MSA基础知识培训课程

1、MSA 测量系统分析Measurement system Analysis课程收益益学会计量量型测量量系统5种统计特特性的分析时机机、分析析方法和和判定准准则。学会计数数型测量量系统分分析的两两种方法法。目录MSA基础知识识重复性和和再现性性分析偏倚分析析线性分析析稳定性分分析12345计数型测测量系统统分析6第一节MSA基础知识识MSA基础知识识描述测量量数据质质量的统统计特性性是测量量系统的的偏倚及变差。偏倚：指数据据值相对对于参考考（基准准）值的的位置变差：指数据据的分布布宽度测量过程：标准：零件：仪器：人/程程序：环境S W IPE量测数值分析输入输出可接受可能可接接受需改善测 量系

2、统测量系统统分析的的目的：分析测量系统统所带来来的变异异相对于于生产工工序过程程总变异异的大小小处于可可接受的的范围，以确保保生产工工序过程程的主要要变异源源于工序序过程本本身，而而非测量量系统。因此，测量系系统分析析对于实实施SPC控制有重重要的意意义。MSA基础知识识一个好的的测量系系统应具具有的特特性：足够的分辨率率和灵敏度相对于过程变变差或规规范控制制限，测测量的增增量应该该很小。通常所所有的十十进制或或10/1法则，表表明仪器器的分辨辨率应把把公差(过程变差差)分为十份份或更多多。这个个规则是是选择量量具期望望的实际际最低起起点。测量系统统应该是统统计受控的这意味着在在可重复复条件下

3、下，测量量系统的的变差只只能是由由于普通通原因而而不是特特殊原因因造成。这可称称为具有统计的稳定性，可通过过控制图法进行评价。对于产品品控制，测测量系统统的变差差必须小小于规范范值。可通过特特性的公差来来评价测测量系统统。对于过程控制制，测量量系统的的变异性性应该显显示有效效的分辨辨率，并并小于制制造过程程的变差差。可通过6变差和和或MSA研研究的总总变差来评价测量量系统MSA基础知识识重复性、再现性、偏倚、线性、稳定性可接受.测量系统统变差源源测量过程程的构成成因子（S、W、I、P、E）及其相相互作用用，产生生了测量量结果或或数值的的变差。仪器(量具)工作件(零件)扩大量测系统变差变异性敏感

4、性接触几何变形效应一致性单一性重复性再现性使用假设稳健设计偏移线性稳定性校准预防性维护维护创建公差发展的变异发展设计变异夹持位置 测量站 测量探测器相互关连的特性清洁适合的数据工作的定义弹性变形质量弹性特性支撑特性隐藏的几何可追溯性校准热扩散系数弹性特性人员/程序环境教育身体的限制程序目视标准工作规定工作态度经验培训经验培训理解技能人因工程照明压力振动空气污染几何的兼容性阳光人工光阳光阳温度人员空气流程热的系统平等化系统构成要素周期标准与环境的关系标 准MSA基础知识识MSA基础知识识测量系统统的统计计特性Repeatability重复性性Reproducibility再再现性Bias偏倚Li

5、nearity线性Stability稳定性MSA基础知识识第二节重复性和再现性性分析重复性和和再现性性分析重复性Repeatability同一评鉴人员员用同一测量量仪器测量多次次测量同一零件件的同一特特性所获获得的测测量变差差。重复性 Master Value宽度变差评价评价测量系统统内部的的变差再现性Reproducibility不同评价人员员用同一测量量仪器测量同一零件件的同一特特性所获获得的测测量平均均值的变变差。再现性Inspector AMaster ValueInspector BInspector CInspector AInspector BInspector C宽度变差评价评

6、价测量系统统之间的的平均值值变差重复性和和再现性性分析1.在测量系统统使用者者中选出出2-3个评价人人2.抽取10个零件，以此代代表实际际或期望望的过程程变差3.把零件从从1至10编号，但但号码不不为被评评价人所所见4.准备经校校准合格格的量具5.由评价员员A随机地对对10个零件作作测量，由一个个观察员员记录测测量结果6.由其他评评价员重重复第5步，隐藏藏其他评评鉴员所所获得的的读数7.重复第5和第6步，用不不同的随随机组合合测量8.对每个评评鉴员的的读数计计算均值值和极差差9.用所附GR&R报告表，记录零零件均值值和极差差均值10.计算表示示设备变变差的重重复性11.计算表示示评鉴人人员变差

