msa培训教材-完整版

MSA测量系统分析测量系统分析一、MSA简介1什么是MSAM指MEASUREMENT测量S指SYSTEM系统A指ANALYSIS分析MSA也就是对量测系统进行分析的方法2MSA的重要性V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特性。PROCESS原料人机法环測量測量结果好不好測量L新生产的产品存在较大的产品变差（PV）L引进新仪器时（EV）L测量操作更换新的人员时（AV）L易损耗之仪器必须注意其分析频率3什么情况下做MSA通过测量用数字体现的数据，并不是总能代表事实。因此，有必要对数据的信赖性进行确认。真实值实际产品变差测量误差测量变差测量值观察的变差4测量值的组成要素低质量数据的原因和影响低质量数据的普遍原因之一是变差太大一组数据中的变差多是由于测量系统及其环境的相互作用造成的。如果相互作用产生的变差过大，那么数据的质量会太低，从而造成测量数据无法利用。如具有较大变差的测量系统可能不适合用于分析制造过程，因为测量系统的变差可能掩盖制造过程的变差。V理想的测量系统应该是每次都能测出真实值。V测量系统的质量通常仅仅取决于经过一段时间后产生数据的统计特性BIAS偏倚REPEATABILITY重复性REPRODUCIBILITY再现性LINEARITY线性STABILITY稳定性6MSA的统计属性要观察测量误差的主要原因,“重复性REPEATABILITY”和“再现性REPRODUCIBILITY”要想解决实际PROCESS的波动，应把握测量系统的波动，并把它与PROCESS波动分离稳定性线性长期PROCESS波动短期PROCESS波动样品的波动实际PROCESS波动重复性校正测量仪器波动作业者波动再现性测量波动观察到的PROCESS波动7过程波动的主要来源ENVIRONME设备不稳定性测量仪器环境方法配件磨损电力不稳定性标准次序测量系统变差湿度清洁度震动电压变化气温变化材料测量者灰尘/噪音标准材料量产材料良品材料不良材料保管/管理感觉,气氛熟练度测量位置测量次数测量条件8MSA变差的因果分析用来获得表示产品或过程特性的数值的系统，称之为测量系统。测量系统是与测量结果有关的仪器、设备、软件、测量程序、测量人员、被测物品和环境的集合。二、MSA相关术语1测量系统定义12345好的分辨率12345差的分辨率是指测量装置能够测量到最小可检出的单位。测量刻度应为产品规格或过程波动的十分之一。2分辨率测量仪器分辨率（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10）测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。部件A部件B部件A部件BA20B20A225B200因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。测量系统的有效分辨率（DISCRIMINATION）L要求不低于过程变差或允许偏差（TOLERANCE）的十分之一L零件之间的差异必须大于最小测量刻度L不同数据分级NDC的计算为零件的标准偏差/总的量具偏差141一般要求它大于5才可接受仪器2平均值真实值平均值仪器1仪器2偏倚仪器1偏倚某一物品理论上的真实值或参考值。测量值平均和真实值的差异。3真实值4偏倚（BIAS基准值偏倚观测的平均值测量数据五种类型偏倚料被测量的产品的特性值、过程参数等。它们的变化会影响偏倚。这个变差是我们最关注的，测量系统对它们越敏感越好。BIAS测量结果的平均值与基准值的差异基准值（REFERENCEVALUE）是一个预先认定的参考标准该标准可用更高一级测量系统测量的平均值来确定例如高一级计量室X1075MMX608MMX2075MMX7075MMX308MMX8075MMX408MMX9075MMX5065MMX1007MM同一操作者对同一工件测量10次如果参考标准是080MM过程变差为070MMBIAS07508005BIAS100005/07071表明71的过程变差是偏倚BIAS偏倚BIAS实例075XXI10某标准件，已知值为254MM，某机械检查工用精度为0025MM的游标卡尺测量10次，测量结果如下25425254252540025400253752540025425254002542525375把10个测量值相加除以10，得到平均值254051MM偏倚等于平均值减去参考值2540512540000051MMQ计算偏倚举例仪器1线形性有问题测量单位0仪器2线形性没有问题0测量单位V线性是指量具在其工作范围内偏倚的变化规律。V在全部测量范围内，测量值和基准值的差异保持稳定，说明其线性好。5线性测量数据五种类型线性线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。