测量系统分析培训课件

1、1测 量 系 统 分 析Measurement Systems Analysis （ M S A ）2测量系统统分析（MSA）概述与测量系系统有关关的术语语和定义义三.测量系统统变差的的类型四.测量系统统研究的的准备五.计量型测测量系统统研究（偏倚、稳定性性、线性性、重复复性&再线性）六.计数型测测量系统统研究目录录31.测量系统统的定义义一、测量量系统分分析（MSA）概述测量系统统：对测测量单元元进行量量化或对对被测的的特性进进行评估估，其所所使用的的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及及假设的的集合；也也就是说说用来获获得测量量结果的的整个过过程。变差 制 程输入/输出

2、测量过程变差 测量变差 制程变差所得结果输有多大有什么影响？4不同检验验者的差差异训练、技技能、疲疲劳、无无聊、眼眼力、舒舒适、检检验的速速度、指指导书的的误解仪器分辨力、精密度度、准确确度、损损坏、不不同仪器器和夹具具间的差差异3.不同环境境所造成成的差异异温度、湿度、振动、照明、腐蚀、污染(油脂)4.方法方面面测试方法法、测试试标准5.材料方面面准备的样样本本身身有差异异、收集集的样本本本身有有差异制程原料人机法环测量测量结果好不好测量2.测量系统统变差的的来源5不同检验验者的差差异训练、技技能、疲疲劳、无无聊、眼眼力、舒舒适、检检验的速速度、指指导书的的误解仪器分辨力、精密度度、准确确度

3、、损损坏、不不同仪器器和夹具具间的差差异3.不同环境境所造成成的差异异温度、湿度、振动、照明、腐蚀、污染(油脂)4.方法方面面测试方法法、测试试标准5.材料方面面准备的样样本本身身有差异异、收集集的样本本本身有有差异制程原料人机法环测量测量结果好不好测量3.测量系统统变差的的来源6把普通原原因报告告为特殊殊原因。误检，错误，好好的当成成坏的。把特殊原原因报告告为普通通原因。漏检，错误，坏坏的当成成好的。4.测量系统统分析的的意义对过程决决策的影影响过度调整整7第区域的宽宽度直接接影响产产品测量量过程做做成100%正确决定定的宽度度为避免/减少错误误决定的的风险,应：改进过程程能力，减少过过程变

4、差差，使生生产出的的产品不不要落在在第区域，最最小限度度降低做出错误误决定的的风险。改进测量量系统，减少测测量系统统变差，使第区域变小小。 对产品决决策的影影响相对于公公差，对对零件做做出错误误决定的的潜在因因素只只在测量量系统误误差与公公差交叉叉时存在在，下面面给出三三个区分分的区域域。8 9 高质量的的数据，基于事事实的决决策105、ISO/TS16949：2009质量管理理体系对对测量系系统分析（MSA）的要求求： 7.6.1测量系统统分析为分析每种种测量和和试验设设备系统统得出的的测量结果存在在的变差，必须进进行适当当的统计计研究。此要求求必须适用用于在控制计划划中提出的的测量系系统。

5、所所用的分分析方法及接收准准则必须须与顾客客关于测测量系统统分析的的参考手册相一致。如果得得到顾客客的批准准，也可可采用其其它分析方法法和接收准准则。11控制制计计划划126、MSA与APQP/CP、FMEA、PPAP和SPC的关系MSAII阶段MSAII计划MSAI计划MSAI阶段MSAI阶段MSA13测量系统统评定的的两个阶阶段第一阶段段（使用用前）：明白该测测量过程程并确定定该测量量系统是是否满足足组织的的需要。目的：确定该测测量系统统是否具具有所需需要的统统计特性性？此项项必须在在使用前前进行。发现哪种种环境因因素对测测量系统统有显著著的影响响？例如如温度、湿度等等，以决决定其使用用的

6、空间间及环境境。短期能力力的评估估 第二二阶段（使用过过程中）：目的：是在验证证一个测测量系统统一旦被被认为是是可行的的，应持持续具有有恰当的的统计特特性。常见的就就是“量量具R&R”是其中的的一种型型式。141.量具：指指任何获获得测量量的装置置。2.计量型数数据:指定量的的数据，可用测测量值来来分析。 3.计数型数数据:可以用来来记录和和分析的的定性数数据，结结果只有有好/不好，过过/不过。二.与测量系系统有关关的术语语和定义义15三.测量系统统变差的的类型计量型位置分析离散分析R&R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计数型风险分析法信号分析法数据解析法16四.测量系

