全新MSA35181.pptx
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1、测量系统分析测量系统分析(MSA)Measure System Analysis1 1n n概述概述 大家都知道,在现代化的企业制造过程中决定要进大家都知道,在现代化的企业制造过程中决定要进行调整,通常是以测量数据为基础。将其结果与过程行调整,通常是以测量数据为基础。将其结果与过程的统计控制限进行比较。的统计控制限进行比较。另一种情况确定两个或多个变数这间是否存在重大另一种情况确定两个或多个变数这间是否存在重大的相互关系。的相互关系。这种相互关系的探测研究被戴明博士称为这种相互关系的探测研究被戴明博士称为分析研究分析研究分析研究分析研究法法法法。从而使测量数据得到广泛应用。使用以数据为基。从而
2、使测量数据得到广泛应用。使用以数据为基础的程序的最大益处取决于所使用的测量数据的础的程序的最大益处取决于所使用的测量数据的质量质量质量质量。因為量具在協助設備完成任務上扮演一極主要角色因為量具在協助設備完成任務上扮演一極主要角色,故執行量測之量測系統其品質十分重要故執行量測之量測系統其品質十分重要,如其品質過低如其品質過低,則設備可能無法完成其現行任務。則設備可能無法完成其現行任務。例如量測系統具有太多變異例如量測系統具有太多變異,則在使用統計製程管制則在使用統計製程管制(SPC)(SPC)時時,可能掩蓋了製造程序之重要變異可能掩蓋了製造程序之重要變異,結果在使用結果在使用SPCSPC時無法發
3、揮其相對的時無法發揮其相對的作用作用。2 2MSA 的重要性n n如果测量的方式不对,那么好的结果可能被测为坏的结果,坏的如果测量的方式不对,那么好的结果可能被测为坏的结果,坏的结果也可能被测为好的结果,此时便不能得到真正的产品或过程结果也可能被测为好的结果,此时便不能得到真正的产品或过程特性。特性。PROCESS原料人機 法環測量測量結果好不好測量3 3MSA分析的对像测量系统分析测量系统分析测量系统分析测量系统分析 为为分分析析每每种种测测量量和和试试验验设设备备系系统统得得出出的的结结果果中中出出现现的的变变差差,应应进进行行统统计计研研究究。此此要要求求应应适适用用于于控控制制计计划划
4、中中提提及及的的测测量量系系统统。所所用用的的分分析析方方法法及及接接受受准准则则应应符符合合顾顾客客关关于于测测量量系系统统分分析析的的参参考考手手册册的的要要求求。如如果果得得到到顾顾客客的的批批准准,也也可可使使用用其其他分析方法和接受准则。他分析方法和接受准则。(7.6.1)(7.6.1)4 4测量误差y=x+n n测量值测量值=真值真值(True Value)+True Value)+测量误差测量误差戴明说没有真值的存在一致性5 5测量误差来源仪器(量具)工作件(零件)人员(评价人)环境测量系统变差标准维护,校准,敏感度,五性设计,接触几何,变形后果清洁,工作的定义弹性变形支持特性适
5、合的数据光线,空气污染振动,照明,压力,人机工程周期,热的系数标准和环境关系经验,培训,技能理解,工作态度身体,教育目视标准,程序6 6测量误差的来源n n仪器方面:l lDiscrimination(Discrimination(分辩力分辩力)l lPrecision Precision 精密度精密度(Repeatability (Repeatability 重复性重复性)l lAccuracyAccuracy准确度准确度(Bias(Bias偏差偏差)l lDamageDamage损坏损坏l lDifferences among instruments and Differences amo
6、ng instruments and fixtures(fixtures(不同仪器和夹具间的差异不同仪器和夹具间的差异)7 7测量误差的来源一n n不同检验者的差异不同检验者的差异Difference in use by Difference in use by inspector inspector l l训练训练l l技能技能l l疲劳疲劳l l无聊无聊l l眼力眼力l l舒适舒适l l检验的速度检验的速度l l指导书的误解指导书的误解8 8测量误差的来源二n n不同环境所造成的差异(Differences due to environment)l l温度温度l l湿度湿度l l振动振动l
7、 l照明照明l l腐蚀腐蚀l l污染污染(油脂油脂)9 9测量误差的来源三n n方法方面:Differences among methods of usel l测试方法测试方法l l测试标准测试标准n n材料方面:l l准备准备的样本的样本,本身有差异本身有差异l l收集收集的样本的样本,本身有差异本身有差异1010MSA测量系分析的目的n n目的目的:應用統計方法來分析量測或試驗設備的應用統計方法來分析量測或試驗設備的準確度準確度線性線性再現性再現性重复重复性及穩定性性及穩定性,作作為規劃下列事情的參考為規劃下列事情的參考:-測試設備是否需測試設備是否需要要校驗校驗?-是否可是否可以提以提供
