《精编》测量系统研究分析培训

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1、测量系统分析MeasurementSystemsAnalysis MSA 上海奥邦科技发展有限公司 1 测量系统分析 MSA 的概念 指MeasurementSystemsAnalysis 测量系统分析 的英文简称 M Measurement 测量S Systems 系统A Analysis 分析2 测量系统的定义 指用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具 标准 操作 方法 夹具 软件 人员 环境和假设的集合 用来获得测量结果的整个过程 一 测量系统分析 MSA 概述 3 ISO TS16949 2002质量管理体系对测量系统分析 MSA 的要求 7 6 1测量系统分析为分析每种测量和试

2、验设备系统得出的测量结果存在的变差 必须进行适当的统计研究 此要求必须适用于在控制计划中提及的测量系统 所用的分析方法及接收准则必须符合顾客关于测量系统分析的参考手册的要求 如果得到顾客的批准 也可采用其它分析方法和接收准则 4 测量系统分析 MSA 理解要点说明 在控制计划中提出的测量系统都要进行测量系统 MSA 分析 主要是针对产品特性所使用到的测量系统 所用的测量分析方法及接收准则必须与顾客关于测量系统分析的参考手册相一致 如经顾客批准 也可以采用其它方法及接收准则 ISO TS16949 2002标准中的体系内部审核检查表强调要有证据证明上述要求已达到 生产件批准程序 PPAP 手册中

3、明确规定 对新的或改进的量具 测量和试验设备必须参考测量系统分析 MSA 手册进行变差统计研究 产品质量先期策划 APQP 手册中明确规定 测量系统分析 MSA 作为第四阶段 产品和过程确认 的输出之一 测量系统分析 SPC 手册中明确指出测量系统分析 MSA 是控制图必需的准备工作内容之一 5 测量系统分析 MSA 在ISO TS16949 2002体系标准中实施要点说明 标识监视与测量设备及其检定 校准的状态 确定量具的准确度和精确度 当量具被发现处于非检定 校准状态或失准状态时 应对其以前的测量结果进行确认 确保所有的量具的搬运 防护 保护 维护 清洁和贮存 检定 校准记录应包括个人量具

4、 应用符合顾客要求的测量系统分析 MSA 手册 第三版 中规定的测量分析方法和接收准则 除非顾客规定其它的测量分析方法和接收准则 6 测量系统分析 MSA 在ISO TS16949 2002体系标准中实施的优胜者方法 最大限度的减少量具的种类 最大限度的减少量具的数量 根据产品族添置所需要的量具 只采用符合测量系统分析 MSA 要求的量具 不允许个人量具 用6 过程分布计算结果 而不是规格公差 7 MSA与APQP CP FMEA PPAP和SPC的关系 8 过程分析 乌龟图 在测量系统分析 MSA 中的运用 9 测量系统分析 MSA 的目的1 对参加课程培训的人员 理解测量系统分析 MSA

5、在产品控制和过程改进中的重要性 具备开展测量系统分析 MSA 所需要的实用知识 建立测量系统不确定度的量化方法 可测量指标和接受准则 从而作出专业 客观的评价 2 对企业使用测量系统分析 MSA 方法 确定新购或经维修 校准合格后的测量设备在生产过程中使用时能提供客观 正确的分析 评价数据 对各种测量和试验设备系统测量结果的变差进行适当的可靠性统计研究 以了解测量系统是否满足产品特性的测量需求和评价测量系统的适用性 确保产品质量满足和符合顾客的要求和需求 10 测量系统分析 MSA 实施的时机和范围凡组织在控制计划中所提及的和 或顾客要求的所有监视和测量装置均要进行测量系统分析 MSA 新产品

6、 因设计记录 规范和工程更改所引起的产品更改 常规产品 老产品 旧产品 特别是以上产品中被确定为产品特殊特性所使用到的监视和测量装置必须进行测量系统分析 MSA 只针对产品特性所使用到的监视和测量装置进行测量系统分析 MSA 而对过程特性所使用到的监视和测量装置则不需要进行测量系统分析 MSA 11 编制监视和测量装置的测量系统分析 MSA 计划质量部根据控制计划和 或顾客要求制定监视和测量装置的 测量系统分析计划 并确定在控制计划和 或顾客要求中所用到的监视和测量装置需进行测量系统分析的方法 内容 预计完成时间 负责部门 人员 分析频率 进度要求等 经管理者代表核准后由质量部和相关部门执行

