MSA上海申和热磁

1、MSA测量系统分析TS16949TS16949的要求的要求l7.6.1 测量系统分析统计研究必须对每一种测量和试验系统出现的结果变化进行分析。本要求必须运用了控制计划中的测量系统。使用的分析方法和接受标准必须与客户推行的测量系统分析参考手册相一致。当客户批准时，也可采纳其它的分析方法和接受准则。 分析测量系统变差分析测量系统变差 评价测量系统的适用性和有效性评价测量系统的适用性和有效性 使测量系统处于受控状态，以确保过程输出使测量系统处于受控状态，以确保过程输出所测得的数据有效可靠所测得的数据有效可靠MSA: Measurement System Analysis测量系统分析的作用测量系统分析

2、的作用正确的测量正确的测量 永远永远 是质量改进的第一步是质量改进的第一步正确的测量是作出决策的关键正确的测量是作出决策的关键( 不正确的测量系不正确的测量系统可能会导致错误的决策统可能会导致错误的决策)测量系统分析是测量系统分析是 ISO/TS16949 的必要内容的必要内容测量数据的用途测量数据的用途l判断过程是否受控或产品是否合格统计量：完全由样本确定的量（不应该与总体分布有关），从数学观点来看，统计量是样本的函数。利用统计量，通过假设检验来判断过程是否受控。l确定两个变量或更多变量之间是否存在重要关系回归分析的统计方法来研究测量的重要性测量的重要性n 如果测量系统出错，那幺好的结果可能

3、被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。PROCESS原料人机法环测量产品goodbad 测量数据的质量测量数据的质量l偏倚（准确度）：指数据相对基准值的位置l方差（精度）：指数据的分布术语术语l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；真值真值l物品的真实值l不可知的l通常用基准值来替代基准值基准值n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。 一个基于科学或工程组织主持的合作试验工作

4、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。分辨力分辨力n (别名)又称最小可读单位单位，分辨力是测量分辨率、刻度限值或测量装置和标准的最小可探测单位单位。n 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。n 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。可视分辨率可视分辨率n 测量仪器最小增量的大小最小增量的大小叫可视分辨率。该数值通常以文字形式(如广告中)来划分测量仪器的分级。数据的分级可通过把该增量的大小划分为预其的过程分布范围(6)来确定

5、。n 注：显示或报告的位数不一定表示仪器的分办率。n 例：零件的测量值为29.075, 29.080, 29.095等，记录为5位数。然而，该仪器的分辨率为0.005而不是0.001。有效分辨率有效分辨率n 考虑整个测量系统变差时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。n 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ndc。n 对于有效分辨率，该ndc的标准(在97%置信水平)估计为1.41(PV/GRR)。溯源性溯源性n 在商品和服务贸易中溯源性是一个重要概念，溯源到相同或相近的标准的测量比那些没有溯源性的测量更容易被认

6、同。这为减少重新试验、拒收好的产品、接收坏的产品提供了帮助。n 溯源性在ISO计量学基本和通用国际术语(VIM)中的定义是”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度的不间断的比较链相联系。 溯源性示例溯源性示例夹量具千分尺CMM量块激光干涉仪引用量具量块比测波长标准干涉比测器理想的测量系统理想的测量系统n 只产生准确的测量结果，即与基准值一致。n 测量系统具有零方差、零偏倚和对所测任何产品错误分类为零概率的统计特性。n 这样的测量系统几乎不存在好的测量系统好的测量系统1 1n 足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的，相对于过程变差或规范控制限，测量的增量

7、应该很小。通常仪器的分辨率应把公差(过程变差)分为十份或更多。n 测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。好的测量系统好的测量系统2 2n 对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小。依据特性的公差评价测量系统。n 对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并与过程变差相比要小。根据6变差和或来自MSA研究的总变差评价测量系统。变差源变差源n 与所有过程相似，测量系统的变差源由普通原因和特殊原因造成，为了控制测量系统变差G 识别潜在的变差源A 排除(可能时)或监控这些变差源。n 一些典型的变差源是可以识别的。有多种不同的

