MSA_测量系统分析(MSA)作业指导书

1、鄂州市兴方磨具有限公司EZHOU XINGFANG GRINGDENG TOLS Co., Ltd.测量系统分析（MSA）作业指导书文件编号版 本 号页 码第10页 共10页测量系统分析（MSA）作业指导书双性（GRR或R&R）分析测量系统分析（MSA）作业指导书文件编号： RL/WI010共 1 页编制/日期：叶伟 2015-12-05审核/日期：批准/日期：版本号：受控状态：发放代码：鄂州市兴方磨具有限公司EZHOU XINGFANG GRINGDENG TOLS Co., Ltd.二一五年十一月十八日 生效修改控制页序号更改日期更改人员批准人员更改标记更改处数修订状态更改内容文件

2、分发范围表序号发放范围分发代码序号发放范围分发代码1技术质量部2345678910111213141516目 录一、目的3二、参考文件3三、术语3四、测量系统分析3（一）分析的原则3（二）双性（GRR或R&R）分析4一、目的为公司各类简单的计量型、计数型量具的测量系统分析提供指导。二、参考文件测量系统分析参考手册第三版三、术语1、 测量系统误差模型：本作业指导书采用的误差模型为S.W.I.P.E模型，该模型指出测量系统变差来源于以下几大方面：标准（Standard）、零件（Work）、仪器（I）、人员/程序（Person/Procedure）、环境（E）2、 测量系统：对测量单元进行量

3、化或对被测的特性进行评估，所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合。3、 分辨力：测量装置和标准的测量解析度、刻度限制、或最小可检出的单位。与最小可读单位研究，即通常所说的最小刻度值，但当仪器刻度较粗略时，允许将最小刻度值估读为原来的一半作为仪器的可视分辨力。4、 重复性：当测量条件已被确定和定义在确定的零件、仪器、标准、方法、操作者、环境和假设之下，测量系统内部的变差。5、 再现性：传统上将再现性称为“评价人之间”的变差（AV）。指的是不同评价人使用相同的仪器对同一产品上的同一特性，进行测量所得的平均值的变差。但对于操作者不是变差的主要原因的测量过程，上述说法

4、是不正确的。ASTM的定义为：再现性是指测量的系统之间或条件之间的平均值变差。它不但包括评价人的变差，同时还可能包括：量具、试验室及环境的不同，除此之外，还包括重复性。四、测量系统分析（一）分析的原则1、测量系统分析的对象测量系统分析针对的对象是控制计划中提及的测量系统。本作业指导书针对的是非破坏性的测量系统分析，关于破坏性的测量系统的分析见测量系统分析参考手册第三版。2、测量系统分析时机当出现以下情况时，应进行测量系统分析：n 新品试生产时；n 测量系统变更时，如新购量具替换控制计划中规定的量具、量具的校准方法或测量程序发生变化等情况。3、计量型量具的分辨力应用10:1原则检查测量仪器是否具

5、有足够的分辨力。所谓10:1原则是指仪器的可视分辨力至少应为被测特性公差和过程变差两者之间较小者的十分之一。（二）双性（GRR或R&R）分析双性是指重复性与再现性。进行双性研究有三种不同的方法：极差法、均值-极差法、方差分析法，我公司采用的研究方法是“均值-极差法”。因此，本节主要讲解“均值-极差法”的操作方法，关于另外两种方法的详细讲解，请参阅第三版测量系统分析手册。均值极差法（）是一种可同时对测量系统提供重复性和再现性的估计值的研究方法。该方法允许将测量系统变差分解成重复性和再现性两个独立的部分，但不能确定它们两者的相互作用。1、研究步骤：（1） 取得一个能够代表过程变差实际或预期

6、范围的样本。该样本的容量（n）要求必须大于5，但由于公司质量记录表格重复性和再现性数据记录表（见图1）的限制，样本容量最好不要大于10。（2） 选择两到三名平时使用该量具的操作人员，并给其编号为A、B、C等。对零件从1到n进行编号，为了避免“霍桑效应”，零件编号不能让评价人看到。（3） 按正常测量程序，让评价人以随机顺序对这几个零件进行测量；并将测量结果填到记录表中的第A1、B1、C1行。（4） 重复第三步，将测量结果填到A2、B2、C2行，如要进行三次测量，则重复第三步，将测量结果填到A3、B3、C3行。填表时须特别注意被测零件的读数与零件号的对应关系。（5） 计算每个评价人对每个零件的读数

7、平均值，记入第A均值、B均值、C均值行。（6） 计算每个评价人对每个零件的读数的极差值，记入第A极差、B极差、C极差行。（7） 计算出每个人读数的平均值，分别记录到单元格（）、（）、8（）中；（8） 将A极差、B极差、C极差行的极差相加除以零件个数，得到每个评价人极差的平均数，分别填入单元格（）、（）、（）中；（9） 将A极差、B极差、C极差行的平均值代入公式，用它们的和除以评价人数，结果记入单元格（）中；（10） 计算每次测量每个零件的读值之和，然后除以总测量次数（测量次数乘以评价人人数）；将结果填入零件均值行；（11） 将零件均值的最大值减去零件平均值的最小值，并将结果填入（RPART），

