MSA实务操作基础知识培训.ppt

1、MSA实务操作基础知识,拟制：潘颖华 日期：2004.10.25,一、MSA分析的目的：,在项目管理中，测量系统分析的主要目的是确定项目 中所使用的数据是否可靠。 评估新的测量仪器。 将两种不同的测量方法进行比较。 对可能存在问题的测量方法进行评估。 确定并解决测量系统误差问题。,二、 MSA软件,企业MSA应用中大量的数据需要处理，传统的手工计算 方法已经不能满足复杂的计算要求，计算机硬件价格的 下降和市场的需要，促成了MSA计算机软件的出现。MSA软件把信息技术与MSA分析方法融合起来，以直观 的图表分析加数字分析结果的方法来反映被研究的测量 系统的误差成分，让您快速了解导致测量系统误差太

2、大 的原因。应用MSA软件进行企业质量控制可给企业带来 诸多益处：1、 减少数据处理的时间；2、 更准确的分析结果； 3、 直观的图表工具；4、 更快的客户反应速度和更高的客户满意度。,三、MSA的定义：,MSA（Measurement System Analysis）使用数理统计和 图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估 测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否 合适，并确定测量系统误差的主要成分。测量系统的误差由稳定条件下运行的测量系统多次测量数 据的统计特性：偏倚和方差来表征。 偏倚指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系统 的偏倚（Bias）、线性(Linearity

3、)和稳定性(Stability)； 而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的R&R， 包括测量系统的重复性(Repeatability)和再现性 (Reproducibility)。一般来说，测量系统的分辨率应为获得测量参数的过程 变差的十分之一。测量系统的偏倚和线性由量具校准来 确定。测量系统的稳定性可由重复测量相同部件的同一 质量特性的均值极差控制图来监控。测量系统的重复性 和再现性由Gage R&R研究来确定。,偏倚性：测量结果的观测平均值与基准值的差距。 线性：量具在预期的工作量程内，偏倚值的差值。 重复性：一个评价人采用一种测量仪器多次测量同 一零件的同一特性时得到的测量值的变差

4、。 再现性：不同评价人采用一种测量仪器测量同一零件 的同一特性时测量平均值的变差。 稳定性：测量系统在某持续时间内测量同一基准或零 件的单一特性时获得的测量值总变差。,四、 MSA相关术语解释：,四、 MSA相关术语解释：,测量系统：是与测量有关的人、测量仪器/工具软件、 硬件、测量对象、测量方法和环境的总和。 连续数据：即计量型数据，可以无限细化。如质量、 长度、时间、高度、温度等。 离散数据：即计数型数据，不可细化。如合格/不合格， 通、止等。 测量：将一个未知量与一个已知的或已经接受的参照值 进行的比较。 为什么我们需要测量数据？ 1）我们使用测量数据来判断产品/服务是否合格，制定 有关

5、过程管理的 决策。 2）我接受这件产品/服务吗？ 3）过程是很好？还是需要进行调整？,我们对测量数据有什么期望？ -准确性 数据必须告诉我们真相！ -重复性 重复测量必须产生同样的结果！ -再现性 结果不应该受检验员的影响 测量仪器：用来进行测量的任何仪器。 检验员(或鉴定人)：使用测量仪器进行测量的个人或装置。,四、 MSA相关术语解释：,测量过程： 任何作业都是一个过程，存在输入、过程 变量、输出。测量输入为测量对象，过程变量有：测 量仪器、测量人员、测量方法、测量环境，这些变量 对过程输出测量结果产生综合影响，即： 函数关系Y=f(x1,x2xn) Y=测量结果 X=测量输入及过程变量

6、测量是一个过程，它会使被测对象的值偏离真值 总=测量总误差 产品=被测对象误差 测量=测量误差,四、 MSA相关术语解释：,五、 测量误差：,测量总偏差:,2 = 2 + 2 总的观察偏差 实际偏差 测量系统偏差,收 集 数 据 的 能 力 !,总误差,被测量对象误差,测量系统误差,测量仪器误差,测量人员误差,准确性,线性,稳定性,重复性,测量人员误差,测量人员和被子测量对象交互作用误差,六、 测量的分析步骤：,1. 确定数据的类型 2. 确定误差的来源 3. 样本选择 4. 数据收集 5. 数据分析,六、 测量的分析步骤：,确认测量数据类别 数据的类别决定了数据分析方法。数据性质可分为： 1

