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理解和实施理解和实施 MSA 点检表大全点检表大全 目录目录 测量系统分析（测量系统分析（MSAMSA） 3 3 第一节第一节 测量系统概念测量系统概念 3 3 一、对测量系统及其重要性的理解一、对测量系统及其重要性的理解3 3 二、测量系统研究的目的二、测量系统研究的目的3 3 三、测量系统变差的类型三、测量系统变差的类型4 4 四、测量系统分辨力四、测量系统分辨力5 5 五、偏倚的理解五、偏倚的理解6 6 六、线性的理解六、线性的理解6 6 七、稳定性的理解七、稳定性的理解7 7 八、敏感度八、敏感度7 7 九、一致性九、一致性7 7 十、均一性十、均一性8 8 十一、重复性（十一、重复性（EVEV）的理解）的理解8 8 十二、再现性（十二、再现性（AVAV）的理解）的理解9 9 十三、测量系统变异性的因素十三、测量系统变异性的因素9 9 十四、测量系统评价可接受的准则十四、测量系统评价可接受的准则 1010 十五、测量系统分析的时机十五、测量系统分析的时机 1010 十六、溯源性十六、溯源性 1111 十七、变差来源十七、变差来源 1111 十八、测量系统统计特征十八、测量系统统计特征 1212 十九、测量不确定度的理解十九、测量不确定度的理解 1313 二十、测量问题分析步骤二十、测量问题分析步骤 1313 第二节第二节 测量系统开发测量系统开发1414 一、测量的策略和计划一、测量的策略和计划 1414 二、测量系统设计和开发的有关问题二、测量系统设计和开发的有关问题 1616 三、测量系统制造有关问题（设备、标准、仪器）三、测量系统制造有关问题（设备、标准、仪器） 1717 四、测量系统实施有关问题四、测量系统实施有关问题( (过程过程) ) 1818 五、测量系统开发考虑项目（测量资源方面）五、测量系统开发考虑项目（测量资源方面） 1818 六、量具的预防性维护六、量具的预防性维护 2020 七、测量系统需求的文件七、测量系统需求的文件 2020 八、在测量系统供应商处确认事项八、在测量系统供应商处确认事项 2121 九、测量系统装运九、测量系统装运 2222 十、在组织场所处确认事项十、在组织场所处确认事项 2222 十一、基准协调十一、基准协调 2323 十二、接收量具的评估内容十二、接收量具的评估内容 2323 十三、量具的可追溯性十三、量具的可追溯性 2323 十四、校准系统十四、校准系统 2424 第三节第三节 测量系统评估的概念测量系统评估的概念2525 一、测量系统评估时考虑的问题一、测量系统评估时考虑的问题 2525 二、需要进行评估的领域二、需要进行评估的领域 2525 三、选择三、选择/ /开发试验程序开发试验程序2626 四、测量系统分析准备四、测量系统分析准备 2727 五、测量系统结果分析五、测量系统结果分析 2828 六、测量系统能力的理解六、测量系统能力的理解 2929 七、测量系统性能的理解七、测量系统性能的理解 2929 第四节第四节 测量过程及方法测量过程及方法3030 一、测量过程基本理解一、测量过程基本理解 3030 二、测量方法的选择二、测量方法的选择 3131 三、测量方法三、测量方法确定稳定性的例子确定稳定性的例子 3131 252321191715131197531 39.00 38.75 38.50 38.25 38.00 x x- -b ba ar r图图 样样本本均均值值 _ X =38.435 UCL=38.979 LCL=37.890 2 25 52 23 32 21 11 19 91 17 71 15 51 13 31 11 19 97 75 53 31 1 1.5 1.0 0.5 0.0 R R 图图 样样本本极极差差 _ R=0.532 UCL=1.369 LCL=0 1 X Xb ba ar r- -R R 控控制制图图 3333 四、测量方法四、测量方法确定偏倚指南（独立样件法）确定偏倚指南（独立样件法） 3333 五、测量方法五、测量方法确定线性的指南确定线性的指南 3535 六、测量方法六、测量方法确定重复性和再现性的指南（极差法）确定重复性和再现性的指南（极差法） 3838 七、测量方法七、测量方法确定重复性和再现性的指南（平均值与极差法）确定重复性和再现性的指南（平均值与极差法） 3939 八、测量方法八、测量方法小样法小样法 4343 九、测量方法九、测量方法大样法大样法 4343 第五节第五节 测量不满足的原因测量不满足的原因4545 一、偏倚大的可能原因一、偏倚大的可能原因 4545 二、不稳定性的可能原因二、不稳定性的可能原因 4646 三、线性误差的可能原因三、线性误差的可能原因 4646 四、重复性差的可能原因四、重复性差的可能原因 4747 五、再现性差的可能原因五、再现性差的可能原因 4747 测量系统分析（测量系统分析（MSAMSA） 第一节第一节 测量系统概念测量系统概念 一、对测量系统及其重要性的理解一、对测量系统及其重要性的理解 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 测量是指：赋值（或数）给具体事物以表示它们之间关于特定性的关系。 