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1、测 量 系 统 分 析Measurement Systems Analysis ( M S A ),1、测量系统分析(MSA)的概念: 指 Measurement Systems Analysis (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/TS 16949:2002 质量管理体系对测量系统分析
2、(MSA)的要求: 7.6.1 测量系统分析 为分析每种测量和试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
3、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
4、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; 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SP
5、C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 )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
6、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; 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
7、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。 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
8、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
9、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,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
10、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、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
11、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
12、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
13、: 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
14、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(
15、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;
16、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