MSA培训资料

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1、C O N S U L T I N GC O N S U L T I N GT R A I N I N GT R A I N I N GB u i l d i n g S u c c e s s i n C h i n a M S A测量系统分析第 3 版：2001年8月1M S A杨战省 博士 Jason Yang PhD高级顾问师Senior Consultant项目经理Project Manager手机(Mobile Phone): (0) 1350 1798 651传真(Fax): (021) 6408 9770电子信箱(E-Mail): 第 3 版：2001年8月2M S A MSA

2、 介绍 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 附件内容提要第 3 版：2001年8月3M S AMSA 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 识第 3 版：2001年8月4M S A测量体系分析 简 介第 3 版：2001年8月5M S A 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第 3 版：2001年8月6M S A什么是

3、测量体系分析 测量体系分析(MSA) MSA用于分析测量体系对测量值的影响 强调仪器和人的影响 我们对测量体系作测试，以确定测量数值的统计 特性，并与可接受的标准相比较第 3 版：2001年8月7M S A测量体系变差测量过程的构成因子及其相互作用，产生了测量 结果或数值的变差。测量值 变差环境方法仪器 (机器)材料人员第 3 版：2001年8月8M S A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第 3 版：2001年8月9M S A环境影响测

4、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第 3 版：2001年8月10M S A在绞线制造中，电线绝缘层的厚度会因测量方法不同 而不同二种方法的 测量结果 不一样测量方法影响测量结果扁 平 圆 形 同 心轴第 3 版：2001年8月11M S A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，卡尺第 3 版：2001年8月12M S A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、重复性、再 现性、稳定性和线性 必须在采纳一个

5、测量系统前知道其测量变差第 3 版：2001年8月13M S AMSA 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第 3 版：2001年8月14M S A总 结 TS16949有关测量系统的要求详见 7.6 7.6.1要求MSA MSA文件易被误解 诸如偏倚等问题，应当在选择量具时加以考虑 至少应对每种量具作计数类和变量类的研究第 3 版：2001年8月15M S A测量系统的统计特性第 3 版：2001年8月16M S A理想的测量系统 每次都能获得正确的测量值，

6、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第 3 版：2001年8月17M S AMeasurement System Data 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第 3 版：2001年8月18M S A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

7、手册中描述的数据趋势或漂移时，我们也可认为处于统计控制状态统计控制共同原因区域特殊原因区域特殊原因区域第 3 版：2001年8月19M S A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第 3 版：2001年8月20M S A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第 3 版：2001年8月21M S AMSA标准的优点采用可以

8、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第 3 版：2001年8月22M S A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 ；事关管理职责问题第 3 版：2001年8月23M S A测量系统的量化第 3 版：2001年8月24M S A量化 目的 帮助理解测量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 线性第 3 版：2001年8月25M S A准确度和精

9、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第 3 版：2001年8月26M S A准确度和精确度范例量具 A量具 B量具 CA 具有最佳准确度 B 具有最佳精确度 C 的准确度好于B比较比较A A和和C C的表现的表现量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值第 3 版：2001年8月27M S A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。第 3 版：2001年8月28M S A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，获得基准值 2. 用测量室或完全尺寸检验设备

10、 3. 由同一评价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第 3 版：2001年8月29M S A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 在以后其他评价人作GR&R分析时，作读数比较 (Xa, Xb, Xc)第 3 版：2001年8月30M S A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 作业员使用不当第 3 版：2001年8月31M S A稳定性稳定性(或漂移)是指一个测量

11、 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 量总变差第 3 版：2001年8月32M S A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的稳定性第 3 版：2001年8月33M S A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第 3 版：2001年8月34M S A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

12、 相关数据)第 3 版：2001年8月35M S A对量具稳定性的影响 时间- 长时间的不同或间歇使用 二次稳定性试验的测量数很大或很小 环境或系统变化，例如：湿度，气压 与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效应、磨 损度、缺乏维护、作业员或实验人员缺乏培训等第 3 版：2001年8月36M S A量具稳定性错误的原因 校准频度不够或太过频繁 缺乏气压调节或过滤 电子或其它量具的预热期 缺少维护 不易观察的磨损和损坏 氧化(生锈)第 3 版：2001年8月37M S A量具稳定性分析量具稳定性工作指南 1. 取样并建立基准值，使之具备追溯性；确定稳 定性分析的标准样件 如果不可能，选择处于中极

13、差值(过程或公差)的生 产零件 最好的做法是选择低、中、高极差值的样本 - 同 时图析/追踪三个类别第 3 版：2001年8月38M S A量具稳定性分析量具稳定性工作指南(续) 2. 对标准件在一天的不同时间作3至5次测量(根 据测量系统的具体情况而定) 3. 把数据作成均值和极差图或均值和标准差图 4. 根据通常的SPC要求作评估 5. 将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用 性第 3 版：2001年8月39M S A稳定性图析均值和极差或均值和标准差控制图是测量系统稳 定性分析的好方法第 3 版：2001年8月40M S A对稳定性图的分析如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非

14、控 制状态 均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不正确 偏倚改变了- 确定原因并改正 如果原因是磨损 - 重复校准、维修 测量系统控制图适用于标准件或期望测量的低/中/高极差的 标准第 3 版：2001年8月41M S A对稳定性图的分析 将稳定性控制图在低/中/高极差间和在不同时间 的不同测量系统间作比较 不必计算测量系统稳定性数值 - 通过减少系统 变差改善稳定性第 3 版：2001年8月42M S A线性量具在期望的作业范围偏倚值的差第 3 版：2001年8月43M S A量具的线性 量具的线性通过对量具期望作业范围内的偏倚分 析而确定 至少要作二次分析，在量具作业范围的开端和末 端

15、各一次 量具作业范围的中部也应考虑第 3 版：2001年8月44M S A量具线性分析量具线性工作指南 1.选择可供测量系统不同作业范围作测量的5-8个零件 2.用完全尺寸检验设备确定每个零件的基准值 3. 由一个评价人和同一量具测量所有零件 4. 每个零件重复10-12次测量第 3 版：2001年8月45M S A量具线性分析量具线性工作指南(续) 5. 计算零件的偏倚 偏倚 = 观察平均值 - 基准值 6. 将计算出的偏倚由小到大排序 7. 以偏倚均值(Y-轴)对基准值(X轴)建立散布图第 3 版：2001年8月46M S A量具线性分析量具线性工作指南(续) 9. 线性由这些点的最佳拟合直线的斜率确定。一般说 来，斜率越小表示线性越好 10. 计算量具的线性指数 量具的线性指数 = 斜率 过程变差(或公差) 线性% = 100线性/过程变差 (或公差)第 3 版：2001年8月47M S A线性图析第 3 版：2001年8月48M S A分析线性直线回归系数的符合性值(R2)反映了偏倚和基准 值之间的相关程度 如果符合性好且呈线性关系，评估回归线的可接受 性 ( 或 30%, 系统需要改进第 3 版：2001年8月78M S AMSA 总结 分辨率准确度精