测量系统是指：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、人员、环境和假设的集合 ；用来获得测量结果的整个过程 。 测量系统分析是指：用统计学的方法来了解测量系统中的各个波动源，以及它们对测量结果的影响， 最后给出该测量系统是否合乎使用要求的明确判断。 好的测量系统能够确保从测量中获得的数据的质量。 在开始测量并收集数据之前，必须对测量系统做出评价，对测量系统的问题进行分析和纠正，以确 保数据的质量。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 数据是测量的结果 2 能够获得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质量 3 数据的质量取决于从处于稳定条件过程进行操作的测量系统中，多次测量的统计特性 4 表征数据质量最通用的统计特性是测量系统的偏倚和方差 5 低质量数据最普通的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相互作 用造成的 6 了解测量系统与其环境有什么样的相互作用，以便获得可接受质量的数据 7 将测量过程看成是一个制造过程，其产生的输出就是数值（数据） 二、测量系统研究的目的二、测量系统研究的目的 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 测量数据质量由在稳定条件下运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确定。 测量系统研究的目的之一是获得测量系统与其所处环境有相互作用时，其产生的测量变差的类型和结 果的讯息。 赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 接受新测量设备的准则 2 一个测量装置与另一个测量装置的比较 3 评价一个疑似不充分量具装置的依据 4 测量设备维修前后的比较 5 为计算过程变差以及生产过程可接受程度的必要构成元素 6 绘制量具性能曲线（GPC）的必要信息，GPC 表示接受某一零件真值的概率 三、测量系统变差的类型三、测量系统变差的类型 定义定义/ /说明说明/ /要求：要求： 精确度可以是指：包括由于不同读数、量具、人、试验或条件造成的变差。 不确定度是指：有关被测值的数值估计范围，相信真值包括在此范围内。 量具 R&R 或 GRR 是指：结合了重复性和再现性变差的估计。GRR 等于系统内部变差和系统之间变差的和； 。 2 AV 2 EV 2 GRR 准确度是指：一个或多个测量结果的平均值与一个参考值之间一致的接近程度。测量过程必须处于统 计控制状态，否则过程的准确度就毫无意义。 精密度是指：每个重复读数之间的“接近”程度；是测量系统的随机误差所构成。传统上，将测量系统整 个作业量程范围内（尺寸、范围和时间）的解析度、敏感度和重复性的最终影响定义为精确度。 测量通常被假定是精确的，而且许多后续的分析及结论都是以该假设为基础。个人可能无法意识到测 量系统中存在影响各个测量的变差，它进而又影响基于这些数据的结论。 测量系统的变差有五种类型。每种变差都会导致测量结果和真实值之间的差异。 测量系统总变差的所有特性均假设系统是稳定和一致的。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 准确度 2 偏倚 3 稳定性 4 测量系统的位置 变差 线性 5 精密度。说明：99%的测量结果所占区间的长度为 5.15，575. 2,575 . 2 这是测量过程的波动范围 6 重复性 7 再现性 8 GRR 或量具的重复性和再现性 9 灵敏度 10 一致性 11 测量系统的宽度 变差 均一性 12 能力 13 性能 14 系统变差的分类 不确定度 四、测量系统分辨力四、测量系统分辨力 定义定义/ /说明说明/ /要求：要求： 测量是指：对某具体事物赋予数字（或数值） ，以表示它们对于特定特性之间的关系。 测量系统分辨力是指：测量系统检测度量特性的轻微变化的能力。分辨力的别名：可读性、解析度、 最小可读单位、测量解析度、最小刻度极限、或探测的最小极限。 有效解析度是指：在特定应用条件下，一个测量系统对过程变差的灵敏度；可以导致测量有用的输出 信号的最小输入；其通常被描述为一种测量单元。