MSA实务操作基础知识

1、MSA实务操作基础知识拟制：潘颖华日期：2004.10.25一、MSA分析的目目的：在项目管管理中，测量系系统分析析的主要要目的是是确定项项目中所使用用的数据据是否可可靠。评估新的的测量仪仪器。将两种不不同的测测量方法法进行比比较。对可能存存在问题题的测量量方法进进行评估估。确定并解解决测量量系统误误差问题题。二、MSA软件企业MSA应用中大大量的数数据需要要处理，传统的的手工计计算方法已经经不能满满足复杂杂的计算算要求，计算机机硬件价价格的下降和市市场的需需要，促促成了MSA计算机软软件的出出现。MSA软件把信信息技术术与MSA分析方法法融合起起来，以以直观的图表分分析加数数字分析析结果的的

2、方法来来反映被被研究的的测量系统的误误差成分分，让您您快速了了解导致致测量系系统误差差太大的原因。应用MSA软件进行行企业质质量控制制可给企企业带来来诸多益处处：1、减少数据据处理的的时间；2、更准确的的分析结结果；3、直观的图图表工具具；4、更快的客客户反应应速度和和更高的的客户满满意度。三、MSA的定义：MSA（MeasurementSystemAnalysis）使用数理理统计和和图表的方方法对测测量系统统的分辨辨率和误误差进行行分析，以评估估测量系统统的分辨辨率和误误差对于于被测量量的参数数来说是是否合适，并并确定测测量系统统误差的的主要成成分。测量系统统的误差差由稳定定条件下下运行的的

3、测量系系统多次次测量数数据的统计计特性：偏倚和和方差来来表征。偏倚指测量数数据相对对于标准准值的位位置，包包括测量量系统的偏倚（Bias）、线性(Linearity)和稳定性性(Stability)；而方差指测量数数据的分分散程度度，也称称为测量量系统的的R&R，包括测量量系统的的重复性性(Repeatability)和再现性性(Reproducibility)。一般来说说，测量量系统的的分辨率应为获得得测量参参数的过过程变差的十十分之一一。测量量系统的的偏倚和线性由量具校准准来确定。测测量系统统的稳定性可由重复复测量相相同部件件的同一一质量特性性的均值极差差控制图图来监控。测量系系统的重重复

4、性和再现性性由Gage R&R研究来确确定。偏倚性：测量结结果的观观测平均均值与基基准值的的差距。线性：量量具在预预期的工工作量程程内，偏偏倚值的的差值。重复性：一个评评价人采采用一种种测量仪仪器多次次测量同同一零件的的同一特特性时得得到的测测量值的的变差。再现性：不同评评价人采采用一种种测量仪仪器测量量同一零零件的同一特特性时测测量平均均值的变变差。稳定性：测量系系统在某某持续时时间内测测量同一一基准或或零件的单一一特性时时获得的的测量值值总变差差。四、MSA相关术语解释释：四、MSA相关术语解释释：测量系统统：是与测测量有关关的人、测量仪仪器/工工具软件件、硬件、测测量对象象、测量量方法和

5、和环境的的总和。连续数据据：即计量量型数据据，可以以无限细细化。如如质量、长度、时时间、高高度、温温度等。离散数据据：即计数数型数据据，不可可细化。如合格格/不合合格，通、止等等。测量：将一个未未知量与与一个已已知的或或已经接接受的参参照值进行的比比较。为什么我我们需要要测量数数据？1）我们们使用测测量数据据来判断断产品/服务是是否合格格，制定定有关过程程管理的的 决策策。2）我接接受这件件产品/服务吗吗？3）过程程是很好好？还是是需要进进行调整整？我们对测测量数据据有什么么期望？-准确性数据必须须告诉我我们真相相！-重复性重复测量量必须产产生同样样的结果果！-再现性结果不应应该受检检验员的的

6、影响测量仪器器：用来进行行测量的的任何仪仪器。检验员(或鉴定定人)：使用测量量仪器进进行测量量的个人人或装置置。四、MSA相关术语解释释：测量过程程：任任何作业业都是一一个过程程，存在在输入、过程变量、输输出。测测量输入入为测量量对象，过程变变量有：测量仪器、测量人人员、测测量方法法、测量量环境，这些变变量对过程输输出测量量结果产产生综合合影响，即：函数关系系Y=f(x1,x2xn)Y=测量结果果X=测量输入入及过程程变量测量是一一个过程程，它会会使被测测对象的的值偏离离真值总=测量量总误差差产品=被被测对象象误差测量=测测量误差差四、MSA相关术语解释释：五、测量误差差：测量总偏偏差:2=2

