MSA测量系统课程

1、1 日京企业管理咨询有限公司 2 n测量测量赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系 。 赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。 n量具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。的装置；包括通过不通过装置。 n测量系统测量系统用来对被测特性定量或定性评价的仪器或量具、标用来对被测特性定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；用来准、操作、方法、夹具、软件、人

2、员、环境和假设的集合；用来 获得测量结果的整个过程。获得测量结果的整个过程。 n基准基准认为规定的可接受值。认为规定的可接受值。 n真值真值物品的真实值。物品的真实值。 n溯源性溯源性测量的特性或标准值，此标准是规定的基准，通常是测量的特性或标准值，此标准是规定的基准，通常是 国家或国际标准，通过全部规定了不确定度的不间断的比较链相国家或国际标准，通过全部规定了不确定度的不间断的比较链相 联系。联系。 3 测量系统的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因测量系统的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因 造成的。这可称为统计稳定性；造成的。这可称为统计稳定性； 测量系统的变异必须比制造过程的

3、变异小；测量系统的变异必须比制造过程的变异小； 变异应小于公差带；变异应小于公差带； 测量精度应高于过程变异和公差带两者中精度较高者，一测量精度应高于过程变异和公差带两者中精度较高者，一 般来说，测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者般来说，测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者 的十分之一，即十进位或的十分之一，即十进位或10-1法则。这表明仪器的分辨率法则。这表明仪器的分辨率 应把公差分为十份或更多；应把公差分为十份或更多； 测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。若真的测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。若真的 如此，则测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差和如此，

4、则测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差和 公差带两者中的较小者。公差带两者中的较小者。 4 误差源误差源别名或分量别名或分量 P P零件零件生产件、样本、被测体、测试单元（生产件、样本、被测体、测试单元（UUTUUT），人工制品、检），人工制品、检 查标准查标准 I I仪器仪器量具、量具、M&TEM&TE单元、主量具、测量机器、试验台单元、主量具、测量机器、试验台 S S标准标准刻度、基准、人工制品、检查标准、固有的标准、一致意刻度、基准、人工制品、检查标准、固有的标准、一致意 见、标准基准材料（见、标准基准材料（SRMSRM）、等级、接受准则）、等级、接受准则 M M方法方法岗位培训、口

5、述、作业指导书、控制计划、检验计划、试岗位培训、口述、作业指导书、控制计划、检验计划、试 验程序、零件程序验程序、零件程序 O O操作者操作者评价人、校准或试验技师、评估人、检查员评价人、校准或试验技师、评估人、检查员 E E环境环境温度、湿度、浓度、现场清洁、照明、位置、振动、动力、温度、湿度、浓度、现场清洁、照明、位置、振动、动力、 电磁干扰（电磁干扰（EMIEMI）、噪声、时间、空气）、噪声、时间、空气 A A假设假设统计的、操作的、标准、常数、手册值、热稳定、弹性模统计的、操作的、标准、常数、手册值、热稳定、弹性模 数、科学定律数、科学定律 5 在评价一个测量系统时需要确定三个基本问题

6、：在评价一个测量系统时需要确定三个基本问题： n这种测量系统有足够的分辨力吗？这种测量系统有足够的分辨力吗？ n这种测量系统在一定时间内是否在统计上保持这种测量系统在一定时间内是否在统计上保持 一致？一致？ n这些统计性能在预期范围内是否一致，并且用这些统计性能在预期范围内是否一致，并且用 于过程分析或控制是否可接受？于过程分析或控制是否可接受？ 1.测量同样的零件特性在不同的场合是否采用了测量同样的零件特性在不同的场合是否采用了 不同的测量系统不同的测量系统 6 n偏倚偏倚 n重复性重复性 n再现性再现性 n稳定性稳定性 n线性线性 7 偏倚是对同偏倚是对同 样的零件的样的零件的 同样特性，

