测量系统分析培训课程

1、测 量 系 统 分 析Measurement Systems Analysis12课程大纲一、MSA和TS16949的关系二、测量量系统分分析（MSA）概述三、测量量系统的的统计特特性四、灵敏敏度、分辨力力五、偏倚倚、线性性、稳定定性六、进行行量具的的重复性性和再现现性分析析(GR&R)七、计数数型测量量系统研研究八、MSA技术总结结3使参加培培训的人人员：了解本手手册的目目的是为为评估测测量系统统的质量量提供指指南，主主要用于于那些对对于每个个零件的的数据可可重复读读取的测测量系统统，但对对于更复复杂的或或不长用用的方法法本手册册没有讨讨论理解MSA在控制和和改进过过程中的的重要性性具备开展

2、展测量系系统分析析所需要要的统计计方法的的实用知知识MSA课程目的的4一、MSA和TS16949的关系5请问：我我公司的的计量器器具都经经过检定定，为什什么要进行MSA？两个人测测量结果果不一致致；公司和顾顾客测量量结果不不一致；不同的测测量设备备测量结结果不一一致；TS16949条款7.6.1要求测量量系统分分析;67.6.1测量系统统分析为分析各各种测量量系统测测量结果果中出现现的差异异,应进行统统计研究究.此要求应应适于控控制计划划中提及及的测量量系统.所用的分分析方法法及接收收准则应应符合顾顾客测量量系统分分析手册册要求.如果得到到顾客批批准,也可用其其他分析析方法和和接收准准则.7实

3、施要点点说明对控制计计划中列列入的测测量系统统要进行行测量系系统分析析。测量分析析方法及及接受准准则应与与测量系系统分析析参考手手册一致致。经顾客批批准，可可以采用用其它方方法及接接受准则则。强调要有有证据证证明上述述要求已已达到。PPAP手册中规规定：对对新的或或改进的的量具、测量和和试验设设备应参参考MSA手册进行行变差研研究。APQP手册，MSA为“产品品/过程确认认”阶段段的输出出之一。SPC手册指出出MSA是控制图图必需的的准备工工作。8实施要点点说明标识、监监视与测测量设备备及其校校准状态态确定量具具准确度度和精确确度当量具被被发现处处于非校校准状态态时，应应对其以以前的测测量结果

4、果作确认认。确保所有有的量具具的搬运运、保护护、清洁洁、维护护和存放放校准记录录应包括括个人量量具应用MSA手册中规规定的方方法01234确定范围围012345计划和定定义产品设计和开开发过程设计和开开发产品和过过程确认反馈、评定和纠正措施施5DFMEAPFMEAMSASPCPPAPAPQP9与五大工工具的关关系10五大技术手册产品质量量先期策策划和控控制计划划（APQP&CP）潜在失效效模式和和后果分分析参考考手册（FMEA）测量系统统分析参参考手册册（MSA）-第四版2008年年6月-第四版版 2010年年6月统计过程程控制参参考手册册（SPC）-第二二版2005年7月生产件批批准程序序（

5、PPAP）-第四四版2006年6月-第二二版2008年7月重要的顾顾客手册册-AIAG11优胜者方方法最大限度度的减少少量具种种类最大限度度的减少少量具的的数量根据产品品族添置置量具只采用符符合MSA要求的量量具不允许个个人量具具用6过程分布布计算结结果，而而不是规规范或公公差12福特Q1要求：量具完成成了当前前的图样样和产品品规格。针对每项项MSA要求做量量具R&R研究对于用于于检查福福特产品品的所有有量具进进行量具具R&R研究，无无论测量量系统的的类型是是什么。量具R&R研究与AIAG测量系统统分析手手册的方方针相一一致。当当量具R&R不满足这这些方针针的时候候，采取取规定的的措施。注：计

6、量量重复性性和再现现性的接接收准则则为，根根据MSA第60页：误差低于于10%-测量系统统可以接接受误差在10%到30%之间-根据使用用的重要要性，测测量成本本，修理理成本等等可能接接受误差超过过30%-测量系统统需要改改进。想想办法识识别问题题并改正正。注：建议议测量误误差控制制在可以以接受的的水平之之内。测测量误差差大于10%的必须审审核相应应的公差差和风险险。汽车公司司的要求求13本公司的的顾客对对MSA是如何要要求的？14二、测量量系统分分析（MSA）概述15测量系统统分析的的目的确定所使使用的数数据是否否可靠:测量系统统分析还还可以：评估新新的测量量仪器将两种种不同的的测量方方法进行

7、行比较对可能能存在问问题的测测量方法法进行评评估确定并并解决测测量系统统误差问问题16术语测量：赋值给具具体事物物以表示示他们之之间的关关系。而而赋予的的值定义义为测量量值。量具：任何用来来获得测测量结果果的装置置，经常常用来特特指用在在车间的的装置，包括用用来测量量合格不合格格的装置置。测量系统统：用来对被被测特性性定量测测量或定定性评价价的仪器器或量具具、标准准、方法法、夹具具、软件件、人员员、环境境的集合合；用来来获得测测量结果果的整个个过程。17制造过程程原辅料人机法环测量测量结果合格格不合格测量测量存在在误差，误差导导致误判判。要保证测测量结果果的准确确性和可可信度。为什么要要进行测

