MSA经典讲解

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书山有路勤为径, 学海无涯苦作舟
分析线性
--如果测量系统存在线性问题,需要通过调整软件、 硬件或者同时调整两者,再校准以达到0偏 倚。
--如果在测量范围内偏倚不能被调整到0,只要测量系 统保持稳定,仍可以用于产品/过程控制 ,但不能进 行分析。
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线性误差的原因
仪器需要校准,需要减少校准时间间隔 仪器、设备或夹紧装置磨损 缺乏维护 磨损或损坏的基准,基准出现误差 量具的工作范围的上限和下限未经正确的校准 仪器质量差—设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳健性 应用错误的量具 不同的测量方法—设置、安装、夹紧、技术 测量错误的特性 变形 环境 书山有路勤为径,
4.根据通常的SPC要求作评估(稳定?) 5.将测量标准差与过程变差相比较,以确定适用性
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对稳定性图的分析
如果稳定性有问题时,均值和极差图会出现漂移或非控制 状态 -均值图出现非控制状态时,表明测量系统测量不正确, 检查: 偏倚改变了-- 确定原因并改正 如果原因是磨损-- 重复校准、维修
-不必计算测量系统稳定性数值-- 通过减少系统变差 来 改善稳定性
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第五章
GR&R分析
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GR&R
GR&R: 测量系统误差由精确度、稳定度、重复性、再现性合 并而成,其中重复性跟再现性简称为GR&R
注意: -重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或分 布 -偏倚、稳定性和线性用于对测量系统变差作定位
读数和其它相关数据)
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对量具稳定性的影响
长时间的不用或间歇使用 二次稳定性试验的测量数很大或很小 环境或系统变化,例如:湿度,气压
- 与统计稳定性相混淆的其它因子,如预热效应、磨 损度、缺乏维护、作业员或实验人员缺乏培训等
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量具稳定性错误的原因
光线不足妨碍正确读值 刺眼的光导致读值不正确 受时间影响的材料-如铝、塑料、玻璃 湿度 污染-如电磁、灰尘
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测量仪器如何影响测量结果
测量仪器的精度必须小于规范值 测量仪器的种类,如尺,卡尺 测量仪器的准确度和精密度 偏倚和线性 重复性和再现性 稳定性
至少要作二次分析,在量具量程范围的下限和上限各 一次
量具量程范围的中部也应考虑
书山有路勤为径, 学海无涯苦作舟Fra bibliotek 量具线性分析
量具线性工作指南 1. 选择可在测量系统不同工作范围作测量的5-8个零 件 2. 用完全尺寸检验设备确定每个零件的基准值 3.由一个评价人和同一量具测量所有零件 4.每个零件重复m≥10次测量 5.结果分析—作图法(参见偏倚分析) 6.计算零件的偏倚和偏倚均值。 7.将计算出的偏倚由小到大排序 8.以偏倚均值(Y-轴)对基准值(X轴)建立散点图 9. 线性由这些点的最佳拟合直线的斜率确定。一般 说 来,斜率越小表示线性越好
均值的标准偏差=0.22514/(sqrt15)=0.05813
t=0.0067/0.05813=0.1153
95%置信区间:-1.1185<0<0.1319
结论: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
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观测次数 外径观测值
1
5.8
2
5.7
3
5.9
4
5.9
外文名 MeasurementSystemAnalysis 它意 海事安全管理局的英文简称 方法 数理统计和图表 作用 对测量系统的分辨率和误差分析 目的 评估测量系统的分辨率和误差 注意 书山有路本勤为词径,含义较多
学海无涯苦作舟
内容提要
一、测量系统分析的目的 二、测量系统变差的来源及类别 三、测量系统分析的基本概念 四、计量型测量系统分析: (1)偏倚 (2)线性 (3)重复性和再现性分析 – R&R (4)稳定性 五、计数型测量系统分析 (1)小样法 书山有路勤为(径, 2)大样法
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稳定性
稳定性是测量系统对给定零件或标准零件在不同时间 的偏倚的总变差
当同时有多个测量系统介入时,偏倚最小的那个系统 被认为是“稳定”的系统
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量具的稳定性
一般没有R&R问题大 有助于确定校准周期 当多个系统精确测量同一标准件并随时间变化有显著
的变差时,有助于确定最稳定的测量系统 应对测试跟踪并图表化(或至少在量具记录中记录实际
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第一章
测量系统分析的目的
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什么是测量系统
测量:赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性 的关系。
测量系统: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;是用来获得测量结果的整个过程 。
评估这一系统的首要步骤是理解这一过程并确定其是 否符合我们的要求
持续改进的理念
与过程变差相关联,使测量系统分析对上述基本问题 的确定变得更有意义。
针对日益强调持续改进的全球化市场,仅仅用相对于 公差的百分比来表达测量误差是不够的,而 应该使用 过程变差。
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测量系统分析的数据利用
用测量系统所收集的数据用于: -控制过程 -评估影响过程结果的变量及其相互关系
仪器需要校准,需要减少校准时间间隔 仪器、设备或夹紧装置磨损 正常老化或退化 缺乏维护 磨损或损坏的基准,基准出现误差 量具校准不当或调整基准的使用不当 仪器质量差—设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳健性 不同的测量方法—设置、安装、夹紧、技术 变形 环境变化—温度、湿度、振动、清洁度 在常量上出错 书山有路勤为径,
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第四章
计量型测量系统分析
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偏倚、线性、稳定性
偏倚 - 测量观察平均值与该零部件采用精密仪器测量的 标准平均值的差值
线性 - 表征量具预期工作范围内偏倚值的差别