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 分辨力是由设计所确定的固有特性 ，是一个测量仪器或输出的最小刻度单位 ，通常被显示为测 量单位 ，一般对分辨力采用 10：1 的比例法则 2 如果仪器刻度较“粗略” ，则可以使用刻度值的一半作为解析度 3 由于经济和物质的限制，测量系统不一定会把个别数据精细表现出来，一般会对数据分为不同的 数据组 4 如测量系统的分辨力不足，系统可能不能够确定过程变化或将个别部件的特性数据展现出来。说 明：这种情况下，最好更改采用更好的测量系统 5 在过程控制中，为得到足够的分辨力，建议解析度最多可以到全过程的 6 标准偏差的十分之一， 以取代传统上设定的规则，即可视解析最大为公差范围的十分之一 6 如果不能探测过程变差，则这分辨力用于分析是不可接受的 7 如果不能探测出特殊原因的变差，它用于控制是不可接受的 8 从过程变差的 SPC 极差图来看，当极差图显示可能只有一个，二个或三个极差 值在控制限内时，这种测量就是在分辨力不足时进行的 9 分辨力不足的表 现形式 如果极差图显示有四种可能的极差值在控制限内，并且超过四分之一以上的极 差值为零，则该测量也是在分辨力不足下进行的 10 分辨力分组的能 力影响 只有 1 个数据分级：若过程变化比规格小，且在预期过程变差上损失函数很平 缓及过程变差的主要来源导致平均值偏移可以用作控制；不可用于估计工序参 数；只可表示工序的生产合格或不合格品 11 有 2 到 4 个数据分级：根据过程分布使用半计量值控制技巧；可产生不敏感的 计量值控制图；一般不可用作估计工序参数；只能提供粗略估计 12 与 5 个数据分析：可以使用计量控制图；可以作为分析使用 13 分辨力的分组计算：，其中是测量对象波动标准差，是测量系统41 . 1 ms p 数据组数 p ms 波动的标准差 五、偏倚的理解五、偏倚的理解 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 偏倚是指：测量结果的观察均值和基准值（参考值）的差值。 基准值是指：也称为可接受的基准值或标准值，是测量值认可的基准。一个基准值可以通过更高级 别的测量设备来进行多次测量，取平均值来确定。 测量值是指：经过测量后得到的数值。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 要确定测量系统的偏倚，必须得到部件的基准值 2 基准值可以从工具房或者全尺寸测量设备得到 3 基准值是用来观察值以计算偏移 4 偏倚通常被称为“准确度” 。说明：因为“准确度”有多种意思， 建议不要用准确度来替代“偏 倚” 5 偏倚是测量系统的系统误差 6 偏倚会增进所有已知的或未知的变差来源所共同影响的总偏差，这促使在某一测量时期内重复的 应用相同测量过程时，以总偏差趋向去恒定和预测地补偿所有的结果 7 为减少偏倚，在校准过程中所使用的测量程序（如：使用“基准” ）应该尽可能地与正常操作的测 量程序一致 8 如果测量系统确有偏倚，则必须在校准的时候确定其偏倚值，并在后续测量的时候，对在此特定 基准处的观察值加以相应的修正 六、线性的理解六、线性的理解 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 线性是指：在量具正常工作量程内的偏倚变化量，是多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系， 线性是由测量系统的系统误差所构成。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 线性可被视为对于量程大小不同所发生的变化 2 不可接受的线性导致不同的情况；不要假定偏倚是不变的 3 要求测量系统的偏倚具有线性。说明：这样的目的是为了在量程的任何一处都能对观察值加以修 正 4 线性的要求偏移量与其测量基准值呈线性关系。说明：一般来说：测量基准值较小，测量偏倚会 比较小；测量精准值比较大时，测量偏倚会比较大 七、稳定性的理解七、稳定性的理解 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 稳定性是指：随时间变化的偏倚值；一个稳定的测量过程在位置方面是处于统计上受控状态。别名： 漂移。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 稳定性是指测量系统其计量特性随时间保持恒定的能力 2 一般是通过测量结果的统计稳定性来衡量稳定性 3 可以采用控制图来分析测量系统的稳定性 八、敏感度八、敏感度 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 敏感度是指：能产生一个可检测到的（有用的）输出信号的最小的输入 检查表：检查表： 编号检查内容 1 敏感度是测量系统对被测特性变化的回应 2 敏感度由量具设计（分辨力） 、固有质量、使用中保养以及仪器操作条件和标准来确定 3 敏感度通常被表示为一测量单位 4 一个仪器的衰减能力 5 操作者的技能 6 测量装置的重复性 7 对于电子或气动量具，提供无漂移操作的能力 8 影响灵敏度的 因素 仪器使用所处的环境，如：大气条件、尘土、湿度 九、一致性九、一致性 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 一致性是指：系统随时间变化，测量变差的差值。