8、测量系统统分析？18量测过程程：标准：零件：仪器：人/程序：环境S W IPE量测数值分析输入输出可接受可能可接接受需改善量 测系系统统如果测量量的方式式不对，那么好好的结果果可能被被测为坏坏的结果果，坏的的结果也也可能被被测为好好的结果果，此时时便不能能得到真真正的产产品或过过程特性性。19测量系统统范例：如果要测测量一个个轴承孔孔的内径径，那么么这个测测量系统统应包括括：被测量的的零件人员测量仪器器仪器使用用方法进行测量量的环境境条件作为测量量活动的的结果，我们产产生一个个数值，以此表表示这个个轴承孔孔的内径径。20什么是数据的质量数据的类类型：类别定义举 例 1、计量型数据通过测量过程可

9、以定量的得出实际测量数值，其数值可与基准值比较数量级测试结果2、计数型数据通过测量过程无法得出具体测量数值，只可定性的得出测量结果的。好与坏，通过与不通过接收与不接收21什么是数据的质量如何评定定数据质质量-测量结果果与“真真”值的的差越小小越好。-数据质量量是用多多次测量量的统计计结果进进行评定定。计量型数数据的质质量-均值与真真值（基基准值）之差。-方差大小小。计数型数数据的质质量-对产品特特性产生生错误分分级的概概率。22用测量系系统所收收集的数数据用于于：控制过程程评估影响响过程结结果的变变量及其其相互关关系利用数据据分析，增进对对测量系系统中因因果关系系和对过过程的影影响的了了解把注

10、意力力放在测测量系统统上，以以获得重重复性和和再现性性测量系统统数据分分析和使使用23国际标准国际实验室国家标准国家实验室地方标准国家认可的校准机构公司标准准企业的校校准实验室测量结果生产现场检测设备备制造厂标准的传传递/溯源性：24追溯性：通过应用用连接标标准等级级体系的的适当标标准程序序，使单单个测量量结果与与国家标标准或国国家接受受的测量量系统相相联系。25使用一个个可追溯溯的标准准以提供供：比较的共共同点测量系统统有效性性测量系统统准确性性评价解决零件件间的冲冲突最直接的的验证指指导26可追溯标标准的局局限：在破坏性性测试中中很难使使用有些产品品特性和和过程结结果无确确定行业业或国家家

11、标准有些测试试没有行行业或国国家标准准在设计和和开发、合同评评审和APQP期间讨论论这些局局限性.27测量系统统分析(MSA)MSA用于分析析测量系系统对测测量值的的影响强调仪器器和人的的影响我们对测测量系统统作分析析，以确确定测量量系统的的统计特特性的量量化值，并与认认可的标标准相比比较。什么是测测量系统统分析28测量系统统评定的的两个阶阶段第一阶段段（使用用前）确定统计计特性是是否满足足需要？确认环境境因素是是否有影影响？第二阶段段（使用用过程）确定是否否持续地地具备恰恰当的统统计特性性？这个“需需要”指指的什么么？29评价测量量系统的的基本问问题是否有足足够的分分辨力和和灵敏度度？（10

12、比1规则:测量设备备要能分分辨出公公差或过过程变差差的至少少十分之之一以上上。）是否具备备时间意意义的统统计稳定定？统计特性性是否在在期望的的范围内内具备一一致性，用于过过程控制制和分析析是否可可接受？所有的变变差总和和是否在在一个可可接受的的测量不不确定度度的水平平？30MSA总目标测量不确确定度一个特性性的估计计真值所处的范范围，这这类数据据可表达达为一系系列测量量值的统统计分布布、标准准差、概概率、百百分比及及实测值值与真值值的差，在控制制图或曲曲线图表表上的点点等。真值存在在吗？31只有与过过程变差差相关联联，使测测量系统统分析对对上述基基本问题题的确定定变得更更有意义义。针对日益益强

13、调持持续改进进的全球球化市场场，仅仅仅用相对对于公差差的百分分比来表表达测量量误差是是不够的的，而应应该使用用过程变变差。优胜者的的方法持续改改进32盲测法在实际测测量环境境下，在在操作者者事先不不知正在在对该测测量系统统进行评评定的条条件下，获得测测量结果果。向传统观观念挑战战长期存在在的把测测量误差差只作为为公差范范围百分分率来报报告的传传统，是是不能面面临未来来持续改改进的市市场挑战战。评价测量量系统的的关键注注意点33测量过程程的构成成因子（S、W、I、P、E）及其相相互作用用，产生生了测量量结果或或数值的的变差。测量值变差环境（E）方法（P）（程序）仪器（I）(机器)工件（W）人员（

