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1,MSA测量系统分析,(MeasurementSystemsAnalysis),一、MSA的产生及发展二、TS16949质量管理体系的要求三、测量、量具和测量系统的定义四、测量数据的品质五、测量过程六、测量系统的统计特性七、变异的来源八、测量系统分析的两个阶段九、变异的类型十、测量系统分析之准备十一、测量系统分析的应用和时机十二、测量系统分析-计量值范例十三、测量系统分析-计数值范例十四、WorkShop,2,目录,3,一、MSA的产生及发展,(1)原由:过去,克莱斯勒、福特和通用汽车公司各自都有对供方用于保证供方产品一致性的指南和格式。这些指南的的差异造成了对供方资源的额外要求.为了改变这一状况,三大汽车公司同意制订统一的参考手册、程序、报告格式以及技术术语进行标准化处理,并通过AIAG发行MSA手册.(2)制定:在美国质量控制协会(ASQC)汽车部和汽车工业行动集团(AIAG)的主持下,由克莱斯勒、福特和通用汽车公司的质量要求特别工作组编写。(3)版本:第一版:1990-10月第二版:1995-2月第三版:2000-3月,4,7.6.1测量系统分析为分析每种测量和试验设备系统得出的结果中出现的变差，应进行统计研究。此要求应适用于控制计划中提及的测量系统。所用的分析方法及接受准则应符合顾客关于测量系统分析的参考手册的要求。如果得到顾客的批准，也可使用其它分析方法和接受准则。,二、TS16949质量管理体系要求,三、测量、量具和测量系统的定义,测量：定义为赋值（或数）给具体事物以表示他们之间关于特定特性的关系。赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置；包括用来测量合格/不合格的装置。测量系统：用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、操作人员、环境和条件的集合。用来获得测量结果的整个过程。,5,你了解你的测量系统吗?,产品各项品质特性数据，均须通过测量系统取得测量系统可靠吗？它会不会扭曲“制程声音”？,6,7,四、测量数据的品质,8,五、测量过程,测量过程可以看成是一个制造过程，它产生数据（数字）作为输出。,9,六、测量系统的统计特性,1.有足够的分辨率和灵敏度。应高于过程变异和公差带两者中精度较高者，一般来说，测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者的十分之一。2.测量系统均须在统计管制下，而其所产生之变异只能是由于普通原因，而非特殊原因。3.对于过程控制，测量系统之变异必须小于制造过程之变异。4.对于产品控制，测量系统之变异须小于公差带。5.测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。如果是这样，则测量系统最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。,10,分辨力(Discrimination),分辨力：(1)量规仪器上的最小刻度值，也称分辨率。(2)通用的比例规则：1/10比例法则。,11,分辨力(Discrimination),12,分辨力(Discrimination),13,七、变异的来源,稳定性,设计,八、测量系统分析的两个阶段,测量系统的评定通常分为两个阶段，称为第一阶段和第二阶段第一阶段：了解该测量过程并确定该测量系统是否满足要求。第一阶段试验主要有二个目的：确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项必须在使用前进行。发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响，例如温度、湿度等，以决定其使用之空间及环境。,14,八、测量系统分析的两个阶段(续),第二阶段的评定目的是在验证一个测量系统随时间的推移是否持续满足要求。常见的就是“量具R评价人B,零件4,第二次试验等.2.在测量设备读数中,测量值应记录到仪器分辨率的实际限度.A.机械装置必须读取和记录到最小的刻度单位.B.对于电子读数,必须记录所显示的最右有效数位.C.