MSA培训课件

确定偏倚指南—独立样本法
举例-偏倚 一个制造工程师在评价一个用来监视 生产过程的新的测量系统。 从测量系统操作范围内选择一个零件。 这个零件经全尺寸检验测量以确定其 基准值。而后这个零件由领班测量15 次。数据如下：
确定偏倚指南—独立样本法
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5.8 5.7 5.9 5.9 6.0 6.1 6.0 6.1 6.4 6.3 6.0 6.1 6.2 5.6 6.0 -.2 -.3 -.1 -.1 0 .1 0 .1 .4 .3 0 .1 .2 -.4 0
TS16949系列培训
MEASUREMENT SYSTEMS ANALYSIS
测量系统分析
MSA与ISO/TS16949：2002

ISO/TS16949：2002 7.6.1 测量系统分析 为分析各种测量和试验设备系统测量结果存 在的变差，必须进行适当的统计研究。此要求 必须适用于在控制计划提出的测量系统。所用 的分析方法及接收准则，必须与顾客关于测量 系统分析的参考手册相一致。如果得到顾客的 批准，也可以采用其它分析方法和接收准则。

3) 研究工作应由了解进行可靠研究的重要性
的人员进行管理和观察。
Chapter 计量型测量系统评价


本章介绍了一些试验程序的详细例子。 程序适用于当： 只研究两个因素，或者称为测量条件（如评价 人和零件）加上所研究的测量系统重复性。 每个零件内的变异性的影响可以忽略 不存在统计上的评价人和零件之间的交互作用 在研究中零件的尺寸不发生变化 可以进行试验统计设计和/或用相关专业知识 来判断这些程序是否适用于任何特定的测量系 统。
确定稳定性的指南


结果分析—作图法 4）建立控制限并用标准控制图分析评价 失控或不稳定的状态。 结果分析—数据法 除了正态控制图分析法，对稳定性没 有特别的数据分析或指数。
确定稳定性的指南

举例-稳定性 为了确定一个新的测量装置的稳定 性是否可以接受，工艺小组在生产工艺 中程数附近选择了一个零件。这个零件 被送到测量实验室，确定基准值为6.01。 小组每班测量这个零件5次，共测量4周 （20个子组）。收集所有数据以后， X&R 图就可以做出来了。
应注意的问题


为最大限度地减少误导结果的可能性，应采 取下列步骤： 1) 测量应按照随机顺序，以确保整个研究过 程中产生的任何漂移或变化将随机分布。评价 人不应知道哪个被编号的零件正在被检查，以 避免可能的认识偏倚。但是进行研究的人应知 道正在检查那一零件，并相应记下数据，即评 价人A，零件1，第一次试验；评价人B，零件4， 第二次试验等。
应注意的问题

2) 在设备读数中，测量值应记录到仪器分辨 率的实际限度。机械装置必须读取和记录到最 小的刻度单位。对于电子读数测量计划必须为 记录所显示的最右有效数位建立一个通用的原 则。模拟装置应记录至最小刻度的一半或灵敏 度和分辨力的极限。对于模拟装置，如果最小 刻度为0.0001，则测量结果应记录到0.00005。
测量系统研究的准备








1) 先计划要使用的方法。 2） 评价人的数量、样品数量及重复读数次数。 考虑： (a) 尺寸的关键性 ； (b) 零件结构。 3) 评价人的选择应从日常操作该仪器的人中 挑选； 4) 样品的选择对正确的分析至关重要； 5）仪器的分辨力至少直接读取特性的预期变差 的 1/10 6）确保测量方法正在测量特性的尺寸并遵守规 定的测量程序。
确定偏倚指南—独立样本法
2)
3)
让一个评价人，以通常方法测量样本10次以 上， 结果分析-作图法 相对于基准值将数据画出直方图。评审直方 图，用专业知识确定是否存在特殊原因或出 现异常。如果没有，继续分析，对于n＜30 时的解释或分析，应当特别谨慎。
确定偏倚指南—独立样本法
结果分析-数据法 4) 计算n个读数的均值。X=∑xi/n 5) 计算可重复性标准偏差(参考量具研究,极差 法，如下）： σr= [max(xi)-min(xi)]/d2* ,其中d2* 查表 6) 确定偏倚的t统计量：
确定线性的指南
结果分析-数据 8) 如果作图分析显示测量系统线性可接受，则 进行a和b的假设检验：斜率a的假设检验 原假设 H0：a=0 备选假设 H1：a ≠ 0 确定t 统计量： t =a[∑(xj-x)2]1/2/s 确定拒绝域： {∣t ∣ ＞t1-a/2 (gm-2)}
直方图 5 4 3 2 1 0
频率
频率
6
7
8
9
1
2
3 6.
6
4 6.
数据
其 他
5.
5.
5.
5.
6.
6.
确定偏倚指南—独立样本法
数据分析： 计算均值、偏倚、 σr 、 σb :可用Excel X=∑xi/n=6.0067 偏倚=均值-基准值=6.0067-6=0.0067 计算可重复性标准偏差： σr= [max(xi)-min(xi)]/d2* ,其中d2* 查表得3.55 =(6.4-5.6)/3.55=0.22514 σb= σr /√n=0.22514/ √15=0.05813
确定稳定性的指南
2) 定期（天，周）测量标准样本3~5次，样 本容量和频率应该基于对测量系统的了解。 因素可以包括重新校准的频次、要求的修 理、测量系统的使用频率、作业条件的好 坏。应在不同的时间读数以代表测量系统 的实际使用情况，以便说明在一天中预热、 周围环境和其它因素发生的变化。 3) 将数据按时间顺序画在X&R或X&S控制 图上
确定线性的指南


