MSA AND GR

測量系統分析(MSA) 和GR&R報告

總頁數(不含封頁):12頁

版本:A

提綱

第一節測量系統分析基本知識

1.0 目的和意義 2

2.0 什么是測量系統 2

3.0 關于數据品質 3

4.0 量值的傳遞与追溯 4

5.0 評价測量系統的三個基本問題 4

6.0 測量系統特性及變差類型和定義5

7.0 正确度. 精密度. 准确度.測量不 7

确定度

8.0 誤差. 測量不确定度合成的基本 7

方法

第二節 GR&R評定方法与要求

1.0 計量值評定程序与要求 9

2.0 計數值評定程序与要求 11

測量系統分析

(Measurement system analysis) 第一節測量系統分析基礎知識

1.0 目的和意義

通過對測量系統分析和評价,使測量系統處于統計控制中,以獲

取穩定的測量數据質量,通過應用測量數据來調整制造過程,确保制造過程穩定可靠.

SPC的關鍵在于數据的質量,數据的質量取決于測量系統是否

穩定.

2.0. 什么是測量系統

2.1 用來對被測特性賦值的操作,程序,量具,設備,軟件及人員

的集合.

簡單地說

輸入賦值

2.2 測量過程:

為測量值.

2.3 測量過程是一個制造過程.

2.4 測量系統應具備的特性.

(1).處于統計控制狀態,即只有在變差的普通原因;

(2).測量系統的變异(差)比制造過程的變异小;

(3).測量系統的變异(差)應小于公差常(或過程控制區間);

(4).測量系統的最小增量(increment)小于過程變异性和技

術規范寬度的1/10;

*最小增量---即可視分辨率(或稱最小解析度,最小分度值)

(5).當被測項目變化時,測量系統統計特性的最大變差應小于

過程變差和規范寬度較小者.

------ 實際上是對設備的穩定性和線性的要求.

3.0 關注數据品質

3.1 數据的類型

計量值---計量值可以連續取值,是一個樣品的測量值.

計數值---計數值不可以連續取值,對樣品的質量以通過或不通過評价測試結果.

3.2 怎樣評价數据品質

(1).測量結果与“真”值的差越小越好.

(2).數据品質是用多次測量的統計結果進行評定.

3.3 計量型數据的品質

(1).偏倚的大小---相對于標准的位置

(2).標准差的大小---數据的分數程度

3.4 計數型數据的品質

對產品特性產生錯誤分級的概率

3.5 低品質數据的主要原因是數据的變差太大,變差是由于測

量系統和它的環境相互作用而成.

4.0 量值的傳遞与追溯

4.1 中國計量科學院(CNIM)是國家量值傳遞的最高技術机构,

負責建立國家基准和標准.(在上海、成都建立分院)

4.2 NIST為美國國家標准協會和技術局.

4.3 標准的使用:國家基准--副基准--工作標准(省級實驗室)

--工作標准(企業實驗室)--生產中量具量儀.

4.4 追溯性:通過應用連接標准等級体系适當程序,使測量結果

与國家(國際)標准或國家接受的測量系統相聯系.

10

5 .0 評价測量系統的三個基本問題 5.1 應有足夠的分辨率(解析度,分度值) 建議可視分辨率 <

5.2 在一定時間內在統計上保持一致.

5.3 在預定的范圍內應穩定可靠,用于過程分析或控制應可靠. 6 .0 測量系統特性及變差類型和定義

6.1 測量系統的五种變差類型 6.1.1.偏倚:觀測平均值与基准值之差 a.偏倚是系統誤差,可修正

b.產生偏倚的原因:基准的誤差,元器件磨損,儀器尺寸錯 誤,測量錯誤的特性,儀器未經正确校准,不正确使用儀器. 6.1.2.重复性:同一評价人,多次測量同一特性的觀測值變差 a.等精度測量

b.重复性是隨机變差(變量、誤差)

c.隨机誤差不能修正,只能應用統計方法掌握其散布程度. 6.1.3.再現性:不同評价人,測量同一特性觀測平均值的變差 a.不等精度測量

b.与評价人的技能,方法,心態有關

6.1.4.穩定性:在規定的持續時間內測量同一基准或零件單一 特性結果的變差.

a.要求設備在一定的期限內特性保持相對穩定

b.原因:元器件的老化,損耗,材料應力應變,磨損等.

c.對標准裝置.標准器都規定穩定性的具体指標. 6.1.5 線性:量具在預定的工作范圍內偏倚的變化

a.在規定的測量范圍內,偏倚應成線性變化,便于校准調修.

b.原因:主要由材料特性及理化性能的影響.

