量规仪分析MSA

1、Quality & Satisfy深圳德信诚经济咨询有限公司公司地址：东莞市长安镇图书馆左侧电梯四楼 邮政编码: 523850HTTP：/ E-MAIL： TEL: 0 FAX: 0 1东莞德信诚相关培训课程：Q05 TS16949五大工具实战训练 (五大工具培训)Q06 APQP&CP先期质量策划及控制计划培训Q07 DFMEA设计潜在失效模式分析培训(DFMEA培训)Q08 PFMEA过程潜在失效模式及效应分析训练营Q09 MSA测量系统分析与仪器校验实务Q10 SPC统计过程控制培训课程(SPC训练)Q11 CPK制程能力分析与SPC统计制程管制应用训练Q12 QC七大手法与SPC实战训

2、练班(QC7 & SPC培训)Q03 品质工程师(QE质量工程师)实务培训班Q02 品质主管训练营(品质经理人训练)Q01 杰出品质检验员QC培训班Q13 品管常用工具QC七大手法培训(旧QC7培训)Q14 新QC七大手法实战培训(新QC7培训)Q04 QCC品管圈活动训练课程 (QCC培训)2测量系统分析（MSA）与量规仪校东莞市睿诚企业管理咨询有限公司31.1 量的定义 一般又称为可测量的量。这是现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。 量有一般意义的量和特定的量之分。一般意义的量：如长度、时间、质量、温度、 电阻等；特定的量：一根竹杆的长度，一根导线的电阻。第一章 计量学管理基本知识

3、41.2 量值的定义 一般由 一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小。例如 5.3m，12小时。-40等等。51.3 计量器具及其分类1.3.1 计量器具 单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。6 实物量具 使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知量值的器具。如：砝码、量块、标准电阻等7 计量仪器(仪表) 是将被测量值换成可直接观察的示值或等效信息的计量器具，这是可单独地或连同其他设备一起用以进行计量的装置。如：电流表、温度计、数字频率计8 计量装置(测量系统) 组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其他设备。ISO9000：2000质量管理体系 基础和术语中测量设备定义为：“为

4、实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质或辅助设备或它们的组合。”如：复合性阻抗测试仪（高度计+电 阻仪+PCB）9思考题：游标卡尺属于哪一类计量器具？101.3.2 计量基准、标准工作计量器具(标准)计量标准计量基准国际计量基准国家计量基准计量器具 计量器具按其在检定系统表 中的位置分为：国家基准(10类133项 191种) 副基准工作基准 11 国际计量基准 经国际协议承认的测量标准，在国际上作为有关量的其他测量标准定值的依据。12 国家计量基准 经国家决定承认以测量标准，在一个国家内作为对有关量的其他测量标准定值的依据。13 计量标准 国家计量检定系统表现规定的准确度等级，

5、用于检定较低等级计量标准或工作计量器具的计量器具。 如量块分为六等，砝码分为5等，天平分成十级等。14 工作标准 用于日常校准或检查实物量具、测量仪器或参考物质的测量标准。151.3.3 标准物质(又称参考物质) 具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性，用以标准测量装置，评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质。 至2006年12月，我国计量部门已审批发布各类一级标准物质1134种，二级标准物质1222种。16思考题：标准物质属于实物量具吗？171.4 检定、校准和比对1.4.1 检定 查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和(或)出具检定证书。按强制性程度可分为强制

6、性检定和非强制性检定；按对象、状态和目的等分为首次检定、后续检定、周期检定、抽样检定等。181.4.2 校准 在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或标准物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。注：(1) 校准结果即可给出被测量的示值， 又可确定示值的修正值。 (2) 校准结果可以记录在校准证书或校 准报告中 (3)校准也可确定其他计量特性，如影响 量的作用191.4.3 比对 在规定条件下，对相同准确度等级的同种计量基准，标准或工作计量器具之间的量值进行比较称为比对。思考题：检定不包括校准，校准不包括检定，对吗？201.5 测量的准确度和不确定

7、度1.5.1 测量准确度 测量准确度又称准确度，精确度，是测量误差方面的一个重要术语。它是表示“测量结果与被测量真值之间的一致程度”。 准确度的高低可以表示测量的品质或质量。就是指准确度高，意味着其不确定度小；准确度低，则意味着不确定度大。211.5.2 测量不确定度 测量不确定度是指“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数”。注：“不确定度”是对测量结果与“真值”趋势程度的评定结果。 “不确定度” 意指 “可疑”。因此，又是指“对测量结果的正确性或准确度的可疑程度”。 “以标准偏差表示的测量不确定度”又称为“标准不确定度”。思考题：精确度就是精密度，对吗？ 请举例说明221

