4MSA第五版培训教材

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1、MSA 第五版 测量系统分析 1 MSA介绍MSA和质量管理体系的关系测量系统的统计特性分辨率测量系统的量化进行量具的重复性和再现性分析 GR R 属性测量比较方法 控制图和方差分析MSA技术总结附件 内容提要 2 MSA讲座的目的 使参加培训的人员 理解MSA在控制和改进过程中的重要性具备开展测量体系分析所需要的统计方法的实用知识 3 测量体系分析简介 4 测量体系是我们给某一产品或服务特性给定数值的过程评估这一体系的首要步骤是理解这一过程并确定其是否符合我们的要求 什么是测量体系 5 测量体系的范例 如果要测量一个柱孔的内径 那么测量体系应包括 被测量的零件人员测量仪器仪器使用方法进行测量

2、的环境条件作为测量活动的结果 我们产生一个数值 以此表示内径 6 什么是测量体系分析 测量体系分析 MSA MSA用于分析测量体系对量测值的影响强调仪器和人的影响我们对测量体系作测试 以确定量测数值的统计特性 并与可接受的标准相比较 7 三个基本问题 评估测量体系 以确定 是否具备足够的分辨率 是否具备时间变化的统计稳定性 是否在期望极差内具备统计特性的一致性 并为过程分析和过程控制所接受 8 优胜者的方法 与过程变差相关联 使测量体系分析对三个基本问题的确定变得更有意义 针对日益强调持续改进的全球化市场 仅仅用相对于公差的百分比来表达测量误差是不够的 9 测量体系变差 测量过程的构成因子及其

3、相互作用 产生了测量结果或数值的变差 10 测量体系分析的数据利用 用测量体系所收集的数据用于 控制过程估计影响过程产出的变量及其相互关系利用数据分析 增进对测量体系中因果关系的了解把注意力放在测量体系上 以求获得重复性和再现性 11 环境影响测量数据 温度变化引起热涨冷缩 使同一零件的同一特性产生不同的读数光线不足妨碍正确读值刺眼的光导致读值不正确 12 测量仪器影响测量结果 测量仪器的递增刻度必须小于规范值测量仪器的种类 如尺 卡尺 13 材料和人员影响测量结果 材料 人员 14 测量值并不总是精确的 测量体系的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作的判定测量系统的误差可分为五类 偏倚

4、重复性 再现性 稳定性和线性必须在采纳一个测量系统前知道其测量变差 15 MSA应用 建立新量具的适用性和可接受性标准把一个量具和另一个量具作比较评估可疑的量具量具维修前后的特性比较计算测量系统变差建立制造过程可接受性标准管理和改进测量过程 16 MSA和质量管理体系的关系 17 MSA和质量管理体系的关系 目的使学员理解测量系统统计特性的重要性和其对符合质量管理要求的意义 18 检验和测试 供应商实验室要求1对测量系统和实验室的要求要有书面规定的范围 政策 程序和工作指导书文件控制 批准的供应商 APQP 产品标识和过程控制测试的可追溯性 测试状态的目视标识不合格品程序 纠正和预防措施 严格

5、问题解决方法 19 检验和测试 供应商实验室要求2检验 测量和测试仪器的清单所有IMT仪器必须有独一无二的标识 编号 并用适当的标记 标签 标识物或其它经批准的识别记录 以标明其校准状态给定检验 测量和测试仪器的维护和校准周期 20 检验和测试 供应商实验室要求3对测试和校准活动作专业判定的人员必须具备相关经验并经过培训记录对环境的控制和监控以证明相关技术活动在恰当的条件下进行限定权限对测量系统中所用的硬件和软件的维护和使用 21 检验 测量和测试仪器的控制 通用要求所有检验 测量和测试设备 包括硬件和软件 都应确定其测量不确定性 并使其在可接受的范围内 22 检验 测量和测试仪器的控制 控制