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 一致性可以看成是重复性随时间变化的差 2 影响一致性的因素都是特殊原因变差 3 一致的测量过程是在宽度（变差）方面处于统计上受控状态 4 零件的温度 5 电子设备必要的预热 6 影响一致性 的因素 设备磨损 十、均一性十、均一性 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 均一性是指：量具整个工作量程内变差的差值。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 均一性可以看成是在不同尺寸值下重复性的同质性（相同性） 2 重复性的同义词 3 由于位置不同，夹具能允许更小/更大的尺寸 4 刻度的可读性不够 5 影响均一性 的因素 读数的视差 十一、重复性（十一、重复性（EVEV）的理解）的理解 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的目的： 重复性是指：由一个或多个评价人，采用统一测量仪器，多次重复测量同一零件的同一特性时获得 的测量值的变差。 重复性的理解为：当测量条件已被确定和定义；则以确定的零件、仪器、标准、方法、操作者、环境 和假设之下，系统内部的变差。 偏倚和重复性是相互独立的。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 传统上把重复性称为“评价人内变异” 2 它是设备本身的固有变差或能力，是指连续（短期）多次测量中的变差 3 重复性是指在指定的测量条件下连续测量的普通原因（随机误差）的变差。说明：重复性通常被 称为设备变差，但这是一种误解 4 测量过程的重复性意味着测量系统自身的变差是一致的 5 仪器自身以及零件在仪器中位置变化导致的测量变差是重复性误差的一般原因 6 除了设备内部变差以外，重复性还包括在误差模型中的任何条件下的内部变差 7 合格的测量系统应具有良好的重复性，就是其重复测量的波动小 十二、再现性（十二、再现性（AVAV）的理解）的理解 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 再现性是指：由不同操作者，采用 相同的量具，测量同一零件的同一特性所得重复性测量的均值的 变差。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 传统上把再现性看作“评价人之间”的变差 2 再现性不同的条件，不仅包括评价人不同，同时可能还包括：量具、实验室及环境（温度、湿度） 的不同，除此之外，在再现性计算中还包括重复性。 3 再现性是指测量的系统之间或条件之间的平均值变差。说明：这是因为考虑到自动系统的影响 4 测量过程的再现性表明评价人的变差是一致的 5 评价人的变差存在，则每个评价人的所有平均值将会不同 十三、测量系统变异性的因素十三、测量系统变异性的因素 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 控制了一些误差来源中的一个原因，不能保证控制了其它的误差原因 检查表：检查表： 编号检查内容 1 量具制造变差、制造公差 2 量具的加紧方式、定位点、测量点、测量传感器 3 量具的一致性、均匀性、重复性、再现性、敏感性 4 量具影响测量系 统的方面 量具的稳定性、线性、坚固性、 5 量具的维护、量具的标准 6 量具的使用方法、变形影响 7 人员的教育、体力不同 8 人员的培训、经验不同 9 人员态度不同 10 人员的理解不同 11 人员影响测量系 统的方面 人员的目视标准、操作差异、执行程序的不同 12 环境的污染 13 环境的振动、空气的流动 14 环境的温度 15 环境的湿度 16 环境影响测量系 统方面 环境的光线 17 不同零件的稳定性、一致性 18 零件的变形 19 零件的清洁 20 零件的形状影响 21 零件影响测量系 统方面 零件的刚性 十四、测量系统评价可接受的准则十四、测量系统评价可接受的准则 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 理解测量的目的并进行适当的评价是不可或缺的。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 选择测量系统的基本开始点是由设计所决定的分辨力（或等级） 。 