8、.6 量值传递和溯源1.6.1 量值传递 通过对计量器具的检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具，以保证对被测对象所测得的量值的准确和一致。231.6.2 溯源性 溯源性是通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链。使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与图象测量标准或国际测量标准联系起来的特性。 任何计量器具或测量设备都必须通过检定，校准或其他溯源方式确定准确的量值，即具有“可追溯”“可溯源”时才会使用有效。241.6.3 量值传递与溯源原理 计量系统中只有其每个量值信息数据是 能溯源到计量单位量值的国际或国家基准或者是由某计量单位的国际基

9、准或国家基准传递时才是准确、可靠、有效的。251.6.4 量值传递与溯源原理示意图国家计量基准器各级标准器工作计量器具溯源路线传递路线26XX国家基准(测量范围)(不确定度)检定方法一等标准XX(测量范围)(不确定度或允许误差)二等标准XX(测量范围)(不确定度或允许误差)检定方法(名称)(测量范围)(误差)计量基准器具计 量 基 准 器 具工作计量器具(名称)(测量范围)(误差)(名称)(测量范围)(误差)检定方法27思考题：量值传递和量值溯源有 本质区别吗？28第二章 ISO9000对仪校的要求29确定提供辅助设备监视与测量装量装置过程监视与测量活动组织验证产品符合性的检测活动选定测量仪器

10、软件产品符合要求的证据测量标准监视与测量装量要求满足标准物质ISO 9001:2000之 “7.6监视和测量装置的控制” 组织应确定需实施的监视和测量以及所需的监视和测量装置，为产品符合确定的要求（见7.2.1）提供证据.30ISO 9001:2000之 “7.6监视和测量装置的控制” 组织应建立过程,以确保监视和测量活动可行并以及监视和测量的要求相一致的方式实施.采购登记校准标识使用维护报废控制过程监测活动测量活动测量精度？监测方式？考虑测量范围？监测对象？考虑频率/数量方法/条件实施定期保养仪器确认进行QC工程表校正要求产品要求过程要求31ISO 9001:2000之 “7.6监视和测量装

11、置的控制” 为确保结果有效,必要时,测量设备应: a)对照能溯源到国际或国家标准的测量标准,按照规定的时间间隔或在使用前进行校准或检定.当不存在上述标准时,应记录校准或检定的依据;b)进行调整或必要时再调整;c)得到识别,以确定其校准状态; d)防止可能使测量结果失效的调整.e)在搬运、维护和贮存期间防止损失或失效。测量仪器JJG检定标准校准依据检定校正使用前确认周期规定标识调整/再调整封缄防护搬运维护贮存防止失效识别状态32ISO 9001:2000之 “7.6监视和测量装置的控制” 此外，当发现设备不符合要求时，组织应对以往测量结果的有效性进行评价和记录。组织对该设备和任何受影响的产品采取

12、适当措施。校准和验证结果的记录应予保持（见4.2.4）。测量仪器制造测量.制造测量制造测量OK?NG记录记录评价记录已生产之产品在库重测通知客户追回重测调整/修理/校准检定报告校准成绩书R&R维修履历 当计算机软件用于规定要求的监视和测量时，应确认其满足预期用途的能力。确认应在初次使用前进行，必要时再确认。软件333.1 示值误差的定义 测量仪器的指示值可简称为示值，示值是测量仪器所指示的被测量值，测量值指受到测量的量，它既可以是待测量的量，也可以是已测量的量。第三章 测量仪器的示值误差34 示值可以是实物量具的标称值、仪器的指示值或通过换算得到的被测量的值。 测量仪器的示值误差就是指测量仪器

13、的示值与被测量的真值之差。还是测量的最主要的计量特性之一，其实质就是反映了测量仪器准确度，是测量仪器准确度定量表述的主要形式。 量具的示值误差为量具的标称值与其值之差。35分组练习题：1、量块的标称值为20mm,其中心长度的约定真值为19.9945mm，其示值误差为多少？2、玻璃量瓶的标称容量为1000ml，其实际容量为1006.5ml，其示值误差为多少？363.2 测量仪器示值误差的评定方法(比较法)3.2.1 比较法的定义比较法就是在规定的条件下，由提供约定真值的测量标准对被评定的测量仪器进行一定次数的测量或比较，有的情况下则是被评定测量仪器对给定的测量标准进行一定次数的测量，被评定测量仪