7、差的再现现性12.计算GR&R并转换成成百分比比13.计算零件件变差并并转换为为百分比比14.计算总变变差量具R&R分析指南南重复性和和再现性性分析GR&R可接受准则则：R&R%10%，且ndc5，系统可接受;10% R&R%30%,系统需要要做改进进.重复性和和再现性性分析零件(样品)内部：形形状、位位置、表表面加工工、锥度度、样品品一致性性。仪器内部部：修理理、磨损损、设备备或夹紧紧装置故故障，质质量差或或维护不不当。基准内部部：质量量、级别别、磨损损方法内部部：在设设置、技技术、零零位调整整、夹持持、夹紧紧、点密密度的变变差评价人内内部：技技术、职职位、缺缺乏经验验、操作作技能或或培训、

8、感觉、疲劳。环境内部部：温度度、湿度度、振动动、亮度度、清洁洁度的短短期起伏伏变化。违背假定定：稳定定、正确确操作仪器设计计或方法法缺乏稳稳健性，一致性性不好应用错误误的量具具量具或零零件变形形，硬度度不足应用：零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳、观察察误差(易读性、视差)重复性不好的可可能原因因重复性和和再现性性分析零件(样样品)之之间：使使用同样样的仪器器、同样样的操作作者和方方法时，当测量量零件的的类型为为A,B,C时的均值值差。仪器之间间：同样样的零件件、操作作者、和和环境，使用仪仪器A,B,C等的均值值差标准之间间：测量量过程中中不同的的设定标标准的平平均影响响方法之间间：

9、改变变点密度度，手动动与自动动系统相相比，零零点调整整、夹持持或夹紧紧方法等等导致的的均值差评价人(操作者者)之间间：评价价人的训练、技技术、技技能和经经验不同同导致的的均值差差。环境之间：在不同时间段内测量量，由环环境循环环引起的的均值差差。违背研究中的的假定仪器设计计或方法法缺乏稳稳健性操作者训训练效果果应用：零件尺寸、位位置、观观察误差差(易读读性、视视差)再现性不好的可可能原因因重复性和和再现性性分析第三节偏倚分析偏倚分析偏倚Bias测量的观测均值与基准值之差值。基准值，也称为为可接受受的基准准值或标准值，用作测测量值的的认可基基准。基准值可可以通过过更高级别别的测量量设备进行测测量而

10、获获得的测测量均值值来确定。基准值观测平均值偏倚位置变差评价适用于测测量值经常与与产品基准值有较大偏偏差的时候进行分析析偏倚分析析指南：独立样样件法决定要分析的测量系统抽取一个样本，获取基准值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定可使用标标准件偏倚分析偏倚分析析指南：独立样样件法案例1：案例2：可接受准准则：如果0落在偏偏倚置信信区间内内，可以以假设测测量偏倚倚是可以以接受的的，同时时假定实实际使用用不会导导致附加加变差源源。偏倚分析过份偏倚的可可能原因因仪器需要要校准仪器、设设备或夹夹紧装置置的磨损损磨损或损损坏的基基准，基基准出现现误差校准不当当或调整整基准的的

11、使用不不当仪器质量量差设设计或一一致性不不好线性误差差应用错误误的量具具不同的测测量方法法设置置、安装装、夹紧紧、技术术测量错误误的特性性量具或零零件的变变形环境温温度、湿湿度、振振动、清清洁的影影响违背假定定、在应应用常量量上出错错应用零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳、观察察错误偏倚分析第四节线性分析线性分析线性Linearity在量具预预期的工工作范围围内偏倚倚值的差差值基准值較小的偏倚基準值較大的偏倚量測平均值(低量程)量測平均值(高量程)基準值量測值無偏倚偏倚線性(變化的線性偏倚)位置变差评价适用于同一个量具同时有多多个较大大距离的的工作量程的时候进行分析析线性分析析指南选

12、取5个产品(编号1,2,3,4,5)，通过更高级别别的测量设备备进行测量量而获得得的测量量均值来来确定基准准值，并并确定产产品涵盖盖了量具具的工作作量程。让经常使使用该量量具的操作者对每个产产品重复复进行12次测量，注注意要随随机选择择产品，以减少少操作者者对测量量中偏倚倚的“记记忆”。按附表的格格式收集集数据。按附表的公公式进行行计算,并写出回回归方程程（y=b+ax）。对计算所行行的数据据进行描描点并画画出相应应的回归归直线。可使用标标准件线性分析线性可接接受准则则：对测量特殊殊特性的的测量系系统，线线性%5%接接受，线性%5%时，不不予接受受。对测量非特特殊特性性的测量量系统，线性%10