8、使用供使用?-是否有人為因素造成的疏失是否有人為因素造成的疏失?-是否需修訂校驗的週期及頻率是否需修訂校驗的週期及頻率?1111量具量測及試驗設備的評價一一 通常對量測系統品質的評價即為定量測系統之變異通常對量測系統品質的評價即為定量測系統之變異及辨認影響變異之因素。及辨認影響變異之因素。二二 每一量測系統應被評估以決定是否適用於預估工作。每一量測系統應被評估以決定是否適用於預估工作。通常此種評估意味執行一或數種測試通常此種評估意味執行一或數種測試(test)(test)以決定量以決定量測系統是否能產出管理上需求之統計特性。測系統是否能產出管理上需求之統計特性。三三 量測系統測試方式應包含量測
9、系統測試方式應包含:(1).(1).量測項目之規格。量測項目之規格。(2).(2).數據收集數據收集分析規範。分析規範。(3).(3).重要條件及原則之作業定義。重要條件及原則之作業定義。(4).(4).依據之標準或研究資料之保存。依據之標準或研究資料之保存。1212MSA主要的評價項目(各統計特性)n n重復性(Repeatability)n n再現性(Reproducibility)n n偏差(Bias)n n穩定性(Stability)n n線性(Linearity)n n零件變異(Part Variation)1313测量系统策划1414典型的进展测量系统的设计开发测量系统的制造测量系
10、统实施(定期校准、统计分析)1515一测量系统设计和开发l l要测量什么?要测量什么?特性的类型是什么?是动态还是特性的类型是什么?是动态还是静态?是电性能吗?有重要的零件内变差?静态?是电性能吗?有重要的零件内变差?l l测量过程的结果测量过程的结果(输出输出)用作什么目的?用作什么目的?生产改进、生产改进、生产监控、实验室研究、过程审核、装运检查、生产监控、实验室研究、过程审核、装运检查、进货检查、对进货检查、对doedoe的反馈吗?的反馈吗?l l谁将使用过程?操作者、工程师、技师、检查谁将使用过程?操作者、工程师、技师、检查者、审核员?者、审核员?l l要求的培训要求的培训:操作者、维
11、护人员、工程师、教:操作者、维护人员、工程师、教室、实际应用、在职培训、学徒期间。室、实际应用、在职培训、学徒期间。1616l l确定变差来源了吗?使用小组、头脑风暴、渊博的过程知识、确定变差来源了吗?使用小组、头脑风暴、渊博的过程知识、因果图或矩阵建立误差模型。因果图或矩阵建立误差模型。l l开发测量系统或专用的测量系统?开发测量系统或专用的测量系统?测量系统可以是永久的和测量系统可以是永久的和专用的,或者也可以是柔性的且有可以测量不同类型零件的专用的,或者也可以是柔性的且有可以测量不同类型零件的能力;如:仪器车量具、夹具量具、三坐标测量机等。柔性能力;如:仪器车量具、夹具量具、三坐标测量机
12、等。柔性的量具会更昂贵,但长期运行可以省钱。的量具会更昂贵,但长期运行可以省钱。l l接触或不接触:可靠性、特性类型、样件计划、成本、维护、接触或不接触:可靠性、特性类型、样件计划、成本、维护、校准、人员技能、兼容性、环境、速度、传感器类型、零件校准、人员技能、兼容性、环境、速度、传感器类型、零件偏差和图像处理。这可以由控制计划要求和测量偏差和图像处理。这可以由控制计划要求和测量(在连续抽在连续抽样期间全面接触量具可能有额外磨损样期间全面接触量具可能有额外磨损)频次确定。全表面接频次确定。全表面接触传感、传感器类型、空气反馈喷射、图像处理,触传感、传感器类型、空气反馈喷射、图像处理,CMMCM
13、M或或光学比较仪等。光学比较仪等。1717l l环境:环境:污垢、潮湿、湿度、温度、振动、噪声、污垢、潮湿、湿度、温度、振动、噪声、电磁干扰、周围空气移动、空气污染物等。实电磁干扰、周围空气移动、空气污染物等。实验室、车间、办公室等?以微米水平计算的紧验室、车间、办公室等?以微米水平计算的紧密公差使环境成为关键的问题。同时,还有密公差使环境成为关键的问题。同时,还有cmmcmm、显示系统及超声波等。这可能是过程内显示系统及超声波等。这可能是过程内自动反馈类型测量的一个因素。切削油、切削自动反馈类型测量的一个因素。切削油、切削碎片和超高温也可能成为问题。需要干净房间碎片和超高温也可能成为问题。需