模拟装置应记录至最小刻度的一半.如,最小刻度为0.001,则测量结果应记录到0.0005.3.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.,24,25,十一、测量系统分析的应用和时机,应用:1)接受新测量设备的准则.2)一种测量设备与另一种的比较.3)评价怀疑有缺陷的量具的根据.4)维修前后测量设备的比较.分析时机:新生产之产品PV(零件变差)有不同时新仪器，EV(仪器变差)有不同时新操作人员，AV(人员变差)有不同时易损耗之仪器必须注意其分析频率。,一.稳定性研究指南:研究步骤: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.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.2)定期(每天、每周)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.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让评价人B重复测量第1个零件并记录数据在第7行;让评价人C重复测量第1个零件并记录数据在第12行;3)如果试验需要进行3次,重复这个循环将数据记录在第3、8、13行.7.如果评价人属于不同的班次,可以使用一个替代方法.让评价人A测量所有的10个零件并输入数据到第1行;然后评价人A以不同的顺序读数,记录结果与第2,3行;让评价人B、C同样做即可.,57,四.量具重复性和再现性研究,为分析某卡尺的重复性和再现性,负责工程师从生产过程中选取了代表过程变差的10个零件,并让操作该仪器的3位操作员分别测量这10个零件2次,获得的数据如下表:,58,范例：测量系统分析计量值GRR,59,搜集GRR的数据,范例：测量系统分析计量值GRR,游标卡尺,0-200寸mm,0.01mm,量具重复性及再现性数据表,数值计算,1).第1,2,3行中最大的读数减去最小的读数;结果计入第5行。用同样方法处理6，7，8行和11，12，13行，将结果计入对应的第10，15行。2）求第5行的总和再除以零件样本的数量，得到第一个评价人试验的极差均值，用同样方法处理第10，15行得到和。3）将第5，10，15行中的（，）数据记录到第17行。将其求和再除以评价人数，结果记录为。4）将输入到19和20行，乘以D4和D3得到R图的上下控制限。,61,5）求这些行（第1，2，3，6，7，8，11，12和13行）的和。用每行的总和除以样本零件数，将计算值输入到最右边标有“均值”的列。6）将1，2，3行的均值加起来除以试验次数，将结果记录到第4行中，第6，7，8和11，12，13行重复同样的计算，将结果记录到第9，14行的相应，中。7）将第4，9，14行的最大和最小值输入第18行对应位置，确定他们的差值，将差值输入第18行标有的位置以确定差异。8）对于每个零件的每次试验的测量值求和再除以试验次数（试验次数乘以评价人数）。将结果输入第16行。,62,数值计算,9）用最大的零件均值减去最小的零件均值，将结果输入到第16行标有的格中，表示零件的极差。10）将计算的结果值，转记到提供的报告表中。,63,数值计算,64,零件件名：零件件号：特性：内径尺寸规格：32.533.5mm由数据表得：=0.04=0.060Rp=0.89,量具重复性及再现性报告,量具名称：游标卡尺量具编号：020012量具精度：0.01mm量具范围：0-200mm,作成日期：作成单位：作成者：审查：,65,Ndc必須大於或等於5,量具重复性及再现性报告,为什么ndc必须5?,66,67,量具重复性与再现性之比较,1.重复性再现性。(1)测量仪器需要维修保养。(2)可能需要对量具进行重新设计，以获得更好的严格度。(3)需要对量具的夹紧或固定装置进行改进。(4)零件内变差太大。2.再现性重复性。(1)需要更好的对评价人进行如何使用和判读该测量仪器的培训。(2)量具需要校准或刻度不清晰。(3)可能需要辅助仪器协助作业者使用量具。,68,量具重复性与再现性的判定,分析：控制线以内的区域表示测量的敏感性(干扰)。由于研究中所使用的零件组代表了过程的变差，大约一半以上的平均值均落在控制线之外。