五大手册之MSA培训学员专用

ISO/TS16949:2009标准培训讲师：段同uantz@163.com五大技术手册产品质量先期策划和控制计划（APQP&CP）潜在失效模式和后果分析参考手册（FMEA）测量系统分析参考手册（MSA）统计过程控制参考手册（SPC）生产件批准程序（PPAP）重要的顾客手册ISO/TS16949:2009五大手册目录1、测量系统分析(MSA-3)，(2003年5月第三版第二次印刷)2、生产零件批准过程(PPAP-4)，(2006年3月第四版)3、统计过程控制(SPC-2)，(2005年7月第二版)4、潜在实效模式及后果分析实施手册(FMEA-4)，(2008年6月第四版)5、先期产品质量策划与控制计划实施手册(APQP-2)，(2008年7月第二版)MSA测量系统分析MeasurementSystemAnalysis

MSA理论培训讲师:刘旭明一、MSA简介1.什么是MSAM:指Measurement测量S:指System系统A:指Analysis分析

MSA也就是对量测系统进行分析的方法!2.MSA的重要性如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。PROCESS原料人机法环測量測量结果好不好測量新生产的产品存在较大的产品变差（PV）；

引进新仪器时（EV）；

测量操作更换新的人员时（AV）；易损耗之仪器必须注意其分析频率；3.什么情况下做MSA通过测量用数字体现的数据，并不是总能代表事实。因此，有必要对数据的信赖性进行确认。＋=

真实值(实际产品变差)测量误差(测量变差)测量值(观察的变差)4.测量值的组成要素测量误差有多大?测量误差的原因是什么?测量工具是否具备分辨率?重复测量也能得到相同的结果

吗?用别的测量工具也能得到相同结果吗?测量工具随着时间的推移是否保持稳定状态?怎样提高测量系统?5.MSA分析要确认的信息理想的的测量量系统统应该该是每每次都都能测测出真实值值。测量系系统的的质量量通常常仅仅仅取决决于经经过一一段时时间后后产生生数据据的统计特特性：：▼Bias偏倚▼Repeatability重复性性▼Reproducibility再现性性▼Linearity线性▼Stability稳定性性6.MSA的统计计属性性要观察察测量量误差差的主主要原原因,“重复性性(repeatability)””和“再现性性(reproducibility)””.要想解解决实实际PROCESS的波波动，，应把把握测测量系系统的的波动动，并把它它与PROCESS波动动分离离.稳定性线性长期PROCESS波动短期PROCESS波动样品的

波动

实际PROCESS波动重复性校正测量仪器波动作业者波动

(再现性)

测量波动

观察到的PROCESS波动7.过程波波动的的主要要来源源Environme设备不稳定性测量仪器环境

方法配件磨损电力不稳定性标准次序

测量系统变差湿度清洁度震动电压变化气温变化材料

测量者灰尘/噪音标准材料量产材料良品材料不良材料保管/管理感觉,气氛熟练度测量位置测量次数测量条件8.MSA变差的的因果果分析析用来获获得表表示产产品或或过程程特性性的数数值的的系统统，称称之为为测量量系统。。测量量系统统是与与测量量结果果有关关的仪器、、设备备、软软件、、测量程序序、测测量人人员、、被测测物品品和环环境的集合合。二、MSA相关关术语语1.测量系系统定定义12345好的分分辨率率12345差的分分辨率率是指测测量装装置能能够测测量到到最小可可检出出的单单位。。※测量刻刻度应应为产产品规规格或或过程程波动动的十十分之之一。。2.分分辨率率仪器2平均值真实值平均值仪器1仪器2偏倚仪器1偏倚某一物物品理理论上上的真实值值或参考值值。测量值值平均和和真实实值的差异异。3.真真实值值4.偏偏倚（（Bias)某标准准件，，已知知值为为25.4mm，某某机械械检查查工用用精度度为0.025mm的游游标卡卡尺测测量10次次，测测量结结果如如下：：25.42525.42525.40025.40025.37525.40025.42525.40025.42525.375把10个测测量值值相加加除以以10，得得到平平均值值：25.4051mm偏倚等等于平平均值值减去去参考考值：：25.4051－－25.400＝0.0051mm计算偏偏倚举举例仪器1:线形性有问题.测量单位0仪器2:线形性没有问题.0测量单位线性是是指量量具在在其工工作范范围内内偏倚的的变化化规律律。在全部部测量量范围围内，，测量量值和和基准准值的的差异异保持持稳定定，说说明其其线性好好。5.线线性稳定性性良良好时间2时间1时间1时间2真实值真实值稳定性