8、方法可以对这些变差源表述和分类，如因果图等，但MSA将关注在测量系统的主要要素。测量系统误差的来源测量系统误差的来源1 1n 人/程序n 仪器n 工件n 标准n 环境测量系统变异性标准工件仪器环境人员质变清洁变形经验态度培训溯源性湿度温度照明设计制造维护测量系统误差的来源测量系统误差的来源2 2n 人n 机n 料n 法n 环测量系统变异性的影响测量系统变异性的影响n 对于产品决策的影响n 对于过程决策的影响产品决策零件是否在明确的规格之内过程决策过程是否稳定和可接受对产品决策的影响对产品决策的影响1 1n Type I 错误：将好的判成坏的LSLUSL对产品决策的影响对产品决策的影响2 2n

9、Type II 错误：将坏的判成好的LSLUSL对产品决策的影响对产品决策的影响3 3n 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。LSLUSLIIIIIIIIIBad is badBad is badGood is goodConfused areaConfused area对产品决策的影响对产品决策的影响4 4n 对于产品状况，若想最大限度做出正确的判断G 改进生产过程:减少过程变差，从而减少出现在II区域的零件数A 改进测量系统:减少测量系统误差，从而减少II区域的面积对过程决策的影响对过程决策的影响n 把普通原因报告成特殊原因n 把特殊原因报告为普通原因n 实际与观

10、测过程变差之间的关系是：n 过程能力指数的计算：222obsactualmsamin,33obsobsLSLUSLCpk6obsUSLLSLCp测量的策划测量的策划过程责任者决定关键特性产品工程师决定所需要的分辨率产品工程师考虑整个测量系统的特性跨功能小组决定那些是可以使用的设备度量衡小组决定哪些需要测量决定哪些需要测量n 顾客的声音n 你必须转换成技术特征或规格。n 关键的或重要的技术特征n 失效模式分析n 控制计划n 因为在条文要求中，只要是列在控制计划中的就必须进行测量测量系统的评价测量系统的评价在评价测量系统时必须考虑三个问题：G 测量系统必须显示足够的灵敏度 仪器具有足够分辨力 测量

11、系统具有有效分辨率A 测量系统必须是稳定的 测量系统变差只归因于普通原因B 统计特性（误差）在预期的范围内一致标准标准n 参考标准（国家级）n 最高计量质量标准n 校准标准n 在定期校准中作为基准的标准n 工作标准n 在实验室中进行定期测量的标准分辨力的要求分辨力的要求n 测量仪器分辨力至少是被测范围的十分之一n 测量系统的分辨力n 建议的要求是总过程6(标准偏差)的十分之一5个或更多个数据分级 推荐使用分辨率不足分辨率不足可以通过SPC过程变差极差图显示出来n 极差图显示只有一个、二个或三个极差值在控制限内时n 有四个值在控制限内，但超过四分之一的极差值为零测量系统变差的类型测量系统变差的类

12、型n 位置变差（准确度）n 偏倚n 稳定性n 线性n 宽度变差（精密度）n 重复性n 再现性位置宽度位置宽度基准值基准值偏倚偏倚偏倚偏倚 基准值观测平均值偏倚偏倚偏倚：是测量结果的观测平均值与基准值的差值。真值的取得可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量，取其平均值而定之。造成偏倚的可能原因造成偏倚的可能原因n 仪器需要校准n 仪器、设备等的磨损n 基准出现误差n 校准不当n 仪器质量差n 线性误差n （量具或零件）变形n 环境影响n 操作者观察错误n 应用错误的量具n 零件测量位置错误n 测量错误的特性稳定性（别名：漂移）稳定性（别名：漂移）稳定性时间1时间2稳定性(或飘移)，是测量系统

13、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。不稳定性可能的原因不稳定性可能的原因n 仪器需要校准n 仪器、设备等的磨损n 基准出现误差n 校准不当n 仪器质量差n 测量方法不同n （量具或零件）变形n 环境变化n 操作者观察错误n 零件测量位置错误n 正常老化或退化n 缺乏维护线性线性 线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值量程基准值观测平均值基准值观测平均值基准值无偏倚有偏倚观测平均值线性误差可能的原因线性误差可能的原因n 仪器校准周期太长n 仪器、设备等的磨损n 基准出现误差n 校准不当n 仪器质量差n 测量方法不同n （量具或零件）变形n 环境变化n 操作者观察错