14、P）标准（S）测量值变变差来源源34温度变化化引起热热涨冷缩缩，使同同一零件件的同一一特性产产生不同同的读数数光线不足足妨碍正正确读值值刺眼的光光导致读读值不正正确受时间影影响的材材料-如铝、塑塑料、玻玻璃湿度污染-如电磁、灰尘环境如何何影响测测量数据据35测量仪器器如何影影响测量量结果测量仪器器的精度度必须小小于规范范值测量仪器器的种类类，如千千分尺，卡尺测量仪器器的准确确度和精精密度偏倚和线线性重复性和和再现性性稳定性36材料、方方法、人人员如何何影响测测量结果果37测量值并并不总是是精确的的测量系统统的变差差影响每每个测量量值和根根据这些些测量数数据所作作的判定定测量系统统的误差差可分为

15、为五类：偏倚、线性、稳定性性、重复复性和再再现性在使用一一个测量量系统前前必须知知道其测测量变差差38MSA应用建立新量量具的适适用性和和可接受受性标准准把一个量量具和另另一个量量具作比比较评估可疑疑的量具具量具维修修前后的的性能比比较计算测量量系统变变差确定制造造过程可可接受性性39过程变差差剖析长期过程变差差短期抽样产生生的变差差实际过程程变差稳定性线性重复性准确度量具变差差操作员造造成的变变差测量误差差过程变差差观测值值“重复性性”和和 “再再现性” 是测测量误差差的主要要来源再现性过程变差差40测量系统统变差的的影响测量零件件后:1)确定零件件是否可可接受（在公差差内）或或不可接接受（

16、在公差差外）。2)零件进行行规定的的分类产品控制制原理:测量零件件进行分分类活动动。过程控控制原理理:零件变差差是由过过程中的的普通原原因还是特殊原原因造成成的。控制原理驱动兴趣点产品控制零件是否在明确的目录之内？过程控制过程是否稳定和可接受？4141LSLUSL对产品决决策的影影响I型错误:生产者风风险误发发警报好零件有有时会被被判为“坏”的II型错误:消费者风风险或漏漏发警报报坏零件有有时会被被判为“好”的LSLUSLI型错误II型错误42BadisbadLSLUSLIIIIIIIIIBad is badGood is goodConfused areaConfused area对产品决决

17、策的影影响错误决定定的潜在在因素:测量系统统误差与与公差交交叉时产品状况况判定:目标是最最大限度度地做出出正确决决定有二二种选择择：改进生产产区域：减少过过程变差差，没有有零件产产生在II区。改进测量量系统：减少测测量系统统误差从从而减小小II区域的面面积，这样就可可以最小小限度地地降低做做出错误误决定的的风险。43对过程决决策的影影响对过程决决策的影影响如下下:1)普通原因因报告为为特殊原原因2)特殊原因因报告为为普通原原因测量系统统变异性性可能影影响过程程的稳定定性、目目标以及变差的的决定。442、对过程程决策的的影响45新过程的的接受新过程：如机加加工、制制造、冲冲压、材材料处理理、热新

18、新过程的接接受处理理，或采采购总成成时，作作为采购购活动的一一部分，经常要要完成一一系列步步骤。供应商处处对设备备的研究究以及随随后在顾顾客处对对设备的的研究。如果生产产用量具具不具备备资格却却被使用用。如果果不知道道是仪器问题题，而在在寻找制制程问题题，就会会白费努努力了。46三、测量量系统的的统计特特性47理想的测测量系统统每次都能能获得正正确的测测量值，每个测测量值都都与标准准值一致致有如下统统计特性性：“零”变变差“零”偏偏倚对被测量量产品错错误分类类为“零零”概率率4848测量系统特性及变差类型和定义类型定义图示分辨力Discrimination(Resolution)测量系统检出并

19、如实指出被测定特性微小变化的能力。偏倚Bias观测平均值与基准值的差。稳定性Stability在某种持续时间内测量同一基准或零件单一特性结果的总变差。线性Linearity量具的预期工作范围内偏倚的变化。重复性Repeatability同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差。再现性Reproducibity不同评价人，测量同一特性观测平均值的变差。操作者B操作者C操作者A再现性基准值无偏倚有偏倚观测的平平均值49测量系统统数据50变差数学学表达过程控制制中所收收集的数数据包含含二种不不同的，相对独独立的变变差来源源：制造过程程变差(MPV)测量系统统变差(MSV)总变差(TV)=MPV+MS

20、V51测量系统统的变差差必须小小于制造造过程变变差MSVMPV注：测量量系统的的变差必必须尽可可能小 变差关系系+MSVMPV 总变差 (TV) 规范公差521、测量系统统必须处处于稳定定统计状状态，也也就是说说，测量量系统的的变差不不受特殊殊原因的的支配；统计稳定定性一般说来来，当没没有数值值(点)落在特殊殊原因区区域内时时，测量量系统便便处于统统计控制制状态如果没有有如SPC手册中描描述的数数据趋势势或漂移移时，我我们也可可认为是是统计控控制状态态 普通原因区域特殊原因区域特殊原因区域531、处于统统计控制制状态，即只存存在变差差的普通通原因。2、测量系系统的变变异性（Variabilit