通常应用 10：1 的原则，仪器的分辨力应该把公差（或过程变 差）细分为十分之一或更多 2 测量系统具有 足够的分辨力 有效解析度要确定测量系统在应用状况下具有敏感度以检测出 产品或过程变 3 在重复性的状况下，测量系统变差仅由普通原因而不是由特殊 原因（无秩序的）产生 4 测量系统在一 定时间内保持 统计稳定性测量分析必须时时刻刻考虑实践和统计的显著性 5 评价测量系统必 须确定的基本条 件 统计性能在预期范围一致，并且用于过程分析或控制是可以接受，即测量系统具 有线性 6 低于 10%的误差，测量系统可以接受 7 10%30%的误差，根据应用的重要性、量具成本和维修的费用，可能是可以接受 的 8 重复性和再现性 （GR&R）的一般 可接受准则 大于 30%的误差，测量系统需要改进 十五、测量系统分析的时机十五、测量系统分析的时机 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 为什么需要执行测量系统分析，在什么时机必须执行测量分析；需要依据测量系统的组成条件进行确 定和计划。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 在正常仪器维护条件下，测量仪器误差很大 2 测量仪器进行了改装，如更换了重要零部件 3 对测量仪器进行了大修，维修前后测量设备的比较 4 进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力 5 测量系统不稳定，测量结果波动大 6 决定是否接受一台新仪器，判定接受新测量设备的准则 7 测量仪器之间进行比较 8 测量系统中重大因素的改变。说明：这些因素包含：测量对象、测量过程、测量方法、测量人员 等 9 另一种是生产特性发生改变，测量的对象的标准改变时 10 特殊特性的改变 11 测量仪器校验前后 12 检验测量员的测量水平 13 作出量具特性曲线的必要信息 十六、溯源性十六、溯源性 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 溯源是指：测量的特性或标准值，此标准是规定的基准，通常是国家或国际标准，通过全部规定了不 确定度的不间断的比较链相联系。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 溯源到相同或相近的标准的测量比那些没有溯源性的测量更容易被认同 2 测量溯源性可能是返回到一致同意的基准值 3 测量溯源性可能顾客与供应商之间“认同的标准”有联系 4 返回到最高标准的溯源性可能不总理解得很清楚，因此最终测量可溯源到满足顾客需求是很关键 的 十七、变差来源十七、变差来源 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 可操作是指：人员可以进行其业务的定义。可操作性的定义必须是可相互交流的，对于卖主和买主具 有同样的意义，对于生产工人来说，在今天和昨天都具有同样的意义。 测量系统受随机和系统变差源影响。这些变差源由普通原因和特殊原因造成。 六个必要因素：标准、工件、仪器、人、程序及环境，可以考虑作为整个测量系统的一个误差模型。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 为了控制测量系统变差，必须识别潜在的变差源并且排除（可能时）或监控这些变差源 2 标准（S）：标准定义不清、歧义 3 工件（W）：变形、形状、弹性、清洁度 4 仪器（I）：夹紧方式、定位、测量点、坚固性、使用假设、稳定性、现行、敏 感性、接触几何、设计 5 人（P）：教育、态度、经验、培训、体力、理解、技能、工作的规定、身体的 限制、目视标准、程序 6 程序（P）：操作顺序、目视标准、可操作定义 7 测量可能存在 的变差源 环境（E）：照明、振动、污染、温度、压力、热系数影响、光线 十八、测量系统统计特征十八、测量系统统计特征 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 理想的测量系统在每次使用时，应只产生“正确”的测量结果。每次测量结果总应该与一个标准相一 致。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有零方差、零偏倚和对所测的任何产品错误分类为零 概率的统计特性 2 理想统计特性的测量系统几乎不存在，因此过程管理者必须采用具有不太理想统计特性的测量系 统 3 管理者有责任为最佳的数据应用，识别最为重要的统计特征；也有责任确保使用这些特征作为选 择测量系统的依据 4 对某种使用情况下非常重要的统计特性，其不一定是另一种使用情况下非常重要的统计特性 5 测量系统好的 条件 足够的分辨率和灵敏度。