MSA基本概念解说.doc

MSA基本概念解说一、 为什么要做MSA？1、目前，测量数据会应用于各种分析研究中，而为了确保应用测量数据所得到的收益大于获得它们所花的费用，就必须把注意力集中在数据的质量上。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。所谓偏倚的特性是指数据相对基准（标准）值的位置，而所谓方差的特性是指数据的分布。2、低质量数据最通常的原因之一是数据变差太大。一组测量的变差大多是由于测量系统和它的环境之间的交互作用造成的。如果交互作用产生太大的变差，数据的质量可能会很低以至于数据没有用处。因为它可能会掩盖过程的变差。3、我们的测量系统一般是对每个零件重复读数的，适合于QS9000的MSA手册的关注点。二、测量系统的评定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 1、第一阶段：明白该测量过程并确定该测量系统是否满足我们的需要。第一阶段试验主要有二个目的 ：v 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 。v 发现哪种环境因素对测量系统有显着的影响，例如温度、湿度等，以决定其使用之空间及环境 。1、 第二阶段的评定 v 目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的，应持续具有恰当的统计特性 。v 常见的就是“量具R&R”是其中的一种型式 。三、分析时机v新生产之产品PV有不同时 v新仪器，EV有不同时 v新操作人员，AV有不同时 v易损耗之仪器必须注意其分析频率 。四、 基本术语1、 测量：赋值（或数）给具体事物以表示它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。2、 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，包括通过/不通过装置。3、 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、人员、环境和假设的集合，用来获得测量结果的整个过程。4、 分辨力、可读性、分辨率：别名最小的读数单位、测量分辨率、刻度限度或探测限度。是设备的固有特性，测量或仪器输出的最小刻度单位。5、 有效分辨率：对于一个特定的应用，测量系统对过程变差的灵敏性，即产生有用的测量输出信号的最小输入值。6、 灵敏度：最小的输入产生可探测出的输出信号，即在测量特性变化时测量系统的响应。7、 基准值：人为规定的可接受值，作为真值的替代。8、 真值：物品的实际值，未知的和不可知的。9、 偏倚：测量的观测平均值和基准值之间的差异。10、 稳定性（漂移）：偏倚随时间的变化。11、 线性：整个正常操作范围的偏倚改变。12、 重复性：由一位评价人多次使用一种测量仪器，测量同一零件的同一特性时获得的测量变差（通常指EV设备变差）。13、 一致性：重复性随时间的变化程度。14、 再现性：由不同的评价人使用同一个量具，测量一个零件的一个特性时产生的测量平均值的变差（通常指AV评价人变差）。15、 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。五、 如何定义“好的”测量系统：1、 足够的分辨率和灵敏度。2、 测量系统应该是统计受控的。这意味着测量系统中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。这可称为统计稳定性 。3、 对于产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小。依据特性的公差评价测量系统。4、 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。测量系统统计特性可能随被测项目的变化而改变。如果是这样，则测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差和规范控制限两者中的较小者。六、 测量系统分析的准备1、确定方法。如评价人是否在校准或使用仪器中产生影响。2、根据尺寸的关键性、零件结构和要求的置信水平确定评价人数量、样品数量及重复读数的次数。3、由于评价整个测量系统，评价人应从日常操作该仪器的人中挑选。4、样品的选择对正确分析至关重要，如果用于过程控制，则样品它必须选自过程并且代表整个的生产的范围。我们可以采取每一天取一个样品，持续若干天的方式选取，并将零件编号。5、 仪器的分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一。6、 确保测量方法和测量程序。如应按随机顺序测量，对设备的读数应采取同样的方式，每个评价人应该使用他们通常读数所使用的程序。7、 如果评价人对测量设备的校准是引起变差的一个显著原因，评价人应在每组读数前重新校准设备。