7、同样特性， 真值（基准真值（基准 值）和观测值）和观测 到的测量平到的测量平 均值的差值。均值的差值。 8 n仪器需要校准 n仪器、设备或夹紧装置的磨损 n磨损或损坏的基准，基准出现误差 n校准不当或调整基准的使用不当 n仪器质量差设计或一致性不好 n线性误差 n应用错误的量具 n不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术 n测量错误的特性 n（量具或零件）变形 n环境温度、湿度、振动、清洁的影响 n违背假定，在应用常量上出错 n应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误（易读性、视 差） 9 由一个评价由一个评价 人，采用一人，采用一 种测量仪器，种测量仪器， 多次测量同多次测量同 一零件的同

8、一零件的同 一特性时所一特性时所 获得的测量获得的测量 值变差。值变差。 10 n零件内部：形状、位置、表面加工、样品一致性、变形、硬度不够。零件内部：形状、位置、表面加工、样品一致性、变形、硬度不够。 n仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障、质量差、维护不当、仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障、质量差、维护不当、 变形、硬度不够。变形、硬度不够。 n基准内部：质量、级别、磨损。基准内部：质量、级别、磨损。 n方法内部：设置、技术、零件调整、夹持、夹紧、点密度的变差。方法内部：设置、技术、零件调整、夹持、夹紧、点密度的变差。 n评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、

9、疲评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲 劳。劳。 n环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁。环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁。 n应用错误的量具。应用错误的量具。 11 12 由不同的评价人，采用相同的测量仪器，由不同的评价人，采用相同的测量仪器， 测量同一零件的同一特性时测量平均值测量同一零件的同一特性时测量平均值 的变差。的变差。 13 n零件（样品）之间：使用同样的仪器、同样的操作者和方法时，当测量 零件的类型为A、B、C时的均值差。 n仪器之间：同样的零件、操作者、和环境，使用仪器A、B、C等的均值 差。注意：在这种研究情况下，再现性错误常与方法和/或操作者

10、混淆。 n标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响 n方法之间：改变点密度，手动与自动系统相比，零点调整，夹持或夹紧 方法等导致的均值差。 n评价人（操作者）之间：评价人A、B、C等的训练、技术、技能和经验 不同导致的均值差。对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器，推荐 进行此研究。 n环境之间：在第1、2、3等时间段内测量，由环境循环引起的均值差。 这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究。 n操作者训练效果 n应用零件尺寸、位置、观察误差（易读性、视差） 14 15 偏依随时间偏依随时间 的变化的变化 别名：漂移别名：漂移 16 n仪器需要校准，需要减少校准时间间隔 n仪器、

11、设备或夹紧装置的磨损 n正常老化或退化 n缺乏维护通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁 n磨损或损坏的基准，基准出现误差 n校准不当或调整基准的使用不当 n仪器质量差设计或一致性不好 n不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术 n（量具或零件）变形 n环境变化温度、湿度、振动、清洁度 n应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误（易读性、 视差） 17 整个正常操作范围的偏倚改变。整个正常操作范围的偏倚改变。 18 19 n仪器需要校准，需要减少校准时间间隔 n仪器、设备或夹紧装置的磨损 n缺乏维护通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁 n磨损或损坏的基准，基准出现误差最小/最大 n

12、校准（不包括工作范围）不当或调整基准的使用不当 n仪器质量差设计或一致性不好 n仪器设计或方法缺乏稳健性 n应用错误的量具 n不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术 n（量具或零件）随零件尺寸变化的变形 n环境温度、湿度、振动、清洁度 n违背假定，在应用常量上出错 n应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误（易读性、视 差） 20 1）位置位置 稳定性；稳定性； 偏倚；偏倚； 线性。线性。 2）宽度或范围）宽度或范围 重复性；重复性； 再现性。再现性。 21 22 控 制分 析 只有下列条件才可用于控制： 与规范相比过程变差较小 对过程参数 预期过程变差上的损失函数很 平缓 只能表明过程是