14、器示值与测量标准提供的约定真值之差为示值误差。373.2.2 比较法的分类 第一种 保持被评定测量仪器的示值不变，用测量标准对被评定的测量仪器进行一定次数的测量，测量标准在每个评定点测得值的算术平均值减去被评定测量仪器的示值，得到被评定测量仪器的示值误差。例：用标准电阻表检定电阻。38 第二种 保持测量标准的示值不变，用被评定测量仪器对测量标准进行一定次数的测量，被评定测量仪器在每个评定点测得值的算术平均值减去测量标准的值，得到被评定测量仪器的示值误差。例：用标准砝码检定电子衡。39 第三种 被评定测量仪器和测量标准通过第三者进行比较，这种方法的内容比较广泛，可细分：1、直接测量法将被评定测量

15、仪器已知值的同种量相比较的测量方法。例：用高准确度等级砝码在等臂天平上检定402、替代测量法 用量值已知且与被测量是同种的量代替被测量，使在指示装置上得到相同效应以确定被测量值的测量方法。例：用已校准的带表卡尺替代被测量游标卡尺。414.0 计量检定规程 国家计量检定规程是指对计量器具的计量特性、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果处理所作的技术规定。第四章 企业量具仪器内部 校准之注意事项424.1 首先应确认本公司之产品特性，客户要求之要求，最终确定量具仪器的准确度等级。(产品之允许公差)4.2 应遵循准确度高的量具仪器校准准确度低的量具仪器。434.3 应考虑和配置合理的工

16、作环境。(温度、湿度、清洁度要求)4.4 应建立公司内部量具仪器校准指导书。4.5确保校准记录具有溯源性，应追溯到国家或国际基准。444.6应注意校准记录的书写及数点后面保留位数的要求。 (如：1.2mm与1.20mm是有区别的)4.7 应清楚列明需要校准的仪器和不需要校准的仪器(免校)，并说明它们的控制方法。454.8 仪器内校指引（卡尺）1.0 目的： 明确卡尺的校正操作2.0范围： 本指引仅适用于abc公司卡尺之校正3.0责任：3.1 校准员：严格按本指引对卡尺进行校准3.2 执行总管：监管本指引的执行4.0参考文件： 无464.8 仪器内校指引（卡尺）5.0 作业要求5.1 校准条件5

17、.1.1温度：20-255.1.2湿度：40-80%5.2 标准件数显卡尺(0-150mm) S/N：021873 游标卡尺(0-300mm) S/N：QC-YQ-038474.8 仪器内校指引（卡尺）5。5.3 校准内容与方法5.3.1外观检查：是否有断裂、弯曲、生锈、字符是否不清楚5.3 . 2 检定项目： 项目 标准值(mm) 允差(mm) 备注 深度尺 20 0.03 通用 直径、长度尺 41.2 0.03 ( 0-150 mm)卡尺适用 81.5 0.03 ( 0-150 mm)卡尺适用 101.2 0.03 ( 0-300 mm)卡尺适用 121.8 0.03 ( 0-150 mm

18、)卡尺适用 201.5 0.03 ( 0-300 mm)卡尺适用 291.8 0.03 ( 0-300 mm)卡尺适用 484.8 仪器内校指引（卡尺）5.3.3 检定方法:a . 首先确定被检定卡尺的量程(如0-150mm或0-300mm),然后选择相对应的标准件卡尺将标准件深度尺调到标准值20mm,用被检卡尺的深度尺对其测量3次取其平均值 b . 以此类推,将标准件直径长度尺调到标准值41.2、81.5、101.2、121.2、201.5、291.8,用被检卡尺的直径长度尺对其测量3次取其平均值 5.4 校正周期 一年一次60. 相关记录：仪器校正记录 494.9 仪器检定校准一览表504

19、.10 仪器检定校准记录表514.11光盘附送部份仪器检定规程：带表游标卡尺检定规程 JJG400-85数显游标卡尺检定规程 JJG526-88架盘天平检定规程 JJG156-83低频电子电压表检定规程 JJG782-92脉冲信号发生器检定规程 JJG490-93指示表（百分表、千分表）检定规程 JJG34-96测微仪器试行检定规程 JJG44-86电子称检定规程 52MeasurementSystem Analysis 測量系統分析53為什麽要做MSA?輸入製程 測量過程變差變差 輸入/輸出 製程變差 + 測量變差 輸出有多大?有什麽影響 ? 所得結果若我們要知道制程輸出是否達到要求及在控制

