测量系统分析22

1、Measurement Systems Analysis测量系统分析MSAMSA引子测量重要要吗？测量的目目的是什什么？MSA引子瞧!我们的销销售业绩绩！哇,不可思异异啊!可真是这这样吗?MSA引子终于搞定定了你没搞错吧？！MSA引子我搞错了了吗？晕，郁闷闷中MSA引子？数据是否否可信？您看到的的各类报报表是真真的吗？为什么要要进行MSA为什么量量具进行行了检定定或校准准还要进进行测量量系统分分析？为什么经经过100%的的全检验验，客户户还在抱抱怨收到到了不合合格？为什么再再做全过过程做了了质量检检验（QC）还还要向客客户做质质量保证证（QA）？到底什么么样的测测量系统统才够放放心？我们是否否

2、是测量量过程？管理者要要有效的的管理任任何过程程的变异异，需要要了解：过程应该该做什么么？会有什么么问题？现在做的的怎么样样？测量过程程测量值分析测量决策资源测量的过过程（控控制过程程）被管理的的过程作业输入输出一般的过过程（放放羊式过过程）对产品决决策的影影响第一类错错误（生生产者风风险/假假警报）一个好的的零件有有时被误误判为“不合格格”第二类错错误（消消费者风风险/漏漏判率）一个不合合格的零零件有时时被误判判为“合合格”对产品决决策的影影响减少过程程变差，没有零零件产生生在区区减少测量量系统误误差从而而减小区域的的面积，因而产产生的所所有零件件将在区域，这这样就可可以最小小限度的的降低做

3、做出错误误决定的的风险。假定测量量过程处处于统计计受控状状态并且且对准基基准值。如果不不成立，这样的的测量结结果不值值得信任任。Goog isgoodBad is badBad is badCoufused areaCoufused areaUSLLSL对过程决决策的影影响把普通原原因报告告为特殊殊原因把特殊原原因报告告为普通通原因GRR对对能力指指数Cp的影响响GRR对对能力指指数Cp的影响响举例例：CPGRR2.0,为达达到顾客客要求过过程能力力（观测测值）1.33，CP实际=？CP实际=(1/1.332-1/22)-0.51.79即过程公公差1.79*610.74,78PPM假设该过过程

4、和基基准值偏偏移1.5测量系统统研究的的目的接受新测测量设备备的准则则；一种测量量设备与与另一种种测量设设备的比比较评价怀疑疑有测量量缺陷的的量具的的依据维修前后后测量设设备的比比较计算过程程变差所所需的方方法，以以及生产产过程的的可接受受性水平平作出量具具的特性性曲线的的必要信信息。以上一切切是为了了满足ISO/TS6949的相相关要求求：“7.6.1测测量系系统分析析为分析出出现在各各种测量量和试验验设备系系统测量量结果的的变异，应进行行适当的的统计研研究。此此要求应应用控制制计划提提出的测测量系统统。所有有的分析析方法及及接收准准则，应应与顾客客关于测测量分析析的参考考手册相相一致。如果

5、得得到顾客客的批准准，其他他分析方方法和接接收准则则也可以以应用。”MSA的的基本概概念a.测量量系统不不仅仅是是量具；b.测量量系统：用来对被被测特性性赋值的的操作、程序、量具、设备、软件以以及操作作人员的的集合；用来获获得测量量结果的的整个过过程。什么是测测量系统统？测量系统统误差来来源测量系统统和其它它所有的的生产过过程一样样，受随随机误差差和系统统误差的的影响。这此误误差是由由于普通通原因和和特殊（无次序序的）原原因造成成的。在测量系系统分析析前，识识别潜在在的变差差来源是是必要的的。常用的分分析工具具有因果果图、矩矩阵图、树图。观测值变差产品/制程变差测量系统变差量具变差评价人变差（

6、再现性）偏倚（bias)重复性线性(linearity)稳定性(stability)测量系统统变差的的影响因因素测量系统统的统计计变差稳定性（Stability)偏倚（Bias)线性(Linearity)位置的变变差(LocationError)统计量：测量均值值PK真值重复性（Repeatability)再现性（Reproducibility)宽度的变变差（WidthError)统计量：测量分布布MSA一一般性问问题哪些测量量系统需需要进行行MSA？哪个过程程有测量量风险需要进行行哪些研研究？测量风险险的从哪哪里来研究对象象如何选选取？最大的测测量风险险用什么方方法？计数型/计量型在什么时时