13、否正在产生合 格零件 过程变差的主要原因导致均值 偏移 依据过程分布可用半计量 控制技术 一般来说对过程参数及指 数的估计不可接受 可产生不敏感的计量控制 图 只提供粗劣的估计 可用于计量控制图 建议使用 23 24 25 26 零件评价人A评价人B极差（AB） 10.850.800.05 20.750.700.05 31.000.950.05 40.450.550.10 50.500.600.10 平均极差（ ）Ri50.3550.07 GR&R5.15（ ） 5.15（ ）1.195.15（0.07）1.190.303 过程变差0.40 GR&R100GR城过程变差1000.3030.40

14、75.5 R R * 2 dR 27 28 29 30 31 32 33 A 评 价 人B 评 价 人 1212 1GGGG 2GGGG 3NGGGG 4NGNGNGNG 5GGGG 6GGGG 7NGNGNGNG 8NGNGGG 9GGGG 10GGGG 11GGGG 12GGGG 13GNGGG 14GGGG 15GGGG 16GGGG 17GGGG 18GGGG 19GGGG 20GGGG 34 测量系统分析本身也可以被看成是一个过程，其实施的步骤包括：测量系统分析本身也可以被看成是一个过程，其实施的步骤包括： n对测量设备进行分类；对测量设备进行分类； n针对被测量的特性选择适当的测量

15、工具（参照控制计划）针对被测量的特性选择适当的测量工具（参照控制计划） ； n确定测量系统分析方法（计数方法还是计量方法、小样法还是大确定测量系统分析方法（计数方法还是计量方法、小样法还是大 样法）；样法）； n确定要进行分析所需的样品容量；确定要进行分析所需的样品容量； n按事先策划的零件数、测量者、测量次数进行测量数据收集；按事先策划的零件数、测量者、测量次数进行测量数据收集； n分析结果；分析结果； n根据分析结果确定接受或拒收测量系统；根据分析结果确定接受或拒收测量系统； 1.如果拒收测量系统，需要确定是否更换更适合的测量系统并重复如果拒收测量系统，需要确定是否更换更适合的测量系统并重

16、复 以上步骤。以上步骤。 35 n测量前的测量设备的选择； n不确定度确定 n具有资格的操作者 n具有资格的分析者（校准、维修等） n建立测量设备台帐 n测量设备标识 n测量过程标识； n规定测量方法、技术和程序； n规定测量环境要求； n测量确认（MSA）； n测量过程监控； n测量过程完成后的数据分析； n搬运、放置、调整等活动控制； n测量仪器失效的控制。 36 1. 校准 2. 验证 3. 调整 4. 修理 5. 比较 6. 密封 7. 标识 37 n计量（metrological） 以确定可信赖量值为 目的的一组操作。 38 n校准（Calibration）在规定的条件下，为确定 测

17、量仪器、测量系统的示值、实物量具或标准物质 所代表的值与相对应的由参考标准确定的量值之间 关系的一组操作。 n注： 1）校准结果既可以给示值赋值，又可确定示 值的修正值。 2）校准也可确定其他计量特性，如影响量的 作用。 3）校准结果可以记录在有时称为“校准证书” 或“校准报告”的文件中。 39 n检定（Verification）为评定计量器具的计 量特性，确定其是否符合法定要求所进行的全 部工作。 40 n调整 （Adjustment） 为使测量仪器达到性 能正常、消除偏差而 适于使用的状态所进 行的操作。 41 计量检定校准 检定和校准是 计量的具体作 业。他们遵循 计量的有关规 定实施作业。 当无法对测量 设备进行检定 或校准时，计 量还可以通过 其他的方式进 行，如验证、 比较、测验、 试验等。 是法规行为，必须送检或 获得检定资格。即是强制 性的，必须按检定规程的 要求进行操作。往往是由 政府实施的一种管理和监 督行为。 是组织行为，组织内部可以完 成，即非强制性的，可以按着 推荐性的校准规范操作。往往 是组织内部实施管理的一种行 为。 由