测量系统分析培训
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Metrology 测 量 |
|
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
测量系统分析(MSA)
潘正鹏/测试部 2014/12/25
www.tztek.com
思考：怎么评判一个测量设备的好坏？
1
www.tztek.com
00
目录
• 1、概述 • 2、测量系统的统计特性 • 3、GR&R • 4、Bias and Linearity • 5、Correlations • 6、软件使用介绍
|
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
14
偏倚(Bias)
基准值
偏倚：是测量结果的测量
平均值与基准值的差值。 真值的取得可以通过采用 更高等级的测量设备进行 多次测量，取其平均值。
偏倚
测量平均值
15
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线性(Linearity)
在量具正常工作量程内的偏倚变化量 多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系
Bias数据整理
实测值 标准值
量 块 类 型
32
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Bias软件界面及配置
33
www.tztek.com
Correlations数据整理
使用已经整理好的GRR的数据即可
34
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Correlations软件界面及配置
35
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Metrology 测 量 |
|
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
2
01
概述
• 测量系统分析 （Measurement System Analysis）
测量系统的组成
Metrology 测 量 | | Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
3
影响测量结果的因素：
要趋势一致，两者差异还要足够小。
所以在做相关性和bias都合格，才是真正的一致。
23
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评判标准
Correlations
<=90% Pass
Results
通过
>90%
Fail
不通过
24
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25
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06
数据处理软件使用
软件介绍： 基于Labview平台及JMP数据分析软 件自主开发的自动分析数据软件
Master Value
Inspector A
Inspector B Inspector C Inspector B Inspector A Inspector C
再现性
9
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GR&R评判标准
%Contribution
<1% 1%~4%
%P/TV
<10% 10%~20%
%P/Tolerance
<10% 10%~20%
Results
excellent good 非常好 好
4%~9% >9%
20%~30% >30%
20%~30% >30%
acceptable rejectable
可以接受 不可接受
10
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GR&R分析方法
1、数据采集： 10pcs产品，3个操作员，每个人测量3遍，共90组数据
相关性分析是指对两个或多个具备相关
性的变量元素进行分析，从而衡量两个
变量因素的相关密切程度。
Metrology 测 量 |
|
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
21
22
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结论：
相关性只是描述两个变量的变化趋势是否一致，
与两个变量之间的差异无关。
但是我们比较设备或方法之间的相关性时，既
• • • • • 测量者的知识和技术水平 测量方法 参照标准 测量仪器 环境
4
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02
测量系统的统计特性
测量误差
量具变差
操作员造 成的变差
重复性
准确度
稳定性
线性
再现性
Metrology 测 量 |
|
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
5
衡量指标 • GR&R
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
7
重复性(Repeatability)
指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零 件的同一特性时获得的测量值变差
Master Value
重复性
8
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再现性(Reproducibility)
由不同操作人员，采用相同的测量仪器，测量同一零件 的同一特性时测量平均值的变差（三同一异）
Metrology 测 量 |
|
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
26
GRR数据整理
…
说明： GR&R数据行首要按照模板填写，其中FAI的填写遵照NaFAIb的格式填写， a为数字，b为数字字符均可，比如N3FAI_TerraceWidth 27
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GRR数据整理
公差范围 下限值 上限值
说明： 公差数据里的FAI值要跟 GR&R中的FAI值对应（顺序 无要求）
28
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GRR软件界面及配置
29
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保存PDF结果
30
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GRR结果查看
N1FAI2-1详细信息
31
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ห้องสมุดไป่ตู้
2、数据分析：
A、MSA分析表格：MSA表格 B、数据分析软件：JMP
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GR&R分析结果
12
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GR&R分析结果
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04
Bias and Linearity
Bias：偏倚
Linearity：线性
Metrology 测 量 |
较小的偏倚 基准值 较大的偏倚
量測平均值
量測平均值 量測值 偏倚 无偏倚
(低量程)
(高量程)
线性(变化的线性偏倚)
基准值
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评判标准
%Linearity
<=3% >3%
%Bias/Tolerence
<=3% >3% Pass Fail
Results
通过 不通过
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• Bias and Linearity
• Correlations
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03 GR&R
Gauge Repeatability and Reproducibility：
表示量测的重复性与再现性 “重复性” 和 “再现性” 是测量误差的主要来源。
Metrology 测 量 |
|
分析方法
1、数据采集：
大（max）、中（nom）、小（min）三块
量块分别测量10次，总共30组数据