7、候进行行？MSA计划判断准则则是什么么？MSA手手册（AIAG-MSA手册册）MSA的的基本概概念一.测量系统统分析的的适用范范围被测特性性能重复复出现二.数据的分分类计量型（Variable):一个样样品的测测量值计数型（Attribute):一一个样品品的质量量和通过过/不通通过测试试结果不可重复复型（Non-replicable）：三、测量量系统的的五个特特性MSA的的基本概概念MSA的的基本概概念3、偏倚倚Bias观测平均均值与基基准值的的差。基准值：是比观观测用测测量装置置高一级级的测量量结果的的平均值值偏倚（Bias)基准值（真值）观测平均值MSA的的基本概概念4、线性性Linea

8、rity量具的预预期工作作范围内内偏倚的的变化（之间的的差值）。偏倚小（Bias)基准值（真值）观测平均值偏倚大（Bias)基准值（真值）观测平均值MSA的的基本概概念5、稳定定性Stability在某种持持续时间间内测量量同一基基准或零零件单一一特性结结果的总总变差GR&R基准值（真值）观测平均值测量系统统研究准准备1、先计计划将要要使用的的方法2、确定定评价人、样品的的数量及重复读读数次数3、评价价人的确确定（应应从日常常操作人人中选）4、样品品必须从从过程中中选取并并代表其其整个工作范围围5、仪器器的分辨辨率应允允许至少少直接读取特性性的预期期过程变变差的十分之一一。6、确保保测量方方法

9、（评评价人和和测量方方法）在在按照规定的测测量步骤骤测量特征征尺寸1、稳定定性研究究稳定性:Xbar-R图图（MINITAB软软件）运行图（MINITAB软件件）Xbar-R图运行图为什么要要研究稳稳定性？进行测量量系统分分析的目目的预测在未未来测量量系统所所引入的的测量误误差具有有什么特特性。为为能够进进行这样样的预测测，研究究测量系系统的稳稳定性是是必要的的，即测量系统统引入的的测量误误差的分分布规律律不随时时间发生生变化。也即测量量系统其其误差（变异）呈正态态分布。1、稳定定性研究究Xbar-R法取一个样样本并建建立相对对于可朔朔源标准准的基准准值定期（天天，周）测量标标准样本本3-5次

10、次，样本本容量和和频率应应该基于于对测量量系统的的了解将数据按按时间顺顺序画在在x&R或X&s控制图上上结果分析析：建立控制制限并用用标准控控制图分分析评价价失控或或不稳定定状态。稳定性练练习稳定性案案例-Xbar-R法稳定性举举例-运运行图法法对于每个个部件，可以比比较由每每个操作作员所得得出测量量值之间间的变异异，以及及操作员员之间的的测量值值差异。还可以以查看测测量值与与水平参参考线的的关系。默认情情况下，参考线线是所有有观测值值的平均均值。大部分变变异是因因部件间间的差异异所致。此外还还出现了了某些较较小的模模式。例例如，操操作员B的测量缺缺乏一致致性，而而操作员员C的测量值值通常比比

11、其他操操作员低低。小结2、偏倚倚研究数值法根据测量量结果算算出平均均值Xbar偏倚=Xbar-真值值测量系统统偏倚的的检验t=偏倚倚/bb=r/n2、偏倚倚研究图示法2、偏倚倚研究基准的误误差元器件磨磨损仪器尺寸寸错误测量误差差的特性性仪器未经经正确校校准不正确使使用仪器器偏倚大的的原因分分析偏倚性研研究小结结3、线性性线性研究究-参考考MSA手册（第三版版）数值法图示法非线性原原因分析析1.在工工作范围围上限和和下限内内仪器没没有正确确校准2.最小小或最大大值校准准量具的的误差3.磨损损的仪器器（量具具）4.仪器器固有的的设计特特性3、线性3、线性性如果测量量系统存存在线性性问题，需要通通过

12、调整整软件、硬件或或两项同同时进行行来再校校准以达达到0偏偏倚如果偏倚倚在测量量范围内内不能被被调整到到0，只只要测量量系统保保持稳定定，仍可可用于产产品/过过程的控控制，但但不能进进行分析析，指导导测量系系统达到到稳定因为评价价人误差差风险较较高，测测量应该该仅在顾顾客同意意下使用用线性研究究小结4、Variable GR&R怎么体现现出产品品的偏差差(product)?怎么体现现重复性性带来的的偏差(repeatability)?怎么体现现再现性性带来的的偏差(reproducility)?测量系统统的合成成变差多取一些样品品让测量的的人或机机器多测测几次同时让几几个人来来测4、重复复性再