稳定性 - 表征测量系统对于给定的零部件或标准件随时间 变化系统便倚中的总偏差量,与通常意义上的统计稳 定性是有区别的
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偏倚范例
同一作业员对一个轴的外径作了15次测量,数据如 下:,基准值为6.0,是一个基准值,即假定产品与原 样一致。估计偏倚:
均值(X-bar) = 6.0067
偏倚= 观测均值 - 基准值=6.0067- 6.0 = 0.0067
标准偏差= (6.4-5.6)/3.553 =0.22514
5
6.0
6
6.1
7
6.0
8
6.1
9
6.4
10
6.3
11
6.0
12
6.1
13
6.2
14
5.6
15
6.0
Bias
-0.2 -0.3 -0.1 -0.1 0.0 0.1 0.0 0.1 0.4 0.3 0.0 0.1 0.2 -0.4 0.0
量具的线性
量具的线性可以通过对量具预期的工作范围内的偏倚 分析而确定
MSA经典讲解
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2024年2月1日星期四
MSA
MSA(MeasurementSystemAnalysis)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。同时,MSA(maritime safety administration)也是海事安全管理局的英文简称。
为何做量具偏倚分析
从比例上讲,不会象GR&R那么大,但有助于量化准 确度
用于同一量具的稳定性和线性进一步分析 可接受基准值应与其它统计特性评估相同 和以后其他评价人作GR&R分析时,作读数比较
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量具偏倚大的原因
仪器需要校准 仪器、设备或夹紧装置的磨损 磨损或损坏的基准,基准值有误 校准不当或调整基准的使用不当 仪器质量差—设计或一致性不好 线性误差 使用错误的量具 不同的测量方法—设置、安装、夹紧、技术 测量错误的特性 变形 环境 在常量上出错 其他
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什么是测量系统分析
测量系统分析(MSA) -MSA用于分析测量系统对测量值的影响 -强调仪器和人的影响
我们对测量系统作分析,以确定测量系统的统计特性 的量化值,并与认可的标准相比较
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MSA总目标
测量的不确定度 一个与测量结果有关的参数,其值分散的特性可以合 理地归结于被测对象。 这些数据可表达为系列测量的统计分布、标准离差、 概率、百分率、实测值减去实际值;在控制 图或曲线 图上的点等。
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量具偏倚的工作指南
用标准值或高等级量具,如完全尺寸检验设备, 获得可接受基准值
用测量室或完全尺寸检验设备 由同一评价人对同一零件作至少10次测量 相对基准值作直方图,以判断是否存在特殊原因 计算:
读数的均值 偏倚= 观测值均值-基准值 公式P74
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测量系统变差源
测量过程的构成因子(S、W、I、P、E)及其相互作 用,产生了测量结果或数值的变差。
工件(W)
人员(P)
标准(S)
环境(E)
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测量变差值
方法(P) 程序
仪器(I) 机器
环境如何影响测量数据
温度变化引起热涨冷缩,使同一零件的同一特性产生 不同的读数
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控制原理 产品控制 过程控制
目的
零件是否在规范之内? 过程是否稳定和可接受

基本问题
评估测量系统,以确定: -是否具备足够的灵敏度? a.仪器是否具有足够的分辨力? b. 系统具有有效的分辨率? -是否具备不随时间变化的统计稳定性? -统计特性是否在期望范围内具备一致性,并为过程 分析或过程控制的接受?(满足测量的目的?)
重复性 - 指同一个评价人,采用同一种测量仪器,多次测 量同一零件的同一特性时获得的测量值(数据)的偏
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偏倚
测量的观测均值与基准值之差。基准值,也称为可接 受的基准值或标准值,用作测量值的认可基准。基准 值可以通过更高级别的测量设备进行测量而获得的测 量均值来确 定。
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测量系统分析
典型的准备包括: -分析的作业指导书 -评价人和样件的数量 -重复读数和测试次数 -尺寸的关键性 -零件构造 -在日常工作使用测量仪器的作业员 -能代表整个工作范围的标准件
-测量仪器的分辨率必须至少能够读出特性的过程变差的
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利用数据分析,增进对测量系统中因果关系和对过程 的影响的了解
把注意力放在测量系统上,以获得重复性和再现性
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第二章
测量系统变差的来源及类别
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测量系统变差的影响
决策是基于测量数据,因此测量值的“质量”决定了后 续动作的质量。
测量系统变差的影响可分为:
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量具稳定性分析
量具稳定性工作指南
1.使用在偏倚和线性分析中作为样件的基准/标准件 在保护环境下恰当地保存它们(产品的生命期内) 给它们标上名称和号码以便于追溯和进一步研究,包括 低、中、高极差值的样本
2.定期(天、周)对标准件作3至5次测量(根据测 量 系 统的具体情况而定)
3.把数据在均值和极差图或均值和标准差图标出 注:要求对每个标准件按过程或规范容限做一个图
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材料、方法、人员如何影响测量结 果
材料 人员 方法(程序)
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测量值并不总是精确的
测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据 所作的判定
测量系统的误差可分为五类:偏倚、线性、稳定性、 重复性和再现性
•在使用一个测量系统前必须知道其测量变差
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重复性、再现性
重复性: 同一评鉴人员用同一测量仪器测量多次测量同
一零件的同一特性所获得的测量时变异的总和
(说明:其实验数据必须符合以下条件:同一人员、同一产品、 同一环境、同一位置、同一仪器、短期时间内)
再现性: 不同评价人员用同一测量仪器测量同一零件的 同一特性所获得的测量平均值的变异的总和
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