21、y）小于过过程变异异性。3、测量系系统的变变异性小小于技术术规范界界限。4、测量增增量（increments）小于过过程变异异性和技技术规范范宽度的的1/10。5、当被测测项目变变化时，测量系系统统计计特性的的最大变变差小于于过程变变差和规规范宽度度较小者者。测量系统统应具备备的特性性54MSA分析时机机新生产之之产品PV(零件)有不同时时新仪器，EV(设备)有不同时时新操作人人员，AV(人员)有不同时时校准周期期(文件规定定)。55重复性；(精密度)再现性偏倚(准确性)测量系统统统计特性性分为 线性；稳定性。通常使用用测量数数据的统统计特性性来衡量量测量系系统的质质量！分辨力56四、灵敏敏度

22、、分辨率率57灵敏度敏感度是是指能产产生一个个可检测测到（有有用的）输出信信号的最最小输入入。它是是测量系系统对被被测特性性变化的的回应。敏感度度由量具具设计（分辨力力）、固固有质量量（OEM）、使用用中保养养，以及及仪器操操作条件件和标准准来确定定。它通通常被表表示为一一测量单单位。影响敏感感度的因因素包括括：一个仪器器的衰减减能力操作者的的技能测量装置置的重复复性对于电子子或气动动量具，提供无无漂移操操作的能能力仪器使用用所处的的条件，例如：大气条条件、尘尘土、湿湿度58分辨率59理解分辨辨率例：测量一个个硬币的的厚度-哪个测量量系统对对这三个个硬币提提供更好好的变差差信息?分辨力:“系统

23、检测测并如实实显示的的参考值的的变化量量。也可可称为可可读性或分辨辨率.”60分辨率和和控制图图范例：用二个系系统测量量同一组组样本建立如下下所示的的均值和和极差图图(X&R图)观察分辨辨率分别别为0.001和0.01的二个测测量系统统之间的的差别6162分辨率不不足当极差图图出现以以下情况况时，表表示测量量系统的的分辨率率不足：只有一、二或三三个极差差值可读读四分之一一以上极极差为零零选择分辨辨力按比比例小于于规范或或过程变变差，以以获得足足够的分分辨率63分辨率的的决定原原则分辨力应应为（容容限）公公差或分分布的十十分之一一。在PPAP之前，APQP和测试期期间进行行量具分分辨力的的研究，

24、研究制制造过程程或相似似过程的的极差图图，根据据前页和和范例从从不断改改进的角角度看，公差值值的十分分之一可可能不够够，MSA建议用6（总的）制造标标准偏差差的十分分之一。64测量系统的分辨力建议的可可视分辨辨率610-过程的标标准差(不是公差差宽度的的1/10)65基准值为了比较较的一个个一致认认可的值值有时也也称为：可接受的的值常规值指定值最佳估算算值标准测量量测量的标标准66基准件具有非常常精确制制定的一一个或更更多特性性的一种种材料或或物质，用于仪仪器的校校准、测测量方法法的评估估或给材材料赋值值。67五、偏倚倚、线性性、稳定定性68测量系统统研究的的准备工工作人员选择择:由于测量量系

25、统研研究的目目的之一一是评价价整个测测量系统统,因而，评评价人应应从日常常操作该该仪器的的人员中中选择。样品选择择:必须是选选自于过过程并且且代表整整个的生生产的范范围。例例如，在在生产线线上，每每一天取取一个样样本，持持续若干干天；确定测量量的特性性：如，22.120.05mm的尺寸。测量方法法(即评价人人和仪器器)应保证各各次读数数的随机机性、统统计的独独立性.即采用盲盲测法(见定义).每一位评评价人应应采用相相同的方方法和步步骤来获获得读数数。69准确度和和精密度度数据质量量最通用用的统计计特性:准确度( Accuracy )X或称偏移移(BIAS):量测实际际值与工工件真值值间之差差异

26、,是指数据据相对基基准（标标准）值的位置置。精密度度( Precision) 或称变差(Variation):利用同一一量具，重复量量测相同同工件同同一质量量特性，所得数数 据之之变异性性。是指指数据的的分布。位置(Location)宽度(Width)70准确度和和精密度度范例量具A量具B量具CA具有最佳佳准确度度B具有最佳佳精密度度C的准确度度好于B比较A和C的表现量具A的均值量具B的均值量具C的均值71偏倚基准值偏倚基准值观测平均均值偏倚：测测量结果果的观测测平均值值与基准准值之间间的差异异。又称称为“准准确度”。注：基准准值可通通过更高高级别的的测量设设备进行行多次测测量取平平均值。72