13、%接受受，线性性%10%时时，不予予接受。或数据表图图示中，偏倚=0的直线落落在拟合线线置信带带以内，线线性可接接受。线性分析仪器需要要校准，需减少少校准时时间间隔隔；仪器、设设备或夹夹紧装置置磨损；缺乏维护护通风、动动力、液液压、腐腐蚀、清清洁；基准磨损损或已损损坏；校准不当当或调整整基准使使用不当当；仪器质量量差；设计或一一致性不不好；仪器设计计或方法法缺乏稳稳定性；应用了错错误的量量具；不同的测测量方法法设置、安安装、夹夹紧、技技术；量具或零零件随零零件尺寸寸变化、变形；环境影响响温度、湿湿度、震震动、清清洁度；其它零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳、读错错。线性误差差的可能原原

14、因线性分析第五节稳定性分分析稳定性分分析稳定性Stability稳定性(或漂移)是指一个个测量系系统在某一持续续时间(指几天而而不是几几小时)获得的对对同一基准或零零件的一一个单一特性的测测量值总总变差。或者：偏偏倚随时时间的变变化。稳定性时间1时间2位置变差差评价适用于不同时间间段的测测量值经经常出现现变化的的时候进行分析析使用在偏倚和和线性分分析中作作为样件件的基准准/标准件-在保护环境境下恰当当地保存存它们(产品的生生命期内内)-给它们标上上名称和和号码以以便于追追溯和进进一步研研究，包包括低、中、高高极差值值的样本稳定性分分析指南南无需使用标准件测量频率率考虑因因素：包包括重新校准准的

15、频次次、要求求的修理理，測量量系统的的使用频频率，作作业条件件的好坏坏。应在在不同的的時間读读取以代代表測量量系統的的实际使使用情況況，以便便說明在在一天中中预热、周围环环境和其其他因素素发生的的变化。稳定性分分析定期（天天、周）对标准准件作3至5次测量(根据测量量系统的的具体情情况而定定)把数据在在均值和和极差图图或均值值和标准准差图标标出注：要求求对每个个标准件件按过程程或规范范容限做做一个图根据通常常的SPC要求作评评估（稳稳定？）将测量标标准差与与过程变变差相比比较，以以确定适适用性稳定性可可接受准准则：均值图和和极差图图处于统统计受控控状态。测量标准准差与过过程变差差相比较较稳定性分

16、分析稳定性差的可能原原因仪器需要要校准，需要减减少校准准时间间间隔仪器、设设备或夹夹紧装置置的磨损损正常老化化或退化化缺乏维护护通风风、动力力、液压压、过滤滤器、腐腐蚀、锈锈蚀、清清洁磨损或损损坏的基基准，基基准出现现误差校准不当当或调整整基准的的使用不不当仪器质量量差设设计或一一致性不不好仪器设计计或方法法缺乏稳稳健性不同的测测量方法法装置置、安装装、夹紧紧、技术术量具或零零件变形形环境变化化温度度、湿度度、振动动、清洁洁度违背假定定、在应应用常量量上出错错应用零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳、观察察错误稳定性分分析第六节计数型测测量系统统分析计数型测量系统统分析一、小样样法选取

17、2个操作者者(编号为A,B)，2次测量20个零件(编号1,2,320)；依据附表表的格式式,每个操作作者对每每个零件件重复测测量2次并把结果填填入相应应的栏内内；根据附表表的结果果判定-如果测量量结果完完全一致致,则测量系系统OK；-如果测量量结果完完全不一一致,则测量系系统NG；小样法分分析表计数型测测量系统统分析零件测量结果果数据分分区LSLUSLSL-中心值I区：坏零零件永远远被测量量为坏零零件II区：可能能作出错错误决定定的区域域III区：好零零件永远远被测量量为好零零件计数型测测量系统统分析二、风险险分析法计数型测测量系统统分析1、数据收集随机从过过程中抽抽取50个零件样样本，以获得

18、得覆盖过过程范围围的零件件;使用3名评价人人，每位评评价人对对每个零零件评价3次;将评价结结果记录录在“计计数型研研究数据据表”中中。1代表接受受，0代表不接受。评价的组组织人员员通过使使用实验验室设备备等获得得每个零零件的基基准值，表中的“-”、“+”、“”代表零件件处于III区、II区和I区。需要更高高级别的测量系系统计数型测测量系统统分析2、假设检检验分析-交叉表方方法设计交叉叉表的目目的是确定评价价人之间间意见的的一致性性、评价价人与基基准的一致性性。通过计算算Kappa值(评价人之之间的一致比比例)来评价一致致性。通用的经经验法则则：Kappa0.75表示一致致性好，Kappa0.4表示一致性差差。K=P(observed)-P(chance)/1-P(chance)其中：P(observed)=评价者一一致同意意的分类类比率(对角线单单元中观观测值的的总和)P(chance)=评价者偶偶然一致致的分类类比率(对角线单单元中期期望值的的总和)计数型测测量系统统分