不好时间3时间3是指随时间间变化化的偏偏倚值值。根据时时间的的推移移测量量结果果互不不相同同时，，说明明该测测量系系统缺缺乏稳稳定性性。6.稳稳定性性由一个人人使用用同一一量具具，对同一被被测特特性进行多次重重复测测量所得结结果之之间的的偏差差，即即为测测量系系统的的重复复性。。真实值平均好的重复性平均差的重复性7.重重复性性由不同的的人使用同一量量具，对同一被被测特特性进行多次重重复测测量所得结结果之之间的的偏差差，即即为测测量系系统的的再现现性。。真实值好的再现性作业者1差的再现性作业者2作业者3作业者1作业者2作业者38.再再现性性现有硬硬度为为5.0（真真实值值）的的材料料.方法1得到到的测测量值值是:3.8,4.4,4.2,4.0方法2得到到的测测量值值是:6.5,4.0,3.2,6.3哪一个个方法法更正正确?方法2因为平平均值值与““真实实”硬硬度相相同。。哪一个个方法法更精精密?方法1因为变变差很很小。。应首先先的方方法是是?其其理由由是?方法1:比起变变差，，解决决平均均的变变化更更为容容易。。例题题1）计划要要使用用的方方法；；2）确确定评评价人人的数数量、、样品品数量量及重重复读读数次次数；；3）从从日常常操作作该仪仪器的的人中中挑选选评价价人；；4）样样品必必须从从过程程中选选取并并代表表整个个工作作范围围；5）仪仪器的的分辨辨力应应允许许至少少读取取特性性的预预期过过程变变差的的十分分之一一；6）确确保测测量方方法（（即评评价人人和仪仪器））在按按照规规定的的测量量步骤骤测量量特征征尺寸寸；2.测测量系系统研研究准准备1）测量必必须按按照随机顺序进进行；；2）不不应让让评价价人知知道正正在检检查零零件的的编号号；3）测测量读读数应应估计计到可可得到到的最最接近近的数数字；；4）研研究工工作应应由知知其重重要性性且仔仔细认认真的的人员员进行行；5）每每一位位评价价人在在整个个研究究过程程中应应采用用相同同的测测量方方法；；3.测测量系系统研研究注注意事事项计量型型MSA稳定性性-均均值极极差法法；偏倚-独立立样本本法；；偏倚-均值值极差差法；；线性-一元元线性性回归归法；；GRR-均均值极极差法法；GRR-CrossedANOVA；GRR-NestedANOVA；；计数型型MSA解析法法；交叉表表法；；信号探探测法法；测量系系统分分析方方法分分类确定某某一测测量仪仪器的的稳定性性是否否为可可接受受。同一评评价人人对同同一样样品进进行多多次测测量的的情况况。通通过对对测量数数据进进行统统计，，得出出分析析结论论。1）稳稳定性性－均均值极极差法法1.计计量型型MSA(稳定性性－均均值极极差法法）取得包包含1个零零件的的样本本，选选取了了生产产过程程输出出范围围中接接近中中间值值的一一个零零件。。（不不能给给评价价人看看到））指定1位操操作人人员在在不知知情的的状况况下使用校校验合合格的量具具，共共测了了5周周（25个个子组组）以以上个个零件件进行行测量量,并并重重复3次，，将操操作员员所读读数据据进行行记录录,研研究究其设设备的的稳定定性。。试验完完后,测测试人人员将将量具具测出出数据据计算算均值值、极极差和和控制制限，，并作作成均均值极极差控控制图图。计算结结果均均值、、极差差及控控制限限等。。2）分分析步步骤计算出出相应应的数数值。。前提条条件:只有当当测量量系统统处于于统计计稳定定状态态时,进行行偏倚倚研究究才有有意义义。什么是是偏倚倚-独独立样样件法法?利用一一个标标准样样件对对量测测系统统进行行偏倚倚的分分析方方法。。1）偏偏倚－－独立立样本本法2.计计量型型MSA(偏倚－－独立立样本本法）a)取取得得一个个标准准样件件,并并确定定其参参考值值。参考值值=XT(注:如不不能取取得标标准值值,则则选择择一件件落在在生产产测量量范围围中间间的生生产件件作为为基准准件,将其其用更更精密密的仪仪器测测量该该零件件N≥≥10次,取平平均值值作为为参考考值)b)让让一一名评评价人人以正正常方方式测测量样样件N≥10次次,并并记录录结果果。c)画画直直方图图：画出数数据相相对于于参考考值的的直方方图,根据据专业业知识识判断断是否否存在在特殊殊原因因或出出现异异常.如如果不不存在在,继继续分分析,当n<30时时,对对任何何的解解释或或分析析,要要特别别注意意。d)计计算数数值：：2）分分析步步骤计算N个读读值的的平均均值:计算重重复性性标准准差:公式中中可可从附附表中中查到到,取取g=1,且m=n.确定偏偏倚中中的t统计计值:偏倚B=观观测到到的平平均测测量值值-参参考值值结果分分析如果0落在在偏倚倚值附附件的的置置信信度界界限内内,则则偏在水水准上上是可可接受受的.0(偏偏倚值值)在在置信信区间间之间间，则则偏倚倚可接接受,否则则偏倚倚不可可接受受3）判判定规规则基准值:6.0偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.00.00.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156.00.0d)作作直方方图:e)根根据专专业知知识判判断是是否存存在特特殊原原因或或出现现异常常，如如果没没有,继续续分析析。