20、之內, 所用的測量系統必須具備足夠能力去量度制程的變差, 原因是測量過程本身亦存在一定的變差, 所以我們必須對所選用的測量系統/儀器先作一些統計分析,才可決定這測量統/儀器是否適用.54测量系统误差的来源观测的过程误差过程实际误差 测量误差长期过程误差短期过程误差样本内误差 测量仪器误差 测量者误差准确性 重复性稳定性线性 再现性我们即将了解的测量系统分析方法将提供对总体测量误差、由于测量仪器可重复性引起的误差、由于测量者引起的误差的估计。测量系统的波动通过对测量系统的可重复性和可再现性进行分析确定55為什麽要做MSA?這些因素亦會引致測量系統的變差56测量仪器分辨率测量仪器分辨率 可定义为测

21、量仪器能够读取的最小测量单位。看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。部件A部件BA=2.0B=2.01234部件A部件BA=2.25B=2.001234因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%。57Bias (偏倚) - 測量的觀察平均值和基準值之間的差異 定 義58定 義Repeatability (重覆性) 由一位評价人多次用一種測量儀器測量同一零件的同一特性時所得

22、的測量變差59定 義Reproducibility (再現性) - 由不同的評价人使用同一個量具測量一個零件的一個特性的產生的測量平均值的變差60Stability (穩定性) 是测量系统在某持续时间内测量同一基准或者零件的单一特性时获得的测量值总变差。定 義61 Linearity (線性) 是在量具预期的工作量程内，偏倚值的差值定 義62Gage R&R (GR&R) - 測量系統重復性和再現性合成的評估定 義63作測量系統研究的準備用什麽方式 ?有什麽條件須考慮作測量研究?怎样選取樣件?分辨力足夠嗎 ?用什麽測量方法?64先計劃將要使用的方法通過使用工程決策; 目視觀察或量具研究夾確定

23、(考慮再現性會否影響)條件 評价人的數量,樣品數量及重復讀數次數; 尺寸的關鍵性零件結構評价人的選擇 評价人的選擇應從日常操作該儀器的人中挑選樣品的選擇作測量系統研究的準備 - 續65樣品的選擇 能否獲得代表生產過程的樣品，樣品必須是選自于過程并且代表整個的生產的範圍編號 必須對一個零件編號以便于識別分辨力 儀器的分辨力至少直接讀取特性的預期過程 變差的十分之一， 例如：如果特性的變為 0.001，儀器應能讀取0.0001的變化確保測量方法作測量系統研究的準備 - 續66確保測量方法遵守規定的测量程序(測量應按照隨機順序,以確保整個研究過程中產生的任何漂移或變化將隨機分布)作測量系統研究的準備

24、 - 續67第1階段試驗- 了解測量過程以及該過程是滿足要求 任何關鍵的環境因素，也要考慮評价操作環境對測量系統參數的影響(例如偏倚、線線性、重復性和再現性) 此外，測量裝置因于偏倚和線性的變差同重復性和再現性部分相比應該是小的 第2階段試驗 - 測量過程隨时間的推移是否滿足要求 第2階段試驗提供對測量系統持續置信的主要變差源持續的监視和/或測量系統經過一定時間後降的信號作測量系統研究的準備 - 續68Stability 穩定性Bias 偏倚Linearity 線性Repeatability 重復性 Reproducibility 再現性 Location Error 位置變差Width Er

25、ror 寬度變差 i.e. Average measured value Vs Actual value平均測量值 Vs 基準值 i.e. Spread of measurement - Precision 測量的分佈 - 精密度測量系統的變差種類69Guideline for determining Stability 确定穩定性的指南1. 取樣品并建立相對于可溯源標準的基準值2. 最理想可取預期測量的最低值, 最高值和中程數的標準樣品3. 定期測量標準樣品(天,周,等等)計量型測量系統研究确定穩定性的指南704. 應在不同時間記錄讀數5. 將數據按時順序畫在Xbar&R或X&S控制圖上6.