27、量具偏倚倚的工作作指南1.用标准值值或高等等级量具具，如全全尺寸检检验设备备，获得得可接受受基准准值2.用测量室室或全尺尺寸检验验设备3.由同一评评价人对对同一零零件作至至少10次测量4.相对基准准值作直直方图，以判断断是否存存在特殊殊原因5.计算：读数的均均值偏倚=观测值均均值-基准值公式P7473为何做量量具偏倚倚分析从比例上上讲，不不会象GR&R那么大，但有助助于量化化准确度度用于同一一量具的的稳定性性和线性性进一步步分析可接受基基准值应应与其它它统计特特性评估估相同和以后其其他评价价人作GR&R分析时，作读数数比较74量具偏倚倚大的原原因仪器需要要校准仪器、设设备或夹夹紧装置置的磨损损

28、磨损或损损坏的基基准，基基准出现现误差校准不当当或调整整基准的的使用不不当仪器质量量差设设计或一一致性不不好线性误差差应用错误误的量具具不同的测测量方法法设置置、安装装、夹紧紧、技术术测量错误误的特性性量具或零零件的变变形环境温温度、湿湿度、振振动、清清洁的影影响违背假定定、在应应用常量量上出错错应用零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳、观察察错误75偏倚范例例观测次数数外径观测测值Bias15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2

29、145.6-0.4156.00.0均值(X-bar)= 6.0067偏倚=观测均值值-基准值=6.0067-6.0=0.0067标准偏差差=(6.4-5.6)/3.553=0.22514均值的标标准偏差差= =0.22514/(sqrt15)=0.05813t=0.0067/0.05813=0.115395%置信区间间：结论：偏偏倚是可可以接受受的，同同时假定定实际使用不会会导致附附加变差差源同一作业业员对一一个轴的的外径作作了15次测量，数据如如下：,基准值为为6.0，是一个个基准值值，即假假定产品品与原样样一致。估计偏偏倚：76n（m）平均值，X标准差，r平均值的标准误差，b测量值Xmax

30、-Xmin d2r/参考值= = 0.05 g= 1 d2= 3.55统计的t值df显著的t值偏 倚偏倚的95%置信度区间测量值下 限上 限注：子组组大小（测量次次数）为为m，子组数量量为g。水平是不不是用默默认值0.05（95置信度）时必须须得到顾顾客的同同意。77量程基准值观测平均均值基准值观测平均均值线性分析析在测量设设备正常常操作范范围内，偏倚值值的差值值。78观测平均均值基准值无偏倚有偏倚79量具的线线性量具的线线性可以以通过对对量具预预期的工工作范围围内的偏偏倚分析析而确定定至少要作作二次分分析，在在量具量量程范围围的下限限和上限限各一次次量具量程程范围的的中部也也应考虑虑80量具

31、线性性分析量具线性性工作指指南1.选择可在在测量系系统不同同工作范范围作测测量的5-8个零件2.用完全尺尺寸检验验设备确确定每个个零件的的基准值值3.由一个评评价人和和同一量量具测量量所有零零件4.每个零件件重复m10次测量5.结果分析析作图法（参见偏偏倚分析析）81量具线性性分析量具线性性工作指指南(续)6.计算零件件的偏倚倚和偏倚倚均值。7.将计算出出的偏倚倚由小到到大排序序8.以偏倚均均值(Y-轴)对基准值值(X轴)建立散点点图9.线性由这这些点的的最佳拟拟合直线线的斜率率确定。一般说说来，斜斜率越小小表示线线性越好好10.计算量具具的线性性指数82线性图析析2345678910-101

32、倚偏偏偏倚= 0回归95%置信度区区间线性研究究：图示示分析法法83分析线性性-如果测量量系统存存在线性性问题，需要通通过调整整软件、硬件或或者同时时调整两两者，再再校准以以达到0偏倚。-如果在测测量范围围内偏倚倚不能被被调整到到0，只要测测量系统统保持稳稳定，仍仍可以用用于产品品/过程控制制，但不不能进行行分析。84线性误差差的原因因仪器需要要校准，需减少少校准时时间间隔隔；仪器、设设备或夹夹紧装置置磨损；缺乏维护护通风、动动力、液液压、腐腐蚀、清清洁；基准磨损损或已损损坏；校准不当当或调整整基准使使用不当当；仪器质量量差；设计或一一致性不不好；仪器设计计或方法法缺乏稳稳定性性；应用了错错误

33、的量量具；不同的测测量方法法设置、安安装、夹夹紧、技技术；量具或零零件随零零件尺寸寸变化、变形；环境影响响温度、湿湿度、震震动、清清洁度；其它零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳、读错错。85时间1时间3稳定性分分析时间2稳定性稳定性(或漂移)是指一个个测量系系统在某一持续续时间(指几天而而不是几几小时)获得的对对同一基准或零零件的一一个单一特性的测测量值总总变差。或者：偏偏倚随时时间的变变化86稳定性稳定性是是测量系系统对给给定零件件或标准准零件在在不同时时间的偏偏倚的总总变差当同时有有多个测测量系统统介入时时，偏倚倚最小的的那个系系统被认认为是“稳定”的系统统87量具的稳稳定性一般没