14、误n 零件测量位置错误n 缺乏维护重复性重复性l 由一位评价人多次使用同一种测量仪器，测量同一零件的同一特性时获得的测量变差l 通常指设备变差（E.V）重复性重复性不好的可能原因重复性不好的可能原因n 零件（样品）内部n 仪器内部n 基准内部n 方法内部n 评价人内部n 环境内部再现性再现性n 由不同评价人使用同一个量具 ，测量一个零件的一个特性时产生的测量平均值的变差。n 通常值评价人变差（A.V）再现性再现性错误的潜在原因再现性错误的潜在原因n 零件（样品）之间n 仪器之间n 标准之间n 方法之间n 评价人之间n 环境之间GRRGRR或量具或量具R&RR&Rn 量具重复性和再现性：测量系统

15、重复性和再现性合成的评估，GRR等于系统内部和系统之间的方差的总和222GRR再现性重复性测量系统的能力测量系统的能力n 测量系统的能力是基于短期的评估，对测量误差（随机的和系统的）合成变差的估计。n 简单的能力包括以下两个部分G 不正确的偏倚或线性A 重复性和再现性n 测量能力的估计是对于规定条件、范围和测量系统量程内的预期误差的表达测量系统的性能测量系统的性能n 测量系统的性能是所有有效的和可确定的变差源随时间的最终影响，量化了合成测量误差（随机的和系统的）的长期评估。n 性能包括的长期误差为以下两部分：G 能力（短期误差）A 稳定性和一致性n 测量性能的估计是一个规定条件、范围和测量系统

16、量程内的预期误差的表达测量不确定度测量不确定度n 不确定度是赋值给测量结果的范围，在规定的置信水平内预期包含有真测量结果的范围。这个概念的简单表达：U真测量值观测到的测量值（结果）测量问题分析步骤测量问题分析步骤n 识别问题n对于测量问题，用准确度、变差、稳定性等形式来体现n将测量变差和其贡献与过程变差相分离n 确定小组n小组规模根据测量系统和问题的复杂而定n 测量系统和过程的流程图n 因果图n 计划实施研究措施n 可能的解决方法和纠正的验证n 使更改制度化化测量系统的评定测量系统的评定从两个重要方面进行评定：n 验证在适当的特性位置正在测量正确的变量；识别与测量相互依赖的任何关键的环境n 确

17、定测量系统需要具有何种统计特性才是可接受通过两个阶段的试验得到上述两方面的评定：G 了解测量过程，验证该过程是否满足要求 验证设计规范 利用实验来评价操作环境对测量系统参数的影响A 测量过程随时间的推移是否满足要求测量系统研究的准备测量系统研究的准备1 1n 先计划将要使用的方法n 评价人的数量，样本数量及重复读数次数的确定。在此考虑的因素如下： 尺寸的关键性根据量具研究评价所需的置信度 零件结构零件的大小或重量n 评价人的选择日常操作该仪器的人员n 样本的选择至关重要！ 样本的选择分为两种情况：产品控制和过程控制样本的选择产品控制的情况样本的选择产品控制的情况n 产品控制的情况测量系统用于根

18、据规格判定产品是否合格 样本随机抽样不需要覆盖整个过程范围 测量系统的评价基于特性的规格公差样本的选择过程控制的情况样本的选择过程控制的情况n 过程控制的情况（分为过程变差已知和过程变差未知）测量系统用于判定过程是否稳定受控 当过程变差已知时： 样本的选择要代表整个过程的变差 测量系统的评价基于过程的变差没有代表整个过程的变差代表了整个过程的变差样本的选择过程控制的情况样本的选择过程控制的情况 当过程变差未知时： 样本的选择必须代表整个生产的范围 样本选取方法：每天取一个样本，持续若干天 总变差2零件变差2评价人变差2设备变差2即 测量系统的评价基于总变差222222TVPVAVEVPVGRR

19、测量系统研究的准备测量系统研究的准备2 2n 仪器的分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一n 确保测量方法（如评价人和仪器）在按照规定的测量步骤测量特性的尺寸。测量系统研究的步骤测量系统研究的步骤 测量应按照随机顺序E 评价人不应知道那个零件在被检查E 研究人员知道被检查的零件，并记下相应数据 在设备读数时，测量值应记录到仪器分辨率的实际限度 研究工作由知其重要性且具有能力的人进行制定试验计划时考虑的因素制定试验计划时考虑的因素制定两个阶段试验计划时，考虑以下方面因素：l 评价人对测量过程有何影响？-日常使用该仪器的评价人要包括在内-每个评价人的程序相同，评价人所使用方法的差异在