7、统统研究的的准备计划所使使用的方方法通过利用用工程决决策，直直观观察察或量具具研究决决定，是是否评价价人在校校准或使使用仪器器中产生生影响。有些测测量系统统的再现现性(不同人之之间)影响可以以忽略，例如按按按钮，打印出出一个数数字。确定检验验人员、样本部部件数量量、量度度次数样本选择择：尺寸的关关键性：关键尺尺寸需要要更多的的零件和和或试试验，原原因是量量具研究究评价所所需的置置信度。零件结构构：大或重重的零件件可规定定较少样样品和较较多试验验。检验人员员：由于其目目的是评评价整个个测量系系统，评评价人的的选择应应从日常操操作该仪仪器的人人中挑选选。样品范围围：样品必须须从过程程中选取取并代表

8、其整整个工作作范围，因为分析析中这些些零件被认认为生产产过程中中产品变变差的全全部范围围。17盲测测量应按按照随机顺序，以以确保整整个研究究过程中中产生的的任何漂漂移或变变化将随随机分布布。评价价人不应知道道正在检查查零件的的编号，以避免免可能的的偏倚。但是进进行研究究的人应应知道正正在检查查那一零零件，并并记下数数据。4.测量系统统分辨力力至少能能度量过过程变差差的1/10例如：特特性的变变差为0.001，仪器应应能读取取0.0001的变化，公差范围围：0.76 0.03， （0.03+0.03）/10=0.006量具精度度达到0.0065.保证测量量方法按按规定程程序进行行按照规定定的测量

9、量步骤测测量特征征尺寸。18偏倚：是指对同同样零件件的同样样特性，真值（基准值值）和观观测到的的测量平平均值的的差值，即即准准确度。基准值可可以从工工具房或或全尺寸寸检验设设备或更更高级别别的测量量系统多多次测量量平均值值得到。偏倚=X-基准值19偏倚分析析步骤:取样品，确定基基准值。用同一评评价人，以正常常方法测测量样品品10次以上。相相对于基基准值将将数据画画在直方方图，并并确定是是否存在在特殊原原因或出出现异常常（过程程稳定）。计算测量量结果的的平均值值计算偏倚倚=-基准值计算重复复性偏差差r=R/d2*EV%=100(EV/TV)=100(r/TV),如果重复复性评估估结果不不可接受受

10、，偏倚倚计算将将没有意义。EV30%可继续分分析。Xd2*查表得到到，详见d2*常数表表208.计算均值值的标准准差b=r/9.计算偏倚倚的t统计量=偏倚/b10.计算偏倚倚值的1-置信区间间偏倚- b*t0 偏倚+ b*t0落在偏移移值的1-置信区间间内，说说明偏倚倚是可接接受的。n这里的t值是显著著t值，是通通过查表表得出的的，与上上面的t统计量不不同。21如果偏倚倚统计上上非0，有一下下可能原原因：仪器需要要校准；仪器、设设备或夹夹紧装置置的磨损损；校准不当当或调整整基准的的使用不不当；仪器质量量差设计或一一致性不不好；应用错误误的量具具；测量错误误的特性性；评价人设设备操作作不当，评审

11、测测量说明明书；不同的测测量方法法设置、安安装、夹夹紧、技技术；应用零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳，观察察错误（易读性性、视差差）。22线性：指在量具具预定的的工作范范围内，偏倚的的差。线性一般般也称为为偏倚量量程的变变化。 基准值较小的偏倚较大的偏倚测量平均值(低量程)基准值测量平均值(高量程)23线性分析析步骤：选择g5个零件，这些零零件测量量值覆盖盖量具的的操作范范围。用全尺寸寸检验测测量每个个零件以以确定其其准值，并确认认了包括括量具的的操作范范围。通常用这这个仪器器的操作作者中的的一人测测量每个个零件m10次。计算每次次测量的的零件偏偏倚及零零件偏倚倚平均值值。在线性图图

12、上画出出单值偏偏倚和相相关基准准值的偏偏倚平均均值，判判断过程程稳定后后继续分分析。EV%=100(EV/TV)=100(r/TV),如果重复复性评估估结果不不可接受受，偏倚倚计算将将没有意意义。EV30%可继续分分析。7）计计算最佳佳拟合线线和置信信带。确定“偏偏倚=0”线是否完完全在拟拟合线置置信带以以内。 24如果测量量仪器的的线性结结果并非非直线，有以下下可能原原因:标准或基基准值误误差仪器磨损损仪器本身身设计问问题仪器并未未在整个个操作范范围内（上、下下限）作作全面的的校准缺乏维护护通风、动动力、液液压、过过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁仪器需要要校准，需要减减少校准准时间间间隔仪器设计计或

13、方法法缺乏稳稳健性（量具或或零件）随零件件尺寸变变化的变变形25稳定性：测量系统统在某一一阶段时时间内，测量同同一基准准或零件件的某一一特性时时获得的的测量总总变差。稳定性一一般也称称为偏倚倚随时间间的变化化。稳定性时间26稳定性分分析步骤骤：1.取样品，确定基基准值。2.定期测量量标准样样品（天天，周，等等），决定定样本容容量和频频率时，考虑的的因素有有：校校准准周期、使用频频率、修修理次数数和使用用环境等等。3.应在不同同时间记记录读数数。4.将数据顺顺序描在在均值极极差图或或均值标标准差图图。5.建立控制制限并用用控制图图分析评评价失控控或不稳稳定状态态。注：除控控制图法法，对稳稳定性分

