MSA基础知识培训课程

MSA测量系统分析

MeasurementsystemAnalysis课程收益学会计量型测量系统5种统计特性的分析时机、分析方法和判定准则。学会计数型测量系统分析的两种方法。目录MSA基础知识重复性和再现性分析偏倚分析线性分析稳定性分析12345计数型测量系统分析6第一节

MSA基础知识MSA基础知识描述测量数据质量的统计特性是测量系统的偏倚及变差。偏倚：指数据值相对于参考（基准）值的位置变差：指数据的分布宽度测量过程：标准：零件：仪器：人/程序：环境SWIPE量测数值分析输入输出可接受可能可接受需改善测量系统测量系统分析的目的：

分析测量系统所带来的变异相对于生产工序过程总变异的大小处于可接受的范围，以确保生产工序过程的主要变异源于工序过程本身，而非测量系统。因此，测量系统分析对于实施SPC控制有重要的意义。MSA基础知识一个好的测量系统应具有的特性：■足够的分辨率和灵敏度

相对于过程变差或规范控制限，测量的增量应该很小。通常所有的十进制或10/1法则，表明仪器的分辨率应把公差(过程变差)分为十份或更多。这个规则是选择量具期望的实际最低起点。■测量系统应该是统计受控的

这意味着在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。这可称为具有统计的稳定性，可通过控制图法进行评价。■对于产品控制，测量系统的变差必须小于规范值。可通过特性的公差来评价测量系统。■对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率，并小于制造过程的变差。可通过6σ变差和／或MSA研究的总变差来评价测量系统MSA基础知识重复性、再现性、偏倚、线性、稳定性可接受.测量系统变差源 测量过程的构成因子（S、W、I、P、E）及其相互作用，产生了测量结果或数值的变差。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MSA基础知识测量系统的统计特性Repeatability重复性Reproducibility再现性Bias偏倚Linearity线性Stability稳定性MSA基础知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