6、程序确定准确度和精确度对使用校准失效量具检验并接受的产品必须重复检验校准和测试时的 环境条件 必须加以评估 以评定其对测量系统的影响搬运 保护和储存对测试用的硬件和软件作保护 以防止过度调整 23 检验 测量和测试仪器的控制 检验 测量和测试仪器记录必须包括员工自备量具量具在检查时 必须记录其条件和实际读数当有怀疑的产品装运后必须通知客户确认测量系统分析的方法被客户所批准 注意 绝大多数人把MSA理解为单纯的GR R 本讲座将证明这种错误观念与事实差之千里 24 检验 测量和测试仪器的控制 测量系统分析对客户批准的控制计划中所确定的每一种检验 测量和测试系统作统计分析供应商应当把统计分析的范围

7、从量具种类延伸到产品族分析方法和接受标准应符合客户批准的标准或MSA手册的要求 25 检验 测量和测试仪器的控制 优胜者的检验 测量和测试设备控制方法最大限度地减少量具种类最大限度地减少量具数量根据产品族添置量具根据MSA手册的要求 按产品族进行统计分析只采用符合MSA要求的量具不允许个人量具用6 过程分布计算MSA结果 而不是规范或公差值 26 实施汽车质量体系的要求 标识所有检验 测量和测试设备 及其校准状态确定其准确度和精确度进行测量设备的变差分析 MSA 当量具被发现处于非校准状态时 对其以前测量的结果作确认量具的搬运 保护和存放对量具作安全保护 防止校准记录应包括个人量具采用所有MS

8、A手册中的标准 27 总结 汽车行业质量管理体系对MSA的要求详见ISO TS 16949 2002版 之7 6 1条款 MSA需考虑线性 偏倚 稳定性 重复性 再现性五个方面 MSA的应用必须考虑范围 频率 时机 方法和接受准则的规定 至少应对每种量具作属性类和变量类的研究 28 测量系统的统计特性 29 MSA的应用 30 理想的测量系统 每次都能获得正确的测量值 每个测量值都与标准件一致统计特性 零 零 偏倚 零 概率误判被测量产品 31 测量系统数据 测量系统的质量由其测量值的统计特性所决定 应当 很小的偏倚和变差测量值接近标准件R R小于10 确定所需数据 如何使用测量系统 它的统计

9、特性和测量方法值得花费时间和成本以确定测量系统的统计特性是否满足要求 32 测量系统必须处于统计稳定状态 也就是说 测量系统的变差不受特殊原因支配1 一般说来 当没有数值 点 落在特殊原因区域内时 测量系统便处于统计控制状态2 如果没有如SPC手册中描述的数据趋势或漂移时 我们也可认为是统计控制状态 统计控制 33 数学表达 过程控制中所收集的数据包含二种不同的 相对独立的变差来源 制造过程变差 MPV 测量系统变差 MSV 总变差 TV MPV MSV 34 测量系统的变差必须小于制造过程变差MSV MPV注 测量系统的变差必须尽可能小 变差 35 测量系统变差必须小于规范公差或过程容限测量

10、系统的增量标记必须小于规范公差的增量规范 2 530 0 005测量系统增量 0 0001 规范 36 共同特性 测量系统 必须处于统计控制状态与制造过程变差和规范容限相比 测量系统变差必须很小增量不大于过程变差或规范容限中的较小者的十分之一最差变差必须比过程变差或规范容限中较小者为小 37 MSA标准的优点 采用可以追溯的标准 以便 作为比较的共同点确认测量系统估计测量系统准确性解决来自不同方面的冲突 38 标准的局限性 难于应用于破坏性测试有些产品特性和过程结果无确定的行业或国家标准有些测试无行业或国家标准在设计开发 合同评审和APQP的过程中讨论这些局限性 事关管理职责问题 39 仪器范

11、例 具有行业特点的检验 测量和测试仪器的种类Ballsheartest拉丝测试轮廓仪刻度指示仪高倍显微镜X光测厚仪 其它种类 40 MSA的应用 MSA 测量系统的统计特性 41 分辨率 了解测量系统的能力 以提供过程变差的信息当测量系统不能探测过程变差时 不宜作测量系统分析当测量系统不能探测特殊原因变差时 不宜用作过程控制 42 分辨率的范例 MSA手册的定义提供分辨率分别为0 001 和0 01 的二个测量系统之间的反差用二个系统测量同一组样本 建立如下页所示的均值和极差图 X RChart 43 过程控制图 44 分辨率不足 当极差图出现以下情况时 表示测量系统的分辨率不足 只有一 二或