14、分析没有有特别的的数据分分析或指指数。 测量系统统的稳定定性分析析通过样样本的X-R或X-S图控制图图进行分分析，控制图稳稳定则代代表测量量系统稳稳定27不稳定性性可能的原原因包括括：仪器需要校准准，需要要减少校校准时间间间隔；仪器、设备或或夹紧装装置的磨磨损；环境变化温度、湿湿度、振振动、清清洁度；（量具或零零件）变变形；正常老化或退退化；缺乏维护通风、动动力、液液压、过过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁；应用零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲劳劳，观察察错误（易读性、视差）。28重复性和和再现性性（GR&R研究）重复性：指同一一评价人人，采用用同一测测量仪器器，多次次测量同同一零件件的同一一特性

15、时时获得的的测量值的的变差，一般认认为量具具是重复复性变差差的主要要来源，因此常常用EV表示。系统内的的变差。29再现性：指不同同一评价价人，采采用同一一测量仪仪器，多多次测量量同一零零件的同同一特性性时所发发生的测测量变差。测量值的的变差，一般认认为人是是重复性性变差的的主要来来源，因因此常用用AV表示。系统间的的变差。30GRR研究-均值极差差法1.抽取样本本抽取10个样本，选择同同一零件件的同一一特性进进行测量量2.收集数据据选三个测测量人随随机测量量样本，并打乱乱顺序后后，重复复测量三三次，盲盲测。注：需保保证三人人与三次次测量之之间的独独立性，减少人人为趋向向性测量量误差。31GRR

16、研究-均值极差差法3.结果分析析-图示法平均值图图：确定定测量系系统的敏敏感性（是够适适用）a .50%或更多的的点在控控制限外外，表明明测量系系统适合合检测出出的产品品间变差差b.少于50%的点在控控制限外外，表明明测量系系统的有有效分辨辨力不够够或样本本不能代代表预期期的变差。极差图：确定测测量系统统的稳定定性（是是否受控控）a、 所有有点均在在控制限限内，表表明3人进行了了相同的的工作b、任何点点在控制制限外，说明测测量系统统不稳定定，需查查找原因因。c、如如三个测测量人均均有点在在控制限限外，说说明测量量系统对对测量人人员技巧巧比较敏敏感32GRR研究-均值极差差法4.结果分析析-数据

17、法%GRR10%GRR对测量过过程没有有显著影影响10%GRR30%基于测量量的影响响和维护护成本的的考量进进行判断断30%GRRGRR对测量过过程有显显著影响响，不可可接受并并进行各各种原因因分析以发现现问题予予以改进进，必要要时更换换量具或或对量具具重新进进行调整，并对以以前所测测量的库库存品，再进行行抽样检检验，如如发现库存存品已超超出产品品规格，差必须须立即进进行追踪踪并通知知顾客，同同时按顾顾客要求求进行处处理。5 ndc测量系统统有可接接受的有有效分辨辨力5 ndc测量系统统的有效效分辨能能力不足足，不能能接受33重复性与与再现性性的比较较如果重复复性比再再现性大大，原因因可能是是

18、：增强量具具的设计计结构。改善量具具的夹紧紧或被测测量产品品定位的的使用方方式（检检验点）。对量具进进行维护护和保养养。如果再现现性比重重复性大大，原因因可能是是：确订定或或修改作作业标准准，加强强操作员员对量具具的操作作方法和和数据读读取方式的的技能培培训。可能需要要采用某某些夹具具协助操操作员，以提高高操作量量具的一一致性。量具经维维修校准准合格后后再进行行%RR分析。34风险分析析法步骤骤取样：选选取50个零件，以获得得覆盖过过程范围围的零件件，然后后由三位位评价人人采用盲盲测方法三次测测量所有有零件，并将所所测量的的数据记记录于“计数型型量具假假设检验验分析研研究数据据表”中中；在选选取的50个零件中中，必须须要求一一些零件件低于或或高于产产品规范范限值。计数型量量具假设设检验分分析研究究数据表表”中的的（1）表示为为可接受受判断，（0）表示为为不可接接受判断断，基准准判断和和计量基基准值不不预先确确定。表表中“代代码”用用“+”、“-”、“”显示了零零件是否否在、区域。根据“计计数型量量具假设设检验分分析研究究数据表表”中的的（1）和（0）数据的的结果将将A评价人和和B评价人、B评价人和和C评价人、A评价人和和C评价人利利用交叉叉表方法法进行统统计，并并将统计计的结果果记录于于“计数数型量具具假设检检验分析析交叉表表”