20、测量系统的再现性中反映l 评价人对测量仪器的校准是否会引起变差？-评价人在获取每组读数前重新对设备进行校准l 要求多少样品和重复读数？-取决于被测特性重要性和所要求的置信水平水平结果分析（接受准则）位置误差结果分析（接受准则）位置误差n 位置误差（主要是偏倚和线性）-根据测量数据得到测量不确定度，看零误差是否在属于不确定度的范围-偏倚和线性的误差是否超出校准程序确定的最大允许误差结果分析（接受准则）宽度误差结果分析（接受准则）宽度误差n 宽度误差（重复性和再现性）测量系统接受准则为测量系统变差占生产制造过程变异性的百分比或零件公差的百分比：-低于10通常认为测量系统可接受-10到30之间基于应

21、用的重要性、测量装置的成本、维修成本等方面考虑，可能可以接受-大于30不可接受，要改进测量系统注：分级数（ndc）要大于等于5，即测量系统可接受MSAMSA分析的主要内容分析的主要内容n 主要分析如下：n 人员的变异情况n 仪器的变异情况n 产品（零件）的变异情况n 过程参数的变异情况MSAMSA分析方法的分类分析方法的分类MSA计量型计数型破坏型计量型测量系统研究计量型计量型MSAMSA的分类的分类计量型位置分析宽度分析稳定性分析偏倚分析线性分析重复性分析再现性分析稳定性分析稳定性的研究指南稳定性的研究指南1 1选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点

22、图、判图记录保存n取一个样本并建立相对于可溯源的标准值可选择落在测量中程数的生产零件对于稳定性，基准值的具体数值不需要知道注：建议取预期测量的最低值、最高值和中程数三个样本，分别作研究更好。稳定性的研究指南稳定性的研究指南2 2选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n建议测量25组数据，每组对样本测量35次n测量周期，每组样本重复测量次数组织根据情况确定，要能反应测量系统随时间的变化。n测量系统初期研究时，测量周期建议要短，以便了解其稳定性。当初期研究稳定后，测量周期可以逐渐变长。稳定性的研究指南稳定性的研究指南3 3选取一个样本定期测

23、量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n计算每一组的平均数n计算每一组的R值n计算总平均n计算R值的平均稳定性的研究指南稳定性的研究指南4 4选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n计算控制限n平均值图：nR值图：n画出控制限，判图：n先检查R图，是否连续25点都在控制界限内，以判定重复性是否稳定。n再看Xbar图，是否连绩25点都在控制界限内，以判定偏移是否稳定。n利用 来了解仪器的重复性2xA R34,D R D R2/R d稳定性的研究指南稳定性的研究指南5 5选取一个样本定期测量样本35次

24、将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n如果前面的控制图是稳定的，则其控制限可做为后续的控制用控制限n我们后续就固定时间，使用同样的样本、同样的测量仪器，同样的测量人员。n由于样本、仪器、人都是固定的，若绘出来的图形有异常，一般就代表仪器有问题，要进行相应的处理。n异常的判定点：一点超出控制界限线：连续七点上升，连续七点下降，连续七点在同一侧。面：非随机性分析，在的范围 内应覆盖68%的概率。稳定性的研究指南稳定性的研究指南6 6选取一个样本定期测量样本35次将数据画在Xbar&R图计算控制限，判图后续持续点图、判图记录保存n稳定性分析的记录要保存下来，可以和PPA

25、P档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。范例范例10/1310/1910/2510/3111/0611/1211/1811/2411/3012/0612/1248.648.448.948.948.948.548.448.747.847.948.148.748.848.647.950.149.048.248.048.648.348.648.348.048.948.049.249.048.347.748.748.448.712/1812/2412/301/051/111/171/231/292/042/102/1648.248.148.348.048.148.148.348.