7、+2总的观察察偏差实实际偏差差测测量量系统偏偏差收 集数数据据的 能力力!总误差被测量对对象误差差测量系统统误差测量仪器器误差测量人员员误差准确性线性稳定性重复性测量人员员误差测量人员员和被子子测量对对象交互互作用误误差六、测量的分分析步骤骤：1.确确定数据据的类型型2.确定误差差的来源源3.样本选择择4.数据收集集5.数据分析析六、测量的分分析步骤骤：确认测量量数据类类别数据的类类别决定定了数据据分析方方法。数数据性质质可分为为：1）连续续数据2）离离散数据据 确定定误差来来源1）对于于自动测测定系统统，误差差来源为为：部品品本身误误差和测测量仪器器误差。2）对于于普通测测定系统统，误差差来

8、源为为：测量量人员、测量仪仪器和部部品。3）对于于目视检检查，误误差来源源为测量量（检查查）人员员和部品品。选择样样本（GRR分析）1）连续续数据的的样本选选择：样样本需代代表整个个过程范范围，即即选择一一些规格内样本本，再选选择一些些规格外外样本。2）离散散数据的的样本选选择：同同理，需需同时选选择部分分规格内内和规格格外的样本，并并选择部部分接近近规格界界限的样样本。六、测量系统统的分析析步骤：收集数据据（1）测测量前需需确认：确认测测量仪器器经过校校准，以以保证其其准确性性和线性性在可接接收范围围内。确保使使用足够够分辨率率的仪器器进行测测量。（2）测测量时需需注意：每个测量量员以随随机

9、顺序序测量各各样本，并记录录原始数数据。对对测量数数据进行行分析完成测量量后，需需对测量量数据进进行分析析处理。连续型数数据七、 连续续数据测测量系统统的分析析步骤：“精确性性” (R&R)(离散性-偏偏差)稳 定性性?线性性偏 移&线线性OKOKOK八、测量的准确性/偏倚性性：偏倚=观观察平均均值-基基准值偏倚占过过程变差差百分比比：偏倚%=100（偏偏倚/过程变变差）偏倚占公公差百分分比：偏倚%=100（偏偏倚/规格公公差）八、测量的准确性/偏倚性性：与精确性性的关系系偏倚性vs精确性1)准准确但不不精确2)精精确但不不准确3)既不准确确又不精精确4)既既准确又又精确九、MSA操作方法法：

10、1、测量系统统线性、偏倚性性分析：测量方法法：取3种不不同规格格的标准量块块，请2名名测量员员分别测测量，每人每个个量块测测量5次次，并记记录数据据（共30个数数据）。软件操作作方法：STEP 1：将数据输输入MINITAB “WORK SHEET”表格中。Stat-Quality Tools-Gage R&RStudy(Crossed)。记录StudyVar(5.15*SD)/TotalVariation值。StdDevStudyVar%StudyVarSource(SD)(5.15*SD)(%SV)TotalGage R&R0.002330.01200.05Repeatability0.0

11、02070.01060.04Reproducibility0.001080.00560.02OPERATOR0.000000.00000.00OPERATOR*NO0.001080.00560.02Part-To-Part4.9346825.4136100.00TotalVariation4.9346825.4136100.00NumberofDistinctCategories= 2983五、MSA操作方法法：1、测量系统统线性、偏倚性性分析：软件操作作方法：STEP 2：Stat-Quality Tools-Gage LinearityStudy。五、MSA操作方法法：1、测量系统统线性、

12、偏倚性性分析：软件操作作方法：Stat-Quality Tools-Gage LinearityStudy。标准量块块规格：15、16、24。线性分析析结果偏倚性分分析结果果判定方法法：测 量 结 果判 断 标 准 10%差，需要改善。五、MSA操作方法法：1、测量系统统线性、偏倚性性分析：检测时机机及对象象：时机：一一般每半半年至少少进行一一次分析析确认；在出现现两司测量有差差异时需需做此分分析。对象：对对所有计计量型检检测设备备。五、MSA操作方法法：2、测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：测量方法法：确定3名名操作者者A、B、C，选定10个同一一物料编编码的被测部品品，

13、按1、2、10编编号。测取数据据：A以随机顺顺序测取取所有数数据并记记录；B、C在不知他人人测量结结果的前前提下，以同样样方法测测量各部部品的尺寸并并记录。再以随机机顺序重重复上述述测量2次（注注：在只只有两名名测量员的情况况下，以以上述同同样方法法测量3次）。五、MSA操作方法法：2、测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：软件操作作方法：将数据输输入MINITAB “WORK SHEET”表格中。五、MSA操作方法法：2、测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：软件操作作方法：Stat-Quality Tools-Gage R&RStudy(Crossed)。A