7、）连续数据 2）离散数据 确定误差来源 1）对于自动测定系统，误差来源为：部品本身误差和测量仪器误差。 2）对于普通测定系统，误差来源为：测量人员、测量仪器和部品。 3）对于目视检查，误差来源为测量（检查）人员和部品。 选择样本（GRR分析） 1）连续数据的样本选择：样本需代表整个过程范围，即选择一些规 格内样本，再选择一些规格外样本。 2）离散数据的样本选择：同理，需同时选择部分规格内和规格外的 样本，并选择部分接近规格界限的样本。,六、 测量系统的分析步骤：,收集数据 （1）测量前需确认： 确认测量仪器经过校准，以保证其准确性和线性在可接收范围内。 确保使用足够分辨率的仪器进行测量。 （2

8、）测量时需注意： 每个测量员以随机顺序测量各样本，并记录原始数据。 对测量数据进行分析 完成测量后，需对测量数据进行分析处理。,连续型数据,七、 连续数据测量系统的分析步骤：,“精确性” (R&R) (离散性-偏差),稳 定 性?,线 性,偏 移 & 线性,OK,OK,OK,八、 测量的准确性/偏倚性：,偏倚=观察平均值-基准值 偏倚占过程变差百分比： 偏倚%=100（偏倚/过程变差） 偏倚占公差百分比： 偏倚%=100（偏倚/规格公差）,八、 测量的准确性/偏倚性：与精确性的关系,偏倚性 vs 精确性,1) 准确但不精确 2) 精确但不准确 3) 既不准确又不精确 4) 既准确又精确,九、

9、MSA操作方法： 1、测量系统线性、偏倚性分析：,测量方法： 取3种不同规格的标准量块，请2名测量员分别测量， 每人每个量块测量5次，并记录数据（共30个数据）。,软件操作方法： STEP 1： 将数据输入MINITAB “WORK SHEET”表格中。 Stat-Quality Tools-Gage R&R Study(Crossed) 。 记录Study Var(5.15*SD)/Total Variation值。,StdDev Study Var %Study Var Source (SD) (5.15*SD) (%SV) Total Gage R&R 0.00233 0.0120 0.

10、05 Repeatability 0.00207 0.0106 0.04 Reproducibility 0.00108 0.0056 0.02 OPERATOR 0.00000 0.0000 0.00 OPERATOR*NO 0.00108 0.0056 0.02 Part-To-Part 4.93468 25.4136 100.00 Total Variation 4.93468 25.4136 100.00 Number of Distinct Categories = 2983,五、 MSA操作方法： 1、测量系统线性、偏倚性分析：,软件操作方法： STEP 2： Stat-Quali

11、ty Tools-Gage Linearity Study。,五、 MSA操作方法： 1、测量系统线性、偏倚性分析：,软件操作方法： Stat-Quality Tools-Gage Linearity Study。 标准量块规格：15、16、24。,线性分析结果,偏倚性分析结果,判定方法：,五、 MSA操作方法： 1、测量系统线性、偏倚性分析：,检测时机及对象： 时机：一般每半年至少进行一次分析确认；在出现两司 测量有差异时需做此分析。 对象：对所有计量型检测设备。,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,测量方法： 确定3名操作者A、B、C，选定10个同一

12、物料编码的 被测部品，按1、2、10编号。 测取数据：A以随机顺序测取所有数据并记录；B、C在 不知他人测量结果的前提下，以同样方法测量各部品 的尺寸并记录。 再以随机顺序重复上述测量2次（注：在只有两名测量 员的情况下，以上述同样方法测量3次）。,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,软件操作方法： 将数据输入MINITAB “WORK SHEET”表格中。,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,软件操作方法： Stat-Quality Tools-Gage R&R Study(Crossed) 。,ANOVA &

13、Xbar and R分析方法的相异点： ANOVA法考虑了测量物料与人的交互作用； Xbar and R法未考虑测量物料与人的交互作用，当测量物料与人的交互影响作用较大时，此法比ANOVA法分析结果相对要小。,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,软件操作方法： 点击“Options”，输入公差；,规格为61.4(+0.03/-0.07)，则输入过程公差0.1。,分析图表命名，若不输入内容则使用数据列名，如下图。,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,分析结果： Gage R&R %Contribution Sourc