MasterValue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InspectorAMasterValueInspectorBInspectorCInspectorAInspectorBInspectorC宽度变差评价评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A随机地对10个零件作测量量，由一个观观察员记录测测量结果6.由其他评价员员重复第5步，隐藏其他他评鉴员所获获得的读数7.重复第5和第6步，用不同的的随机组合测测量8.对每个评鉴员员的读数计算算均值和极差差9.用所附GR&R报告表，记录录零件均值和和极差均值10.计算表示设备备变差的重复复性11.计算表示评鉴鉴人员变差的的再现性12.计算GR&R并转换成百分分比13.计算零件变差差并转换为百百分比14.计算总变差量具R&R分析指南重复性和再现现性分析GR&R可接受准则：■R&R%<10%，且ndc≥5，系统可接受;■10%<R&R%<30%,根据应用的重重要程度、量量具成本、修理成本，系统可能被被接受;■R&R%>30%,系统需要做改改进.重复性和再现现性分析零件(样品)内部：形状、、位置、表面面加工、锥度度、样品一致致性。仪器内部：修修理、磨损、、设备或夹紧紧装置故障，，质量差或维维护不当。基准内部：质质量、级别、、磨损方法内部：在在设置、技术术、零位调整整、夹持、夹夹紧、点密度度的变差评价人内部：：技术、职位位、缺乏经验验、操作技能能或培训、感感觉、疲劳。。环境内部：温温度、湿度、、振动、亮度度、清洁度的的短期起伏变变化。违背假定：稳稳定、正确操操作仪器设计或方方法缺乏稳健健性，一致性性不好应用错误的量量具量具或零件变变形，硬度不不足应用：零件尺尺寸、位置、、操作者技能能、疲劳、观观察误差(易读性、视差差)重复性不好的可能原原因重复性和再现现性分析零件(样品)之间：使用用同样的仪器器、同样的操操作者和方法法时，当测量量零件的类型型为A,B,C时的均值差。。仪器之间：同同样的零件、、操作者、和和环境，使用用仪器A,B,C等的均值差标准之间：测测量过程中不不同的设定标标准的平均影影响方法之间：改改变点密度，，手动与自动动系统相比，，零点调整、、夹持或夹紧紧方法等导致致的均值差评价人(操作作者)之间：：评价人的训练、技术、、技能和经验验不同导致的的均值差。环境之间：在不同时间段内测量，由由环境循环引引起的均值差差。违背研究中的假定定仪器设计或方方法缺乏稳健健性操作者训练效效果应用：零件尺寸、位置、、观察误差(易读性、视视差)再现性不好的可能原原因重复性和再现现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，也称称为可接受的的基准值或标准值，用作作测量值的认认可基准。基准值可以通通过更高级别的测测量设备进行测量而而获得的测量量均值来确定。基准值观测平均值偏倚位置变差评价适用于测量值经常与产品基准值有较大偏差的的时候进行分析偏倚分析指南南：独立样件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，并判定可使用标准件件偏倚分析偏倚分析指南南：独立样件件法案例1：案例2：可接受准则：：如果0落在偏倚置置信区间内，，可以假设测测量偏倚是可可以接受的，，同时假定实实际使用不会会导致附加变变差源。偏倚分析过份偏倚的可能原原因仪器需要校准准仪器、设备或或夹紧装置的的磨损磨损或损坏的的基准，基准准出现误差校准不当或调调整基准的使使用不当仪器质量差──设计或一致致性不好线性误差应用错误的量量具不同的测量方方法─设置、、安装、夹紧紧、技术测量错误的特特性量具或零件的的变形环境─温度、、湿度、振动动、清洁的影影响违背假定、在在应用常量上上出错应用─零件尺尺寸、位置、、操作者技能能、疲劳、观观察错误偏倚分析第四节线性分析线性分析线性Linearity在量具预期的的工作范围内内偏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个较较大距离的工工作量程的时候进行分析线性分析指南南选取5个产品(编号1,2,3,4,5)，通过更高级别的测量设备进行测量而获获得的测量均均值来确定基准值，，并确定产品品涵盖了量具具的工作量程程。让经常使用该该量具的操作者对每个产品重重复进行12次测量，注意要要随机选择产产品，以减少少操作者对测测量中偏倚的的“记忆”。。按附表的格式收收集数据。按附表的公式进进行计算,并写出回归方方程（y=b+ax）。对计算所行的数数据进行描点点并画出相应应的回归直线。可使用标准件件线性分析线性可接受准准则：对测量特殊特性性的测量系统统，线性%≤≤5%接受受，线性%>5%时，不不予接受。对测量非特殊特特性的测量系系统，线性%≤10%接接受，线性%>10%时时，不予接受受。