7)
对于给定的x0，画出a水平的置信带 低值：b+ax0-t1-a/2(gm-2)s/√n 高值：b+ax0+t1-a/2(gm-2)s/√n 其中1/√n=[1/gm+(x0-x)2/ ∑(xi-x)2]1/2
画出“偏倚=0”线，评审该图指出特殊原因 和线性的可接受性。 为使测量系统线性可被接受，“偏倚=0” 线必须完全在拟合线置信带以内。





确定偏倚指南—控制图法



1）获取一个样本，建立基准值。 2）画直方图，评审有无特殊原因和异常。 3）从控制图得到均值X 4）计算偏倚：偏倚=均值X-基准值 5）计算重复性标准偏差σr= R/d2* 6）确定偏倚的t统计量： σb= σr /√g t=偏倚/ σb 7）计算偏倚在1- a置信水平的置信区间
偏倚研究的分析
如果测量系统偏倚非0，应该可以通过硬 件、软件或两项同时调整再校准达到0， 如果偏倚不能调整到0，也仍然可以通过 改变程序（如用偏倚调整每个读数）使 用。由于存在较高评价人误差的风险， 应该仅与顾客合作使用。
确定线性的指南
进行研究 线性按以下指南评价： 1) 选择g≥5个零件，由于过程变差，这些零件 测量值覆盖量具的操作范围。 2) 用全尺寸检验测量每个零件以确定其准值并 确认了包括量具的操作范围。 3) 通常用这个仪器的操作者中的一人测量每个 零件m≥10次。
确定稳定性的指南
进行研究 1) 取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准 值。如果该样品不可获得，选择一个落在产 品测量中程数的生产零件，指定其为稳定性 分析的标准样本。对于追踪测量系统稳定性， 不需要一个已知基准值。 具备预期测量的最低值，最高值和中程 数的标准样本是较理想的。建议对每个标准 样本分别做测量与控制图。
术语介绍
偏倚是对同样 的零件的同样 特性，真值 （基准值）和观 测到的测量平 均值的差值。
术语介绍




稳定性（或漂移） 是测量系统在某一 阶段时间内，测量 同一基准或零件的 单一特性时获得的 测量总变差。换句 话说，稳定性是偏 倚随时间的变化。
术语介绍
线性 在设备的预期操作（测量）范围内 偏倚的不同被称为线性。线性可以被认 为是关于偏倚大小的变化。 线性的总结 √整个正常操作范围的偏倚改变 √整个操作范围的多个并且独立的偏倚误 差的相互关系

确定线性的指南
4)
5)
结果分析-作图法 计算零件每次测量的偏倚及零件偏倚均值。 偏倚i,j=xi,j-（基准值）i 偏倚i=∑偏倚i,j/m 在线性图上画出单值偏倚和相关基准值的偏倚 均值
确定线性的指南
6) 用下面等式计算和画出最佳拟合线和置信带。 对于最佳拟合直线，用公式：yi=axi+b xi =基准值 yi=偏倚平均值 这里xi是基准值， yi是偏倚均值，用下列公式求 出a、b和s。 a=(∑xy-∑x∑y/gm)/[∑x2-(∑x)2/gm] b=y-ax s=[ (∑yi2-b ∑yi-a ∑xiyi)/(gm-2)]1/2

偏倚=观测测量平均数值—基准值
σb= σr /√n t=偏倚/ σb来自确定偏倚指南—独立样本法






7) 计算偏倚的置信区间,置信水平取95% [偏倚± t1-a/2 (v) σb d2 /d2*] 其中参数d2 、d2* 、v 可查书上附录C或4 t1-a/2 (v)可从标准t表中查到 8）判断置信区间是否包括0，如果0落置信区 间内，偏倚在a水平是可接受的，如果0没有落 在置信区间内，偏倚在a水平是不可接受的。 注：如果a水平不是取0.05，必须取得顾客的 同意。
术语介绍
GRR或量具R﹠R √量具重复性和再现性：测量系统重复性 和再现性合成的评估，换句话说，GRR 等于系统内部和系统之间的方差的总和。

σ
GRR
² =σ
+ 再现性²
σ
重复性²
测量系统评定的两个阶段