26、148.048.247.948.548.748.948.748.448.448.648.648.648.448.348.948.548.648.648.748.748.548.748.748.948.72/243/023/0848.048.147.948.448.648.348.848.948.4Control ChartXbar RS S a a m m p p l l e eS Sa am mp pl le e M Me ea an n25232119171513119753149.649.248.848.448.0_X=48.472UCL=49.143LCL=47.801S S a a

27、m m p p l l e eS Sa am mp pl le e R Ra an ng ge e2523211917151311975311.61.20.80.40.0_R=0.656UCL=1.689LCL=01X X b b a a r r - - R R C C h h a a r r t t o o f f C C 1 1 , , . . . . . . , , C C 3 3偏倚的研究指南偏倚的研究指南1 1选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n取一个样本并建立相对于可溯源的标准值可选择落在测量中程数的生产零件测量零件大于等于10

28、次，取均值作为“基准值”注：建议取预期测量的最低值、最高值和中程数三个样本，分别作研究更好，若有偏倚，可再做线性研究。偏倚的研究指南偏倚的研究指南2 2选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n由现场实际操作该仪器的人员测量样本，由他们测量可以真正了解公司的测量偏差n测量样本数10次以上（建议15次）偏倚的研究指南偏倚的研究指南3 3选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n将数据画成直方图，并标注基准值n对直方图进行评审，确定是否存在异常（即直方图近似服从正态分布）n若无异常，可继续分析偏倚的研究

29、指南偏倚的研究指南4 4选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n计算测量读数的均值n计算可重复性标准差这里 可以查表得到，g1，mn1niixXn 2maxminiirxxd2d偏倚的研究指南偏倚的研究指南5 5选取一个样本测量样本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n确定偏倚的t统计量偏倚观测平均值基准值即n给定置信水平，确定置信区间（偏倚的不确定度），判断0是否落在该区间bbiast0biasx/brn 22112222,bbddbiastvbiastvdd偏倚的研究指南偏倚的研究指南6 6选取一个样本测量样

30、本10次以上将数据画出直方图计算均值和标准差确定t统计量并判定记录保存n偏倚分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。例题例题基准值=6.0偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156.00.0数据分析，计算t统计量，作判断Variable N Mean StDev SE Mean 95% CI T P偏倚 15 0.006667 0.212020 0.0547

31、43 (-0.110746, 0.124079) 0.12 0.905偏倚研究的分析偏倚研究的分析n 如果偏倚从统计上非0，则可能的原因如下： 标准或校准误差 仪器磨损（在稳定性分析中也可以表现出） 仪器制造尺寸问题 仪器测量错误特性 仪器为精确校准 评价人设备操作不当 仪器修正运算不正确线性的研究指南线性的研究指南1 1选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n取至少5个样本，样本测量值要覆盖测量仪器一定的量程范围。n确定每个样本的基准值测量样本大于等于10次，取均值作为“基准值”线性的研究指南线性的研究指南2 2选取至少5个样本测量样本10

32、次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n随机化选择样本让评价人测量n由现场实际操作该仪器的人员测量样本n对每个样本测量10次以上线性的研究指南线性的研究指南3 3选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n计算每次测量的样本的偏倚n计算每种样本测量的偏倚均值ijijibiasx基准值1mijjibiasbiasm线性的研究指南线性的研究指南4 4选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n对计算出的偏倚均值和基准值建立线性关系： ， 是基准值， 是偏倚平均值n利用最小二乘法计

33、算出斜率a和截距b ，以及在置信水平为下的置信带n由于计算很复杂（见MSA第三版79页），推荐使用软件进行拟合，EXCEL或MINITABiiyaxbixiy线性的研究指南线性的研究指南5 5选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n画出“bias0”的直线n若“bias0”的直线完全在拟合线置信带以内，则线性可接受；否则，线性不可接受线性的研究指南线性的研究指南6 6选取至少5个样本测量样本10次以上计算偏倚和偏倚均值绘制线性图画出“偏倚0”并判定记录保存n线性分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量

34、能力是足够的。例题例题t 一名工厂主管希望对过程采用新测量系统。作为PPAP的一部份，需要评价测量系统的线性。基于已证明的过程变差，在测量系统操作量程内选择了五个零件。每个零件经过全尺寸检测测量以确定其基准值。然后由领班分别测量每个零件12次。研究中零件是被随机选择的。例题例题pmrpmrpmrpmrpmr122.7245.1365.8487.65109.1122.5243.9365.7487.75109.3122.4244.2365.9487.85109.5122.5245.0365.9487.75109.3122.7243.8366.0487.85109.4122.3243.9366.14

35、87.85109.5122.5243.9366.0487.85109.5122.5243.9366.1487.75109.5122.4243.9366.4487.85109.6122.4244.0366.3487.55109.2122.6244.1366.0487.65109.3122.4243.8366.1487.75109.4例题解答例题解答先计算偏倚和每种样本的偏倚平均值零件基准值123452.004.006.008.0010.0010.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51-0.1-0.3-0.750.7