14、要干净房间吗?吗?l l测量和定位点:使用测量和定位点:使用GD&TGD&T清楚地确定固定和清楚地确定固定和夹紧点以及在零件的何处进行测量。夹紧点以及在零件的何处进行测量。l l固定方法:自由状态或夹紧的零件定位。固定方法:自由状态或夹紧的零件定位。l l零件方向:主要部份位置与其它部份。零件方向:主要部份位置与其它部份。1818l l零件准备:测量前零件应该干净、无油、温零件准备:测量前零件应该干净、无油、温度稳定吗?度稳定吗?l l传感器定位:角度方向,到最初定位器或网传感器定位:角度方向,到最初定位器或网络的距离。络的距离。l l相互关系问题相互关系问题1 1:在车间内或在车间之间需要:
15、在车间内或在车间之间需要加倍加倍(或更多或更多)的量具支持要求吗?制造的考虑、的量具支持要求吗?制造的考虑、测量误差的考虑、维修的考虑。那个被认定测量误差的考虑、维修的考虑。那个被认定是标准?怎样使每项有资格?是标准?怎样使每项有资格?l l相互关系问题相互关系问题2 2:方法分歧:从不同的测量系:方法分歧:从不同的测量系统设计但应用于可接受的实践和操作限制下统设计但应用于可接受的实践和操作限制下相同零件和过程的测量变差结果。相同零件和过程的测量变差结果。1919l l自动或手动:线上、线下、操作者信任。自动或手动:线上、线下、操作者信任。l l破坏性或非破坏性的测量破坏性或非破坏性的测量:示
16、例:拉伸试验、盐雾:示例:拉伸试验、盐雾试验、电镀油漆涂层厚度、硬度、尺寸测量、图试验、电镀油漆涂层厚度、硬度、尺寸测量、图像处理、化学分析、压力、耐久性、冲击、转矩、像处理、化学分析、压力、耐久性、冲击、转矩、扭矩、焊接强度、电性能等。扭矩、焊接强度、电性能等。l l潜在测量范围:可能测量的尺寸和预期范围。潜在测量范围:可能测量的尺寸和预期范围。l l有效方分辨率:使用时特殊应用的测量对物理变化有效方分辨率:使用时特殊应用的测量对物理变化(探测过程或产品变差的能力探测过程或产品变差的能力)敏感情况可接受吗?敏感情况可接受吗?l l灵敏度:最小输入信号形成测量设备可探测的灵敏度:最小输入信号形
17、成测量设备可探测的(可可辨别的辨别的)输出信号对应用这种测量装置可接受吗?输出信号对应用这种测量装置可接受吗?灵敏度由固有的量具设计和质量灵敏度由固有的量具设计和质量(oem)oem)及使用中的及使用中的维护和操作条件确定。维护和操作条件确定。2020二测量系统制造l l在系统设计中提出的变差源识别了吗?设计评审、验证和在系统设计中提出的变差源识别了吗?设计评审、验证和确认。确认。l l校准和控制系统:建议的校准计划及设备和文件的审核。校准和控制系统:建议的校准计划及设备和文件的审核。频率、内部的或外部的、参数、过程中验证检查。频率、内部的或外部的、参数、过程中验证检查。l l输入要求:机械的
18、、电的、液压的、气动的、浪涌抑制器、输入要求:机械的、电的、液压的、气动的、浪涌抑制器、干燥器、过滤器、滤清器,准备和操作问题、绝缘、分辨干燥器、过滤器、滤清器,准备和操作问题、绝缘、分辨率和灵敏度。率和灵敏度。l l输出要求:仿真或数字、文件和记录、档案、存放、检索、输出要求:仿真或数字、文件和记录、档案、存放、检索、文件备份。文件备份。l l成本:开发、采购、安装、操作和培训的预算因素。成本:开发、采购、安装、操作和培训的预算因素。l l预防性维护:类型、进度表、成本、人员、培训、文件。预防性维护:类型、进度表、成本、人员、培训、文件。2121l l服务性:内部的和外部的、位置、支持水平、
19、反应时间、服务性:内部的和外部的、位置、支持水平、反应时间、备件的可提供性、标准零件清单。备件的可提供性、标准零件清单。l l人机工程学:经过长时间装载和操作机器不带来伤害的能人机工程学:经过长时间装载和操作机器不带来伤害的能力。测量设备讨论需要聚焦于测量系统与操作者是怎样相力。测量设备讨论需要聚焦于测量系统与操作者是怎样相互依赖的问题上。互依赖的问题上。l l安全考虑:人员、操作、环境、锁止。安全考虑:人员、操作、环境、锁止。l l存储和定位:建立关于测量设备存储和定位的要求。罩、存储和定位:建立关于测量设备存储和定位的要求。罩、环境、安全、可提供性环境、安全、可提供性(接近接近)问题。问题
20、。l l测量周期时间:测量一个零件或特性要花多少时间?测量测量周期时间:测量一个零件或特性要花多少时间?测量周期与过程和产品控制相结合。周期与过程和产品控制相结合。l l过程流程、批量完整性、记录、测量和返回零件有中断吗过程流程、批量完整性、记录、测量和返回零件有中断吗?2222l l材料处理:需要特殊架子、支撑夹具、运输设备或其材料处理:需要特殊架子、支撑夹具、运输设备或其它材料处理设备处理被测量的零件或测量系统本身吗它材料处理设备处理被测量的零件或测量系统本身吗?l l环境问题:不管是影响该测量过程或相邻过程,有任环境问题:不管是影响该测量过程或相邻过程,有任何特殊环境要求、条件、限制吗?
