测量系统分析msa介绍1

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1、1,质量管理体系 汽车生产件及相关维修零件组织 应用ISO9001：2008的特别要求,测量系统分析 （MSA）,ISO/TS16949：2009,2,测量系统分析（MSA）,MSA的问题 1、为什么量具进行了检定或校准还要进行测量系统分析？ 2、为什么经过100%的检验，顾客还说存在不合格品？ 3、为什么品质部门经常与生产部门争吵？ 4、什么样的测量系统才是可接受的？,3,测量系统分析（MSA）,内容： 1、引言 2、测量系统分析介绍 3、测量系统分析研究的准备 4、测量系统的分析研究 偏倚 线性 稳定性 重复性和再现性 计数型量具研究,4,测量系统分析（MSA）,ISO/TS 16949的

2、相关要求 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结果中出现的变差，应进行统计研究。此要求应适用于控制计划中提出的测量系统。所用的分析方法及接受准则应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，也可使用其他分析方法和接受准则。,5,数据的质量,数据的质量取决于从处于稳定条件下进行操作的测量系统中，多次测量的统计特性； 如果这些测量均值与该特性的参考值（master value）“接近”，那么，数据的质量被称为“高” 同样，如果部分或所有的值与参考值相差“很远”，则数据的质量很“低”。 表征数据质量最通用的统计特性是测量系统的偏倚和方差。所谓偏倚的特性，是指

3、数据相对基准（标准）值的位置，而所谓方差的特性，是指数据的分布。,6,数据的质量,质量会太低，测量系统的变差可能掩盖制造过程的变差。,7,数据的质量对产品决策的影响,相对于公差，对零件做出错误决定的潜在因素只在测量系统误差与公差交叉时存在，下面给出三个区分的区域。,LSL 中心值 USL I II III II I I区：坏零件永远被测量为坏零件 II区：可能作出错误决定的区域 III区：好零件永远被测量为好零件,II区的宽度是多少？,8,测量系统分析（MSA）,定义： 测量：给被测对象赋值。决定数据的过程测量过程，决定出来的数据就是测量数值（数据）。 量具：用来得到测量结果的任何装置。 测量

4、系统：用来得到测量结果而进行的全过程，包括：程序、量具、仪器、软件、人员、操作的集合。,9,测量系统分析介绍,测量系统 误差,测量系统 原因,10,为什么要进行测量系统分析？,测量值=被测量特性实际值+测量误差 obs=actual+msa 如果测量系统不准确，测量结果不可靠 如果测量系统变化过大，过程的变差不能展现，SPC过程统计技术不能发挥作用。,11,测量系统分析（MSA）,测量系统的统计性质： 足够的分辨率 必须处于统计控制状态（变化仅由普通原因引起） 测量系统变差必须比生产过程变差的变差少 测量系统变差必须比规格范围少 测量系统变差必须比过程变差与规格范围二者中较小的一个相对小，通常

5、是十分之一,12,测量系统分析（MSA）,测量系统变差的类型 BIAS 偏移 LINEARITY 线性 STABILITY 稳定性 REPEATABILITY 重复性 REPRDUCIBILITY 再现性,13,测量系统误差,14,测量系统分析（MSA）,稳定性（不同时间） 稳定性（或漂移）是 测量系统在某一阶段时间 内，测量同一基准或零件 的单一特性时获得的测量 总变差（偏移随着时间的 变化）。,15,测量系统分析（MSA）,偏移 测量结果的观察平均值和基准值的差值 基准值： 是用现有的最精确的 测量装置的测量结果 的平均值,16,测量系统分析（MSA）,线性 在量具预期的工作范围内，偏移值

6、之间的差值。,17,测量系统分析（MSA）,重复性 同一个检验员用一个量具对相同零部件的同一特性重复测量结果的变差。它是设备本身固有的变差或性能。,18,测量系统分析（MSA）,再现性（不同人员） 不同的检验员用同一量具对相同零部件的一个特性的测量结果的平均值的变差。,19,测量系统分析（MSA）,（GR&R）测量系统重复性和再现性合成的评估 量具R&R是重复性和再现性合成变差的一个估计 GRR=再现性+重复性,20,测量系统研究准备,测量系统分析计划和准备 1、计划所使用的方法 2、确定检验员数量、样本部件数量、量度次数。在此要考虑的因素： a）尺寸的关键性：关键尺寸需要较多部件的数量和/或

7、量度数量； b）部件的外形：体积大或沉重的部件可能要较少的数量和/或量度数 3、因为目的是评价整体测量系统，检验员必须从正常操作设备人员选取 4、样本必须从过程中选取并能代表整个工作范围； 5、设备的分辨率必须至少能量度出特性的预期过程变差的十分之一； 6、保证测量方法（检验员和设备、量具特性）： a）测量必须是随机进行的； b）在设备上读数时，必须该估读到能得到的最近似数，如可能，读 数必须低至最小刻度的一半，例如，刻度是0.001，读数则要估计 到0.0005； c）观察研究的人必须充分了解对进行可靠性研究所要求的注意事项和重要性； d）每个检验员必须用相同的程序相同的步骤去拿取数据。,2

8、1,测量系统研究准备,测量系统的分辨力 选择和分析测量系统时，必须了解测量系统的分辨力； -即测量系统检测量度特性的轻微变化的能力； -亦即分辨力 由于经济和物质的限制，测量系统不一定会把个别数据精细地表现出来，一般分对数据分为不同的数据组； 如测量系统的分辨力不足，系统可能不能够确定过程变化或将个别部件的特性数据展现出来； 如系统不能检测出过程的变化，即表示分辨力不可接受 如果系统不能检测出特殊原因的变化，即表示分辨力不可接受。,22,测量系统研究准备,23,测量系统分析研究,测量系统的稳定性 测量系统稳定性研究指南 取一样本并建立相对于可溯源标准的基准值； 定期（天、周）测量标准样本35次