7、进行测量系统分析 MSA 的工作 和管理人员必须接受公司内部或外部的相关测量系统分析课程培训 训练 并经考试合格或获得相关证书 方可进行测量系统分析 MSA 工作 12 测量系统分析 MSA 第三版和第二版区别 第三版测量系统分析 MSA 手册中对重复性和再现性 GR R 的常用系数K1 K2和K3发生变化 与第二版的常用系数K1 K2和K3不同 第三版测量系统分析 MSA 手册中对重复性和再现性 GR R 分析方法的计算内容增加了ndc 分级数 的计算 并要求ndc 分级数 的计算结果必须取整数且ndc 分级数 必须 5 而在第二版测量系统分析 MSA 手册中却对此没有要求 第三版测量系统分

8、析 MSA 手册中对计数型量具的分析方法规定为 风险分析法 假设检验分析和信号探测理论 解析法 已经不再使用第二版测量系统分析 MSA 手册中的小样法分析和大样法分析 第三版测量系统分析 MSA 手册中对破坏性测量系统要求使用X Rm控制图 单值极差 进行测量系统分析 MSA 而在第二版测量系统分析 MSA 手册中却没有要求 二 与测量系统有关的术语和定义 1 测量 定义为赋值 或数 给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系 这个定义有C Eisenhart 1963 首次提出 赋值过程定义为测量过程 而赋予的值定义为测量值 2 量具 任何用来获得测量结果的装置 经常用来特指用在车间的装置

9、包括通过 不通过装置 如 塞规 通 止规等 3 测量系统 是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具 标准 操作 方法 夹具 软件 人员 环境和假设的集合 用来获得测量结果的整个过程 根据定义 一个测量过程可以看成是一个制造过程 它产生数值 数据 作为输出 这样看待测量系统是有用的 因为这可以使组织运用那些早已在统计过程控制领域证明了有效性的所有概念 原理和工具 4 测量系统误差 由于量具偏倚 重复性 再现性 稳定性和线性产生的合成变差 5 校准 在规定条件下 建立测量装置和己知基准值和不确定度的可溯源标准之间的关系的一组操作 校准可能也包括通过调整被比较的测量装置的准确度差异而进行的探测

10、 相关性 报告或消除的步骤 6 核准周期 两次校准间的规定时间总量或一组条件 在此期间 测量装置的校准参数被认定为有效的 7 标准 一个标准是根据普遍认同的意见使之作为比较的基础 是一个可接受的模型 它可能是一件人工制品或总效果 各种仪器 程序等 由某一权力机构确定和建立 作为数量 重量 范围 值或质量的测量规则 用于比较的可接受的基准 用于接受的准则 已知数值 在表明的不确定度界限内 作为真值被接受 基准值 一个标准应该是一个可操作的定义 由供应商或顾客应用时 在昨天 今天和明天都具有同样的含义 产生同样的结果 8 参考标准 一般在给定位置可得到的最高计量质量标准 在这个位置进行的测量 都是

11、以此标准为最终参照 9 测量和试验设备 M TE 完成一次测量所必需的所有测量仪器 测量标准 基准材料以及辅助设备 10 校准标准 在进行定期校准中作为基准的标准 用来减轻按照试验室基准标准来进行的校准工作负担 11 传递标准 用于把一个独立的已知值的标准与正在校准的元件进行比较的标准 12 基准 用于校准过程的参考标准 也被称为参考标准或校准标准 13 工作标准 在试验室中用于进行定期测量的标准 不用于校准标准 但是也许可以用作传递标准 需要仔细考虑针对某一标准的材料选择 材料的使用应反映测量系统的使用和范围 以及基于时间的变差源 如磨损及环境因素 温度 湿度等 14 检查标准 一个非常类似