34、有有R&R问题大有助于确确定校准准周期当多个系系统精确确测量同同一标准准件并随随时间变变化有显显著的变变差时，有助于于确定最最稳定的的测量系系统应对测试试跟踪并并图表化化(或至少在在量具记记录中记记录实际际读数和和其它相相关数据据)88对量具稳稳定性的的影响长时间的的不用或或间歇使使用二次稳定定性试验验的测量量数很大大或很小小环境或系系统变化化，例如如：湿度度，气压压与统计稳稳定性相相混淆的的其它因因子，如预热效效应、磨磨损度、缺乏维维护、作作业员或或实验人人员缺乏乏培训等等89量具稳定定性不好好的原因因仪器需要要校准，需要减减少校准准时间间间隔仪器、设设备或夹夹紧装置置的磨损损正常老化化或退

35、化化缺乏维护护通风风、动力力、液压压、过滤滤器、腐腐蚀、锈锈蚀、清清洁磨损或损损坏的基基准，基基准出现现误差校准不当当或调整整基准的的使用不不当仪器质量量差设设计或一一致性不不好仪器设计计或方法法缺乏稳稳健性不同的测测量方法法装置置、安装装、夹紧紧、技术术量具或零零件变形形环境变化化温度度、湿度度、振动动、清洁洁度违背假定定、在应应用常量量上出错错应用零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳、观察察错误90量具稳定定性分析析量具稳定定性工作作指南1.使用在偏偏倚和线线性分析析中作为为样件的的基准/标准件在保护环环境下恰恰当地保保存它们们(产品的生生命期内内)给它们标标上名称称和号码码以便于

36、于追溯和和进一步步研究，包括低低、中、高极差差值的样样本2.定期（天天、周）对标准准件作3至5次测量(根据测量量系统的的具体情情况而定定)91量具稳定定性分析析量具稳定定性工作作指南(续)3.把数据在在均值和和极差图图或均值值和标准准差图标标出注：要求求对每个个标准件件按过程程或规范范容限做做一个图图4.根据通常常的SPC要求作评评估（稳稳定？）5.将测量标标准差与与过程变变差相比比较，以以确定适适用性92对稳定性性图的分分析如果稳稳定性有有问题时时，均值值和极差差图会出出现漂移移或非控控制状态态均值图出出现非控控制状态态时，表表明测量量系统测测量不正正确，检检查：偏倚改变变了-确定原因因并改

37、正正如果原因因是磨损损-重复校准准、维修修不必计计算测量量系统稳稳定性数数值-通过减少少系统变变差来改改善稳定定性。93六、进行行量具的的重复性性和再现现性分析(GR&R)94GR&R目的理解用AIAG计算方法法所作的的GR&R注意:重复性和和再现性性用于衡衡量测量量系统变变差的宽宽度或分分布偏倚、稳稳定性和和线性用用于对测测量系统统变差作作定位95重复性同一评鉴人员员用同一测量量仪器测量多次次测量同一零件件的同一特性性所获得的的测量变变差重复性96再现性不同评价人员员用同一测量量仪器测量同一零件件的同一特特性所获获得的测测量平均均值的变变差操作者B操作者C操作者A再现性MSA97量具R&R分

38、析评定测量量系统重重复性和和再现性性的方法法：平均均值和极极差法范例：1、选取被测测对象：选择生产产过程中中10个零件作作为分析析用样本本；2、确定方法法：安排3个评价人人，分别别编号A、B、C，并对选取取的零件件从1到10也进行编编号，零零件编号号不让评评价人知知道；3、测量方法法：分别由A、B、C三个测量量人随机机测量10个零件，并在数数据表上上记录测测量值，测量时时注意不不要让彼彼此知道道对方的的测量值值，每人人最终都都要重复复3次以上步步骤；MSA98量具R&R分析范例：4、数值计算算：把测量数数据填入入“量具重复复性和再再现性数数据收集集表”，分别计计算出A、B、C三个评价价人对应应

39、每个零零件测量量数值的的平均值值、极差差、零件件平均值值、零件件平均值值极差、零件平平均值的的均值、极差的的均值等等，具体体见表中中规定内内容。5、填写报告告：根据计算算所得各各种数据据，再结结合查表表系数值值，计算算“量具重复复性和再再现性报报告”；6、评定结论论：根据报告告中所得得各种变变差，确确定测量量系统的的重复性性和再现现性接收收结论。MSA99量具R&R分析接收准则则：10%可以接受受另：ndc（过程划分分的区别别分类数数）值也也要大于于或等于于5。10%-30%有条件接接受30%不接受具体做法法见附图图表100结果分析析图示法：通过各各种图形形来分析析测量系系统变差差情况的的方法

