MSA测量系统分析培训教材(PPT 43页)

R& R = (E.V.)2 + (A.V.)2
%R& R = 100[(R& R) / (TOL)]
R& R = (4.36)2 + (0.0)2
%R& R = 100[(4.36) / (10)]
R& R = 4.36
%R& R = 43.6%
第 17 片
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
因此量具是不合格的。 4. 6号零件是不合格的，这一点两位操作员都发
现了。 5. 7号零件是合格的，但两位操作员使用该量具
进行一次测量时都判其为不合格。 6.
第 24 片
测量系统分析
偏倚
偏倚的定义 偏倚被定义为
测量值的平均值 与
实际值 之间的差值。
第 25 片
测量系统分析
偏倚
• 偏倚与准确度有关，因为如果测 量值的平均值相同或近似于相同 ，就可以说是零偏倚。这样的话 ，所用的量具便是“准确的”。
76
特性: 硬度
容差: 10 个单位
量具编号: QA 1234
日期: 1995 年 9 月 27 日
操作员姓名: 操作员 A, 操作员 B, 操作员 C
极差
第一次
76 76 76 75 74 74 76 75 74 76
操作员 B 第二次 第三次
76
75
75
75
75
76
75
74
74
76
74
76
75
74
• 第9步
– 对结果进行解释： • 量具 %R&R 结果大于30％，因此验收不合 格。 • 操作员变差为零，因此我们可以得出结论认 为由操作员造成的误差可忽略。 • 要达到可接受的％量具R&R，必须把重点放 在设备上。
第 18 片
测量系统分析
计量型 – 重复性再现性 (GR&R)判定原则为:
• %R＆R＜10%，测量系统可以接受！
第 9片
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第1步
– 在下表中记录所有的初始信息。
零件名称: 发动机支座 零件编号: 92045612 计算者: John Adamek
特性: 硬度 量具名称/编号: QA1234 操作员姓名: 操作员 A,操作员 B, 操作员 C
容差: 10 个单位 日期: 1995 年 9 月 27 日
测量系统分析 如何确定线性的示例
•
零件 1 零件 2 零件 3 零件 4 零件 5
第 13 片
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第5步
– 计算 UCLR 并放弃或重复其值大于UCLR 的读数。 – 既然极差已没有大于3.70 的值，那么继续进行。
*UCLR = R x D4 = 1.43 x 2.58 = 3.70
第 14 片
测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法)
第 26 片
第 27 片
第 28 片
第 29 片
第 30 片
稳定性
• 稳定性定义
稳定性被定义为在某时间段内 过程变差的差值。
第 31 片
测量系统分析 稳定性
• 用以下步骤计算稳定性：
• 第1步
取一个标准样品并确定其基准值。
• 第2步
按固定周期对标准样品进行5次测量。
第 32 片
测量系统分析 稳定性
E.V. = 4.36
%E.V. = 43.6 %
试验次数 2
3
K1
4.56 3.05
第 15 片
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第7步
– 用以下公式计算操作员变差：
R重epr复odu性cibi－lty 操- O作per员ato变r Va差riat（ionO(O..VV）.)
O.V. = (Xdiff x K2)2 [(E.V)2 / (N x R)] O.V. = (0.1 x 2.7)2 - [(4.36)2 / (10 x 3)] O.V. = 0
• 第6步
– 用以下公式计算设备变差 ：
Re重pe复ata性bility - E设qu备ipm变e差nt V（aEria．tioVn．(E）.V.)
E.V. = R x K1
%E.V. = 100 [(E.V.) / (TOL)]
E.V. = 1.43 x 3.05
%E.V. = 100[(4.36) / (10)]
Xdiff = Xmax - Xmin = 75.1 - 75.0 = 0.1
操作员 B 第二次 第三次
76
75
75
75
75
76
75
74
74
76
74
76
75
74
74
74
76
76
74
75
74.8
75.1
极差
1 1 1 1 2 2 2 1 2 2 1.5
第一次
76 75 74 74 76 76 75 75 74 75 75.0
操作员 A
操作员 B
操作员 C
样本 第一次 第二次 第三次 极差 第一次 第二次 第三次 极差 第一次 第二次 第三次 极差
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总计
第 10 片
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第2步
– 选择2个或3个操作员并让每个操作员随 机测量10个零件2或3次－并将结果填入 表中。
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第4步
– 计算均值的平均值，然后确定最大差值并 确定平均极差的平均值，如：
样品
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 均值
操作员 A 第一次 第二次 第三次 极差
75
75
74
1
73
74
76
3
74
75
76
2
74
75
74
1
75
74
74
1
76
75
75
1
74
77
75
3
75
%O.V. = 100[(O.V.) / (TOL)] %O.V. = 100 [(0.0) / (10)] %O.V. = 0.0%
操作员编号
2
3
K2
3.65
2.70
第 16 片
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第8步
– 用以下公式计算重复性和再现性：
Repeata重bi复lity性an和d再Re现pr性odu（ciRbi&litRy）(R& R)
• 第3步
在 X －R图上标绘数据。
• 第4步
计算控制极限值并评估任何超出控制范围的情 况。
• 第5步
如果存在超出控制范围的情况，则说明测量系 统不稳定。
第 33 片
测量系统分析 线性
• 线性的定义
线性被定义为 在量具预期的工作范围内，