七、 结果分析为确定测量系统对于预期的应用是否可接受，应该对结果进行评价。且一个测量系统在任何分析生效之前应是稳定的，即先分析其稳定性。l 位置误差通常是通过分析偏倚和线性来确定。若不可接受，则应对测量系统重新进行校准或偏差校正以尽可能地减少该误差。l 宽度误差对于以分析过程为目的的测量系统，单凭经验确定测量系统的可接受性的规则如下： i. 误差低于10%：可接受。 ii. 误差在10%到30%之间：根据应用的重要性、测量系统的成本和维修成本等分析，可能是可接受的。 iii. 超过30%：不可接受。应改进测量系统。 iv. 另外，过程能被测量系统区分开的分级数（ndc=1.41PV/GRR）应该大于或等于5。附加说明：v 当重复性(AV)变差值大于再现性(EV)时 .? 量具的结构需在设计增强.? 量具的夹紧或零件定位的方式(检验点)需加以改善 .? 量具应加以保养.v 当再现性(EV)变差值大于重复性(AV)时 .? 作业员对量具的操作方法及数据读取方式应加强教育, 作业标准应再明确订定或修订 .? 可能需要某些夹具协助操作员, 使其更具一致性的使用量具 .? 量具与夹具校验频率于入厂及送修纠正后须再做测量系统分析, 并作记录 .八、 基本方法以下介绍的几种简单的方法适用于：l 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。l 每个零件内的变异性的影响可以忽略。l 不存在统计上的评价人和零件之间的交互作用。l 在研究中零件的尺寸不发生变化。1、 稳定性-作图法（无数据法）l 取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。如果不可获得，则可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，对每个标准样本分别做测量与控制图）l 定期（天、周）测量标准样本35次。应在不同的时间读数以代表测量系统的实际使用情况。l 将数据按时间顺序画在X&R或X&S控制图上。l 建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态。2、 偏倚l 获取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。如果得不到，选择一个落在生产测量的中程数的生产零件，指定其为偏倚分析的标准样本。测量这个零件至少10次，并计算平均值。把均值作为“基准值”。l 让一个评价人，以通常方法测量样本10次以上。l （作图法）相对于基准值将数据画出直方图，确定是否存在特殊原因或出现异常。如果没有，继续分析，对于少于30次测量时的解释或分析，应当特别谨慎。l （数据法）求均值，偏倚=平均值-基准值。l 利用统计技术计算出相应显著性水平或置信区间内的可接受的偏倚区间。l 判断：偏倚在以上区间内则量具可接受，否则不可接受。3、 线性l 选择至少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。l 用全尺寸检验测量每个零件以确定其基准值并确认了包括量具的操作范围。l 通常用这个仪器的操作者中的一人测量每个零件至少10次（盲测：随机地选择零件以使评价人对测量偏倚的“记忆”最小化）l 在线性图上画出单值偏倚和相关基准值的偏倚均值。l 计算和画出最佳拟合线和置信带。l 画出“偏倚=0”线，评审该图，指出特殊原因和线性的可接受性。v X轴=基准值 v Y轴= 偏倚 v 其方程式为: y=a+bx v 再分别计算其截距，斜率及t统计量并比较。如果测量系统为非线性，查找以下可能原因：n 在工作范围内上限或下限内仪器没有正确校准n 最小或最大值校准量具的误差n 磨损的仪器n 仪器固有的设计特性4、 重复性和再现性? 极差法：只能提供整体概况而不能将变异分为重复性和再现性，用于快速检查验证GRR是否发生了变化。? 均值极差法：可以区分变差。? 方差分析法（ANOVA）：可将方差分解成4部分：零件、评价人、零件与评价人之间的交互作用和由于量具造成的重复误差。但数据计算复杂。均值极差法：l 获取一个样本零件数n，n至少为5，应代表实际的或期望的过程变差范围。l 选择评价人23个，零件编号1n，评价人不能看到零件编号。l 如果量具是测量系统的一部分，应被校准。l 让评价人分别以随机顺序测量n个零件，将所有测量结果记录。测量过程中评价人不能看到彼此的测量结果。重复测量23次。l 替代方法：a. 不易获得零件：可一个个零件单独测。l b. 评价人班次不同：每个人测所有零件一次后以不同的顺序读数，作为几次测量结果。l （作图法）做均值图、极差图并分析。l （数据法）各变差占总变差的百分比%AV=AV/TV X 100%R&R=R&R/TV X 100%PV=PV/TV X 100%EV=EV/TV X 100%5、何谓计数型量具 v 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。 v