40、。例1：平均值图图确定极差差的平均均值计算算而获得得的总平平均值和和控制限限，再画画出每个个评价者者对每个个零件多多次测量量值的平平均值。UCLLCL零件号评价人A评价人B评价人C23456781910-3-2-10123平均值101UCLLCL零件号评价人A评价人B评价人C观图知识识：1、控制限限以内区区域表示示测量的的敏感性性，查看看平均值值落在控控制限内内的数量量情况，以判断断其分辨辨力；-1/2在控制限限之外-有足够的的分辨力力-1/2在控制限限之外-分辨力不不足2、3个评价者者测量的的平均值值是否都都相互平平行或接接近平行行；-平行或接接近平行行，三人人具有一一致性-相交，三三人不具

41、具有一致致性23456781910-3-2-10123平均值102例2：极差图：把每个评评价人对对每个零零件3次测量值值的极差差，画在在包括极极差平均均值和控控制限的的标准极极差图上上。2345678191000.20.40.60.811.2UCL极 差零件号评价人A评价人B评价人C1032345678191000.20.40.60.811.2UCL极 差零件号评价人A评价人B评价人C观图知识识：1、极差受受控性：-极差均受受控，则则说明所所有评价价人的测测量过程程具有一一致性，评价人人之间不不具有变变异；-如某人是是在控制制限之外外，则说说明他的的测量方方法与其其他人不不一致；-如果所有有评

42、价人人均有一一些超出出控制限限范围的的点，则则说明该该测量系系统对评评价人的的技巧比比较敏感感；104例3：振荡图图每个评价价者测量量值中的的最高值值、最低低值、及及其平均均值画在在图中。23456781910-3-2023评价人A123456781910-3-2023评价人B123456781910-3-2023评价人C1-1-1-1零件零件零件观图知识识：1、没有出出现明显显的分离离；2、评价者者B存在较大大的变差差；105例4：误差图图误差=观测值-参考值 观图知识识：1、评价人人A有一整体体性的正正向偏倚倚；2、评价人人B的变差最最大，但但没有明明显的偏偏倚；3、评价人人C有一整体体性

43、的负负向偏倚倚；123456789100-0.50.5误差零件106 例5：正常化化直方图图表现各评评价人出出现误差差的频率率分布图图0.1观图知识识：1、评价人人A和C具有偏倚倚；2、评价人人B没有明显显的偏倚倚；频率82406-1-3-5-7误差=0的线频率频率评价人C05评价人B0.60.3-04-0.10.050.150.250.350.45047评价人A3MSA107R&R的应用当重复性性比再现现性大时时:-量具需要要维修-量具应重重新设计计来提高高刚度-改进量具具的加紧紧和定位位点-存在过大大的零件件内变差差108R&R的应用当再现性性比重复复性大时时:-评价人需需要更好好的使用用

44、量具的的培训-需要更好好的操作作定义-量具上的的刻度不不清楚-需要夹具具来提高高使用量量具的一一致性MSA109七、计数数型测量量系统研研究一个计数数型量具具:-将每个零零件与一一个给定定的限制制相比较较,如果满足足这个限制制则接受受这个零零件-用于接受受/拒收一组组标准件件-不能指出出一个零零件有多多好或多多坏,只能指出出这个零件是接接受或拒拒受(通过/不通过)MSA110计数型测测量系统统111记数型测测量系统统分析方方法：风风险分析析方法风险分析析方法假设试验验分析-交叉表法法定义：用以评价价做出错错误或不不一致决决定的风风险大大小的的方法。定义：选择50个可以覆覆盖生产产过程范范围零件

45、件，分别别以3位评价人人采取两两两结合合进行交交叉表分分析其之之间一致致性的一一种方法法。112假设试验验分析-交叉表法法A、用途：1、确定评评价人本本身一致致性的程程度；2、确定评评价人之之间一致致性的程程度；3、确定评评价人与与标准之之间一致致性的程程度；4、评价人人在重复复检测合合格与不不合格零零件时的的有效性性或能力力；5、评价人人拒收合合格零件件或接受受不合格格零件的的风险有有多大；6、当评估估再现性性时，可可以比较较不同评评价人的的有效性性情况；113假设试验验分析-交叉表法法B、重要概概念：1、有效性性（E）：准确确检测合合格与不不合格零零件的能能力。它介于0到1之间，1是最完美

46、美的。计算公式式如下：E=正确识别别的零件件数/正确数量量的总机机会数正确数量量的总机机会数=零件数和和每个被被测次数数的乘积积例如：10个零件各各测3次，则正正确数量量的总机机会数将将为3X10=30114假设试验验分析-交叉表法法B、重要概概念：2、漏报概概率（Probabilityofa Miss）Pmiss：指接收不不合格零零件的机机会。（非常严严重的错错误）计算公式式如下：Pmiss=漏报数量量/不合格零零件机会会总数不合格零零件机会会数=研究中所所用的不不合格零零件与每每个零件件被测次次数的乘乘积例如：5个不合格格零件各各测3次，则不不合格零零件机会会总数将将为3X5=15115假