12、三个数值的极差可读四分之一以上极差为零选择分辨率按比例小于规范或过程变差 以获得足够的分辨率 45 分辨率的决定原则 分辨率应当为 容限 公差或分布的十分之一在PPAP之前 APQP和测试期间进行量具分辨率的研究研究制造过程的极差图 如果只有一 二或三个极差图时 表示测量系统的分辨率不够从不断改进的角度看 十分之一的公差值可能不够 MSA建议用6o制造标准差的十分之一 46 理解分辨率 测量硬币的厚度哪种测量系统能更好地提供三个硬币厚度变差的信息 定义 测量系统可能探测和表达被测特性最小变化的能力 即分辨力 47 测量系统的量化 48 MSA的应用 MSA 49 测量系统量化 目的帮助理解测量

13、系统的变差来源并量化其对测量结果的影响范围评估主要的统计特性 准确度和精确度重复性再现性偏倚稳定性线性 50 准确度和精确度 量化 准确度以偏倚评估精确度以重复性和再现性评估 51 准确度和精确度范例 量具A 量具B 量具C A具有最佳准确度B具有最佳精确度C的准确度好于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 52 偏倚 观测值与基准值之差 基准值可接受的参考值或标准值 用作测量值的认可基准 基准值可以由更高级别的测量设备而获得的测量均值决定 53 偏倚范例 至为A的偏倚 至为B的偏倚 至为C的偏倚 54 量具偏倚的工作指南 1 用标准值或高等级量具 如完全尺寸检验设备

14、获得基准值2 用测量室或完全尺寸检验设备3 由同一评鉴人对同一零件作至少10次测量4 计算 读数的均值偏倚 观值均值 基准值偏倚 偏倚 过程变差 公差 100 55 为何作量具偏倚分析 从比例上讲 不会象R R那么大 但有助于量化准确度用于同一量具的稳定性和线性分析基准值应与其它统计特性评估相同在以后其他评鉴人作GR R分析时 作读数比较 Xa Xb Xc 56 量具偏倚大的原因 标准值有误测量设备 磨损错误的尺寸测量错误的特性校准不当作业员使用不当 57 偏倚范例 观测次数外径观测值 英寸 10 7266020 7244030 7253540 7263050 7271060 7274570

15、7263080 7251590 72525100 72570 均值 X bar 0 72596偏倚 观测均值 基准值 0 72596 0 72650 0 00036 偏倚 偏倚 过程变差 x100 0 00036 0 00310 x100 11 6 观测值要比基准值平均小0 00036 占过程变差的11 6 同一作业员对一条轴的外径作了10次测量 数据如下 过程变差估计为0 00310 基准值为0 72650 是一个名誉值 即假定产品与原样一致 估计偏倚 58 练习二 偏倚 1 分组估计量具的偏倚 选出一个记录员和四个评鉴人2 用你们的零件和量具 否则用一组硬币3 将结果记录在练习纸上4 计算

16、观测值和偏倚值 转换为百分数你们必须知道完全尺寸检验值和如何使用量具测量这一特性 参见下一页的基准值5 这一练习与上一个练习 练习一 有何不同 6 描述这一测量系统和你们从这些测量值中注意到了什么 59 基准值 硬币直径 英寸 厘米 1美分0 75 1 9055美分0 85 2 15910美分0 70 1 77825美分0 95 2 413 60 稳定性 稳定性 或漂移 是指一个测量系统在一段时间 指几天而不是几小时 获得的对同一标准件或零件的一个单一特性的测量总变差 Biaschangeswithtime 61 稳定性范例 量具A的第一次均值 量具A的第二次均值 至为A的稳定性 62 稳定性 稳定性是测量系统对特定零件或标准件在不同时间的偏倚的总变差当同时有多个测量系统介入时 偏倚最小的那个系统被认为是稳定的系统 63 量具的稳定性 一般没有R R问题大有助于确定校准周期当多个系统测量同一标准件并在不同时间内有显著的变差时 有助于确定最稳定的测量系统应追溯二次测试并图表化 至少应记录实际读数和其它相关数据 64 对量具稳定性的影响 时间 长时间的不用或间歇使用二次稳定性试验的测量数很