说明：仪器的分辨率应把公差（或过程变差）分为十 份或更多，这个规则是选择量具期望的实际最低起点 6 测量系统应该是统计受控的。说明：这意味着在可重复条件下，测量系统的变 差只能是由普通原因而不是特殊原因造成。这称为统计稳定性且最好由图形法 评价 7 对于产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小 8 对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并且与制造过程变差 相比要小 9 测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差和规范控制限两者中的较小者， 通常是十分之一 10 整体上令人满意的测量系统时，其它因素如成本，易于操作等也同样重要 十九、测量不确定度的理解十九、测量不确定度的理解 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 不确定度是指：对一指定的测量结果范围的描述，在特定的置信度水准内，预期的包含了实际的测量 结果的范围。 要了解测量不确定度，并与其它任何检验、测量或试验设备所需的测量能力相一致。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 测量不确定度概念可简单的表达为： 测量实际值=测量的观测值（结果）U ；U 是一个被测量 物和测量结果的“扩展不确定度” 2 表达一不确定度时必须包括一个适当的范围，该范围能够识别所有重要误差且允许测量被重复进 行 3 不确度 U 计算：，K=2（通常在正态分布下的 95%面积来充分的呈现不确定度） ； c KUU 为测量过程中所有重大变差的因素； c U 222 其它性能 c U 4 测量不确定度仅仅是用来估计在某测量时间下，测量可能的变化有多大 5 应该考虑测量过程中所有重大的测量变差来源，加上校准、基准标准、方法、环境重大误差，以 及其它在测量过程中没有预先考虑到的误差 6 为了确保这不确定度估计值的持续准确性，对一测量过程相关的不确定度要适当周期性进行再评 价 7 MSA 专注于理解某测量过程，确定这过程中的误差大小 8 MSA 评估这测量系统是否适用于产品和过程的控制 9 不确定度和 MSA 的主要区别 不确定度是测量值的范围，通过一个置信度区间的定义，与测量结果相关并 预期包括测量的真值 二十、测量问题分析步骤二十、测量问题分析步骤 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 理解测量变差以及它对整个变差的贡献需要一个问题解决的基本步骤。 当测量系统中的变差超过了其它任何变量，在对该系统进行其它分析研究之前，分析和解决这些问题 便成有必要的工作。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 对于测量问题，可以从准确度、变差、稳定性等状态来考虑 2 最重要是试图从过程变差中，将测量变差及其影响个别分离出来；也就是说要研 究过程，而不是研究测量装置 3 第一步：识别 问题 问题的表述需要是一个适当可操作的定义，让每个人都易于理解 4 问题解决小组将取决于测量系统和问题的复杂程度 5 简单的测量系统也许只需要几个人。如果系统和问题很复杂，小组成员数也会增 加（最多的小组人数要被限制在十个人以内） 6 第二步：建立 小组 小组成员以及他们代表的职能需要在这问题解决单上予以识别 7 小组评审所有过去的测量系统和过程流程图 8 第三步：评审 测量系统和过 程流程图 过程流程图的分析可能会识别出需要加入其它人员到这分析小组 9 小组评审在测量系统中所有过去的因果图 10 评审可能会产生解决或部分解决问题的方法；评审还会促进对已经和未知的信息 的讨论 11 初步识别出对问题影响最大的那些变差 12 第四步：评审 因果图 可能会执行额外的研究以证实这些决定 13 第五步：计划 实施研究 措施 计划试验、收集数据、建立稳定性、提出假设并证明，如此循环直到得到一个适 宜的解决方法。说明：也称 PDSA 方法 14 文件化步骤和解决方法被文件化 15 进行初始研究以确认解决方法。说明：可以使用一些试验设计的方法来进行解决 方法的确认 16 第六步：可能 的解决方法及 纠正的证明 随时间的发展，还可能要进行额外的研究，包括环境和材料变差等 17 将最终解决方法记录在报告中 18 第七步：将变 更制度化由适当的部门或功能对过程进行适当改变，从而防止问题再发生 第二节第二节 测量系统开发测量系统开发 一、测量的策略和计划一、测量的策略和计划 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 标准是指：用于比较的可接受的基准、用于接受的准则、已知数值，在表明的不确定度界限内，作为 真值被接受。