8、该单元格表示的是零件平均值的极差；（12） 找出（）、（）、（）中的最大值和最小值，将其填适当位置，并计算它们的差，将结果填入（）；（13） 将计算所得的、RP填入重复性和再现性分析报告（见图2）所提供的空白处；（14） 进行报告表格左侧标题为“测量单元分析”栏之下的计算，并将计算结果填写到表格（设备变差EV）、（人员变差AV）、（双性R&R）、（零件间变差PV）、（总变差TV）；（15） 进行报告表格右侧标题为“基于研究变差的分析”栏之下的计算，并将计算结果填入单元格（EV%）、（AV%）、（R&R%）、（PV%）、（数据分级数NDC）；（16） 检查计算结果。注1：图2所示

9、的记录表格为基于研究总变差的测量系统分析，除此之外，还有基于零件公差和过程变差的测量系统分析，使用哪种方法取决于测量系统的应用目的。如：用于产品控制和测量系统，最好使用基于产品公差的测量系统分析；而用于过程控制的测量系统，最好使用基于过程总变差的测量系统分析或基于研究变差的测量系统分析。注2：如果是使用基于研究变差的测量系统分析，那么所选取的样本应能代表过程变差。附：计算公式（1） 重复性和再现性分析数据记录表以下各式中：M表示评价人，i表示测量的次序，j表示零件号，n表示测量次数，m表示零件件数。如XA,2,2表示的信息是评价A对2#零件的第2次测量读数。 评价人对每个零件的读数平均值的计算

10、公式： 评价人每次测量值的计算公式： 评价人读数平均值的计算公式：评价人极差平均值的计算公式： 零件读数平均值的计算公式为： RP的计算公式： 的计算公式： 的计算公式：、的计算公式为： A2的取值请查阅统计技术应用作业指导书或SPC手册，记录表格上已列出A2的取值。 单元格UCLR、LCLR的计算公式为： D4、D3的取值请查阅统计技术应用作业指导书或SPC手册，记录表格上已列出D4、D3的取值，当样本容量小于7时，LCLR在技术上是一个负值，因此LCLR当样本容量小于7时取0。（2） 重复性和再现性分析报告设备变差EV的计算公式：EV=×K1式中K1的取值情况是：当试验次数为2次

11、时，K1=0.8862；当试验次数为3次时，K1=0.5908。 人员变差AV的计算公式：AV=式中：n表示零件数，r表示测量次数；K2的取值情况是：当评价人数为2时，K2=0.7071；当评价人数为3时，K2=0.5231。注：如果根号下所得的数值为负数，则评价人变差（AV）为零。 双性R&R的计算公式：R&R= 基于研究变差或基于产品公差时，零件间变差PV的计算公式：PV=RP×k3 其中K3的取值见表1。表1：K3取值零件数678910K30.37420.35340.33750.32490.3146 基于研究变差时，总变差TV的计算公式为：但如果是使用基于过程总

12、变差的测量系统分析，那么TV和PV的计算应按以下公式进行计算：TV= PV= EV%、AV%、R&R%分别表示的是测量系统的重复性变差、再现性变差及双性占总变差的比例，其计算公式为：EV%=100×(EV/TV) AV%=100×(AV/TV) R&R%=100×(R&R/TV)每个因素所占百分比的和不等于100%。注：如果分析是以公差为基础，则将上式中的总变差TV由公差除以6（TOL）来代替。 数据分级数NDC的计算公式为：NDC=1.41×(PV/R&R)2、接收准则测量系统必须同时满足以下几种情况方能接收：（1） 通

13、过均值极差控制图没有发现特殊原因；（2） 数据分级数NDC经四舍五入取整后，必须大于或等于5；（3） 双性占总变差的百分比R&R%的接收准则为： 小于10%：测量系统可以接收； 介于10%到30%之间：基于应用的重要性、经济性等原因，该量具可能会被接收。此时应该计算风险参数“BREAKPOINT”的值，当该值小于37.8时，该量具才能接收。 大于30%：该量具需要改进，不可接收。注：BREAKPOINT的计算公式为：BREAKPOINT=RPN×R&R%/100式中RPN表示风险顺序数，该值来自RPN风险等级评价准则文件。 自编测量系统分析软件之重复性与再现性分析的使用说明为减少计算工作量以及在计算工作中疏漏，公司利用微软Excel软件开发自编了测量系统分析软件，其操作方法如下：第一步：打开“测量系统分析软件”；第二步：在打开的“测量系统分析软件”中选择名为“GRR”的工作表；第三步：在工作表中填写记录编号、分析日期