13、现现性工作作流程注意！重复性和和再现性性分析:在实际际测量环环境下，在操作作者事先先不知正正在对该该测量系系统进行行评定的的条件下下，获得得测量结结果。1.抽取取10个个样品,并选3个测试试人员(经过培培训的);2.确认认量具经经过校正正或计量量;3.由计计量人员员组织第第一个测测试人员员随机的的测量10个样样品;4.让第第二、第第三个测测试人员员随机的的测量10个样样品;5.重复复第3、4.步步骤两遍遍；6、计量量人员记记录数据据。MSA-重复性性分析只有当测测量系统统处于统统计稳态态时，研研究重复复性才有有意义。e-重复性性标准差差其意义：同一人人用同一一量具对对同一被被测对象象的特性性进

14、行多多次观察察，观察察值重复复性（6e）概率率为99.73%。e6e99.73%MSA-再现性性分析只有当测测量系统统处于统统计稳态态时，研研究重复复性才有有意义。o-重复性性标准差差其意义：不同的的人用同同一量具具对同一一被测对对象的特特性进行行多次观观察，观观察值重重复性（6o）概率为为99.73%。o6o99.73%例子子测试数据据如下:重复性与与再现性性举例量具名称称:游标卡尺尺研究日期期:2010-5-8报表人:孙里公差:0.02mm其他:陕西重型型汽车有有限公司司方差分量量来源方方差差分量贡贡献率率合计量具具R&R0.093577.13重复性0.040733.10再现性0.0528

15、44.03部件间1.2190992.87合计变异异1.31266100.00研究变异异%研究变来源标标准准差(SD)(6* SD)异(%SV)合计量具具R&R0.305891.8353626.70重复性0.201811.2108717.61再现性0.229881.3792520.06部件间1.104126.6247496.37合计变异异1.145716.87428100.00可区分的的类别数数= 5量具R&R研究 Xbar-R法重复性与与再现性性举例图示法重复性与与再现性性举例量具R&R研究- XBar/R法量具名称称:游标卡尺尺研究日期期:2010-5-8报表人:孙里公差:0.02mm其他:

16、陕西重型型汽车有有限公司司方差分量量来源方方差差分量贡贡献率率合计量具具R&R0.093577.13重复性0.040733.10再现性0.052844.03部件间1.2190992.87合计变异异1.31266100.00过程公差差= 8研究变异异%研究变%公差来源标标准准差(SD)(6* SD)异(%SV)(SV/Toler)合计量具具R&R0.305891.8353626.7022.94重复性0.201811.2108717.6115.14再现性0.229881.3792520.0617.24部件间1.104126.6247496.3782.81合计变异异1.145716.87428100

17、.0085.93可区分的的类别数数= 5重复性与与再现性性举例量具R&R研究-方差分析析法包含交互互作用的的双因子子方差分分析表来源自自由度度SSMSFP部件988.36199.81799492.2910.000操作员23.16731.5836379.4060.000部件* 操作作员180.35900.019940.4340.974重复性602.75890.04598合计8994.6471删除交互互作用项项选定的的Alpha= 0.25不包含交交互作用用的双因因子方差差分析表表来源自自由度SSMSFP部件988.36199.81799245.6140.000操作员23.16731.583633

18、9.6170.000重复性783.11790.03997合计8994.6471量具R&R方差分量量来源方方差差分量贡贡献率率合计量具具R&R0.091437.76重复性0.039973.39再现性0.051464.37操作员0.051464.37部件间1.0864592.24合计变异异1.17788100.00过程公差差= 8研究变异异%研究变%公差来源标标准差(SD)(6* SD)异(%SV)(SV/Toler)合计量具具R&R0.302371.8142327.8622.68重复性0.199931.1996018.4214.99再现性0.226841.3610320.9017.01操作员0.

19、226841.3610320.9017.01部件间1.042336.2539696.0478.17合计变异异1.085306.51180100.0081.40可区分的的类别数数= 4Excel方法法-MSA数数表Xbar-R法法Excel方法法-MSA分分析报告告Xbar-R法法计量型测量系统统变差占占比%R&R30%不可接受受测量系统统灵敏度度ndc=2PV/GR&R5ndc取整数，应该大大于等于于5注：接受标准准GR&R研究小小结4、重复复性与再再现性不不合格的的原因如果重复复性比再再现性大大，原因可可能是：仪器需要要维护；量具应重重新设计计来提高高刚度；夹紧和检检验点需需要改进进；存在过大大的零件件内变差差。如果再现现性比重重复性大大，原因可可能是：评价人需需要更好好的培训训如何使使用量具具仪器和和读数；量