或数据表图示中中，偏倚=0的直线落在拟合线置信信带以内，线性可可接受。线性分析仪器需要校准准，需减少校校准时间间隔隔；仪器、设备或或夹紧装置磨磨损；缺乏维护—通风、动力、、液压、腐蚀蚀、清洁；基准磨损或已已损坏；校准不当或调调整基准使用用不当；仪器质量差；；—设计或一致性性不好；仪器设计或方方法缺乏稳定定性；应用了错误的的量具；不同的测量方方法—设置、安装、、夹紧、技术术；量具或零件随随零件尺寸变变化、变形；；环境影响—温度、湿度、、震动、清洁洁度；其它—零件尺寸、位位置、操作者者技能、疲劳劳、读错。线性误差的可能原因线性分析第五节稳定性分析稳定性分析稳定性Stability稳定性(或漂移)是指一个测量量系统在某一持续时间间(指几天而不是是几小时)获得的对同一基准或零件的的一个单一特性的测量值值总变差。或者：偏倚随随时间的变化化。稳定性时间1时间2位置变差评价价适用于不同时间段的的测量值经常常出现变化的的时候进行分析使用在偏倚和线性性分析中作为为样件的基准准/标准件-在保护环境下恰恰当地保存它它们(产品的生命期期内)-给它们标上名称称和号码以便便于追溯和进进一步研究，，包括低、中中、高极差值值的样本稳定性分析指指南无需使用标准件测量频率考虑虑因素：包括括重新校准的频频次、要求的的修理，測量量系统的使用用频率，作业业条件的好坏坏。应在不同同的時間读取取以代表測量量系統的实际际使用情況，，以便說明在在一天中预热热、周围环境境和其他因素素发生的变化化。稳定性分析定期（天、周周）对标准件件作3至5次测量(根据测量系统统的具体情况况而定)把数据在均值值和极差图或或均值和标准准差图标出注：要求对每每个标准件按按过程或规范范容限做一个个图根据通常的SPC要求作评估（（稳定？）将测量标准差差与过程变差差相比较，以以确定适用性性稳定性可接受受准则：均值图和极差差图处于统计计受控状态。。测量标准差与与过程变差相相比较稳定性分析稳定性差的可能原因仪器需要校准准，需要减少少校准时间间间隔仪器、设备或或夹紧装置的的磨损正常老化或退退化缺乏维护─通通风、动力磨损或损坏的基准，基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差──设计或一致致性不好仪器设计或方方法缺乏稳健健性不同的测量方方法─装置、、安装、夹紧紧、技术量具或零件变变形环境变化─温温度、湿度、、振动、清洁洁度违背假定、在在应用常量上上出错应用─零件尺尺寸、位置、、操作者技能能、疲劳、观观察错误稳定性分析第六节计数型测量系系统分析计数型测量系统分析析一、小样法选取2个操作者(编号为A,B)，2次测量20个零件(编号1,2,3……20)；依据附表的格格式,每个操作者对对每个零件重重复测量2次并把结果填入相相应的栏内；；根据附表的结结果判定-如果测量结果果完全一致,则测量系统OK；-如果测量结果果完全不一致致,则测量系统NG；小样法分析表表计数型测量系系统分析零件—测量结果数据据分区LSLUSLSL-中心值ⅠⅠⅡⅡⅢI区：坏零件永永远被测量为为坏零件II区：可能作出出错误决定的的区域III区：好零件永永远被测量为为好零件计数型测量系系统分析二、风险分析析法计数型测量系系统分析1、数据收集随机从过程中中抽取50个零件样本，以获得覆盖盖过程范围的的零件;使用3名评价人，每位评价人人对每个零件件评价3次;将评价结果记记录在“计数数型研究数据据表”中。1代表接受，0代表不接受。评价的组织人人员通过使用用实验室设备备等获得每个个零件的基准准值，表中的“-”、“+”、“×”代表零件处处于III区、II区和I区。需要更高级级别的测量系统统计数型测量量系统分析析2、假设检验验分析-交叉表方法法设计交叉表表的目的是是确定评价人人之间意见见的一致性性、评价人人与基准的一致性。。通过计算Kappa值(评价人之间间的一致比例例)来评价一致性性。通用的经验验法则：Kappa＞0.75表示一致性性好，Kappa＜0.4表示一致性差。K=[P(observed)-P(chance)]/[1-P(chance)]其中：P(observed)=评价者一致致同意的分分类比率(对角线单元元中观测值值的总和)P(chance)=评价者偶然然一致的分分类比率(对角线单元元中期望值值的总和)计数型测量量系统分析析2、数据交叉分析A与B交叉分析A与C交叉分析B与C交叉分析A与基准值分分析(A自评)B与基准值分分析(A自评)C与基准值分分析(A自评)说明：交叉叉评估的结结果数据表表述方式如如下0:0----A1:0----B0:1----C1:1----D计数型测量量系统分析析3、数据总结及计算算A、B、C交叉数据总总结；A、B、C与基准值交交叉总结A、B、C自评。计数型测量量系统分析析4、计算Kappa值A与B交叉Kappa值0.604=(0.92-0.80)/(1-0.80);B与C交叉Kappa值0.514=(0.91-0.81)/(1-0.81);A与C交叉K