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1、Measurement Systems Analysis,测量系统分析,MSA,MSA引子,测量重要吗？ 测量的目的是什么？,MSA引子,瞧!我们的销售业绩！,哇, 不可思异啊! 可真是这样吗?,MSA引子,终于搞定了,你没搞错吧？！,MSA引子,我搞错了吗？,晕，郁闷中,MSA引子,？,？,数据是否可信？ 您看到的各类报表是真的吗？,为什么要进行MSA,为什么量具进行了检定或校准还要进行测量系统分析？ 为什么经过100%的全检验，客户还在抱怨收到了不合格？ 为什么再做全过程做了质量检验（QC）还要向客户做质量保证（QA）？ 到底什么样的测量系统才够放心？,我们是否是测量过程？,管理者要有效的
2、管理任何过程的变异，需要了解： 过程应该做什么？ 会有什么问题？ 现在做的怎么样？,测量过程 测量值,分析,测量,决策 资源,测量的过程（控制过程）,被管理的过程,作业,输入,输出,一般的过程（放羊式过程）,对产品决策的影响,第一类错误（生产者风险/假警报） 一个好的零件有时被误判为“不合格” 第二类错误（消费者风险/漏判率） 一个不合格的零件有时被误判为“合格”,对产品决策的影响,减少过程变差，没有零件产生在区 减少测量系统误差从而减小区域的面积，因而产生的所有零件将在区域，这样就可以最小限度的降低做出错误决定的风险。 假定测量过程处于统计受控状态并且对准基准值。如果不成立，这样的测量结果不
3、值得信任。,对过程决策的影响,把普通原因报告为特殊原因 把特殊原因报告为普通原因 GRR对能力指数Cp的影响,GRR对能力指数Cp的影响举例,例：CPGRR2.0,为达到顾客要求过程能力（观测值）1.33，CP实际=？,CP实际=(1/1.332-1/22) -0.51.79 即过程公差1.79*610.74,78PPM 假设该过程和基准值偏移1.5,测量系统研究的目的,接受新测量设备的准则； 一种测量设备与另一种测量设备的比较 评价怀疑有测量缺陷的量具的依据 维修前后测量设备的比较 计算过程变差所需的方法，以及生产过程的可接受性水平 作出量具的特性曲线的必要信息。 以上一切是为了满足ISO/
4、TS 6949的相关要求： “7.6.1 测量系统分析 为分析出现在各种测量和试验设备系统测量结果的变异，应进行适当的统计研究。此要求应用控制计划提出的测量系统。所有的分析方法及接收准则，应与顾客关于测量分析的参考手册相一致。如果得到顾客的批准，其他分析方法和接收准则也可以应用。”,MSA的基本概念,a.测量系统不仅仅是量具； b.测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合；用来获得测量结果的整个过程。,什么是测量系统？,测量系统误差来源,测量系统和其它所有的生产过程一样，受随机误差和系统误差的影响。这此误差是由于普通原因和特殊（无次序的）原因造成的。 在测量
5、系统分析前，识别潜在的变差来源是必要的。 常用的分析工具有因果图、矩阵图、树图。,测量系统变差的影响因素,测量系统的统计变差,稳定性（Stability) 偏倚（Bias) 线性(Linearity),位置的变差(Location Error) 统计量： 测量均值PK真值,重复性（Repeatability) 再现性（Reproducibility),宽度的变差（Width Error) 统计量： 测量分布,MSA一般性问题,哪些测量系统需要进行MSA？ 哪个过程有测量风险 需要进行哪些研究？ 测量风险的从哪里来 研究对象如何选取？ 最大的测量风险 用什么方法？ 计数型/计量型 在什么时候进行
6、？ MSA计划 判断准则是什么？ MSA手册（AIAG-MSA手册）,MSA的基本概念,一.测量系统分析的适用范围 被测特性能重复出现 二.数据的分类 计量型（Variable):一个样品的测量值 计数型（Attribute):一个样品的质量和通过/不通过测试结果 不可重复型（Non-replicable）：,三、测量系统的五个特性,MSA的基本概念,MSA的基本概念,3、偏倚Bias 观测平均值与基准值的差。 基准值：是比观测用测量装置高一级的测量结果的平均值,MSA的基本概念,4、线性Linearity 量具的预期工作范围内偏倚的变化（之间的差值）。,MSA的基本概念,5、稳定性Stabi
7、lity 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GR&R,测量系统研究准备,1、先计划将要使用的方法 2、确定评价人、样品的数量及重复读数次数 3、评价人的确定（应从日常操作人中选） 4、样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围 5、仪器的分辨率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（评价人和测量方法）在按照规定的测量步骤测量特征尺寸,1、稳定性研究,稳定性: Xbar-R图（MINITAB软件） 运行图（MINITAB软件）,Xbar-R图,运行图,为什么要研究稳定性？,进行测量系统分析的目的 预测在未来测量系统所引入的测量误差具有什么特性。为能够
8、进行这样的预测，研究测量系统的稳定性是必要的，即 测量系统引入的测量误差的分布规律不随时间发生变化。 也即测量系统其误差（变异）呈正态分布。,1、稳定性研究,Xbar-R法 取一个样本并建立相对于可朔源标准的基准值 定期（天，周）测量标准样本3-5次，样本容量和频率应该基于对测量系统的了解 将数据按时间顺序画在x&R或X&s控制图上 结果分析： 建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态。,稳定性练习,稳定性案例- Xbar-R法,稳定性举例-运行图法,对于每个部件，可以比较由每个操作员所得出测量值之间的变异，以及操作员之间的测量值差异。还可以查看测量值与水平参考线的关系。默认情况下，参