21、有特殊的排放要求何特殊环境要求、条件、限制吗?有特殊的排放要求吗?有温度和湿度控制的必要吗?湿度、振动、噪声、吗?有温度和湿度控制的必要吗?湿度、振动、噪声、EMIEMI、清洁度。清洁度。l l有特殊的可靠性要求或考虑吗?过了一段时间设备能有特殊的可靠性要求或考虑吗?过了一段时间设备能支持吗?在生产使用前有必要验证吗?支持吗?在生产使用前有必要验证吗?l l备件:一般清单、适当的供应和定货系统,可提供性、备件:一般清单、适当的供应和定货系统,可提供性、理解提前期准备。并有充分的和安全存储吗?理解提前期准备。并有充分的和安全存储吗?(轴承、轴承、软管、皮带、开关、螺线管、阀门等。软管、皮带、开关
22、、螺线管、阀门等。)l l用户说明:夹紧顺序、清洁程序、数据解释、图表、用户说明:夹紧顺序、清洁程序、数据解释、图表、目视帮助、全面。可得到、适当的显示。目视帮助、全面。可得到、适当的显示。l l文件:工程图样、诊断树、用户手册、语言等。文件:工程图样、诊断树、用户手册、语言等。2323l l校准:与可接受的标准比较。可接受的标准的校准:与可接受的标准比较。可接受的标准的可提供性和成本。建议频率、培训要求。要求可提供性和成本。建议频率、培训要求。要求下次的时间吗?下次的时间吗?l l存储:有关测量设备的存储有特殊的要求或考存储:有关测量设备的存储有特殊的要求或考虑吗?罩、环境、防损坏偷盗的安全
23、性等。虑吗?罩、环境、防损坏偷盗的安全性等。l l防错:使用者能很容易地防错:使用者能很容易地(太容易?太容易?)改正已知测改正已知测量程序的错误吗?数据登录、设备的误用、防量程序的错误吗?数据登录、设备的误用、防错、错误预防。错、错误预防。2424三测量系统实施n n支持:谁将支持测量过程?实验室技师、工程师、支持:谁将支持测量过程?实验室技师、工程师、生产、维修、外包服务。生产、维修、外包服务。n n培训:培训:需要对使用和维修测量过程的操作者技需要对使用和维修测量过程的操作者技师工程师培训什么?时间进度、资源和成本问师工程师培训什么?时间进度、资源和成本问题。谁将培训?在那进行培训?提前
24、期的要求?题。谁将培训?在那进行培训?提前期的要求?与测量过程的实际使用互本配合。与测量过程的实际使用互本配合。n n数据管理数据管理:怎样管理测量过程输出的数据?人工、:怎样管理测量过程输出的数据?人工、用计算器处理、汇总方法、汇总频率、评审方法、用计算器处理、汇总方法、汇总频率、评审方法、评审频率、顾客要求、内部要求。可提供性、存评审频率、顾客要求、内部要求。可提供性、存储、检索、备份、安全、数据解释。储、检索、备份、安全、数据解释。2525n n人员:需要雇用人员支持这一测量过程吗?成本、人员:需要雇用人员支持这一测量过程吗?成本、时间进度、可提供性。当前的或新的。时间进度、可提供性。当
25、前的或新的。n n改进方法:经过一段时间谁将改进测量过程?工改进方法:经过一段时间谁将改进测量过程?工程师、生产、维护、质量人员?使用什么样的评程师、生产、维护、质量人员?使用什么样的评估方法?是否有一个系统确定改进?估方法?是否有一个系统确定改进?n n长期稳定性:评定方法、形式、频率及长期研究长期稳定性:评定方法、形式、频率及长期研究的需要。漂移、磨损、污染、操作完整性。这种的需要。漂移、磨损、污染、操作完整性。这种长期误差能测量、控制、理解和预见吗?长期误差能测量、控制、理解和预见吗?n n特殊考虑:检查者的素质、身体限制或健康问题:特殊考虑:检查者的素质、身体限制或健康问题:色盲、视力
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