測量系統(tǒng)分析(MSA)培訓(xùn)課件

1、測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析Measurement Systems AnalysisMSA1第六版 測量系統(tǒng)分析（MSA）概述 MSA 和 QS-9000/TS16949的關(guān)系 MSA 3rd 新的變化 測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 靈敏度 & APQP 偏倚、線形、穩(wěn)定性 進(jìn)行量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性分析(GR&R) 計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)研究 MSA 技術(shù)總結(jié) 附件內(nèi)容提要MSA2第六版MSA 課程目的使參加培訓(xùn)的人員：理解MSA在控制和改進(jìn)過程中的重要性第三版和第二版的主要區(qū)別為測量不確定度建立量化的、可測量的和限制的指標(biāo)和/或作出專業(yè)、有水平的評(píng)估所需的信息具備開展測量系統(tǒng)分析所需要的統(tǒng)計(jì)方法的

2、實(shí)用知識(shí)MSA3第六版第一章 測量系統(tǒng)分析概述MSA定義測量系統(tǒng)定義測量系統(tǒng)靈敏度靈敏度計(jì)量、校準(zhǔn)計(jì)量、校準(zhǔn)和追溯和追溯偏倚、線性偏倚、線性和穩(wěn)定性和穩(wěn)定性GR&R測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)比較和分析工具比較和分析工具決策決策基于數(shù)據(jù)基于數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量（偏倚數(shù)據(jù)質(zhì)量（偏倚和方差）和方差）MSA5第六版 測量：賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。 測量系統(tǒng)：用來對(duì)被測特性定量測量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；是用來獲得測量結(jié)果的整個(gè)過程。 評(píng)估這一系統(tǒng)的首要步驟是理解這一過程并確定其是否符合我們的要求什么是測量系統(tǒng)MSA6第六版測量系統(tǒng)的范

3、例 如果要測量一個(gè)軸承孔的內(nèi)徑，那么這個(gè)測量系統(tǒng)應(yīng)包括：被測量的零件人員測量儀器儀器使用方法進(jìn)行測量的環(huán)境條件 作為測量活動(dòng)的結(jié)果，我們產(chǎn)生一個(gè)數(shù)值，以此表示這個(gè)軸承孔的內(nèi)徑MSA7第六版什么是測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)分析(MSA)MSA用于分析測量系統(tǒng)對(duì)測量值的影響強(qiáng)調(diào)儀器和人的影響 我們對(duì)測量系統(tǒng)作分析，以確定測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性的量化值，并與認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)相比較MSA8第六版MSA總目標(biāo) 測量的不確定度 一個(gè)與測量結(jié)果有關(guān)的參數(shù)，其值分散的特性可以合理地歸結(jié)于被測對(duì)象。 這些數(shù)據(jù)可表達(dá)為系列測量的統(tǒng)計(jì)分布、標(biāo)準(zhǔn)離差、概率、百分率、實(shí)測值減去實(shí)際值；在控制圖或曲線圖上的點(diǎn)等。MSA9第六版測量系統(tǒng)

4、分析典型的準(zhǔn)備包括: 分析的作業(yè)指導(dǎo)書 評(píng)價(jià)人和樣件的數(shù)量 重復(fù)讀數(shù)和測試次數(shù) 尺寸的關(guān)鍵性 零件構(gòu)造 在日常工作使用測量儀器的作業(yè)員 能代表整個(gè)工作范圍的標(biāo)準(zhǔn)件 測量儀器的分辨率必須至少能夠讀出特性的過程變差的1/10MSA10第六版持續(xù)改進(jìn)的理念 與過程變差相關(guān)聯(lián)，使測量系統(tǒng)分析對(duì)上述基本問題的確定變得更有意義。 針對(duì)日益強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)的全球化市場，僅僅用相對(duì)于公差的百分比來表達(dá)測量誤差是不夠的，而應(yīng)該使用過程變差。MSA11第六版測量系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)利用 用測量系統(tǒng)所收集的數(shù)據(jù)用于：控制過程評(píng)估影響過程結(jié)果的變量及其相互關(guān)系 利用數(shù)據(jù)分析，增進(jìn)對(duì)測量系統(tǒng)中因果關(guān)系和對(duì)過程的影響的了解 把注意

5、力放在測量系統(tǒng)上，以獲得重復(fù)性和再現(xiàn)性MSA12第六版測量系統(tǒng)變差的影響 決策是基于測量數(shù)據(jù)，因此測量值的“質(zhì)量”決定了后續(xù)動(dòng)作的質(zhì)量。 測量系統(tǒng)變差的影響可分為：控制原理目的產(chǎn)品控制零件是否在規(guī)范之內(nèi)？過程控制過程是否穩(wěn)定和可接受？MSA13第六版測量系統(tǒng)變差的影響 對(duì)產(chǎn)品決策的影響（P16）下限下限上限上限目標(biāo)目標(biāo)MSA14第六版測量系統(tǒng)變差的影響 對(duì)過程決策的影響MSA15第六版基本問題評(píng)估測量系統(tǒng)，以確定：是否具備足夠的靈敏度? a.儀器是否具有足夠的分辨力？ b. 系統(tǒng)具有有效的分辨率？是否具備不隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性？統(tǒng)計(jì)特性是否在期望范圍內(nèi)具備一致性，并為過程分析或過程控制的接受