直方图012345.96.4其他組界頻率f)计计算统统计值值:因为0落在在上述述偏倚倚的95%置信信区间间之内内,所所以偏偏倚等等于0的假假设在在α=5%的的水平平上是是可以以接受受的。。g)结结果判判定:GRR%>30%,则表表明系系统不不可接接受。。10%<GRR%<30,系系统可可接受受亦可可不接接受。。GRR%<10%,系统统可接接受。。3）判判定规规则IILSLIIUSLIIIII第I类类区坏坏零件件永远远被称称为坏坏零件件；第II类可可能做做出潜潜在的的错误误决定定；第III类类好好零零件永永远被被称为为好零零件；；计数型型测量量系统统是通通/止止规（（go/nogogage)是常常用的的量具具，它它只有有两种种可能能的结结果；；计数型型测量量系统统的变变差来来源应应该通通过利利用了了人为为因素素的研研究结结果使使之最最小化化；目标计数型型测量量系统统研究究利用求求出的的测量量系统统的量量具特特性曲曲线(GPC),并并且确确定系系统的的重复性性和偏倚的方法法。备注:1.这这种量量具研研究可可用于于单限限值和和双限限值量量具。。2.对对于双双限值值量具具，假假定误误差是是线性性一致致的，，只需需检查查一个个限值值。1）解解析法法3.计计数型型MSA(解析法法）取样，，选取取需研研究的的样件件,并并且必必须知知道它它们的的基准准值,一般般选择择8个个零件件为为样件件,它它们之之间的的大小小间隔隔应尽尽可能能均匀匀。基基准值值最大大和最最小的的零件件应该该代表表过程程的范范围。。选择1名评评价人人:请请评价价人对对每个个零件件进行行连续续重复复测量量20次(a为为测量量结果果为合合格的的次数数),并计计算其其概率率。将基准准值与与计算算概率率值绘绘制到到正态态分布布纸上上。d)计计算偏偏差与与重复复性。。(如下下）2）分分析步步骤t统计计值大大于t意义义值，，则偏偏倚不不可接接受。。3）判判定规规则测量结结果如如下:零件基准值XT与测量结果为合格的次数aXTaPa-0.01600.025-0.01510.075-0.01430.175-0.01350.275-0.01280.425-0.011160.775-0.0105180.875-0.01200.975将各零零件的的基准值值XT和对应接接受概概率Pa构成的的点画画在正正态概概率纸纸上,并进进行直直线拟拟合,所得得到的的一条条直线线就是是这个个计数数型测测量系系统的的量具具特性性曲线线。Pa=0.5时时,XT=-0.0123利用曲曲量具具特性性曲线线估计计偏倚倚与重重复性性：(1)估计计偏倚倚从图上上可知知当Pa=0.5时时,XT=-0.0123偏倚B=LSL-XT=-0.010-(-0.0123)=0.023(2)估计计重复复性(R或或EV)从图上上可知知当Pa=0.005时时,XT1=-0.0163,当Pa=0.995时时,XT2=-0.0084,则则重复复性为为:R=EV=5.15σe=(XT2-XT1)/1.08=[-0.0084-(-0.0163)]/1.08=0.0073(3)t值计计算(4)结结果果分析析:t计算算=9.86>t意意义值值=2.093,所所以偏偏倚不不能接接受。。评估不不同的的评价价人一一致性性。评估不不同评评价人人与参参考决决定之之间的的一致致性。。1）交交叉表表法4.计计数型型MSA(交叉表表法）取样(50个)及选选择评评价人人(3名)。确定样样本的的参考考值(0,1)。要求每每一位位评价价人对对每一一个零零件进进行n次(n=3)测量量,如如果可可按受受则记记录为为1,如果果不接接受记记录为为0.详见见下表表:分析Kappa结果果：2）分分析步步骤交叉表表研究究数据据表设定用用1表表示可可接受受的决决定，，0为为不可可接受受的决决定。。表中中的参参考值值一开开始还还有确确定。。显示示“代代码””列，，分别别“+”、““x””、””－“代代表III区，，II区，，I区区。B总计01A0.0计算期望的计算15.7634.35050.01.0计算期望的计算331.39768.7100100.0总计计算期望的计算4747.0103103.0150150.0A与B交交叉表表C总计01B0.0计算期望的计算4216.0531.04747.01.0计算期望的计算935.09468.0103103.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0B与C交交叉表表A与C交交叉表表C总计01A0.0计算期望的计算4317.07335050.01.0计算期望的计算834.09266.0100100.0总计计算期望的计算5151.09999.0150150.0使用kappa来衡衡量两两个评评价人人对同同一物物体进进行评评价，，其评评定结结论的的一致致性：：通用的的法则则是kappa大于0.75表表示好好的一一致性性；小于0.4表示示一致致性差差，计计算结结果如如下；；kappaABCA0.860.78B0.860.79C0.780.79P0=对角线线单元元中观观测值值的总总和Pe=对角线线单元元中期期望值值的总总和kappa=(P0-Pe)/(1-Pe)3）判判定规规则参考总计01B0.0计算期望的计算4515.0232.04747.01.0计算期望的计算333.010070.0103103.0