小偏倚观测的平均值基准值观测的平均值基准值大偏倚范围较低的部分范围较高的部分观测的平均值基准值有偏倚无偏倚稳定性稳定性良好良好时间2时间1时间1时间2真实值真实值稳定性稳定性不好不好时间3时间3V是指随时间变化的偏倚值。V根据时间的推移测量结果互不相同时，说明该测量系统缺乏稳定性。6稳定性测量数据五种类型稳定性测量系统在某持续时间内测量同一样本或产品的单一特性时获得的测量值总变差。时间1时间2稳定性V由一个人使用同一量具，对同一被测特性进行多次重复测量所得结果之间的偏差，即为测量系统的重复性。真实值平均好的重复性平均差的重复性7重复性测量数据五种类型重复性机量具在完全相同的条件下，重复工作，每次结果（数据）都不一样，构成重复性误差。量具制造的越精密这个误差越小，但永远不可能是零。如果有特殊原因（量具失常）发生，误差立即变大，因此要进行控制，只允许有普通原因存在。发现特殊原因，应采取措施予以排除。由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变差。重复性V由不同的人使用同一量具，对同一被测特性进行多次重复测量所得结果之间的偏差，即为测量系统的再现性。真实值好的再现性作业者1差的再现性作业者2作业者3作业者1作业者2作业者38再现性测量数据五种类型再现性人授权的量具操作者（又称评价人），评价人之间差异构成再现性，只有当测量高度自动化，操作仅需按一下开关，这项变差为零。由不同的评价人，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。操作者B操作者C操作者AV现有硬度为50（真实值）的材料V方法1得到的测量值是38,44,42,40V方法2得到的测量值是65,40,32,63V哪一个方法更正确方法方法2因为平均值与因为平均值与“真实真实”硬度相同。硬度相同。V哪一个方法更精密方法方法1因为变差很小。因为变差很小。V应首先的方法是其理由是方法方法1比起变差，解决平均的变化更为容易。比起变差，解决平均的变化更为容易。例题1）计划要使用的方法；2）确定评价人的数量、样品数量及重复读数次数；3）从日常操作该仪器的人中挑选评价人；4）样品必须从过程中选取并代表整个工作范围；5）仪器的分辨力应允许至少读取特性的预期过程变差的十分之一；6）确保测量方法（即评价人和仪器）在按照规定的测量步骤测量特征尺寸；2测量系统研究准备1）测量必须按照随机顺序进行；2）不应让评价人知道正在检查零件的编号；3）测量读数应估计到可得到的最接近的数字；4）研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行；5）每一位评价人在整个研究过程中应采用相同的测量方法；3测量系统研究注意事项测量系统分析试生产阶段阶段一理解测量过程，确定它是否满足要求第一阶段是验证测量系统是否满足其设计规范要求。发现环境因素是否对系统有显著影响。第一阶段验证的内容主要是偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性等试验分析。测量系统分析批量生产阶段阶段二随着时间推移，测量系统是否能持续满足要求第二阶段是对变差的主要原因提供持续的监控，从而说明测量系统是持续可信的，或随着时间的推移，测量系统是否出现变坏的信号。主要确定“量具的RV偏倚独立样本法V偏倚均值极差法V线性一元线性回归法VGRR均值极差法VGRRCROSSEDANOVAVGRRNESTEDANOVAV计数型MSAV解析法V交叉表法V信号探测法测量系统分析方法分类V确定某一测量仪器的稳定性是否为可接受。V同一评价人对同一样品进行多次测量的情况。通过对测量数据进行统计，得出分析结论。1）稳定性均值极差法1计量型MSA稳定性均值极差法）A取得包含1个零件的样本，选取了生产过程输出范围中接近中间值的一个零件。（不能给评价人看到）B指定1位操作人员在不知情的状况下使用校验合格的量具，共测了5周（25个子组）以上个零件进行测量,并重复3次，将操作员所读数据进行记录,研究其设备的稳定性。C试验完后,测试人员将量具测出数据计算均值、极差和控制限，并作成均值极差控制图。D计算结果均值、极差及控制限等。2）分析步骤计算出相应的数值。V前提条件只有当测量系统处于统计稳定状态时,进行偏倚研究才有意义。V什么是偏倚独立样件法利用一个标准样件对量测系统进行偏倚的分析方法。1）偏倚独立样本法2计量型MSA偏倚独立样本法）A取得一个标准样件,并确定其参考值。参考值XT注如不能取得标准值,则选择一件落在生产测量范围中间的生产件作为基准件,将其用更精密的仪器测量该零件N10次,取平均值作为参考值B让一名评价人以正常方式测量样件N10次,并记录结果。C画直方图画出数据相对于参考值的直方图,根据专业知识