14、e VarComp (of VarComp) Total Gage R&R 3.01E-05 3.74 Repeatability 9.87E-06 1.23 Reproducibility 2.02E-05 2.51 OPERATOR 1.87E-05 2.32 OPERATOR*NO 1.56E-06 0.19 Part-To-Part 7.74E-04 96.26 Total Variation 8.04E-04 100.00,93%，很好！,7%，很好！,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,分析结果： Gage R&R StdDev Study

15、Var %Study Var %Tolerance Source (SD) (5.15*SD) (%SV) (SV/Toler) Total Gage R&R 5.49E-03 0.028249 19.34 28.25 Repeatability 3.14E-03 0.016177 11.08 16.18 Reproducibility 4.50E-03 0.023159 15.86 23.16 OPERATOR 4.32E-03 0.022251 15.24 22.25 OPERATOR*NO 1.25E-03 0.006423 4.40 6.42 Part-To-Part 2.78E-02

16、 0.143288 98.11 143.29 Total Variation 2.84E-02 0.146046 100.00 146.05 Number of Distinct Categories = 7,不考虑公差！,考虑公差！,再现性,重复性,总体判定指 数GR&R！,分辨率判定指数！,注释： 若在前面输入“PROCESS TOLERANCE”，才会出现%Toerance 列； 一般来说，测量数据若知道公差的都要输入公差进行分析，结果判 定以%Toerance 列为基准；若未输入公差，结果判定以%Study Var 列为基准。,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再

17、现性、分辨力）：,GRR图表说明：,图1：确认变异之组成：GageR&R、 Repeat、Reprod越接近零越好（目标值：Part-to-Part所占比例93%，Total Gage R&R7%）。 图2：确认作业者别重复测量是否稳定（各量测点在4层或以上时为好的量测系统；如有点超出红色界限，说明量测系统对量测方法敏感，此图为4层）。 图3：确认量测系统辨别不同样品的能力是否充分（量测点在红线外越多越好，点越散说明系统可分辨样品间细微差异） 图4：确认样品是否如实反映工程的散布（同一样品观测值越集中越好，不同样品间越散越好）。 图5：确认作业者之间是否存在差异（线越直越好，各作业者之测量值分

18、布宽度越相同越好）。 图6：确认各作业者是否对样品量测有不同（各作业者样品间连线越平行越好，各点越一致越好）。,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,GRR%、重复性、再现性判定方法：,分辨力判定方法：,五、 MSA操作方法： 2、测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,GRR分析方法：,检测时机及对象： 时机：一般每半年至少进行一次分析确认；在出现两司测量 有差异时；在新产品第一次测量时。 对象：对所有计量型、计数型检测设备。,当重复性(AV)变差值大于再现性(EV)时： a）量具的结构需在设计增强； b）量具应加以保养。 c）量具的夹紧或零件定

19、位的方式(检验点)需加以改善。 当再现性(EV)变差值大于重复性(AV)时： a）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； b）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； c）量具与夹治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。,五、 MSA操作方法： 3、测量系统稳定性分析：,取样原则： 选取一个可追溯标准值或基准值的样板（若无此样板， 可从物料中选取一个落在中心值域的部品当作标准值）。,测量方法： 每天开机半小时后开始测量一次，测量5个数据（一般 连续收集2025组数据，5个数据作为一组），并记 在X-R 图上。,五、 M

20、SA操作方法： 3、测量系统稳定性分析：,软件操作方法： 使用我们提供的表格，在黄色区域按要求填写数据， 样式如下：,五、 MSA操作方法： 3、测量系统稳定性分析：,判定方法：,R图： a）TEST 1：不可以有点子超出控制界限。 对策：如果数据点超出控制线或在控制线上； 如有此种异常， 并不意味着必须采取措施，而是分析是否是量测时某个产品出现波动，找出问题后剔除此点。,五、 MSA操作方法： 3、测量系统稳定性分析：,判定方法：,R图： b）TEST 3：连续6点递增或递减。 对策：如有此异常，需要确认改变是正效应还是负效应，是否是工艺条件有变更，产品已经出现偏移管制界限的趋势，有不良产生

21、的可能，找出问题后剔除这些点。,五、 MSA操作方法： 3、测量系统稳定性分析：,判定方法：,R图： c）TEST 5：连续3中有2点在A区 （CL+2sigma, CL+3sigma) 或 （CL-3sigma, CL-2sigma）。 对策：此异常显示有不同类型的资料混杂于子群组中；通常有必要修正子群组、重新组合资料及重新制作管制图。,五、 MSA操作方法： 3、测量系统稳定性分析：,检测时机及对象： 时机：一般每半年至少进行一次分析确认；仪器故障排 除以后。 对象：对所有计量型检测设备。,离散型数据,六、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复性、再现性）：,测量方法： 确