26、 建立控制限并用標準控制圖分析評價失控或不穩定狀態 (作圖法) 如果測量過程是穩定的, - 數據可以用于确定測量系統的偏倚71除了控制圖分析法, 對穩定性还没有特別的數據分析或指數Guideline for determining Stability 确定穩定性的指南計量型測量系統研究72Guideline for determining Bias 确定偏倚的指南1. 取樣品 (最好n10); 并建立相對于可溯源標準的基準值2. 用同一价人,以正常方法測量樣品10次以上3. 相對于基準值將數據畫在直方圖, 并确定是否存在特殊原因或出現異常注:- It is better to have a m

27、aster sample with low and high end and mid range 最好是備有標準樣品的最低, 最高及中程數值- Use a single appraiser for the measurement 最好使用同一評价人計量型測量系統研究确定偏倚的指南73計量型測量系統研究Guideline for determining Bias 确定偏倚的指南求出观测平均值X+X+XXX=74計量型測量系統研究Guideline for determining Bias 确定偏倚的指南计算偏倚=观测平均值-基准值75計量型測量系統研究Guideline for determin

28、ing Bias 确定偏倚的指南求出过程变差或容差过程变差=6 极差76計量型測量系統研究Guideline for determining Bias 确定偏倚的指南偏倚% =100 偏倚 /过程变差或 容差77测量系统分析技术（MSA）是測量結果的觀測平均值与基準值的差值.测量系统单次重复测量人员张小三仪器卡尺方法WI/IN-01-A产品51.41+0.3mm 用X-Y坐標儀测得真值为51.217 环境固定偏倚周次123456789测量值51.20 51.2251.19 51.23 51.21 51.20 51.26 51.24 51.23X = (X) n = 51.22=0.3-(-0.

29、3)=0.6偏性=觀測平均值-真值 = 51.22 - 51.217 =0.03%偏性=偏性/容差 =0.03/0.6 =5%基準值,也稱為可接受的基準值或標準值,是充當測量值的一個一致認可的基準,一個基準值可以通過採用更高級別的測量設備(如:計量實驗室或全尺寸檢驗設備)進行多次測量,取其平均值來確定.容差78测量系统分析技术（MSA）偏倚分析:如果偏倚較大,查找以下可能的原因l 標準或基準值誤差,檢驗校準程式;l儀器磨損.主要表現在穩定性分析上,應制 定維 護或重新修理的計劃;l 製造的儀器尺寸不對;l儀器測量了錯誤的特性;l儀器校準不正確.復查校準方法;l 評價人操作設備不當.復查檢驗說明

30、書;l儀器修正計算不正確;判定:一般要求%偏倚在5%以下视为接收, 15%以上视为偏倚较大.79Guideline for determining Linearity 确定线性的指南1. 選擇g5零件, 它們的測量值能覆蓋量具的操作範圍2. 測量每零件並記錄其基準值之差值3. 用同一价人,以正常方法測量樣品10次以上4. 計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚平均值 計量型測量系統研究确定线性的指南80計量型測量系統研究5. 在线性圖上畫出單值偏倚和相關基準值的偏倚平均值Guideline for determining Linearity 确定线性的指南线性图1名评价人12次试验5个零件 过程变差

31、=6.00 低 名义 高1.20 1.000.800.600.400.20-0.00-0.20-0.40-0.60 2.00 4.00 6.00 8.00 1 10.00 81計量型測量系統研究零件 1 2 3 4 5 基准值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.001 2.70 5.10 5.80 7.60 9.102 2.50 3.90 5.70 7.70 9.303 2.40 4.20 5.90 7.80 9.504 2.50 5.00 5.90 7.70 9.305 2.70 3.80 6.00 7.80 9.406 2.30 3.90 6.10 7.80 9.507 2.5

32、0 3.90 6.00 7.80 9.508 2.50 3.90 6.10 7.70 9.509 2.40 3.90 6.40 7.80 9.6010 2.40 4.00 6.30 7.50 9.2011 2.60 4.10 6.00 7.60 9.3012 2.40 3.80 6.10 7.70 9.40零件平均值2.49 4.13 6.03 7.71 9.38基准值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00偏倚 +0.49 +0.13 +0.03 -0.29 -0.62极差 0.4 1.3 0.7 0.3 0.5 试 验 次 数 Guideline for determining Linearity 确定线性的指南82計量型測量系統研究Guideline for determining Linearity 确定线性的指南偏倚与基准值之间的交点标绘见图12.最佳拟合这些点的线性回归直线及该直线的拟合优度(R2)计算如下： y=b+ax式中： x=基准值 y=偏倚 a=斜率 b= a=83线性=斜率 X 过程变差 =0.1317 X 6.00 =0.79%线性=线性/过程变差 =0.79/6.00 =13.1%計量型測量系統研究Guideline for determining Linearity 确定线性的指南84如果測量儀器的線性結果並非直線,有以下可能原因: