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1、MSA测量系统分析,.,2,目录,内容： 为什么要进行MSA-Why？ 什么是MSA？-What ？ 如何进行MSA？- How？ 什么时候进行MSA？-When？,.,3,TS-16949 标准7.6 监视和测量设备的控制 7.6.1测量系统分析 为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，应进行适当统计研究。 此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统。 所用的分析方法及接收准则，应符合与顾客关于测量系统分析的参考手册的要求。 如果得到顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。,为什么要进行MSA？,.,4,为什么要进行MSA？,.,5,我（你）的测量数据是可靠的吗？ 测量系统有足够
2、的分辨力吗？ 两年内量具的结果能否保持一致？ 为什么不同的测量人员得到的结果不同，我应该相信谁？ 量具测量重复测量时结果也不尽相同，应该如何取值？ ,为什么要进行MSA？,.,6,因此我们需要： 通过一系列的科学方法确保具有合适分辨力和小的测量系统误差的测量系统。,为什么要进行MSA？,.,7,开展MSA可以获得什么？ 确信测量系统处于统计控制中，处于受控状态； 确信测量系统能尽可能产生理想的测量结果； 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； ,为什么要进行MSA
3、？,.,8,内容： 为什么要进行MSA-Why？ 什么是MSA？-What ？ 如何进行MSA？- How？ 什么时候进行MSA？-When？,目录,.,9,MSA测量系统分析 1.是一种系统性的方法 2.监测总变异中测量系统占的比例 3.人的误差和设备误差占总误差的百分比,什么是MSA？,MSA分析方法：偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性,.,10,测量：以确定量值为目的的一组操作。 测量设备：为实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质或辅助设备或它们的组合。 测量系统：指获得测量结果的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合。 ,什么是MSA？,术语,.,11,影响测量
4、系统的因素: 量具(Gage) 人(People) 测量技术(Measurement Technique) 测量程序(Measurement Procedure) 软件(Software) 环境(Environment) 其它因素(Other Factors),什么是MSA？,.,12,内容： 为什么要进行MSA-Why？ 什么是MSA？-What ？ 什么时候进行MSA？-When？ 如何进行MSA？- How？,目录,.,13,APQP手册中规定: 过程设计和开发阶段：小组应制订所需的MSA计划。 MSA计划来源和输入时间 计划至少应包括量具的：线形、准确度、重复性、再现性以及备用量具的相
5、关性。 产品和过程确认阶段：MSA分析报告。输出时间。 PPAP手册中规定: PPAP提交资料中包括：测量系统分析研究。 提交时间 即：对新的或进的量具测量和试验设备应参考MSA手册进行变差研究,什么时候进行MSA？,.,14,1、现有的量具： 控制计划中提到的（生产控制中）必须做MSA分析。 控制计划中未提到的，不必做MSA分析。 2、新量具： 新量具要先进行判断是否需要做MSA分析。 如果量程一样，厂家一样、型号一样的产品。 新购入，原则上也要做MSA。,什么时候进行MSA？,.,15,3、现有量具和新量具已做MSA 五大要素中有一个发生更改时，要去考虑是否有必要重新做MSA 人： 如果人
6、发生更改，但组织若能保证其为合格检验员，具有合格检验员应有的检验能力，可不用再做； 量具：调整测量仪器，精度一样或不足要做MSA，精度变高，不需做MSA； 方法：发生变换，要做MSA。如果确信方法更好，不用做MSA； 环境：发生变换，要做MSA；如果环境更严，不用做MSA； 产品：规格发生变化：100.1改为120.1，可以不用做MSA; 公差发生变化：100.1改为100.05，要做MSA； 100.1改为100.2， 不要做MSA,什么时候进行MSA？,.,16,内容： 为什么要进行MSA-Why？ 什么是MSA？-What ？ 如何进行MSA？- How？ 什么时候进行MSA？-When
7、？,目录,.,17,测量分类,计量型数据 可以用数字表达的质量特性数据。 如：厚度、压力、长度等,计数型数据 只能给出定性的结果的检测数据。 如：用通过/不通过量规检测孔，只能告诉通过/不通过，而不能告诉孔的大小的具体数值。,如何进行MSA？,.,18,计量型测量系统 测量系统变差的分布特征： 反映测量值相对于标准值的位置： 偏倚(Bias) 线性(Linearity) 稳定性(Stability) 反映测量值的分散程度方差，也即R&R： 重复性(Repeatability) 再现性(Reproducibility),如何进行MSA？,.,19,测量系统研究准备 1.计划要使用的方法（偏倚、线
8、性、稳定性、重复性&再现性）； 2.确定评价人的数量、样品数量及重复读数次数； 3.从日常操作该仪器的人中挑选评价人； 4.样品必须从过程中随机选取并代表整个工作范围； 5.仪器的分辨率应允许至少读取特性的预期过程变差的十分之一； 6.确保测量方法（即评价人和仪器）在按照规定的测量步骤测量特征尺寸。,如何进行MSA？,.,20,测量系统研究的注意事项 评价人是现场操作人员数据来源 测量必须按照随机顺序进行； 不应让评价人知道正在检查零件的编号和其他人的检测结果；盲测 测量读数应估计到可得到的最接近的数字； 研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行； 每一位评价人在整个研究过程中应采用相同的测
9、量方法。,如何进行MSA？,.,21,偏倚：对一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的差值；,如何进行MSA？,.,22,偏倚分析： 关键是确定基准值； 选择一个落在过程产品测量值均值附近的产品作为标准样本； 将该样件送到一个比该测量系统更高级别的测量系统上，进行多次测量，取这些多次测量结果的平均值作为基准值。,如何进行MSA？,判定准则： 如果0落在围绕偏倚值1-置信区间内，偏倚在水平是可接受的。,.,23,数据采集：,如何进行MSA？,.,24,偏倚较大，可能的原因： 标准或基准值误差；检验校准程序 仪器磨损； 维护或修理 制造的仪器尺寸不对； 仪器测量了错误的特性； 仪器校准不当； 复
10、查校准方法 评价人员使用仪器不当； 复查检验说明书 仪器修正计算不正确,如何进行MSA？,.,25,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；（或称漂移）,如何进行MSA？,.,26,决定要分析的测量系統,选取一标准样本，取值参考值,测量设备的现使用人员以一定的周期测量样本不少于3次，至少测量15组数据,输入数据到EXCEL， Xbar-R表格中,计算控制界限，并 用图判定是否稳定,保留记录,产品特性/控制计划中所提及的过程特性,针对样本使用更高精密度等级的仪器进行精密测量10次，计算平均值，作为基准值。,1.测量设备的现场使用人员 2.以一定的周期（每班
11、/每天/每周），测量次数3次,判定准则： a) 不可有一个点落在A区之外； b) 不可连续9点出现在中心线同一侧； c) 不可连续6点递增或递减； e) 不可连续14点中相邻点交替上下； f) 不可连续3点中有2点落在中心线同一侧的B区以外； g) 不可连续5点中有4点落在中心线同一侧C区之外； h) 不可连续15点落在中心线两侧的C区之内； i) 不可连续8点落在中心线两侧且无一在C区之内； j) 不可有点超出控制界限。 否则，该测量设备的稳定性不可接受，需予以改进。,稳定性研究基于偏倚和线性,如何进行MSA？,.,27,可利用平均值极差控制图来研究稳定性,如何进行MSA？,平均值失控表示：
12、系统不再正确地测量（偏倚已经改变），可能的原因：需要校准等,极差图失控表示：不稳定的重复性；可能的原因：部件松动、气路堵塞、电压变化等,.,28,线性：量具预期的工作量程内，偏倚值的差值。,例：一把游标卡尺，几个刻度50、100、150、250这四个不同刻度之间，他们的偏倚是否成一条线性。,如何进行MSA？,.,29,线性研究 1）选择n5 个零件，由于过程变差，这些零件测量值涵盖这量具的整个工作量程。 2）由现场当中取出，最好能覆盖的最大值和最小值，对样品进行精测，测10次的平均值作为参考值(基准）； 3）让使用该测量设备的操作者测量每个零件m 10次。 随机的选择零件以使评价人对测量偏倚的
13、“记忆”最小化盲测。 4）将数据填入相应的表格中。,如何进行MSA？,.,30,测量系统非线性的可能原因： 在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准； 最小或最大值校准量具的误差； 磨损的仪器； 仪器固有的设计特性； ,如何进行MSA？,.,31,重复性：由同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值的变差。（四同） 它是设备本身固有的变差或性能仪器的变差，是从规定的测量条件下连续试验得到的普通原因变差。 主要反映：量具变异。,如何进行MSA？,.,32,产生重复性的一般原因： 仪器自身； 零件在仪器中位置变化； 仪器设计或方法缺乏稳健性，一致性不好 量具或零件变形
14、，硬度不足 ,如何进行MSA？,.,33,再现性：由不同的评价人，采用同一个的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。 主要反映:人的变异,如何进行MSA？,.,34,重复性和再现性研究,重复性和再现性的分析可以理解为系统内变差和系统间的变差，即量具的变差和人的变差。 通常我们用三种方法： 1.极差法 2.均值极差法 3.方差分析法 应用广泛的是均值极差法,如何进行MSA？,.,35,均值极差法: 步骤: 1.获取样本零件数n10，被选零件尽可能反映整个过变差。 2.选择3位现场量具的操作人员（A、B、C），对10个零件进行编号(1-n)。注意:不能人评价人看见。 3.由评价人A、
15、B、C对n个零件随机抽样测量，但使他们不知道其他人的测量值，并分别将测量值记录在数据表中。 4.用不同的随机测量顺序重复测量该循环，并记录数据。（共90个数据）,如何进行MSA？,.,36,重复性&再现性数据表,如何进行MSA？,一共采集90个数据,.,37,测量系统重复性和再现性占总过程变差的百分比（%R&R）的可接受性准则： %R&R10% 测量系统可接受； 10%R&R30% 根据应用的重要性、量具成本和维修的费用等可能是可接受的（有条件接受）； 30% 测量系统需要改进。,如何进行MSA？,.,38,重复性与再现性之间比较： 如果重复性再现性： 仪器需要维护； 量具应重新设计，以提高适
16、用性； 夹紧和检验点需要改进； 存在过大的零件内变差； 如果再现性重复性： 评价人需要更好的培训如何使用量具和读数 需要某种夹具帮助评价人提高实用量具的一致性,如何进行MSA？,.,39,计数型MSA,由于计数型缺点的判定容易受人为因素的影响， 因此， 计数值测量系统的分析，主要在于： 评估评价人在重复检测合格与不合格零件时的有效性； 评估评价人拒收合格零件或接受不合格零件的风险有多大； 比较不同评价人的有效性。,它是一种离散型的，结果常常是：通过/不通过、合格/不合格、 好/坏 最常见的是：G/NG的量具,如何进行MSA？,.,40,随机抽取50个零件，同样要覆盖全过程范围的零件； 选3名现场量具使用人员作为评价人； 每个人以随机顺序对每个零件测量3次； 1接受（合格），0不接受（不合格）。 所选零件数：1/3合格，1/3不合格，1/3边缘产品（合格边缘
