第七单元MSA测量系统

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,Measurement System Analysis,-张世忠,ISO/TS 16949系 列 课 程,第七单元,MSA测量系统分析,何谓MSA,MSA（Measuremt System Analysis 缩写）中文译为量测系统分析简称为MSA。,MSA大体而言乃是评价量测系统的品质，即意味着检查量测系统变异的大小，与决定影响此变异的因素。,注1：,量具：任何用来产生数据的设备或工具。,注2：,量测系统：操作程序，操作环境、量具、,软体与人员等用以测量品质特性数据的组合。,MSA目的,应用统计方法来分析量测或试验设备的变异-准确度、精密度（再现性）、再生性、稳定性及线性，以作为规划下列事项着参考：,O,设备是否需校验？,O,是否可供使用？,O,是否有人为因素造成之疏失？,O,是否需修订校验的周期及频率？,量测系统的统计特性,1.量测系统必须在管制状态下（统计稳定性）,O,量测系统所产生的变异仅由正常（机遇）的原因而非,特定（非机遇）的原因所造成。,2.与制程的变异相比较，量测系统的变异必须很小。,3.与规格相比较，量测系统的变异必须很小。,4.量具的最小刻度增量，必须比制程变异或规格为小。,O,（通常要求此最小刻度的增量必须小于制程的变异或,规格的1/10）,评价量测系统是否适合其测量的功能，通常区分为二个阶段：,1.依照统计性质测试量测系统是否符合任务的要求。,O,测试结果,2.每隔一段时间量测系统必须重复测试其统计性质的适当性。,定期请专人校正或维护量测系统。,了解校正或维护的效果。,量测系统管理通则,可以接受继续使用,无法接受校正或更换,评价量测系统能力的三大基本课题,1.此量测系统的鉴别力是否足够？,若量具的最小测量单位太大，以至于无法侦测制程,的变异，则称之为缺乏鉴别力。此项鉴别力可以用,管制图来判定。,2.此量测系统是否会随着时间的变化，呈现不稳定的现象？,3.测量的误差（或变异）是否非常小？,良率常态分布,-6O -5O -4O -3O -2O -1O 0 O 1O 2O 3O 4O 5O 6O,ppm,LSL,USL,Defective,317300,45500,2700,0.002,0.57,63,-6O -5O -4O -3O -2O -1O 0 O 1O 2O 3O 4O 5O 6O,68.27%,95.45%,99.73%,99.994%,99.99994%,99.9999998%,全距（R）管制图,0.07,0.064,0.06,0.05,0.04,0.03,0.025,0.02,0.01,0,1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5,操作员A 操作员B 操作员C,所有的全距皆落在全距管制上下限之间，因此操作员使用量具之稳定性良好。,UCL,CL,LCL,平均值（X）管制图,1.10,1.0,0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5,操作员A 操作员B 操作员C,在3个零件平均值中，仅2个数值落在管制上下之间，因此量测系统之鉴别力甚佳。,（注：此与系统管制图判读之观念完全相反。）,UCL,CL,LCL,量测系统的五种变异形态,1.准确度,2.再现性（精密度）,3.再生性,4.稳定性,5.线性,最常用者为量具的再现性与再生性（Gauge R,&R),评价法。,准 确,度,度,真值,准确度,准确度（Accuracy),特性的真值,与,与一群量测,数,数据平均值,之,之间的差异,。,。,观测的,平均值,再现性,再现性（Repeatability):,量测设备由,同,同一个作业,人,人员经多次,量,量测同一物,品,品时其量测,之,之数值再现,之,之能力。,再现性,再生性,再生性（Reproducibility),：,：,由不同的作,业,业人员，使,用,用相同的量,测,测设备，量,测,测同一物品,，,，其量测值,相,相互之间的,差,差异。,操作者B,操作者C,操作者A,稳定性,稳定性（Stability):,特定的物品,，,，由同一个,作,作业人员与,量,量测设备，,于,于不同时间,内,内量测时所,产,产生的变异,。,。,稳定性,时间2,时间1,量测系统变,异,异原因的探,讨,讨,1.量具本,身,身,2.测量者,的,的个人误差,3.外部条,件,件的误差（,如,如：环境变,化,化）,4.物（如,：,：测试点的,不,不同）,5.夹持方,式,式,量测系统变,异,异分析时应,考,考量因素,1.决定需,调,调查何种类,别,别的变异？,2.作业人,员,员对量测过,程,程有何影响,？,？,3.决定量,测,测多少的样,品,品及其需要,重,重复量测的,次,次数？,4.量测设,备,备的最小刻,度,度应为所测,量,量值的10,倍,倍精密度以,上,上。,5.该项量,测,测设备是否,可,可能会受到,使,使用环境变,化,化的影响？,平均值与全,距,距法,（Average and Range Method),GaugeRR之,目,目的乃在于,以,以统计的手,法,法评估数据,间,间的变异有,多,多少是由量,具,具所产生的,，,，有多少是,由,由使用量具,的,的操作员产,生,生等等问题,。,。平均值与,全,全距法（Average andRange Methd,以下,简,简称AR法,）,）则是经常,使,使用于Gauge R,R的变异,分,分析研究，AR法的优,点,点为：,（1）计算,简,简便,（2）若每,一,一个Cell内（见下,表,表）所测量,反,反复次数t10,则建议,改,改用“变,异,异数分析法,”,”）。