6、？（滿足測量的目的？）MSA16第六版測量系統(tǒng)變差源測量過程的構(gòu)成因子（S、W、I、P、E）及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果或數(shù)值的變差。測量值變差環(huán)境（E）方法（P）（程序）儀器（I）(機(jī)器)工件（W）人員（P）標(biāo)準(zhǔn)（S）MSA17第六版環(huán)境如何影響測量數(shù)據(jù) 溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù) 光線不足妨礙正確讀值 刺眼的光導(dǎo)致讀值不正確 受時(shí)間影響的材料-如鋁、塑料、玻璃 濕度 污染-如電磁、灰塵MSA18第六版測量儀器如何影響測量結(jié)果 測量儀器的精度必須小于規(guī)范值 測量儀器的種類，如尺，卡尺 測量儀器的準(zhǔn)確度和精密度 偏倚和線性 重復(fù)性和再現(xiàn)性 穩(wěn)定性MSA19第六版材

7、料、方法、人員如何影響測量結(jié)果 材料： 人員： 方法（程序）：MSA20第六版測量值并不總是精確的 測量系統(tǒng)的變差影響每個(gè)測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)所作的判定 測量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性和再現(xiàn)性 在使用一個(gè)測量系統(tǒng)前必須知道其測量變差MSA21第六版MSA 應(yīng)用 建立新量具的適用性和可接受性標(biāo)準(zhǔn) 把一個(gè)量具和另一個(gè)量具作比較 評(píng)估可疑的量具 量具維修前后的性能比較 計(jì)算測量系統(tǒng)變差 確定制造過程可接受性 繪制量具性能曲線（GPC）的必要信息MSA22第六版從哪里開始？ 評(píng)估量測系統(tǒng)的組成并盡可能控制量測系統(tǒng)的變差，以確保量測系統(tǒng)在符合使用它的要求狀態(tài)下 把我們的關(guān)注從測

8、量過程變差擴(kuò)展到測量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性和測量不確定性上 使用SPC的基本原理MSA23第六版第二章 MSA 和 QS-9000/TS16949的關(guān)系MSA24第六版檢驗(yàn)、測量和測試儀器的控制-4.11總則總則 - 4.11.1- 4.11.1所有檢驗(yàn)、測量和測試設(shè)備，包括硬件和軟件，都必須確定其測量不確定度，并使其在可接受的范圍內(nèi)MSA25第六版檢驗(yàn)、測量和測試儀器的控制-4.11控制程序 - 4.11.2確定準(zhǔn)確度和精密度（所要求的）對(duì)使用校準(zhǔn)失效量具檢驗(yàn)并接受的產(chǎn)品必須重復(fù)檢驗(yàn)校準(zhǔn)和測試時(shí)的“環(huán)境條件”必須加以評(píng)估，以評(píng)定其對(duì)測量系統(tǒng)的影響確保搬運(yùn)、保護(hù)和儲(chǔ)存對(duì)測試用的硬件和軟件作保護(hù)，以防止調(diào)

9、整不當(dāng)MSA26第六版檢驗(yàn)、測量和測試儀器的控制-4.11 檢驗(yàn)、測量和測試儀器- 4.11.3記錄必須包括員工自備量具在檢查量具時(shí)，必須記錄其條件和實(shí)際讀數(shù)如果有可疑的材料已被裝運(yùn)，應(yīng)通知顧客確認(rèn)測量系統(tǒng)分析的方法被顧客所批準(zhǔn)。注意：絕大多數(shù)人把MSA理解為單純的GR&R。本課程將證明這種錯(cuò)誤觀念與要求相差很遠(yuǎn)MSA27第六版檢驗(yàn)、測量和測試儀器的控制-4.11 測量系統(tǒng)分析 - 4.11.4對(duì)客戶批準(zhǔn)的控制計(jì)劃中所確定的每一種檢驗(yàn)、測量和測試系統(tǒng)作統(tǒng)計(jì)分析供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)把統(tǒng)計(jì)分析的范圍從量具種類量具種類延伸到產(chǎn)品族分析方法和接受標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合客戶批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)或MSA手冊(cè)的要求MSA28第六版

10、實(shí)施 QS-9000的要求 - 4.11 標(biāo)識(shí)所有檢驗(yàn)、測量和測試設(shè)備（IMT），及其校準(zhǔn)狀態(tài) 確定量具（IMT）準(zhǔn)確度和精密度 進(jìn)行量具（IMT）的變差分析 (MSA) 當(dāng)量具（IMT）被發(fā)現(xiàn)處于非校準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，對(duì)其以前測量的結(jié)果作確認(rèn) 確保所有量具（IMT）的搬運(yùn)、保護(hù)、清潔、維護(hù)和存放 校準(zhǔn)記錄應(yīng)包括個(gè)人量具 采用所有MSA手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)MSA29第六版TS16949:2002要求 測量系統(tǒng)分析7.6.1 -為分析各種測量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)測量結(jié)果存在的變差，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)研究。此要求必須適用于在控制計(jì)劃提及的測量系統(tǒng)。所用的分析方法及接受準(zhǔn)則，必須與顧客關(guān)于測量系統(tǒng)分析的參考手冊(cè)相一致。

11、MSA30第六版卓越品質(zhì)管理的方法卓越品質(zhì)管理的方法最大限度地減少量具種類最大限度地減少量具數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品族添置量具根據(jù)MSA手冊(cè)的要求，按產(chǎn)品族進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析只采用符合MSA要求的量具不允許個(gè)人量具用6過程分布計(jì)算MSA結(jié)果，而不是規(guī)范或公差值 MSA31第六版三大汽車公司的要求三大汽車公司的要求 三大汽車公司對(duì)供應(yīng)商實(shí)施MSA 3rd的要求：Big3 about MSA 3rdMSA32第六版第三章第三章MSA 3MSA 3rdrd的主要變化的主要變化MSA33第六版MSA 3rd的主要變化的主要變化 系統(tǒng)地理解測量過程 測量開發(fā)和資源選擇（第一章3、4節(jié)） 改變和擴(kuò)展了偏倚和線性 新的計(jì)數(shù)型

12、測量系統(tǒng)分析方法 復(fù)雜的測量系統(tǒng)分析實(shí)踐 MSA與測量不確定度的比較 關(guān)于GRR標(biāo)準(zhǔn)差： 5.15 6MSA34第六版 第四章第四章測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性MSA35第六版理想的測量系統(tǒng) 每次都能獲得正確的測量值，每個(gè)測量值都與標(biāo)準(zhǔn)值一致 有如下統(tǒng)計(jì)特性： “零”變差 “零”偏倚 對(duì)被測量產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為“零”概率MSA36第六版量測系統(tǒng)數(shù)據(jù) 確定所需數(shù)據(jù)，如何在APQP中使用測量系統(tǒng) 值得花費(fèi)時(shí)間和成本以確定測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性是否滿足要求 測量系統(tǒng)的質(zhì)量由其測量值的統(tǒng)計(jì)特性所決定：偏倚：95%置信度下，0落在置信區(qū)間內(nèi)（注意:不再是10%）線性：“偏倚=0”線必須完全在擬合線置信帶

13、以內(nèi)GR&R10%;介于10-30%和ndc5MSA37第六版數(shù)學(xué)表達(dá)過程控制中所收集的數(shù)據(jù)包含二種不同的，相對(duì)獨(dú)立的變差來源：制造過程變差 (MPV)測量系統(tǒng)變差 (MSV)總變差 (TV) = MPV + MSVMSA38第六版測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程變差MSV MPVMSV MPV 注：測量系統(tǒng)的變差必須盡可能小注：測量系統(tǒng)的變差必須盡可能小 變差+ +MSVMSVMPVMPV 總變差總變差 (TV)(TV) 規(guī)范公差規(guī)范公差MSA39第六版共同特性測量系統(tǒng)： 必須處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài) 與制造過程變差和規(guī)范容限相比，測量系統(tǒng)變差必須很小 測量精度不大于過程變差或規(guī)范容限中的較小

14、者的十分之一 最大變差必須比過程變差或規(guī)范容限中較小者小MSA40第六版測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說，測量系統(tǒng)的變差不受特殊原因支配1.1. 一般說來，當(dāng)沒有數(shù)值(點(diǎn))落在特殊原因區(qū)域內(nèi)時(shí)，測量系統(tǒng)便處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)2.2. 如果沒有如SPC手冊(cè)中描述的數(shù)據(jù) 趨勢或漂移時(shí)，我們也可認(rèn)為是統(tǒng) 計(jì)控制狀態(tài)統(tǒng)計(jì)控制 普通原因區(qū)域普通原因區(qū)域特殊原因區(qū)域特殊原因區(qū)域特殊原因區(qū)域特殊原因區(qū)域MSA41第六版 測量系統(tǒng)變差必須小于規(guī)范公差或過程容限 測量系統(tǒng)的標(biāo)記精度必須小于規(guī)范公差規(guī)范: 2.530 +/- 0.02測量系統(tǒng)精度: 0.001 規(guī)范MSA42第六版儀器范例具有行業(yè)特點(diǎn)的檢驗(yàn)、測

15、量和測試儀器的種類粘度測量儀拉伸測試機(jī)輪廓儀- 高倍顯微鏡X光測厚儀你們有哪些種類的IMT設(shè)備？_MSA43第六版 MSA44第六版第五章第五章靈敏度MSA45第六版靈敏度靈敏度：最小的輸入產(chǎn)生可探測出的輸出信號(hào)，是在測量特性變化時(shí)測量系統(tǒng)的響應(yīng)。 -由量具設(shè)計(jì)（分辨率）、固有質(zhì)量（OEM）、使用中的維修及儀器和標(biāo)準(zhǔn)的操作條件確定。 -總是以一個(gè)測量單位報(bào)告。MSA46第六版靈敏度 了解測量系統(tǒng)的能力，以提供過程變差的信息 當(dāng)測量系統(tǒng)不能探測過程變差時(shí)，不宜作測量系統(tǒng)分析 當(dāng)測量系統(tǒng)不能探測特殊原因變差時(shí)，不宜用作過程控制MSA47第六版靈敏度影響靈敏度的因素： - 使儀器減振的能力 - 操作

16、者的技能 - 測量裝置的重復(fù)性 - 電子或氣動(dòng)量具提供無漂移運(yùn)行的能力 - 儀器正在使用的環(huán)境，如大氣、灰塵、濕度MSA48第六版理解分辨率測量一個(gè)硬幣的厚度 - 哪個(gè)測量系統(tǒng)對(duì)這三個(gè)硬幣提供更好的變差信息?分辨力分辨力: “系統(tǒng)檢測并如實(shí)顯示的參考值的變化量。也可稱為可讀性或分辨率.”MSA49第六版分辨率和控制圖范例用二個(gè)系統(tǒng)測量同一組樣本建立如下頁所示的均值和極差圖(X&R 圖)觀察分辨率分別為0.001和0.01的二個(gè)測量系統(tǒng)之間的差別MSA50第六版過程控制圖MSA51第六版分辨率不足 當(dāng)極差圖出現(xiàn)以下情況時(shí)，表示測量系統(tǒng)的分辨率不足： 只有一、二或三個(gè)極差值可讀 四分之一以

17、上極差為零 選擇分辨力按比例小于規(guī)范或過程變差，以獲得足夠的分辨率MSA52第六版分辨率的決定原則 推薦分辨力最大為過程分布6的十分之一，而不是公差（規(guī)范）的十分之一 在APQP和測試期間進(jìn)行量具分辨力的研究研究制造過程或相似過程的極差圖，根據(jù)前頁和范例 從不斷改進(jìn)的角度看，公差值的十分之一可能不夠。 MSA53第六版 第六章第六章基準(zhǔn)件和測量不確定度MSA54第六版基準(zhǔn)值 為了比較的一個(gè)一致認(rèn)可的值 有時(shí)也稱為： 可接受的值 常規(guī)值 指定值 最佳估算值 標(biāo)準(zhǔn)測量 測量的標(biāo)準(zhǔn)MSA55第六版基準(zhǔn)件 具有非常精確制定的一個(gè)或更多特性的一種材料或物質(zhì)，用于儀器的校準(zhǔn)、測量方法的評(píng)估或給材料賦值。M

18、SA56第六版國家/國際測量標(biāo)準(zhǔn) 一個(gè)材料測量，測量儀器，基準(zhǔn)件或系統(tǒng)準(zhǔn)備去定義、實(shí)現(xiàn)、保存或復(fù)制一個(gè)零件、一個(gè)或更多的數(shù)量值，為了將它們?nèi)ズ推渌麥y量儀器比較 這些標(biāo)準(zhǔn)被一些國家專業(yè)機(jī)構(gòu)或國際一致認(rèn)可的國際性服務(wù)機(jī)構(gòu)所承認(rèn)，作為確定其他所有與數(shù)量有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)件的值的依據(jù) 一些例子： -1Kg質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) -氦-氖激光長度標(biāo)準(zhǔn) -標(biāo)準(zhǔn)量塊 -銫原子頻率標(biāo)準(zhǔn) -100標(biāo)準(zhǔn)電阻 -Josephson Array 電壓標(biāo)準(zhǔn) - MSA57第六版國家/國際測量標(biāo)準(zhǔn)使用一個(gè)可追溯的標(biāo)準(zhǔn)以提供： 比較的共同點(diǎn) 測量系統(tǒng)有效性 測量系統(tǒng)準(zhǔn)確性評(píng)價(jià) 解決零件間的沖突 最直接的驗(yàn)證指導(dǎo)MSA58第六版可追溯標(biāo)準(zhǔn)的局限

19、在破壞性測試中很難使用 有些產(chǎn)品特性和過程結(jié)果無確定行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn) 有些測試沒有行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)和開發(fā)、合同評(píng)審和APQP期間討論這些局限性.MSA59第六版選擇 為了校準(zhǔn)可能需要使用非常精密的基準(zhǔn)件, 其他在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)驗(yàn)證的零件和/或相互認(rèn)同的標(biāo)準(zhǔn)件. 這些都是通過最高級(jí)別的測量設(shè)備評(píng)定的最好的產(chǎn)品. 比較分析產(chǎn)生精確的數(shù)據(jù)，將決定為校準(zhǔn)而需要的調(diào)整數(shù)量. 內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室比較: 組織, 性能和2個(gè)或更多的實(shí)驗(yàn)室按照預(yù)定的條件對(duì)設(shè)備的相同或相似的部件的評(píng)估.MSA60第六版測量不確定度 用于描述測量值的質(zhì)量的術(shù)語 測量不確定度是給組成測量系統(tǒng)的變量賦值的所有可能性的總和.（P58） 總的可能性

20、應(yīng)衡量并且要與在進(jìn)行的測量的重要性和關(guān)鍵性相一致.MSA61第六版測量不確定度和校準(zhǔn) 測量系統(tǒng)的不確定度第一次是通過校準(zhǔn)過程而產(chǎn)生 校準(zhǔn)允許對(duì)測量儀器、測量系統(tǒng)、或標(biāo)在尺上的刻度值等的指示的誤差的評(píng)價(jià)MSA62第六版測量不確定度和校準(zhǔn) 基準(zhǔn)件本身, 校準(zhǔn)和環(huán)境以及個(gè)人的活動(dòng)的表現(xiàn)都對(duì)測量不確定度有影響. 這就是要經(jīng)鑒定合格的和/或有資格的實(shí)驗(yàn)室以及你應(yīng)接受對(duì)你的測量、檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備要做或已做校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的益處的原因.MSA63第六版測量不確定度 根據(jù)測量系統(tǒng)分析而作出的決定包括: 使用現(xiàn)有的系統(tǒng), 同時(shí)考慮它的測量不確定度. 改進(jìn)系統(tǒng)以控制產(chǎn)生變差的因子. 考慮其他具有更高級(jí)別的分辨率和能力的測

21、量系統(tǒng) (這通常會(huì)花更多的資金但你的 MSA 數(shù)據(jù)將幫助你確定并證實(shí)適當(dāng)?shù)馁Y源.)MSA64第六版第七章第七章偏倚、線性和穩(wěn)定性MSA65第六版準(zhǔn)確度和精密度量化： 準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度以偏倚評(píng)估 ISO和ASTM使用的準(zhǔn)確度包括偏倚和重復(fù)性 精密度精密度以重復(fù)性和再現(xiàn)性評(píng)估MSA66第六版準(zhǔn)確度和精密度范例量具 A量具 B量具 CA 具有最佳準(zhǔn)確度B 具有最佳精密度C 的準(zhǔn)確度好于B量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值MSA67第六版偏倚測量的觀測觀測均值與基準(zhǔn)基準(zhǔn)值之差?；鶞?zhǔn)值，也稱為可接受的基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值，用作測量值的認(rèn)可基準(zhǔn)。基準(zhǔn)值可以通過更高級(jí)別的測量設(shè)備進(jìn)行測量而獲得的測量均值來確定

22、。MSA68第六版偏倚范例 至 為 A的偏倚 至 為 B的偏倚 至 為 C的偏倚 量具 A量具 B量具 C量具 A的均值量具B的均值量具C的均值MSA69第六版量具偏倚的工作指南1.1. 用標(biāo)準(zhǔn)值或高等級(jí)量具，如完全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備，獲得可接受基 準(zhǔn)值2.2. 用測量室或完全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備3.3. 由同一評(píng)價(jià)人對(duì)同一零件作至少10次測量4. 相對(duì)基準(zhǔn)值作直方圖，以判斷是否存在特殊原因5.5. 計(jì)算：讀數(shù)的均值偏倚= 觀測值均值-基準(zhǔn)值公式P74MSA70第六版為何做量具偏倚分析 從比例上講，不會(huì)象GR&R那么大，但有助于量化準(zhǔn)確度 用于同一量具的穩(wěn)定性和線性進(jìn)一步分析 可接受基準(zhǔn)值應(yīng)與其它統(tǒng)

23、計(jì)特性評(píng)估相同 和以后其他評(píng)價(jià)人作GR&R分析時(shí)，作讀數(shù)比較 MSA71第六版量具偏倚大的原因儀器需要校準(zhǔn)儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)值有誤校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)儀器質(zhì)量差設(shè)計(jì)或一致性不好線性誤差使用錯(cuò)誤的量具不同的測量方法設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)測量錯(cuò)誤的特性變形環(huán)境在常量上出錯(cuò)其他MSA72第六版偏倚范例觀測次數(shù)觀測次數(shù) 外徑觀測值外徑觀測值 BiasBias 1 5.8 -0.2 2 5.7 -0.3 3 5.9 -0.1 4 5.9 -0.1 5 6.0 0.0 6 6.1 0.1 7 6.0 0.0 8 6.1 0.1 9 6.4 0.4 10 6.3

24、 0.3 11 6.0 0.0 12 6.1 0.1 13 6.2 0.2 14 5.6 -0.4 15 6.0 0.0均值 (X-bar) = 6.0067偏倚 = 觀測均值 - 基準(zhǔn)值 =6.0067- 6.0 = 0.0067標(biāo)準(zhǔn)偏差= (6.4-5.6)/3.553 =0.22514均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差= =0.22514/(sqrt15)=0.05813t=0.0067/0.05813=0.115395%置信區(qū)間：-1.118500.1319結(jié)論：偏倚是可以接受的，同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo)致附加變差源同一作業(yè)員對(duì)一個(gè)軸的外徑作了15次測量，數(shù)據(jù)如下：,基準(zhǔn)值為6.0，是一個(gè)基準(zhǔn)值，即假定產(chǎn)品

25、與原樣一致。估計(jì)偏倚：MSA73第六版線 性在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)偏倚值的差值在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)偏倚值的差值MSA74第六版量具的線性 量具的線性可以通過對(duì)量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)的偏倚分析而確定 至少要作二次分析，在量具量程范圍的下限和上限各一次 量具量程范圍的中部也應(yīng)考慮MSA75第六版量具線性分析量具線性工作指南1.1. 選擇可在測量系統(tǒng)不同工作范圍作測量的5-8個(gè)零件2.2. 用完全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備確定每個(gè)零件的基準(zhǔn)值3.3.由一個(gè)評(píng)價(jià)人和同一量具測量所有零件4.4.每個(gè)零件重復(fù)m10次測量5.結(jié)果分析作圖法（參見偏倚分析）MSA76第六版量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))6.6.計(jì)算零件

26、的偏倚和偏倚均值。7.7.將計(jì)算出的偏倚由小到大排序8.8.以偏倚均值(Y-軸)對(duì)基準(zhǔn)值(X軸)建立散點(diǎn)圖MSA77第六版量具線性分析量具線性工作指南(續(xù))9.9. 線性由這些點(diǎn)的最佳擬合直線的斜率確定。一般說來，斜率越小表示線性越好10.10. 計(jì)算量具的線性指數(shù)MSA78第六版線性圖析MSA79第六版分析線性-如果測量系統(tǒng)存在線性問題，需要通過調(diào)整軟件、硬件或者同時(shí)調(diào)整兩者，再校準(zhǔn)以達(dá)到0偏倚。 -如果在測量范圍內(nèi)偏倚不能被調(diào)整到0，只要測量系統(tǒng)保持穩(wěn)定，仍可以用于產(chǎn)品/過程控制，但不能進(jìn)行分析。MSA80第六版線性誤差的原因儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時(shí)間間隔儀器、設(shè)備或夾緊裝置磨損缺乏維

27、護(hù)磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差量具的工作范圍的上限和下限未經(jīng)正確的校準(zhǔn)儀器質(zhì)量差設(shè)計(jì)或一致性不好儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性應(yīng)用錯(cuò)誤的量具不同的測量方法設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)測量錯(cuò)誤的特性變形環(huán)境在常量上出錯(cuò)其他MSA81第六版穩(wěn)定性穩(wěn)定性(或漂移)是指一個(gè)測量系統(tǒng)在某一持續(xù)時(shí)間(指幾天而不是幾小時(shí))獲得的對(duì)同一基準(zhǔn)或零件的一個(gè)單一特性的測量值總變差。 或者：偏倚隨時(shí)間的變化MSA82第六版穩(wěn)定性范例量具A的第一次均值量具A的第二次均值至 為A的穩(wěn)定性MSA83第六版穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)對(duì)給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件在不同時(shí)間的偏倚的總變差 當(dāng)同時(shí)有多個(gè)測量系統(tǒng)介入時(shí)，偏倚最小的那個(gè)系統(tǒng)被認(rèn)為是“穩(wěn)定

28、”的系統(tǒng)MSA84第六版量具的穩(wěn)定性 一般沒有R&R問題大 有助于確定校準(zhǔn)周期 當(dāng)多個(gè)系統(tǒng)精確測量同一標(biāo)準(zhǔn)件并隨時(shí)間變化有顯著的變差時(shí)，有助于確定最穩(wěn)定的測量系統(tǒng) 應(yīng)對(duì)測試跟蹤并圖表化(或至少在量具記錄中記錄實(shí)際讀數(shù)和其它相關(guān)數(shù)據(jù))MSA85第六版對(duì)量具穩(wěn)定性的影響 長時(shí)間的不用或間歇使用 二次穩(wěn)定性試驗(yàn)的測量數(shù)很大或很小 環(huán)境或系統(tǒng)變化，例如：濕度，氣壓與統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性相混淆的其它因子，如預(yù)熱效應(yīng)、磨損度、缺乏維護(hù)、作業(yè)員或?qū)嶒?yàn)人員缺乏培訓(xùn)等MSA86第六版量具穩(wěn)定性錯(cuò)誤的原因儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時(shí)間間隔儀器、設(shè)備或夾緊裝置磨損正常老化或退化缺乏維護(hù)磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差量

29、具校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)儀器質(zhì)量差設(shè)計(jì)或一致性不好儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性不同的測量方法設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)變形環(huán)境變化溫度、濕度、振動(dòng)、清潔度在常量上出錯(cuò)其他MSA87第六版量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南1.1.使用在偏倚和線性分析中作為樣件的基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)件 在保護(hù)環(huán)境下恰當(dāng)?shù)乇４嫠鼈?產(chǎn)品的生命期內(nèi)) 給它們標(biāo)上名稱和號(hào)碼以便于追溯和進(jìn)一步研究，包括低、中、高極差值的樣本2.2.定期（天、周）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件作3至5次測量(根據(jù)測量系統(tǒng)的具體情況而定)MSA88第六版量具穩(wěn)定性分析量具穩(wěn)定性工作指南(續(xù))3.3.把數(shù)據(jù)在均值和極差圖或均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖標(biāo)出 注：要求對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件按過程或規(guī)范容限

30、做一個(gè)圖4.4.根據(jù)通常的SPC要求作評(píng)估（穩(wěn)定？）5.5.將測量標(biāo)準(zhǔn)差與過程變差相比較，以確定適用性MSA89第六版對(duì)穩(wěn)定性圖的分析如果穩(wěn)定性有問題時(shí)，均值和極差圖會(huì)出現(xiàn)漂移或非控制狀態(tài)均值圖出現(xiàn)非控制狀態(tài)時(shí)，表明測量系統(tǒng)測量不正確，檢查檢查： 偏倚改變了- 確定原因并改正 如果原因是磨損 - 重復(fù)校準(zhǔn)、維修 -不必計(jì)算測量系統(tǒng)穩(wěn)定性數(shù)值 - 通過減少系統(tǒng)變差來改善穩(wěn) 定性MSA90第六版 第八章第八章 量具量具R&R分析分析MSA91第六版GR&R 目的目的理解用AIAG計(jì)算方法所作的GR&R 注意注意:重復(fù)性和再現(xiàn)性用于衡量測量系統(tǒng)變差的寬度或分布偏倚、穩(wěn)定性和線

31、性用于對(duì)測量系統(tǒng)變差作定位MSA92第六版重復(fù)性同一同一評(píng)鑒人員用同一測同一測量儀器量儀器測量多次測量同一零件的同一特性所獲得的測量變差MSA93第六版重復(fù)性范例量具 A量具 B量具 C量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值MSA94第六版再現(xiàn)性不同不同評(píng)價(jià)人員用同一測量儀同一測量儀器器測量同一零件同一零件的同一特性所獲得的測量平均值的變差MSA95第六版再現(xiàn)性范例 至 為A和 B的再現(xiàn)性 至 為A和 C的再現(xiàn)性 至 為B和 C的再現(xiàn)性量具 A量具 B量具 C量具A的均值量具B的均值量具C的均值MSA96第六版量具R&R分析量具R&R工作指南1.1. 在測量系統(tǒng)使用者中選出

32、2-3個(gè)評(píng)價(jià)人2.2. 抽取10個(gè)零件，以此代表實(shí)際或期望的過程變差3.3. 把零件從1至10編號(hào)，但號(hào)碼不為被評(píng)價(jià)人所見4.4. 如果測量程序文件中有規(guī)定，則對(duì)量具作校準(zhǔn)MSA97第六版量具R&R分析量具R&R工作指南(續(xù))5.5. 由評(píng)價(jià)員A隨機(jī)地對(duì)10個(gè)零件作測量，由一個(gè)觀察員記錄測量結(jié)果6.6. 由其他評(píng)價(jià)員重復(fù)第5步，隱藏其他評(píng)鑒員所獲得的讀數(shù)7.7. 重復(fù)第5和第6步，用不同的隨機(jī)組合測量8.8. 對(duì)每個(gè)評(píng)鑒員的讀數(shù)計(jì)算均值和極差MSA98第六版量具R&R分析量具R&R工作指南(續(xù))9.9. 用所附GR&R報(bào)告表，記錄零件均值和極差均值10.

33、10.計(jì)算表示設(shè)備變差的重復(fù)性11.11.計(jì)算表示評(píng)鑒人員變差的再現(xiàn)性12.12.計(jì)算GR&R并轉(zhuǎn)換成百分比13.13.計(jì)算零件變差并轉(zhuǎn)換為百分比14.14.計(jì)算總變差MSA99第六版GR&R分析 第二版和第三版都介紹了三種方法： -極差法 -均值極差法 -ANOVE法（方差分析法） MSA 3rd 有比較明顯地推薦ANOVE法的意圖。 采用何種方法取決與測量系統(tǒng)的目的和顧客要求！MSA100第六版GR&R 方差分析法方差分析法 分析號(hào) #: 1 分析日期:_ 量具 #: _ 量具描述: _量具類別: 3 Comment: Special Study 分析描述: 3個(gè)評(píng)

34、價(jià)人; 10 個(gè)零件; 3 試驗(yàn) 變差來源變差來源 評(píng)估變差評(píng)估變差 總變差總變差% 貢獻(xiàn)貢獻(xiàn) %重復(fù)性 (EV) 7.828 9.14 0.8再現(xiàn)性 (AV) 8.5757 10.01 1.0量具R&R (R&R) 11.611 13.56 1.8零件間變差 (PV) 84.843 99.08 98.2總變差 (TV) 85.634注: % 重復(fù)性的總變差 = (EV/TV) x 100 % 重復(fù)的貢獻(xiàn)份額 = (EV/TV)2 x 100% R&R貢獻(xiàn)份額是 1.8 %, 儀器貢獻(xiàn)份額0.8 %ANOVA 范例MSA101第六版R&R 重復(fù)性重復(fù)性 -同一同

35、一評(píng)鑒人員用同一測量儀同一測量儀器器測量多次測量同一零件的同一特性所獲得的測量變差。 做極差圖 再現(xiàn)性 -不同不同評(píng)價(jià)人員用同一測量儀同一測量儀器器測量同一零件同一零件的同一特性所獲得的測量平均值的變差 做均值圖MSA102第六版極差圖范例 2個(gè)評(píng)價(jià)人,3次實(shí)驗(yàn)，5個(gè)零件UCL = 0.055R = 0.024LCL = 01234512345評(píng)價(jià)人 A評(píng)價(jià)人 BMSA103第六版極差圖結(jié)論 對(duì)于兩個(gè)評(píng)價(jià)人,所有的點(diǎn)都在控制限制內(nèi),因此，評(píng)價(jià)人沒有區(qū)別 如果其中一個(gè)評(píng)價(jià)人的測量值超出控制限制，那么結(jié)論是他的方法與另外一個(gè)不同 如果兩個(gè)評(píng)價(jià)人都有一些點(diǎn)超出控制限制，那么結(jié)論是測量系統(tǒng)對(duì)評(píng)價(jià)人的技