36、-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.61667Coefficients标准误差t StatP-valueLower 95%Upper 95%Intercept0.7366690.0757929.7195660.0023130.4954635760.977874X Vari

37、able 1-0.131670.011426-11.52330.001403-0.168030226-0.0953结论结论n 从图形可以明显看出：测量系统存在线性问题。 “偏倚0”的线与置信带交叉，但不包含在内。n 主管需要对线性问题查找原因n 如果偏倚在测量范围内不能调整为0，只要测量系统稳定性OK，进行软件调零后仍可用于产品和过程的控制，但不能用于对产品和过程进行分析。线性误差可能的原因线性误差可能的原因n 仪器校准周期太长n 仪器、设备等的磨损n 基准出现误差n 校准不当n 仪器质量差n 测量方法不同n （量具或零件）变形n 环境变化n 操作者观察错误n 零件测量位置错误n 缺乏维护重复

38、性和再现性（重复性和再现性（R&R）分析分析忽略零件内的变差(如圆度、锥度、平面度等)不仅是量具本身和相关的偏倚、重复性等，还包括被检查的零件的变差以统计稳定为前提重复性和再现性的研究指南重复性和再现性的研究指南在研究R&R时，有三种方法可以选择n 极差法n 均值极差法n ANOVA法（方差分析法）注：重复性和再现性的研究是已统计稳定为前提极差法极差法n 提供测量变异的近似值，可快速检查验证GRR是否发生了变化n 研究测量系统的整体概况，不能将变异分为重复性和再现性n 典型的极差方法： 选择2个评价人和5个零件进行研究 两个评价人各将每个零件测量一次 计算每个极差的和与平均极差 将平均值除以

39、得到GRR*2d举例举例零件号评价人A评价人B极差（A与B）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10从以前的研究知过程标准偏差为0.0777，查表的m2，g5的 1.19*2d例题解答例题解答n 平均极差n 重复性和再现性 GRRn GRR0.350.0755iRR 20.070.05881.19RGRRd%10075.7%GRRGRR过程标准偏差选择5-10个零件用于测量系统分析选择2-3名评价人评价人重复测量零件2-3次以随机顺序测量零件并记录测量结果确保评价人无法看到数字评价人不可看到互相的数值平均

40、值和极差法平均值和极差法重复性和再现性的分析方法：重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法平均值和极差法步骤：假设有m个操作者，n个零件，测 r 轮(1)计算同一操作者测量同一零件不同轮数时的极差Rij(2)计算所有零件的极差均值 (3)计算不同操作者的测量均值ijkijkijXMinXMaxR minjijRmnR111 njrkijkiXnrX11.1(4) 计算 的极差.iX.iidiffXMinXMaxX(5) 计算EV、AV 和 MSE2dREVnrdXEVdiffAV22*222EVAVMSE（估计标准差）重复性和再现性的分析方法：重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法平均值和极

41、差法 是由测量轮数和操作者的数量所决定的系数*22,ddP/T%=%10015.5 LSLUSLMSER&R%=%10022PMSEMSE32*22222115. 515. 5&)/()(15. 515. 5KRPVdRAVEVRRnrEVKXAVKREVPPPPMSEdiffAVEV重复性和再现性的分析方法：重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法平均值和极差法重复性和再现性的分析方法：重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法平均值和极差法NDC=1.41(PV/GRR)数据分级数据分级:分级数目控制分析1 只有下列情况才可用与控制：与规范相比，过程变差教小；预期过程变差上的损失函数很平缓；

42、过程变差主要原因导致均值偏移对过程参数及指数估计不可接受；只能表明过程是否在产生合格的零件2-4依据过程分布可用半控制技术；可产生不敏感的计量控制图一般来讲，对过程及指数的估计不可接受；只提供粗略的估计5可用于计量控制图建议使用K1 4.56 3.05Trials 2 3K3 3.65 2.70 2.30 2.08 1.93 1.82 1.74 1.67 1.62 Part 2 3 4 5 6 7 8 9 10K2 3.65 2.70 2.30 2.08 Operator 2 3 4 5R&R 计算中的系数计算中的系数重复性和再现性的分析方法：重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法平均值和极