14、NOVA& Xbarand R分析方法法的相异异点：ANOVA法考虑了了测量物物料与人人的交互互作用；Xbar andR法未考虑虑测量物物料与人人的交互互作用，当测量量物料与与人的交交互影响响作用较较大时，此法比比ANOVA法分析结结果相对对要小。五、MSA操作方法法：2、测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：软件操作作方法：点击“Options”，输入公差差；规格为61.4(+0.03/-0.07)，则则输入过过程公差差0.1。分析图表表命名，若不输输入内容容则使用用数据列列名，如如下图。五、MSA操作方法法：2、测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：分析结果

15、果：Gage R&R%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)TotalGage R&R3.01E-053.74Repeatability9.87E-061.23Reproducibility2.02E-052.51OPERATOR1.87E-052.32OPERATOR*NO1.56E-060.19Part-To-Part7.74E-0496.26TotalVariation8.04E-04100.0093%，很好好！93%，TotalGage R&R7%）。图2：确认作业业者别重重复测量量是否稳稳定（各各量测点点在4层层或以上上时为好好的量测测系统；如有点点

16、超出红红色界限限，说明明量测系系统对量量测方法法敏感，此图为为4层）。图3：确认量测测系统辨辨别不同同样品的的能力是是否充分分（量测测点在红红线外越越多越好好，点越越散说明明系统可可分辨样样品间细细微差异异）图4：确认样品品是否如如实反映映工程的的散布（同一样样品观测测值越集集中越好好，不同同样品间间越散越越好）。图5：确认作业业者之间间是否存存在差异异（线越越直越好好，各作作业者之之测量值值分布宽宽度越相相同越好好）。图6：确认各作作业者是是否对样样品量测测有不同同（各作作业者样样品间连连线越平平行越好好，各点点越一致致越好）。五、MSA操作方法法：2、测量系统统GRR分析（重重复性、再现性

17、性、分辨辨力）：GRR%、重复性、再现性性判定方方法：测 量 结 果判 断 标 准 30%差，需要改善，不接受。分辨力判判定方法法：五、MSA操作方法法：2、测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：GRR分析方法法：检测时机机及对象象：时机：一一般每半半年至少少进行一一次分析析确认；在出现现两司测测量有差异时时；在新新产品第第一次测测量时。对象：对对所有计计量型、计数型型检测设设备。当重复性性(AV)变差值大大于再现现性(EV)时：a）量具的结结构需在在设计增增强；b）量具应加加以保养养。c）量具的夹夹紧或零零件定位位的方式式(检验验点)需需加以改改善。当再现性性(EV)变差值大

18、大于重复复性(AV)时：a）作业员对对量具的的操作方方法及数数据读取取方式应应加强教育育，作业业标准应应再明确确订定或或修订；b）可能需要要某些夹夹具协助助操作员员，使其其更具一一致性的的使用量量具；c）量具与夹夹治具校校验频率率于入厂厂及送修修纠正后后须再做测量量系统分分析，并并作记录录。五、MSA操作方法法：3、测量系统统稳定性性分析：取样原则则：选取一个个可追溯溯标准值值或基准准值的样样板（若若无此样样板，可从物料料中选取取一个落落在中心心值域的的部品当当作标准准值）。测量方法法：每天开机机半小时时后开始始测量一一次，测测量5个个数据（一般连续收集集2025组组数据，5个数数据作为为一组

19、），并记记在X-R图上。五、MSA操作方法法：3、测量系统统稳定性性分析：软件操作作方法：使用我们们提供的的表格，在黄色色区域按按要求填填写数据据，样式如下下：五、MSA操作方法法：3、测量系统统稳定性性分析：判定方法法：R图：a）TEST 1：不可以有有点子超超出控制制界限。对策：如果数据点超超出控制制线或在在控制线线上；如有此种种异常，并不意味味着必须须采取措措施，而而是分析析是否是是量测时时某个产产品出现现波动，找出问问题后剔剔除此点点。五、MSA操作方法法：3、测量系统统稳定性性分析：判定方法法：R图：b）TEST 3：连续6点点递增或或递减。对策：如如有此异异常，需需要确认认改变是是

20、正效应应还是负负效应，是否是是工艺条条件有变变更，产产品已经经出现偏偏移管制制界限的的趋势，有不良良产生的的可能，找出问问题后剔剔除这些些点。五、MSA操作方法法：3、测量系统统稳定性性分析：判定方法法：R图：c）TEST 5：连续3中中有2点点在A区 （CL+2sigma, CL+3sigma)或（CL-3sigma, CL-2sigma）。对策：此异常显显示有不不同类型型的资料料混杂于于子群组组中；通通常有必必要修正正子群组组、重新新组合资资料及重重新制作作管制图图。五、MSA操作方法法：3、测量系统统稳定性性分析：检测时机机及对象象：时机：一一般每半半年至少少进行一一次分析析确认；仪器故