,数据配置表,零件（n),操作员（m),1,2,j,n,平均值,1,R,11,R,12,R,1j,R,1n,X,1,2,R,21,R,22,R,2j,R,2n,X,2,:,R,1,R,2,R,j,R,n,X,:,m,R,m1,R,m2,Rmj,Rmj,Xm,平均值,X,1,X,2,Xj,Xn,操作员平均,值,值,(X,O,),零件平均值(X,P,),定义：,Ro,=操作员全,距,距（操作员,平,平均值之最,大,大值减最小,值,值）。,R,p=零件全,距,距（零件平,均,均值之最大,值,值减最小值,）,）。,R,=所有全距,之,之总平均。,d,2,数据表,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,15,1.41,1.28,1.25,1.21,1.19,1.18,1.17,1.17,1.16,1.16,1.16,1.15,1.15.,1.15,1.15,1.128,1.91,1.81,1.77,1.75,1.74,1.73,1.73,1.72,1.72,1.72,1.71,1.71,1.71,1.71,1.71,1.693,2.24,2.15,2.12,2.11,2.10,2.69,2.09,2.08,2.08,2.08,2.08,2.07,2.07,2.07,2.07,2.059,2.48,2.40,2.38,2.37,2.36,2.35,2.35,2.35,2.34,2.34,2.34,2.34,2.34,2.34,2.34,2.34,2.326,2.67,2.60,2.58,2.57,2.56,2.56,2.55,2.55,2.55,2.55,2.55,2.55,2.55,2.54,2.54,2.534,2.83,2.77,2.75,2.74,2.73,2.73,2.72,2.72,2.72,2.72,2.72,2.71,2.71,2.71,2.704,2.96,2.91,2.89,2.88,2.87,2.87,2.87,2.86,2.86,2.86,2.85,2.85,2.85,2.85,2.847,3.08,3.02,3.01,3.00,2.99,2.99,2.99,2.98,2.98,2.98,2.98,2.98,2.98,2.98,2.98,2.970,3.18,3.11,3.11,3.10,3.10,3.10,3.10,3.09,3.09,3.09,3.09,3.09,3.09,3.09,3.09,3.078,3.27,3.22,3.21,3.20,3.19,3.19,3.19,3.19,3.18,3.18,3.18,3.18,3.18,3.18,3.18,3.173,3.35,3.30,3.29,3.28,3.28,3.27,3.27,3.27,3.27,3.273.27,3.27,3.27,3.27,3.26,3.258,3.42,3.38,3.37,3.36,3.35,3.35,3.35,3.35,3.35,3.34,3.34,3.34,3.34,3.34,3.34,3.330,3.49,3.45,3.43,3.43,3.42,3.42,3.42,3.42,3.42,3.42,3.41,3.41,3.41,3.41,3.41,3.407,3.55,3.51,3.50,3.19,3.49,3.49,3.48,3.48,3.48,3.48,3.48,3.48,3.48,3.48,3.48,3.472,t,g,在量具误差,分,分布呈常态,分,分配的假设,之,之下，宽度5.15Oe包含99%的量具误,差,差（见下图,）,）。,量具误差,99%,5.15Oe,量具的再现,性,性如下：,EV=5.15,R,/,d,2,量具的再生,性,性为：,AV=,（,（5.15,再现性与再,生,生性：,RR=(EV),2,+,（AV）,2,Ro,d,2,),2,(,EV,2,nt,),PV=,（5.15,）,）,2,(,）,）,零件变异：,Rp,d,2,EV,2,mt,计量,值,值测,量,量系,统,统分,析,析,零件,全,全变,异,异,TV=（RR）,2,+（PV,）,）,2,某制,程,程工,程,程师,运,运行,欲,欲进,行,行GaugeR,R,的,的研,究,究以,决,决定,此,此量,测,测系,统,统是,否,否适,于,于测,量,量某,塑,塑胶,射,射出,成,成型,所,所产,出,出零,件,件之,厚,厚度,，,，今,任,任意,选,选3,位,位熟,练,练的,操,操作,员,员，,并,并自,同,同一,批,批产,品,品中,任,任意,选,选取5个,零,零件,定,定点,测,测量,厚,厚度2次,，,，得,到,到如,下,下的,数,数据,。,。,实,例,例研,究,究,原始,数,数据,表,表,零件,操作员,1,2,3,4,5,1,.68,.67,1.07,1.08,.87,.85,.97,.96,.58,.59,2,.62,.64,1.05,1.04,.80,.83,.84,.85,.54,.52,3,.63,.64,1.10,1.08,.84,.84,.87,.88,.56,.57,单位,：,：mm,零件,操作员,1,2,3,4,5,平均值,1,.01,.01,.02,.01,.01,X,1=.832,2,.02,.01,.03,.01,.02,X,2=.773,3,.01,.02,0,.01,.01,X,3=.801,平均值,.6467,1.07,.8383,.895,.56,数据,整,整理,配,配量,表,表,则,操作,人,人员,人,人数,（,（m)=3,零件,数,数（n)=5,反复,测,测量,数,数（t)=2,R,o,=,操作,员,员全,距,距=.832-.773=0.059,Rp=零,件,件全,距,距=1.07,0.56=0.51,R=,全,全距,总,总平,均,均0.0133,因此,EV=5.15R/d,2,=5.15(0.0133/1.15)=0.06,表中,取,取g=15,t=2之d,2,值,AV=（5.15,）,）=5.15=0.1579,R,0,d,2,2,2,(EV),nt,22,2,(0.059),1.91,(0.06),2,52,（表,中,中取g=1,t=3之d,2,值）