43、差法在计算在计算RR之前，需要分析是否有异常数据，方法是利之前，需要分析是否有异常数据，方法是利用控制图，观察极差用控制图，观察极差R，确保每个值都在控制限以内，如果确保每个值都在控制限以内，如果超出控制限，应查明原因并改正。令同样操作者对同样零超出控制限，应查明原因并改正。令同样操作者对同样零件进行重复测量，并重新计算控制限。件进行重复测量，并重新计算控制限。注意事项：注意事项：测量系统接受的准则测量系统接受的准则重复性和再现性的分析方法：重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法平均值和极差法极差法的缺点：极差法的缺点：没考虑操作者和零件之间的交互影响，因此没考虑操作者和零件之间的交互影响，

44、因此低估了测量系统误差低估了测量系统误差.极差法的优点极差法的优点:能够在能够在EXCEL中完成中完成.可以检查是否有异常值可以检查是否有异常值重复性和再现性的分析方法：重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法平均值和极差法例题例题零件1234567891016.27.35.66.27.07.36.97.56.67.226.47.35.76.27.17.46.87.46.57.236.37.45.76.47.17.36.97.56.57.2A评价人16.47.35.66.37.07.36.97.46.57.326.47.35.66.36.97.36.97.46.57.336.27.35.76.

45、26.97.27.07.56.67.2B评价人16.47.35.66.37.07.36.97.56.47.226.47.45.66.36.97.37.07.66.47.236.57.35.76.36.97.46.97.56.57.2C评价人GRRGRR数据收集表的填写数据收集表的填写n 计算每个评价人对各个零件测量的极差和均值，并得到极差的均值（ )和每个人的测量平均值（ ）n 计算 ， ，将 得到极差的上控制限UCLR。当对每个零件的测量次数少于7时，控制下限LCLR为0n 对于超出控制限的极差读数，重新读数或者剔除，再重新计算 和UCLR的值。并对出现的失控分析和纠正abcRRR， ，ab

46、cXXX， ，R/3abcRRRR4RDRGRRGRR数据收集表的填写数据收集表的填写n 计算n 对所有测量值求和。除以测量总次数得到n 计算每个零件总的测量均值，并用最大零件均值减去最小零件均值，得到n 下面是R&R数据分析表的示例maxminDIFFabcabcXXXXXXX， ， ，XpR量具量具R&RR&R报告的示例报告的示例重复性和再现性的分析方法：方差分析法重复性和再现性的分析方法：方差分析法（ANOVA） ANOVA 优点：优点： 考虑交互作用的变异考虑交互作用的变异 基于方差估计可以对基于方差估计可以对R&R的统计特性进行的统计特性进行深入分析深入分析ANOVA缺点:手工计算繁

47、琐手工计算繁琐交互作用的图形表示1234零件操作者 A操作者 B操作者 C操作者和零件之间没有交互作用不同轮数的测量均值重复性和再现性的分析方法：方差分析法重复性和再现性的分析方法：方差分析法（ANOVA）1234零件操作者A操作者B操作者C操作者和零件之间交互作用显著不同轮数的测量均值测量系统的分析方法：方差分析法测量系统的分析方法：方差分析法（ANOVA）R&RR&R研究的判定准则研究的判定准则n 测量系统接受准则为测量系统变差占生产制造过程变异性的百分比或零件公差的百分比：-低于10通常认为测量系统可接受-10到30之间基于应用的重要性、测量装置的成本、维修成本等方面考虑，可能可以接受-

48、大于30不可接受，要改进测量系统注：分级数（ndc）要大于等于5，即测量系统可接受GRRGRR研究分析研究分析n 当重复性较大时，原因可能：n 设备需要维护与保养n 测量的夹紧或定位需改进n 零件在重复测量下测量特性遭破坏或改变n 当再现性较大时，原因可能：n 评价人需要接受培训n 量具的刻度盘不清晰，致使评价人的校准不一致计数型测量系统研究引言引言n 计数型测量系统最常见的是判断通过/不通过量具n 使用这种测量系统的最大风险在于IIII区域LSLUSLIIIIIIIIIBad is badBad is badGood is goodConfused areaConfused area计数型计