量具偏倚值间的差值。
第 34 片
测量系统分析 如何确定线性的示例 • 线性示例:
第 21 片
测量系统分析
计数型量具研究
• 第3步
– 由两位操作员对零件进行两次测量。确 保零件为随机抽取以避免偏倚。
• 第4步
– 记录结果。
• 第5步
– 评定量具的能力。
第 22 片
测量系统分析
计数型量具研究
• 验收标准
– 如果所有的测量结果都一致，则该量具 是合格的，即所有四次测量必须是相同 的。
零件名称: 发动机支座 零件编号: 92045612 计算者: John Adamek
样品
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总计
第一次
75 73 74 74 75 76 74 75 76 77
操作员 A 第二次 第三次
75
74
74
76
75
76
75
74
74
74
75
75
77
75
74
75
77
77
77
74
75
1
76
77
77
1
77
77
76
1
74.9
75.3
75.2
1.5
XA = ( 74.9 + 75.3 + 75.2) / 3 = 75.1
第一次
76 76 76 75 74 74 76 75 74 76 75.2
XB = ( 75.2 + 74.8 + 75.1) / 3 = 75.0
XC = ( 75.0 + 75.1 + 75.1) / 3 = 75.1
• 一位工程师很想确定某测量系统的线 性。量具的工作范围是2.0 毫米至 10.0 毫米。
第 35 片
测量系统分析 如何确定线性的示例 • 第1步 • 选择至少5个零件用于进行测量，每个 零件至少测量10次。在本例中，我们 将选择5个零件，每个零件测量12次。 • 参阅下一页中的数据。
第 36 片
74
74
76
76
74
75
极差
第一次
76 75 74 74 76 76 75 75 74 75
操作员 C 第二次 第三次
75
75
76
76
76
76
74
74
75
74
76
76
75
74
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74
76
76
74
极差
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第3步
– 计算极差和均值，如：
零件名称: 发动机支座 零件编号: 92045612 计算者: John Adamek
样品
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 均值
第一次
75 73 74 74 75 76 74 75 76 77 74.9
操作员 A 第二次 第三次
75
74
74
76
75
76
75
74
74
74
75
75
77
75
74
75
77
77
77
76
75.3
75.2
特性: 硬度 量具编号: QA 1234 操作员姓名: 操作员 A, 操作员 B, 操作员 C
1 1 1 1 2 2 2 1 2 2
第一次
76 75 74 74 76 76 75 75 74 75 75.0
操作员 C 第二次 第三次
75
75
76
76
76
76
74
74
75
74
76
76
75
74
74
76
74
76
76
74
75.1
75.1
极差
1 1 2 0 2 0 1 2 2 2
第 12 片
测量系统分析
• 计数型量具研究无法对量具有多“好”作 出量化判断，它只能用于确定量具合 格与否。
第 20 片
测量系统分析
计数型量具研究
• 方法 - 第1步
– 选择20个零件。选择这些零件时应确保 有些零件（假定为2－6个）稍许低于或 高于规范限值。
• 第2步
– 给这些零件编上号码。如果可能的话， 最好是在操作员不会注意到的部位。
第 1片
课程目标
• 到本课程结束时，学员应能：
• 识别测量系统分析是由哪些部分组成 的；
• 完成并理解所有类型的测量系统分析 。
第 2片
测量系统分析
TS16949 要求必须对控制计划中指示的所有 检验、测量和试验装置进行测量系统分析。
第 3片
测量系统分析
• 什么是测量系统分析 (MSA)? – 测量系统分析（MSA）是用于确定测量 装置与公差相比的误差。
容差: 10 个单位 日期: 1995 年 9 月 27 日
极差
1 3 2 1 1 1 3 1 1 1
第一次
76 76 76 75 74 74 76 75 74 76 75.2
操作员 B 第二次 第三次
76
75
75
75
75
76
75
74
74
76
74
76
75
74
74
74
76
76
74
75
74.8
75.1
极差
– 重复性＝设备的变差
第 7片
测量系统分析 • 量具再现性的定义
– 再现性
• 由不同操作人员使用同一测量装置并测量同一特性 时，测量平均值之间的变差。这通常被称为操作员 变差。
再现性 = 操作员变差
第 8片
测量系统分析 • 有二种类型的量具双性研究
– 计量型 - 大样法 (均值和极差法) – 计数型量具研究
请参阅下一页的示例。
第 23 片
测量系统分析
计数型量具研究 - 示例
零件名称: 橡皮 软管I.D.
零件编号: 92015623
操作员A
第一次
第二次
1
G
G
2
NG
NG
3
NG
NG
4
G
G
5
G
G
6
NG
NG
7
NG
G
8
G
G
9
G
G
10
G
G
11
G
G
12
NG
NG
13
G
G
14
G
G
15
G
G
16
G
G
17
G
G
18
G
G
19
G
G
• 10%≤%R＆R＜30%，测量系统尚可接受！
• %R＆R≥30%，测量系统不可以接受！ • 此外，ndc(有效分辨率)取整整，且应该大于
等于5。
第 19 片
测量系统分析
计数型量具研究
• 任何量具的目的都是为了发现不合格 产品。如果它能够发现不合格的产品 ，那么它就是合格的，否则量具就是 不合格的。
20
NG
NG
量具名称/ID: Go/No-Go Gauge
日期: 1995年10月3日
操作员 B
第一次
第二次
G
G
NG
NG
G
G
G
G
G
G
NG
NG
G
NG
G
G
G
G
G
G
G
G
NG
G
NG
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
NG
NG
结果：合格／不合格
测量结果说明
1. 假设零件 2,3,6,12和 20 为不合格零件。 2. 量具发现2号零件不合格。 3. 尽管3号零件也不合格，但操作员B没有发现，
操作员 C 第二次 第三次
75
75
76
76
76
76
74
74
75
74
76
76
75