一个标准应该是一个可操作的定义，在由供方或顾客应用时，将会产出产生同样的结果， 并且在过去、今天、将来都有同样的含义。标准也通常指全体同意作为一个比较的基础，一种可接受 的形式。它可以是由权威机构设定或建立的一个物品或是一个整体（仪器、程序等） ，如用来度量数量、 重量、长度、值或质量的规则。 真值是指：某一物品的真实数值 ，真值不可知且无法知道的。真值是测量系统的目标，所有个别的值 都要尽可能地（经济地）接近这个值。 可操作的定义是指：人员可以进行其业务的定义。一个安全的、可靠的或其它任何质量（特性）的可 操作性的定义必须是可相互交流的，对于卖主和买主具有同样的意义，对于生产工人来说，在今天和 昨天都具有同样的意义。 在设计和采购测量仪器或系统之前，进行计划是很关键的。 测量生命周期是指随着时间的不同，对过程的了解以及过程的改进，测量方法的可能改变。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 谁应该包括在“需要”分析中？说明：流程图和最初的讨论将助于确定关键项目 2 为什么进行测量并且如何使用？数据用于控制、分类、资格判定吗？将使用的测 量方式可以改变测量系统的灵敏度水平 3 要求的灵敏度水平是什么？产品规范是什么？期望的过程变异是什么？需要量具 检测的零件间的差异是怎样的 4 量具所提供的信息类型是什么（例如，手册、操作维护等），要求的操作员的基 本技能是什么？谁进行培训 5 测量怎样进行？手动，在传送带上，线下的，自动的，等等？零件定位和固定可 能的变差来源？接触或不接触测量 6 测量如何被校准？是否将与其它的测量过程来比较？谁负责这校准的基准 7 测量的策划考 虑的项目 测量在何时何地进行？零件是否被清洁、涂油、加热等 8 简单的测量工具和装置（例如：天平、卷尺、固定限制或计数型量具）或许不需 要更复杂的或重要的测量系统所要求的管理、计划或分析等级 9 任何测量系统需要进行更多或少的策略计划和详细程度，取决于产品和过程情况 10 适当程度的决定必须由指派对测量过程和顾客负责的 APQP 小组来确定 11 测量系统复杂 度的考虑 复杂程度由特定的测量系统、支持量具控制和校准系统的考虑、对过程深切地了 解和常识来决定 12 识别测量目的的关键的是在测量过程开发之前组织一个跨功能的小组，在审核、 过程控制、产品和过程开发与“测量生命周期”分析有关的特别的考量 13 测量的程度是依赖着对过程理解的程度 14 识别测量过程 的目的 经过相当长的时间后，在过程的同一区域对相同的特性进行同一测量，这是对测 量过程缺乏学习或停滞的证据 15 小组需要评价子系统或零件的设计并识别重要特性。说明：重要特性的识别应以 顾客的要求和子系统或零件在整个系统中的功能为基础 16 如果重要的尺寸早已被识别，则评估测量该特性的能力。例如：如果一个塑料射 出零件的重要特性是它的分模线，对这尺寸检查会很困难，测量的变差也会很高 17 测量过程设计 的选用准则 制定流程图来显示零件总成或子系统的制造关键过程步骤 18 从测量零件的能力以及量具的功能两方面来分析量具设计的风险区域（设计和过 程 FMEA） 19 对于复杂的测量系统，要作成测量过程的流程图；包括被测零件或子系统的交付、 测量本身，以及退回零件或子系统到过程 20 使用一些头脑风暴法来开发用于每个测量所要求的共通准则 21 在投资到新设备之前，应对目前使用的测量方法进行研究 22 研究不同的测 量过程方法对测量方法进行证实可以提供更可靠的操作，如有可能，使用有追踪记录证实的 测量设备。 23 考虑与测量系统设计和开发有关的问题 24 考虑与测量系统制造有关问题（设备、标准、仪器） 25 考虑与与测量系统实施有关的问题（过程） 26 概念和建议方 案的开发和设 计 在测量设备制造和测量过程的开发（方法、培训、文件化等）之中和之后，将进 行试验研究和数据收集活动，利用这些研究和数据来理解这测量过程，从而对这 过程和将来的过程进行改进 二、测量系统设计和开发的有关问题二、测量系统设计和开发的有关问题 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 当进行概念和建议方案的开发和设计时，利用测量系统开发检查表进行确认。 测量系统的开发检查表可以基于测量系统的条件和类型进行修订。最终检查表的制定应是组织和供应 商之间协作的结果。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 明确将被测的特 性 特性的类型是什么？是机械上的特性吗？是动态的还是静态的？是一项电的特 性吗？