47、设试验验分析-交叉表法法B、重要概概念：3、误报概概率（Probabilityofa false alarm）Pfa：指拒收合合格零件件的机会会。（造造成不必必要的返返工和重重检）若Pfa过大，则则大量的的成本将将浪费于于返工和和重检上上。计算公式式如下：Pfa=误报数量量/合格零件件机会总总数合格零件件机会数数=所用的合合格零件件与每个个零件被被测次数数的乘积积例如：6个合格零零件各测测3次，则合合格零件件机会总总数将为为3X6=18116假设试验验分析-交叉表法法B、重要概概念：4、偏倚（B）：是Pmiss和Pfa的函数。B0BPfa/PmissB1偏倚倾向向于接受受零件（PfaPmiss

48、）B1无偏倚（PfaPmiss）B1偏倚倾向向于拒收收零件（PfaPmiss）117假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：1、评价人人选择：选择3个会正确确使用测测量工具具的检测测人员；2、测量对对象选择择：从生生产过程程中选取取50个样本，以获得得覆盖过过程范围的零件件；选择技巧巧：1/3合格件1/3不合格件件1/3边缘产品品边缘产品品：又可可细分为为合格边边缘和不不合格边边缘产品品3、测量方方法：每位评价价人对50个零件分分别测量量3次，但不不要连续续对一个个零件进进行测量，也不要要让评价价人知道道每个零零件的编编号，由由记录人人员把每每次测量的结结果记录录在数据据表中；118

49、假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：4、数据表表设定：在数据表表中设立立参考基基准和代代码区，如下规规定： 基 准含义1可接受的判断0不可接受的判断代码含义说明-代表零件位于区基准区+代表区规范临界区x代表区规范以外119记数型研研究数据据表：零件A1A2A3B1B2B3C1C2C3基准代码备注1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 +2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 +3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 X7 1 1 1 1 1 0 1 1 X.

50、47 1 1 1 1 1 1 1 1 1 +48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 49 1 1 1 1 1 1 1 1 1 +50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 120假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：5、建立评评价人之之间的交交叉表：设立Kappa，确定评评价人之之间一致致的程度度。测量两个个评价人人对同一一目标评评价值的的一致程程度。1：表示完完全一致致0：表示一一致程度度不比偶偶然的好好将上页数数据转化化为交叉叉表格式式：见下下页 121假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：5、建立评评价人之之间的交交叉表：根据数据据表测量量结果建建立AB交叉表，B

51、C交叉表，AC交叉表；A与B交叉表:B与C交叉表:A与C交叉表:B总计01A 0 计算 期望的计算4415.7634.35050 1 计算 期望的计算331.39768.7100100总计 计算 期望的计算4747103103150150C总计01B 0 计算 期望的计算42165314747 1 计算 期望的计算935468103103总计 计算 期望的计算51519999150150C总计01A 0 计算 期望的计算43177335050 1 计算 期望的计算8349266100100总计 计算 期望的计算51519999150150122假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：

52、5、建立评评价人之之间的交交叉表：期望的计计算法：A0B0=A0BX*AXB0=5047/150=15.7P0：对角线线单元中中观测值值的总和和=（44+97）/150=0.94Pe：对角线线单元中中期望值值的总和和=(15.7+68.7)/150=0.56Kappa=（P0-Pe）/(1-Pe)=(0.94-0.56)/(1-0.56)=0.38/0.44=0.86同理，将将AB、BC、AC，A*Ref、B*Ref、C*Ref的Kappa计算出来来见下页：123假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：5、建立评评价人之之间的交交叉表：根据数据据表测量量结果计计算Kappa值，并说说

53、明评价价人之间间的一致致性情况况；各评价人人之间的的一致性性情况 KappaABCA-0.860.78B0.86-0.79C0.780.79-图示说明明：所有评价价人之间间具有好好的一致致性。评价标准准:当Kappa0.75时,表示好的的一致性性；当Kappa0.4时，表示示一致性性差；Kappa最大为1。124假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：6、建立评评价人与与参考基基准之间间的交叉叉表：根据数据据表测量量结果建建立A参考交叉叉表，B参考交叉叉表，C参考交叉叉表；基准总计01A 0 计算 期望的计算45165345050 1 计算 期望的计算3329768100100总计

54、计算 期望的计算4848102102150150基准总计01B 0 计算 期望的计算45152324747 1 计算 期望的计算33310070103103总计 计算 期望的计算4848102102150150基准总计01A 0 计算 期望的计算4216.3934.75151 1 计算 期望的计算8349266100100总计 计算 期望的计算4848102102150150125假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤：6、建立评评价人与与参考基基准之间间的交叉叉表：根据数据据表测量量结果建建立A参考交叉叉表，B参考交叉叉表，C参考交叉叉表；ABCKappa0.880.920.77图示说明明：所有评价价人与基基准有好好的一致致性。这只说明明了测量量系统的的重复性性，不等等于衡量测量量系统区区分好和和坏零件件的能力力。126假设试验验分析-交叉表法法C、分析方方法和步步骤： 7、测量系系统有效效性a、几个概概念有效性=正确判