22、定3名操作者A、B、C，选定50个同一物料编码的 被测部品，按1、2、50编号。 测取数据：A以随机顺序测取所有数据并记录；B、C在 不知他人测量结果的前提下，以同样方法测试各部品 数据并记录。 再以随机顺序循环上述测试3次。 数据记录：“0”表示不合格，“1”表示合格。,六、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复性、再现性）：,软件操作方法： 将数据输入MINITAB “WORK SHEET”表格中。,六、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复性、再现性）：,软件操作方法： Stat-Quality Tools-Atribute Gage R&R Study。

23、,六、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复性、再现性）：,分析结果（1） Each Appraiser vs Standard Within Appraiser Assessment Agreement Appraiser # Inspected # Matched Percent (%) 95.0% CI 1 50 47 94.0 ( 83.5, 98.7) 2 50 44 88.0 ( 75.7, 95.5) 3 50 36 72.0 ( 57.5, 83.8) # Matched: Appraiser agrees with him/herself across tri

24、als. Each Appraiser vs Standard Assessment Agreement Appraiser # Inspected # Matched Percent (%) 95.0% CI 1 50 15 30.0 ( 17.9, 44.6) 2 50 15 30.0 ( 17.9, 44.6) 3 50 10 20.0 ( 10.0, 33.7) # Matched: Appraisers assessment across trials agrees with standard.,注释：以上是每名检验员重复性百分比数值。,注释：以上是每名检验员一致性百分比数值。,六、

25、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复性、再现性）：,分析结果（2） Assessment Disagreement Appraiser # 1/0 Percent (%) # 0/1 Percent (%) # Mixed Percent (%) 1 32 80.0 0 0.0 3 6.0 2 29 72.5 0 0.0 6 12.0 3 26 65.0 0 0.0 14 28.0 # 1/0: Assessments across trials = 1 / standard = 0. # 0/1: Assessments across trials = 0 / standa

26、rd = 1. # Mixed: Assessments across trials are not identical. 注释：1/0 Percent (%)：检验员三次均将不良品判断为良品的百分比 0/1 Percent (%)：检验员三次均将良品判断为不良品的百分比 Mixed Percent (%) ：检验员混合情况：即同一个样板判断真和判断错误的结果都有。 Between Appraisers Assessment Agreement # Inspected # Matched Percent (%) 95.0% CI 50 31 62.0 ( 47.2, 75.3) # Match

27、ed: All appraisers assessments agree with each other. 注释：以上是检验员之间重复性百分比数值。 All Appraisers vs Standard Assessment Agreement # Inspected # Matched Percent (%) 95.0% CI 50 10 20.0 ( 10.0, 33.7) # Matched: All appraisers assessments agree with standard. 注释：以上是检验员之间一致性百分比数值。,六、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复

28、性、再现性）：,GRR图表说明：,检验员重复性百分比及置信区间,检验结果与标准一致性百分比,重复性、一致性整体概况,经过MSA外观考核后重复性百分比(%)分数较低的人员需要加强自身的训练， 一致性百分比(%)分数较低的人员应该加强外观标准的认识。,六、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,软件操作方法： Stat-Quality Tools-Atribute Gage R&R Study。,六、 计数型数据MSA操作方法： 测量系统GRR分析（重复性、再现性、分辨力）：,软件操作方法： Stat-Quality Tools-Atribute Gage R

29、&R Study。,MINITAB,六、 Cpk计算方法： 1、Cpk与Cmk的计算公式：,S=,CPU =上限公差范围与1/2个固有 = 过程 能力的比率,CPL =下限公差范围与1/2个固有 = 过程 能力的比率,CP =,s,6,LSL,USL,-,六、 Cpk计算方法： 2、Cpk与Cmk的计算方法相同，其区别如下：,3、Cpk与Cmk的计算方法：,方法1：Stat-Quality Tools-Capability Analysis(Normal) 正态能力分析 方法2：Stat-Quality Tools-Capability Analysis(Between /Within) 组内组间数据分析 方法3：Stat-Quality Tools-Capability Sixpack(Normal) 正态