9、考线是所有观测值的平均值。 大部分变异是因部件间的差异所致。此外还出现了某些较小的模式。例如，操作员 B 的测量缺乏一致性，而操作员 C 的测量值通常比其他操作员低。,小结,2、偏倚研究,数值法 根据测量结果算出平均值Xbar 偏倚=Xbar-真值 测量系统偏倚的检验 t=偏倚/b b=r/ n,2、偏倚研究,图示法,2、偏倚研究,基准的误差 元器件磨损 仪器尺寸错误 测量误差的特性 仪器未经正确校准 不正确使用仪器,偏倚大的原因分析,偏倚性研究小结,3、线性,线性研究-参考MSA手册（第三版） 数值法 图示法,非线性原因分析,1.在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准 2.最小或最大值校准量
10、具的误差 3.磨损的仪器（量具） 4.仪器固有的设计特性,3、线性,3、线性,如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬件或两项同时进行来再校准以达到0偏倚 如果偏倚在测量范围内不能被调整到0，只要测量系统保持稳定，仍可用于产品/过程的控制，但不能进行分析，指导测量系统达到稳定 因为评价人误差风险较高，测量应该仅在顾客同意下使用,线性研究小结,4、Variable GR&R,怎么体现出产品的偏差(product )? 怎么体现重复性带来的偏差(repeatability)? 怎么体现再现性带来的偏差(reproducility)? 测量系统的合成变差,多取一些样品,让测量的人或机器多测几次
11、,同时让几个人来测,4、重复性再现性工作流程,注意！重复性和再现性分析:在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。 1.抽取10个样品,并选3个测试人员(经过培训的); 2.确认量具经过校正或计量; 3.由计量人员组织第一个测试人员随机的测量10个样品; 4.让第二、第三个测试人员随机的测量10个样品; 5.重复第3、4.步骤两遍； 6、计量人员记录数据。,MSA-重复性分析,只有当测量系统处于统计稳态时，研究重复性才有意义。 e-重复性标准差 其意义：同一人用同一量具对同一被测对象的特性进行多次观察，观察值重复性（6e）概率为99.73%。,MSA-再
12、现性分析,只有当测量系统处于统计稳态时，研究重复性才有意义。 o-重复性标准差 其意义：不同的人用同一量具对同一被测对象的特性进行多次观察，观察值重复性（6o）概率为99.73%。,例 子,测试数据如下:,重复性与再现性举例,量具名称: 游标卡尺 研究日期: 2010-5-8 报表人: 孙里 公差: 0.02mm 其他: 陕西重型汽车有限公司 方差分量 来源 方差分量 贡献率 合计量具 R&R 0.09357 7.13 重复性 0.04073 3.10 再现性 0.05284 4.03 部件间 1.21909 92.87 合计变异 1.31266 100.00 研究变异 %研究变 来源 标准差
13、(SD) (6 * SD) 异 (%SV) 合计量具 R&R 0.30589 1.83536 26.70 重复性 0.20181 1.21087 17.61 再现性 0.22988 1.37925 20.06 部件间 1.10412 6.62474 96.37 合计变异 1.14571 6.87428 100.00 可区分的类别数 = 5,量具 R&R 研究 Xbar-R 法,重复性与再现性举例,图示法,重复性与再现性举例,量具 R&R 研究 - XBar/R 法 量具名称: 游标卡尺 研究日期: 2010-5-8 报表人: 孙里 公差: 0.02mm 其他: 陕西重型汽车有限公司 方差分量
14、来源 方差分量 贡献率 合计量具 R&R 0.09357 7.13 重复性 0.04073 3.10 再现性 0.05284 4.03 部件间 1.21909 92.87 合计变异 1.31266 100.00 过程公差 = 8 研究变异 %研究变 %公差 来源 标准差(SD) (6 * SD) 异 (%SV) (SV/Toler) 合计量具 R&R 0.30589 1.83536 26.70 22.94 重复性 0.20181 1.21087 17.61 15.14 再现性 0.22988 1.37925 20.06 17.24 部件间 1.10412 6.62474 96.37 82.81
15、 合计变异 1.14571 6.87428 100.00 85.93 可区分的类别数 = 5,重复性与再现性举例,量具 R&R 研究 - 方差分析法 包含交互作用的双因子方差分析表 来源 自由度 SS MS F P 部件 9 88.3619 9.81799 492.291 0.000 操作员 2 3.1673 1.58363 79.406 0.000 部件 * 操作员 18 0.3590 0.01994 0.434 0.974 重复性 60 2.7589 0.04598 合计 89 94.6471 删除交互作用项选定的 Alpha = 0.25 不包含交互作用的双因子方差分析表 来源 自由度 SS MS F P 部件 9 88.3619 9.81799 245.614 0.000 操作员 2 3.1673 1.58363 39.617 0.000 重复性 78 3.1179 0.03997 合计 89 94.6471 量具 R&R 方差分量 来源 方差分量 贡献率