12、设计测量过程的测量人工制品 不过它本身比被评价的测量过程更稳定 不同标准之间的联系 15 参考值 参考值也称为可被接受的参考值或基准值 它是一个人工制品值或总效果值用作约定的比较基准值 该参考值基于下列各值而定 由较高级 如计量实验室或全尺寸检验设备 的测量设备得到的几个测量平均值确定 法定值 由法律定义和强制执行 理论值 根据科学原理而得 给定值 根据某些国家或国际组织的实验工作 由可靠的理论支持 而得 同意值 根据由科学或工程组主持下的合作实验工作而得 由用户 诸如专业和贸易组织在意见完全一致情况下来定义 协议值 由有关各方明确一致同意的值 在所有情况下 参考值必须基于可操作的定义和可接受

13、的测量系统的结果 为此 用于决定参考值的测量系统应包括 使用比用于正常评价的系统要高的分辨等级和较低的测量系统误差的仪器 使用源于 美国 国家标准和技术局 NIST 或其他的NMI的标准进行校准 16 基本设备 16 1分辨力 别名 可读性 分辨率 又称最小的可读数单位 分辨率是测量分辨率 刻度限值或测量装置和标准的最小可探测单位 它是量具设计的一个固有特性 并作为测量或分级的单位被报告 数据分级数通常称为 分辨力比率 因为它描述了给定的观察过程变差能可靠地划分为多少级 由设计决定的固有特性 测量或仪器输出的最小刻度单位 总是以测量单位报告 1 10经验法则 16 2有效分辨率 考虑整个测量系

14、统变差时的数据分级大小叫有效分辨率 基于测量系统变差的置信区间长度来确定该等级的大小 通过把该数据大小划分为预期的过程分布范围能确定数据分级数 ndc 对于有效分辨率 该ndc的标准 在97 置信水平 估计值为1 41 PV GRR 见Wheeler 1989 一书中的另一种解释 对于一个特定的应用 测量系统对过程变差的灵敏性 产生有用的测量输出信号的最小输入值 总是以一个测量单位报告 16 3真值 真值是零件的 实际 测量值 虽然这个值是不知道的 并且是不可知的 但是它是测量过程的目标 任何人读值都应尽可能 经济地 接近这个值 遗憾的是 真值的确从没能够被知道 在所有的分析中 参考值被用作真

15、值的近似值 因为参考值被用作真值的替代值 所以这些标准术语常常互换使用 不过不推荐这种用法 物品的实际值 未知的和不可知的 16 4基准值 被承认的一个被测体的数值 作为一致同意的用于进行比较的基准或标准样本 一个基于科学原理的理论值或确定值 一个基于某国家或国际组织的指定值 一个基于某科学或工程组织主持的合作试验工作产生的一致同意值 对于具体用途 采用接受的参考方法获得的一个同意值 该值包含特定数量的定义 并为其它已知目的自然被接受 有时是按惯例被接受 人为规定的可接受值 需要一个可操作的定义 作为真值的替代 一个基准值可通过采用更高级别的测量设备 如 计量实验室或全尺寸检验设备 进行多次测

16、量 取其平均值来确定 注 与基准值同义使用的其它术语 已接受的基准值 已接受值 惯用值 惯用真值 指定值 最佳估计值 标准值 标准测量 17 位置变差 17 1准确度 观测值和可接受的基准值之间同意的接近程度 接近 真值或可接受的基准值 ASTM包括位置和宽度误差的影响 一个表示准确的通用概念 它涉及一个或多个测量结果的平均值与一个参考值之间一致的接近程度 测量过程必须处于统计控制状态 否则过程的准确度就毫无意义 在一些组织中准确度和偏倚互换使用 ISO 国际标准化组织 以及ASTM 美国实验与材料协会 使用准确度这个术语时同时包含了偏倚和重复性的含义 为了避免由使用准确度一词产生的混淆 ASTM建议术语偏倚只被用来描述位置误差 本文将沿用这个原则 17 2偏倚 对同样的零件的同样特性 测量的观测平均值 在可重复条件下的一组试验 和真值 基准值 之间的差值 偏倚常被称作 准确度 传统上称为 准确度 因为 accuracy 在字面上有好几种意思 所以建议不要用它来替代 偏倚 偏倚是在测量系统操作范围内对一个点的评估和表达 测量结果的观测平均值与基准值之间的差异 测量系统的系统误差分析 偏