2、数据整理分析： 按照规定的格式整理数据，添加真值并使 用数据分析软件处理
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分析结果
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分析结果
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05
Correlations
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目录
• 1、概述 • 2、测量系统的统计特性 • 3、GR&R • 4、Bias and Linearity • 5、Correlations • 6、软件使用介绍
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偏倚(Bias)
基准值
偏倚：是测量结果的测量
平均值与基准值的差值。 真值的取得可以通过采用 更高等级的测量设备进行 多次测量，取其平均值。
偏倚
测量平均值
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线性(Linearity)
在量具正常工作量程内的偏倚变化量 多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系
Bias数据整理
实测值 标准值
量 块 类 型
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Bias软件界面及配置
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Correlations数据整理
使用已经整理好的GRR的数据即可
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概述
• 测量系统分析 （Measurement System Analysis）
测量系统的组成
Metrology 测 量 | | Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
3
影响测量结果的因素：
要趋势一致，两者差异还要足够小。
所以在做相关性和bias都合格，才是真正的一致。
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评判标准
Correlations
<=90% Pass
Results
通过
>90%
Fail
不通过
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数据处理软件使用
软件介绍： 基于Labview平台及JMP数据分析软 件自主开发的自动分析数据软件
Master Value
Inspector A
Inspector B Inspector C Inspector B Inspector A Inspector C
再现性
9
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GR&R评判标准
%Contribution
<1% 1%~4%
%P/TV
<10% 10%~20%
%P/Tolerance
<10% 10%~20%
Results
excellent good 非常好 好
4%~9% >9%
20%~30% >30%
20%~30% >30%
acceptable rejectable
可以接受 不可接受
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GR&R分析方法
1、数据采集： 10pcs产品，3个操作员，每个人测量3遍，共90组数据
相关性分析是指对两个或多个具备相关
性的变量元素进行分析，从而衡量两个
变量因素的相关密切程度。
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21
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结论：
相关性只是描述两个变量的变化趋势是否一致，
与两个变量之间的差异无关。
但是我们比较设备或方法之间的相关性时，既
• • • • • 测量者的知识和技术水平 测量方法 参照标准 测量仪器 环境
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02
测量系统的统计特性
测量误差
量具变差
操作员造 成的变差
重复性
准确度
稳定性
线性
再现性
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|
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5
衡量指标 • GR&R
Vision | Automation 视 觉 | 自 动 化
7
重复性(Repeatability)
指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零 件的同一特性时获得的测量值变差
Master Value
重复性
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再现性(Reproducibility)
由不同操作人员，采用相同的测量仪器，测量同一零件 的同一特性时测量平均值的变差（三同一异）
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GRR数据整理
…
说明： GR&R数据行首要按照模板填写，其中FAI的填写遵照NaFAIb的格式填写， a为数字，b为数字字符均可，比如N3FAI_TerraceWidth 27
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GRR数据整理
公差范围 下限值 上限值
说明： 公差数据里的FAI值要跟 GR&R中的FAI值对应（顺序 无要求）
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保存PDF结果
30
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GRR结果查看
N1FAI2-1详细信息
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ห้องสมุดไป่ตู้
2、数据分析：
A、MSA分析表格：MSA表格 B、数据分析软件：JMP
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GR&R分析结果
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GR&R分析结果
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Bias and Linearity
Bias：偏倚
Linearity：线性
Metrology 测 量 |
较小的偏倚 基准值 较大的偏倚
量測平均值
量測平均值 量測值 偏倚 无偏倚
(低量程)
(高量程)
线性(变化的线性偏倚)
基准值
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评判标准
%Linearity
<=3% >3%
%Bias/Tolerence
<=3% >3% Pass Fail
Results
通过 不通过
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• Bias and Linearity
• Correlations
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03 GR&R
Gauge Repeatability and Reproducibility：
表示量测的重复性与再现性 “重复性” 和 “再现性” 是测量误差的主要来源。
Metrology 测 量 |
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分析方法
1、数据采集：
大（max）、中（nom）、小（min）三块
量块分别测量10次，总共30组数据
2、数据整理分析： 按照规定的格式整理数据，添加真值并使 用数据分析软件处理
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分析结果
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分析结果
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Correlations