49、数型MSAMSA的分类的分类计数型风险分析法解析法假设检验法信号分析法风险分析法风险分析法n 对于有些计数型测量系统，零件的测量无法达到基准值的分辨力，因此，判断（好与坏）会带来风险，对这种风险的评价采用以下两个方法： 假设检验分析用来评价计数型测量系统的有效性，以及评价人之间和评价人与基准值之间的一致性 信号分析法确定区域IIII宽度，并因此确定测量系统GRR假设检验法假设检验法1 1选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n选取2050个样本，样本数可根据实际情况而定n此样本要包括合格、不合格的产品，临界附近的产品n研究人员对每一样本取得基准值，并

50、正确判断是否合格n23名现场的测量人员假设检验法假设检验法2 2选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n每个人重复测量23次，根据规格作出是否合格的判定假设检验法假设检验法3 3选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n将测量人员的判定结果记录在表格中n记“1”为合格；记“0”为不合格假设检验法假设检验法4 4选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n利用交叉表方法来确定评价人之间和评价人与基准值之间的一致性n计算每个评价人作出判定的有效性假设检验法假设检验法5 5选

51、取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n一致性kappa值大于0.75，一致性好Kappa值小于0.4，则一致性差n有效性个人的重复性正确百分比90%。个人和标准值相比较的正确百分比90%。全部测量人员一致的百分比90%。全部测量人员和标准一致的百分比90%。万一小于此百分比，则代表此测量系统尚不可以被接受，应做 调整。假设检验法假设检验法6 6选取样本和测量人员重复判断样本23次将数据记录在表格计算一致性和有效性判定记录保存n风险分析的记录要保存下来，可以和PPAP档案存放在一起，以有效证明公司的测量仪器其测量能力是足够的。案例案例n 某生产过程受控

52、，但性能指数Pp=Ppk=0.5，该过程会产生较多不合格产品。因此，需要一个可接受的计数型测量系统将不合格产品从生产流中挑选出来。与计量型量具不同的是，该量具不能指出产品的好坏，只能指出产品可接受或拒绝。LSLUSL0.500.600.40LSLUSL0.500.600.40案例案例n 这个测量系统与公差相比的%GRR25%。但尚未小组证明，需要进行测量系统研究。n 样本的选择：随机地从过程中抽取50个零件样本，要覆盖过程变差。（注：样本要包括合格、不合格的产品，临界附近的产品）案例案例n 选择三名评价人，每个人对每个产品评价了三次，记录在计数型研究数据表中一致性分析列联表（评价人之间）一致性

53、分析列联表（评价人之间）B总计01A0.0 计算期望的计算4415.7634.35050.01.0 计算期望的计算331.39768.7100100.0总计计算期望的计算4747.0103103.0150150.0A与B的列联表交叉比较每个评价人之间的差别：交叉比较每个评价人之间的差别：A与与B交叉表交叉表B总总 计计.001.00A.00 计算计算期望的计算期望的计算444750150=15.7610350150=34.35050.01.00 计算计算期望的计算期望的计算347100150=31.397103100150=68.7100100.0总计总计计算计算期望的计算期望的计算4747.

54、0103103.0150150.0列联表（评价人之间）列联表（评价人之间）C总计01B0.0 计算期望的计算4216.0531.04747.01.0 计算期望的计算935.09468.0103103.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0B与C的列联表列联表（评价人之间）列联表（评价人之间）C总计01A0.0 计算期望的计算4317.07335050.01.0 计算期望的计算834.09266.0100100.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0A与C的列联表一致性分析一致性分析KappaKappan Kappa是一个评价人之间一致性的测量值n K

55、appa的计算：设p0列联表正对角线单元中观测值的总和 pe列联表正对角线单元中期望值的总和Kappa（p0pe）/（1pe）n Kappa的判定（通常的建议法则）n Kappa大于0.75表示好的一致性n Kappa小于0.4则表示一致性差，需要改进KappaKappa评价人之间评价人之间n 计算评价人之间的Kappa值kappaABCA0.860.78B0.860.79C0.780.79列联表（评价人与基准值）列联表（评价人与基准值）基准总计01A0.0 计算期望的计算4515.0534.05050.01.0 计算期望的计算333.09768.0100100.0总计计算期望的计算4848.0102102.0150150.0A与基准判断列联表列联表（评价人与基准值）列联表（评价人与基准值）基准总计01B0.0 计算期望的计算4515.0232.04747.01.0 计算期望的计算333.010070.0103103.0总计计算期望的计算4848.0102102.0150150.0B与基准判断列联表列联表（评价人与基准