9、，样本容量和频率应该基于对测量系统的了解。应该在每天不同时间测取读数，以反映该测量系统实际使用时的情况，例如预热、环境温度、湿度等的影响。 利用上述子组制作X-R或X-S控制图； 对X-R或X-S作过程控制解释； 如果测量系统是稳定的，上述测量数据可以用来确定测量系统的偏倚和重复性。,24,测量系统分析研究,稳定性的例子 为了确定一个新的测量装置稳定性是否可以接受，工艺小组在生产工艺中程数附近选择了一个零件。这个零件被送到测量实验室，确定基准值为6.01.。小组每平班测量这个零件5次，共测量4周（20个子组）。收集所有数据以后，X&R图就可以做出来了。,25,测量系统分析研究,稳定性的均值-极

10、差控制图 控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现明显可见的特殊原因影响。,26,测量系统分析研究,偏移 要确定测量系统的偏移，必须得到零部件的基准值（不是规格值）。 基准可以从工具房或全尺寸检验设备得到。 基准值是用来比较观察值以计算偏移。,27,测量系统分析,如偏移比较大，调查可能的原因： 基准值的误差 仪器需要校准 仪器、设备或夹紧机构的磨损 磨损或损坏的基准，基准出现误差 校准不当或调整基准的使用不当 仪器质量差设计或一致性不好 线性误差 应用错误的量具 不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术 测量错误的特性 （量具或零件）变形 环境温度、湿度、振动、清洁的影响 违背假设、在应用常

11、量上出现错误 应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误,28,测量系统分析,偏移的例子： 确定偏移的独立样本法（MSA参考手册第二版） 一个样本一个检验员量度了10次，10个数据如下： X10.75； X20.75； X30.80； X40.80； X50.65； X60.80； X70.75； X80.75； X90.75； X100.65。 全尺寸检验设备量度了基准为0.80mm，部件的过程变差为0.70mm。观察值的平均值为： XX/100.75。 偏移观察平均值基准值0.750.80-0.05,29,测量系统分析,偏移的例子（续） 偏移与过程变差的百分比是： %偏移100偏移/过

12、程变差 1000.05/0.70 7.1%。 偏移与公差的百分比则以公差代替过程变差计算： 所以量具的偏移是-0.05mm 即观察数据平均比基准值少0.05mm 也是过程变差的7.1% （偏移接受准则未给出！）,30,测量系统分析,确定偏倚的独立样本法（MSA手册第三版） （1）将样本送到一个比该测量系统更高级的测量系统上，进行多次（10）测量，取这些多次测量结果的平均值为基准值，基准值XT6.0mm。 （2）安排一个人对该样件进行多次（10）重复测量可以满足这些偏移的要求。利用该测量系统对该样件进行了15（10）次重复测量，如果如下： 测量序次：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

13、 12 13 14 15 测量结果：5.8 5.7 5.9 5.9 6.0 6.1 6.0 6.1 6.4 6.3 6.0 6.1 6.2 5.6 6.0 （3）利用测量读数画直方图，根据专业知识判断是否存在特殊原因或异常，如果没有，继续分析，对于n30的解释或分析，应当特别谨慎。,31,测量系统分析,（4）计算测量结果的平均值X,（5）计算偏倚B BXXT6.00676.00.0067,32,测量系统分析,（6）计算重复性标准差 以n5个读数组成子组，其极差R6.45.60.8 rR/d2,式中，d2是通过查附表得到的（子组容量mn15，子组数g1）,33,测量系统分析,（7）计算均值X的标

14、准差b,其中，n是利用要研究的测量系统多次重复测量的总次数 （8）计算偏倚的t统计量,34,测量系统分析,（9）计算偏倚值的1的置信区间,其中，d2， 和v（自由度）可以在附表C中查到。 在本例中，g1，mn15； 可以在标准t分布表（见附表）中查到。 水平的默认值是0.05。如果不是这个默认值，必须得到顾客的同意。,35,测量系统分析,本例中，d23.47193， 3.55333；v10.8 2.206 偏倚值的95%的置信区间为-0.1186，0.1320。因为0落在上述偏倚值的95%置信区间内，所以偏倚等于零的假设在5%的水平上是可以接受的。 也就是说，可以在统计判定这个测量系统的偏倚等

15、于零，而这个判断犯错误（假设-检验的第一类错误：偏倚等于零，而判断为非零）的可能性为5%。,36,测量系统分析,确定偏倚的控制图法（MSA第三版） 下面是一个利用控制图方法确定偏倚的一个例子 （1）一个过程小组对测量系统的稳定性进行研究，选择一个产品落在产品测量中程数的产品作为标准样本，它被送到测量实验室确定了基准值XT6.01。小组每班测量这个标准样本5次，其测量了4周（20个子组）。 （2）X图的中心线就是X，得到X6.021。 （3）计算偏倚，BXXT6.0216.010.011。 （4）计算重复性标准差 R图的中心线就是平均极差R，得到R0.4779。重复性标准差重复性R/ 0.4779/2.333940.2048 其中， 是通过查附表得到的（子组容量m0.5，子组数g20）,37,测量系统分析,（5）计算均值X的标准差,其中，nmg520100，这就是计算X进所利用的数据总数。 （6）计算偏倚t统计量，tB/b0.011/0.02048 （7）计算偏倚值的1置信区间,其中，d2， 和v（自由度）可以在附表C中查到。本例中子组容量m15；子组数g20 可以在标准t分布表（见附表）中查到。 本例，d22.326； 2.334；v72.7；