21、故障排除以后。对象：对对所有计计量型检检测设备备。离散型数数据六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性）：测量方法法：确定3名名操作者者A、B、C，选定50个同一一物料编编码的被测部品品，按1、2、50编编号。测取数据据：A以随机顺顺序测取取所有数数据并记记录；B、C在不知他人人测量结结果的前前提下，以同样样方法测测试各部部品数据并记记录。再以随机机顺序循环上述测试3次。数据记录录：“0”表示不合合格，“1”表示合格格。六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性）：软件操作作方法：将数据输输入MINITAB “WORK SHEE

22、T”表格中。六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性）：软件操作作方法：Stat-Quality Tools-AtributeGage R&RStudy。六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性）：分析结果果（1）Each AppraiservsStandardWithinAppraiserAssessment AgreementAppraiser#Inspected#Matched Percent(%)95.0% CI1504794.0 (83.5,98.7)2504488.0 (75.7,95.5)3503672.0 (5

23、7.5,83.8)# Matched: Appraiseragreeswithhim/herselfacrosstrials.Each AppraiservsStandardAssessment AgreementAppraiser#Inspected#Matched Percent(%)95.0% CI1501530.0 (17.9,44.6)2501530.0 (17.9,44.6)3501020.0 (10.0,33.7)# Matched: Appraisers assessmentacross trialsagreeswithstandard.注释：以以上是每每名检验员重重复性百百分

24、比数数值。注释：以以上是每每名检验员一一致性百百分比数数值。六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性）：分析结果果（2）Assessment DisagreementAppraiser#1/0Percent(%)#0/1Percent(%)#MixedPercent(%)13280.000.036.022972.500.0612.032665.000.01428.0# 1/0:Assessmentsacross trials= 1/standard= 0.# 0/1:Assessmentsacross trials= 0/standard= 1.# Mixed

25、:Assessmentsacrosstrials arenotidentical.注释：1/0Percent(%)：检验员三三次均将将不良品品判断为为良品的的百分比比0/1Percent(%)：检验员三三次均将将良品判判断为不不良品的的百分比比MixedPercent (%)：检验员混混合情况况：即同同一个样样板判断断真和判判断错误误的结果果都有。Between AppraisersAssessment Agreement# Inspected# MatchedPercent(%)95.0%CI503162.0(47.2,75.3)# Matched: Allappraisersassessm

26、entsagreewith eachother.注释：以以上是检检验员之之间重复复性百分分比数值值。AllAppraisersvsStandardAssessment Agreement# Inspected# MatchedPercent(%)95.0%CI501020.0(10.0,33.7)# Matched: Allappraisersassessmentsagreewith standard.注释：以以上是检检验员之之间一致致性百分分比数值值。六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性）：GRR图表说明明：检验员重重复性百百分比及及置信区区间检验结果果

27、与标准准一致性性百分比比重复性、一致性性整体概概况经过MSA外观考核核后重复复性百分分比(%)分数数较低的的人员需需要加强强自身的的训练，一致性百百分比(%)分分数较低低的人员员应该加加强外观观标准的的认识。六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：软件操作作方法：Stat-Quality Tools-AtributeGage R&RStudy。六、计数型数数据MSA操作方法法：测量系统统GRR分析（重重复性、再现性性、分辨辨力）：软件操作作方法：Stat-Quality Tools-AtributeGage R&RStudy。MINITAB六、C

28、pk计算方法法：1、Cpk与Cmk的计算公公式：S=CPU=上限公差差范围与与1/2个固有有 =过程能能力的比比率s3XUSL-CPL=下限公差范范围与1/2个个固有=过程能能力的比比率s3LSLX-CP=s6LSLUSL-六、Cpk计算方法法：2、Cpk与Cmk的计算方方法相同同，其区区别如下下：3、Cpk与Cmk的计算方方法：方法1：Stat-Quality Tools-Capability Analysis(Normal)正态能力力分析方法2：Stat-Quality Tools-Capability Analysis(Between/Within)组内组间间数据分分析方法3：Stat-

29、Quality Tools-Capability Sixpack(Normal)正态能力力六合一一能力分分析Cpk：主要针对对制程过过程，也也称过程程能力指指数，通通常在不同的的时间段段抽样，反映整整个过程程的能力力。Cmk：主要针对对相对独独立的测测试夹具具或仪器器，也称仪器能力指指数，通常在相相同的时时间连续续抽样或或一个标标件重复复测试30次以以上的测量结结果，反反映的是是仪器或或者是夹夹具的检检测能力力。六、Cpk计算方法法：4、Cpk与Cmk的判定方方法相同同，标准准如下：等级CPk制程能力指数Process Capability Index建议处理A1.33Cpk制程能力足够。B1.0Cpk1.33制程能力尚可，应再努力。CCpk1.01.33Cp制程稳定性好，但出现规格严重上偏或下偏现象。需向研发提出规格检讨申请。1.0Cp1.33若极差图违背判定原则1、3、5，需进行制程稳定性改善；若极差图未违背判定原则