零件内部变差大吗 2 测量结果（输出） 应用的目的 例如：生产改进、生产监控、实验室研究、过程审核、出货检验、进货检验、 对 D.O.E 的回应 3 确定谁将使用测 量系统 例如：操作者、工程师、技术员、检验员、审核员 4 需培训的人员例如：操作者、维护人员、工程师、教室、应用实习、在职培训、学徒期间 5 变差的原因识别 方法 例如：通过小组、头脑风暴法、渊博的过程知识，因果图或矩阵图等方法建立 一个误差模型（S.W.I.P.E 或 P.I.S.M.O.E.A） 6 FMEA 要求是否需测量系统的 FMEA 7 弹性的或专用的 测量系统 测量系统可以是固定的、专用的还是弹性的，是否有测量不同类型零件的能力； 例如：爪型量具、夹紧量具、三坐标测量机等。弹性的量具价格较贵，但从长 远来看能节约成本 8 接触式或非接触 式 可靠性、特性类型、抽样计划、成本、维护保养、校准、人员技能要求、兼容 性、环境、速度、探头的类型、零件的变形和图像处 9 环境要求例如：污垢、潮湿、湿度、温度、振动、噪声、电磁干扰（EMI） 、大气流动、 空气杂质等。实验室、工厂、办公室等 10 测量及固定点使用几何尺寸与公差 GDT 清晰地定义固定搁置和夹紧点，以及在零件的何 处进行测量 11 固定方法不固定或夹紧零件、固定零件 12 零件方位主体的位置与其它的位置 13 零件准备在测量前，零件是否应该清洁、除油、温度稳定等 14 传感器位置从主定位器或定位系统的取向角度与距离 15 相互关系问题备份的量具。说明：在工场内或不同工场之间是否需要备份的（或多个）量具 支持？制造的考虑、测量误差的考虑、维修的考虑。标准的考虑？如何才能使 每个考虑问题均符合要求？ 16 相互关系问题方法差异。说明：在可接受的实施和操作极限内，由不同测量系统设计对同一 产品/过程进行测量的测量误差结果 17 自动或手动线上、线外、操作者依赖性 18 破坏性的与非破 坏性（NDT）的测 量 例如：拉力试验、盐雾试验、电镀/涂装厚度、硬度、尺寸测量、图像处理、 化学分析、应力、耐久性、冲击、扭力、扭矩、焊接强度、电特性等 19 潜在测量量程确认可能的测量尺寸大小和期望的量程 20 有效的分辨率对应用在一特殊的应用场所的可接受性，如：测量对物理变化是否敏感（探测 过程或产品变差的能力） 21 灵敏度的要求最小的输入量的信号能产成一个可探测的输出（可辨别的）信号，测量装置对 应用这种情况的可接受性？灵敏度由量具的固有设计和质量（OEM） 、使用期 间的维护和操作条件所决定 三、测量系统制造有关问题（设备、标准、仪器）三、测量系统制造有关问题（设备、标准、仪器） 定义定义/ /说明说明/ /要求要求/ /目的：目的： 在测量开发阶段，必须事先考虑后续与测量系统制造有关问题。 检查表：检查表： 编号检查内容 1 在系统设计中提出的变差源识别了吗？说明：设计评审、验证和确认 2 校准和控制系统。说明：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 3 输入要求。说明：机械的、电的、液压的、气动的、抑制器、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 4 输出要求。说明：模拟或数字、文件和记录、档案、存放、检索、文件备份 5 成本。说明：开发、采购、安装、操作和培训的预算因素 6 预防性维护。说明：类型、进度表、成本、人员培训、文件 7 服务性。说明：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。 8 人机工程学。说明：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互依赖的问题上 9 安全考虑。说明：人员操作、环境、锁止 10 存储和定位。说明：建立关于测量设备存储和定位要求。隔离、环境、安全、可提供性（接近） 11 测量周期时间。说明：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 12 过程流程、批量完整性、记录、测量和返回零件有中断吗 13 材料搬运。说明：需要特殊架子、支撑夹具、运输设备或其它物料搬运设备来放置被测量的零件 或测量系统本身？ 14 环境问题。说明：是否有特殊环境要求、条件、限制等影响本测量过程或临近的过程？是否要求 特殊排气？有温度和湿度控制的必要吗？湿度、振动、噪声、电磁干扰、清洁？ 15 有特殊的可靠性要求或考虑吗？说明：设备是否能在任何时间下维持其状况？在生产使用前是否 需要进行验证？ 16 备用零件。说明：共享清单、适当的供应和定购系统、可获得性、导入期的理解与说明。是否有 足够的安全库存？（轴承、软管、皮带、开头、插座、阀等。 ） 17 使用者说明。说明：夹紧顺序、清洁程序、数据解释、图表、目视辅具、易于理解的。可获得性、 适当的陈列 18 文件。说明：工程图面、诊断分析、使用者手册、语言等 19 校准。说明：可接受的标准进行比较。可接受的标准的可获得性和费用。建议的频率、培训要求、 停机时间的要求 20 贮存。说明：是否有与测量装置贮存有关的特别要求或考虑？隔离、环境、防止损坏/窃盗等 21 防错。说明：已知的测量程序错误？是否容易由操作者更正（非常容易？）数据输