δ (o

6σ 4

5

由標裝置產生標准溫度

兩种情況:

*若有變差, α應盡量接近. α1 = α2 = α3 = ……αn

*最理想的是α = 0 誤差為恆定值 6.2.關于總變差的概念 6.2.1.設備變差(EV)----重复性 6.2.2 評价人變差(AV)----再現性

6.2.3 測量系統變差(R&R)----重复性和再現性的綜合

R&R = (EV)2 (AV)2

6.2.4 零件變差(PV)----在特性相同的一批樣本中,各個零件 間平均值的差值

6.2.5 總變差(TV)----即測量系統變差与零件變差的綜合 TV = (R&R)2 (PV)2

TV < 過程控制范圍或公差控制要求 6.3 公差、偏差、容差

公差----設計規范規定控制限(范圍) 偏差----相對于某一標准值的變差

容差----多指電子元件(或微電路)的電參數的允許變許范圍.

7.0 正确度,精密度,准确度,測量正确定度

7.1 正确度,表示測量結果中系統誤差大小的程度. 7.2 精密度,表示測量結果隨机誤差大小的程度.

1

2

3 α

α

7.3 准确度:表示測量結果与真值之間一致的程度,它是系統誤差 与隨机誤差的綜合.

7.5 不确定度:表征被測量的真值所處的量值范圍的評定.

8.0 關于誤差或不确定度的合成

8.1 步驟:

8.1.1 找出影響測量結果的誤差來源,將其分成A 類或B 類. A 類----可用標准偏差表示的(即誤差服從正太分布) B 類----用其它計算方法

8.1.2 用統計方法求A 類誤差分量,用其它數學方法求出B 類誤差 分量.

8.1.3 求合成標准偏差,合成不确定度 8.1.4 确定合成置信因子,求總的不确定度 8.2 方法:

A 類:σ = σ12 + σ22 +… σn 2

隨机誤差分量 B 類: a.絕對和法 e = e 1 + e 2+…e n

b.方和根法

e = e

12+e 22+…e n 2 c.廣義方和根法 e = K e

12+e 22+…e n 2 置信系數 8.3 合成不确定度 U

合 = σ2 + e 2 8.4 總的不确定度 U 合 = K ? U 合

置信系數

第二節 GR&R評定報告 (Gage Repeatability and Reproducibility)

1.0 計量值評定方法

1.1.執行文件:MEI-080003

1.2 目的和范圍

目的:評价測量系統是否處于統計控制狀態,是否穩定

1.3 程序

1.3.1 确定需要研究的測量系統,設備,人…..

1.3.2 确定測量方法

1.3.3 測試,評定,結果分析

1.3.4 糾正措施

1.3.5 資料整理,歸檔

1.4 注意事項

1.4.1 樣本總數應 > 300.

1.4.2 生產過程應穩定,即樣本本身的變差要盡可能小.

1.4.3 采用盲測法,獨立操作,避免先入為主.

1.5 重复性和再現性的計算

1.5.1 重复性(EV) = K1 * R

K1 -----常數, 當測量2次時, K1 = 4.56

當測量3次時, K1 = 3.05

R ---為R A + R B = R C的平均值

1.5.2 再現性(AV) = K2 * X diff

K2 -----常數, 當2人分別測量時, K2 = 3.65

當3人分別測量時, K2 = 2.70

1.5.3 重复性和再現性(GR&R)

GR&R = (EV)2 + (AV)2

1.5.4 PTRR = GR&R / 樣品公差 100%

1.6 評定的原則

PTRR < 10% 可接收

10% < PTRR < 30% 臨界,需改善

PTRR > 30% 不能接收,

1.7 分析

1.7.1 重复性大于再現性

a.儀器需要維護;

b.量具剛度不足;

c.夾具和檢測點需改進;

d.零件本身變差過大;

1.7.2 再現性大于重复性

a.評价人培訓不足;

b.刻度不清晰,分辨率(解晰度)不夠;

c.需要某种輔助裝置;

2.1 執行文件:MEI-080090

2.0 計數值評定方法

2.2 目的:分析人或量具對產品特性產生錯誤分級的概率 2.3 程序:

2.3.1 選擇和檢測樣品,做好標記記錄—關鍵

2.3.2 被檢驗人(或設備)進行首次檢測---記錄

變換樣品編號------記錄

二次檢測--------記錄

變換樣品編號-----記錄

第三次檢測-------記錄

2.4 計算“自身一致性Z”和“相互一致性B”-----由人事部做 2.4.1 首先計算“Z”

檢測者A: Z A =[AD-(S * 0.80)]/ S * 0.808 * 0.20 檢測者B: Z B =[BD-(S * 0.80)]/ S * 0.808 * 0.20

為果:Z<1.645 不合格,說明被檢測人或設備有20%以上作 業時間出錯,查找原因,加以糾正.

Z>1.645 合格,說明被檢測人或設備有80%以上的作 業時間做的檢驗結果是正确的,可以繼續工作. 2.4.2 計算“B ” B =

為果:B > 2.71,說明檢驗者之間不能做出一致合格的檢測結果, 查找原因,糾正

B < 2.71,說明檢驗者或設備相互檢驗的結果是一致合格 的,可以

[(S ×T ×2)×(A 2+B 2)]-[(S ×T)×(A+B)2

[(S ×T)×(A+B)]-[A 2+B 2

]