,一,一個落,在,在中間,值,值域的,零,零件,指定它,為,為基準樣,件,件進行穩,定,定性分,析,析.,以一定,的,的周期基礎(每天,每周)測量基,準,準件三,到,到五次,應該在不同的,時,時間下取得,多,多次讀,值,值,以代表,測,測量系,統,統的實,際,際使用,情,情況.將考慮,到,到一天,之,之中各,種,種外界,因,因素的,影,影響而,發,發生的,變,變化.,將量測,值,值標記,在,在X-RCHART或X-,CHART控制圖,上,上.,計算管,制,制界限,并對失,控,控或不,穩,穩定作,評,評估.,計算標,準,準差,并與制,程,程標準,差,差相比,較,較,以評估,量,量測系,統,統的穩,定,定性.,穩定性,分,分析評,估,估:如量測,程,程序標,準,準差小,于,于制程,標,標準差(制程公,差,差)或代表,量,量測系,統,統非常,穩,穩定即,量,量測程,序,序標準,差,差制程標,準,準差(制程公,差,差),8.穩定性,分,分析之,執,執行,9.線性分,析,析之執,行,行,在量具,各,各作業,範,範圍內,選,選取5個零件,對每個,零,零件進,行,行全尺,寸,寸測量,確,確定其,參,參考值,并確定,涵,涵蓋了,此,此量具,的,的工作量,程,程.每一個,零,零件由,作,作業人,員,員(經常使,用,用該量,具,具)量測10或12次(要隨機的,選,選擇零,件,件,減少人,員,員誤差).依據下,列,列公式,求,求出線,性,性.,yaxb,a,b,R2,線性,a製程變,異,異(或公差),%線性100,(,(線性/製程變,異,異或公,差,差),x,參考值,y,偏差,a,斜率,b,截距,線性判,定,定,線性判,定,定基準:線性百,分,分比在10,%,%時量測,系,系統可,接,接受,.,線性分,析,析結果:,在作業,範,範圍的,高,高,低兩端,量具校,正,正不適,當,當.,最大或,最,最小的,真,真值或,參,參考值,錯,錯誤.,量具磨,損,損.,儀器品,質,質不良.,可能檢,討,討量具,本,本身設,計,計之特,性,性是否,適,適和量,測,測被測,特,特性,敬請指,教,教,