測量系統(tǒng)分析--原理和通用方法(ppt)
測量系統(tǒng)分析（MSA）
原理和通用方法
測量系統(tǒng)誤差的五種類型
偏倚
重復(fù)性
再現(xiàn)性
穩(wěn)定性
線性
偏 倚
是指測量結(jié)果的觀察平均值與基準值的差值。
重 復(fù) 性
由一個評價人，采用一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差。
再 現(xiàn) 性
由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。
穩(wěn) 定 性
測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一樣本或零件的單一特性時獲得的測量值總變差.
線 性
線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。
線 性
分辨力對測量系統(tǒng)變差的影響
分辨力合適的控制圖
分辨力對測量系統(tǒng)變差的影響
分辨力不足的控制圖
測量系統(tǒng)穩(wěn)定性
測量系統(tǒng)穩(wěn)定性是指系統(tǒng)處于穩(wěn)定的時間長度。
測量系統(tǒng)穩(wěn)定性與周圍環(huán)境密切相關(guān)。
應(yīng)努力使測量系統(tǒng)對所有產(chǎn)生統(tǒng)計不穩(wěn)定性的條件不敏感。
通過使用統(tǒng)計圖來確定統(tǒng)計穩(wěn)定性，必須注意各種異常情況。
如何確定穩(wěn)定性
獲得一個標準樣本，或選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標準樣本。
定期（天、周）測量標準樣本3至5次。
在X-R或X-S控制圖中標繪數(shù)據(jù)。
確定每個曲線的控制限并按標準曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。
計算測量結(jié)果的標準偏差并與測量過程偏差相比較，確定測量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用。
如何確定偏倚（獨立樣本法）
獲取一個樣本并確定其基準值；或選擇一個落在產(chǎn)品中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標準樣本，在工具間測量零件10次，計算平均值作為基準值。
讓一位評價人以通常的方法測量該零件10次，計算這10次讀數(shù)的平均值。
通過該平均值減去基準值來計算偏倚：
偏倚=觀察平均-基準值
過程變差=6σ極差
偏倚%=偏倚/過程變差
如何確定偏倚（圖表法）
使用X-R圖表測量偏倚值：
獲取一個樣本并確定其基準值；或選擇一個落在產(chǎn)品中程數(shù)的產(chǎn)品零件作為標準樣本，在工具間測量零件10次，計算平均值作為基準值。
從圖表中計算X值。
通過X減去基準值來計算偏倚：
偏倚=X-參考值
過程變差=6σ極差
偏倚%=偏倚/過程變差
偏倚較大的原因
標準或基準值誤差，檢驗校準程序；
儀器磨損。
制造的儀器尺寸不對；
儀器測量了錯誤的特性；
儀器校準不正確。復(fù)查校準方法；
評價人操作設(shè)備不當。復(fù)查檢驗說明書；
儀器校正算法不正確。
確定重復(fù)性和再現(xiàn)性的方法 ——均值和極差法
取得包含10個零件的一個樣本，指定評價人A、B和C并按1至10給零件編號，評價人不應(yīng)看到這些數(shù)字。
對評價人A以隨機的順序測量10個零件,并讓另一個觀測人將結(jié)果記錄在第1行。讓測試人B和C測量這10個試件并相互看不到對方的數(shù)據(jù)。然后將結(jié)果分別填入第6行和第11行。
使用不同的隨機測量順序重復(fù)上述操作過程，數(shù)據(jù)填入第2、7、12行。　

重復(fù)性和再現(xiàn)性——數(shù)據(jù)分析
重復(fù)性或設(shè)備變差（EV或σe）由平均極差R乘以一個常數(shù)（K1）得出。K1取決于量具分析中的試驗次數(shù)。
再現(xiàn)性或評價人變差（AV或σo）由評價人的最大平均差（XDIFF）乘以一個常數(shù)（K2）得出。K2取決于量具分析中的評價人數(shù)量。評價人變差包含設(shè)備變差，必須減去設(shè)備變差來校正。
AV=√[XDIFF×K2]2-（EV）2/n*r
n=零件數(shù)，r=試驗次數(shù)
重復(fù)性和再現(xiàn)性——數(shù)據(jù)分析
測量系統(tǒng)變差重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R或σm）的計算是將設(shè)備變差的平方與評價人變差的平方相加并開方得出：
R&R=√[(EV)2+(AV)2]
試件間變差（PV或σp）由零件平均值的極差（Rp）乘以一個常數(shù)（K3）。K3依賴于量具分析使用的零件數(shù)。

重復(fù)性和再現(xiàn)性——數(shù)據(jù)分析
分析的總變差（TV或σt）由重復(fù)性和再現(xiàn)性的變差（R&R）的平方和零件間變差的平方相加并開方得出：
TV=√[(R&R)2+(PV)2]
%AV=100[AV/TV],%R&R=100[R&R/TV],%PV=100[PV/TV]
各因素占總誤差的百分數(shù)和不等于100%。
重復(fù)性和再現(xiàn)性——數(shù)據(jù)分析
量具重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）的可接受性準則是：
低于10%的誤差——測量系統(tǒng)可接受；
10%至30%的誤差——根據(jù)應(yīng)用的重要性，量具成本，維修的費用等可能是可以接受的；
大于３０％的誤差——測量系統(tǒng)需要改進。

如果重復(fù)性比再現(xiàn)性大，原因可能是：
儀器需要維護；
量具需要重新設(shè)計得更精密；
定位和夾緊裝置需要改進；
存在過大的零件內(nèi)變差。

如果再現(xiàn)性比重復(fù)性大，原因可能是：
評價人需要更好的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)；
量具刻度盤上的刻度不清楚；
需要某種夾具幫助評價人提高使用量具的一致性。
確定線性用指南
選擇5個零件，由于過程變差，這些零件的測量值覆蓋量具工作范圍；
用規(guī)定的檢測方式測量每個零件以確定其基準值和確認包含了被檢量具的工作范圍；
讓通常情況下使用該量具的操作人之一用該量具測量每個零件12次；
計算每個零件平均值和偏移平均值；
計算回歸直線和直線的擬合優(yōu)度。
線性計算方法
Y=b+aX
其中：X=基準值；Y=偏倚；a=斜率
a= b=

R2=

線性由最佳擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)度（R2）的值確定，斜率越低，線性越好。


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