则测量系统是适合检验出零件之间的变差，以及能为过程的分析和控制提供有用的信息。,均值图分析,分析：极差图被用来确定过程是否受控。原因是不论测量误差可能有多大，控制线将包含该误差。因所有的极差均受控在界限内，则说明所有的评价人都进行了相同的工作。,重复性极差图,分析：如果零件间有较大的变差，表现为折线而非水平线。从零件图可知零件间存在较大变差！但单个零件对变差的影响具有一致性.,零件图,评价人图,各评价人每个零件的均值和总均值.,分析：评价人的差异较小，显示的折线接近水平线。,十三、计数型测量系统研究,73,何谓计数型量具?就是把各个零件与某些指定限值相比较，如果满足限值则接受该零件，否则拒收。最常见的是通过/不通过量具(G0/NOG0),只可能有两个结果.计数型量具不能象计量型量具指示一个零件多么好或多么坏，它只能指示该零件被接受还是拒收。,74,1.小样法研究,先选取二十个零件来进行。选取二位评价人以一种能防止评价人偏倚的方式两次测量所有零件。在选取二十个零件时，必须有一些零件稍许高或低于规范限值。所有的测量结果(每个零件测四次)一致则接受该量具，否则应改进或重新评价该量具，如果不能改进该量具，则不能被接受并且应找到一个可接受之替代测量系统。,十三、计数型测量系统研究,75,一个典型的用于计数型量具研究小样法的表格如下：,十三、计数型测量系统研究,76,2.风险分析法,十三、计数型测量系统研究,77,实例说明:评价小组对计数值测量系统进行研究，小组于生产中随机选取50个零件样本，以获得涵盖了整个过程范围的零件。同时选用3名评价者(A、B、C)并对每个零件测量3次。设定：1为可接受，0为不可接受，“”代表允收区，“”代表拒收区，“”为模糊可疑区,十三、计数型测量系统研究,78,十三、计数型测量系统研究,79,假设试验分析交叉表方法,(44+3)*50/150,由于小组不知道零件的基准判定值，他们展开了交叉表格来比较每个评价人之间的差异。,十三、计数型测量系统研究,80,假设试验分析交叉表方法,十三、计数型测量系统研究,81,假设试验分析交叉表方法,十三、计数型测量系统研究,设计这些表的目的是确定评价人之间意见的一致程度。为了确定评价人一致的水平，小组用科恩的kappa来测量两个评价人对同一目标评价值的一致程度。Kappa是一个评价人之间一致性的衡量值。,82,Po=观察的一致性次数(对角线单元中观测值的总和)Pe=期望的一致性次数(对角线单元中期望值的总和)N=观察的次数(如一个评价者观察50个样品共3次，则N为150),1、评价人之间一致性的评价方法,Kappa不考虑评估者之间的不一致性有多大，只考虑评估者之间是不是一致.,83,通过上述数值计算得出三个评价人的Kappa值如下表,(44+97)(15.7+68.7)/150(15.7+68.7),1、评价人之间一致性的评价方法,84,1.(科恩的)Kappa判定准则,一个通用的法则是Kappa大于0.75表示有很好的一致性，小于0.4表示一致性不好，Kappa最大为1.,1、评价人之间一致性的评价方法,上述分析用来对评价人之间是否存在差异的需求，但是不能告诉我们测量系统区分不好的与好的零件的能力。为此，小组用计量型测量系统评价了零件，用结果确定了基准判定。使用该新的信息，小组建立了另一组交叉表，以便将每个评价人与基准判定进行比较。,85,2、评价人与基准一致性的评价方法,86,A与基准交叉表,2、评价人与基准一致性的评价方法,87,B与基准交叉表,2、评价人与基准一致性的评价方法,88,C与基准交叉表,2、评价人与基准一致性的评价方法,89,2、评价人与基准一致性的评价方法,90,3、评价人有效性的评价方法,91,3、评价人有效性的评价方法,92,有效性判定准则,3、评价人有效性的评价方法,基于这些信息，小组得出结论：当考量了有效性、错发率、漏发率，该测量系统就评价人B来说是有限度的接受，就评价人A与C来说是不可接受的。尽管这些结论看起来是否定了他们在前面对于评价人之间在统计上没有差别的结论，小组决定这个前面的结论。需要注意的是：（1）对可接受的风险没有基于理论的判定准则。以上指南是探索性的，最终的决定准则应该取决于对后续过程及最终顾客的影响（如风险）。,93,3、评价人有效性的评价方法,（2）上述分析是以数据为依据的。例如，如果过程能力指数为PP=PPK=1.33，那