36、術(shù)敏感，需要改進(jìn)以獲得有用的數(shù)據(jù)MSA104第六版均值圖范例2名評(píng)價(jià)人; 4次試驗(yàn); 5 個(gè)零件parts3.101234512345評(píng)價(jià)人 A評(píng)價(jià)人 B3.11LCL= 3.15.43.15X=3.1715UCL= 3.1893.20MSA105第六版極差圖結(jié)論 在這次分析中，10個(gè)點(diǎn)中的4個(gè)超出控制限制 因?yàn)檫@少于總點(diǎn)數(shù)的一半，結(jié)論是測量系統(tǒng)不足以檢查出零件間變差MSA106第六版 練習(xí)6 GR&R圖析MSA107第六版GR&R可接受指南可接受的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)系統(tǒng)的R&R(R&R%)的評(píng)價(jià)值:_如果R&R%10%,系統(tǒng)可接受;_如果10% R&R%

37、30%,系統(tǒng)需要做改進(jìn)MSA108第六版R&R的應(yīng)用當(dāng)重復(fù)性比再現(xiàn)性大時(shí): -量具需要維修 -量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來提高剛度 -改進(jìn)量具的加緊和定位點(diǎn) -存在過大的零件內(nèi)變差MSA109第六版R&R的應(yīng)用當(dāng)再現(xiàn)性比重復(fù)性大時(shí): -評(píng)價(jià)人需要更好的使用量具的培訓(xùn) -需要更好的操作定義 -量具上的刻度不清楚 -需要夾具來提高使用量具的一致性MSA110第六版第九章第九章計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)研究MSA111第六版計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)一個(gè)計(jì)數(shù)型量具: -將每個(gè)零件與一個(gè)給定的限制相比較,如果滿足 這個(gè)限制則接受這個(gè)零件 -用于接受/拒收一組標(biāo)準(zhǔn)件 -不能指出一個(gè)零件有多好或多壞,只能指出這個(gè) 零件是接受

38、或拒受(通過/不通過)MSA112第六版屬性量具工作指南解析法（大樣法）：解析法（大樣法）： -對(duì)于計(jì)數(shù)型量具，用量具特性曲線(GPC)的概念來進(jìn)行測量系統(tǒng)分析，用于評(píng)價(jià)量具的重復(fù)性和偏倚 。 -這種量具研究可用于單限值和雙限值量具 。 - 對(duì)于雙限值量具，假定誤差是線性一致的，只需檢查一個(gè)界限線性 。 MSA113第六版屬性量具工作指南 一般地，計(jì)數(shù)型量具研究包括獲得多個(gè)被選零件的基準(zhǔn)值。這些零件經(jīng)過多次(m)評(píng)價(jià)，連同接受總次數(shù)(a)，逐個(gè)零件地記錄，從這些結(jié)果就能估計(jì)重復(fù)性和偏倚 。 MSA114第六版屬性量具工作指南第一步驟第一步驟選取零件。最根本的是已知研究中所用零件的基準(zhǔn)值。應(yīng)盡可

39、能按實(shí)際情況等間隔選取八個(gè)零件，其最大和最小值應(yīng)代表該過程范圍八個(gè)零件必須用量具測量m=20,并記錄接受的次數(shù)(a) 。第二步驟第二步驟對(duì)于整個(gè)研究，最小的零件必須a=0，最大的零件a=20，記錄接受的次數(shù)(a)。其余1a19 。如果不滿足這些準(zhǔn)則，必須用量具測量更多的已知其基準(zhǔn)值的零件(X)。直到滿足上述條件 。如果最小值零件的a0，那么選取越來越小的零件所評(píng)價(jià)直至a=0 如果，最大值零件的a20,那么選取越來越大的零件并評(píng)價(jià)直至a=20。如果六個(gè)零件不滿足1a19，在全范圍內(nèi)的選取點(diǎn)選取額外零件，這些點(diǎn)可選在量具研究已測量的零件測量中間點(diǎn)。 MSA115第六版屬性量具工作指南MSA116第

40、六版自動(dòng)測試系統(tǒng) 在APQP期間提出最重要的 -測量系統(tǒng)指明的軟件 -控制限、范圍、目標(biāo)和界限的確定 -調(diào)整時(shí)間，設(shè)備、機(jī)器和環(huán)境因子的啟動(dòng)和停止時(shí)間 的補(bǔ)償 確定所需的分辨力級(jí)別和過程控制計(jì)劃 為IC過程選擇一套適當(dāng)?shù)拿x值MSA117第六版自動(dòng)測試系統(tǒng) 為了過程控制，指明產(chǎn)品參數(shù)變化范圍，如2.9-3.9或3.8-4.0， 對(duì)測量/測試系統(tǒng)做偏倚、線性和GR&R分析 使用設(shè)備的能力去讀出變化的數(shù)據(jù)或至少存儲(chǔ)起來以在需要時(shí)再恢復(fù) 對(duì)每個(gè)變量和/或指定范圍做分析并改進(jìn)MSA118第六版自動(dòng)測試系統(tǒng) 試驗(yàn)設(shè)定 -優(yōu)化測量窗口延時(shí)和測量窗口長度. -認(rèn)真計(jì)劃試驗(yàn)順序. -不能對(duì)試驗(yàn)夾具或基

41、座單獨(dú)做做MSA，必須把它們作 為系統(tǒng)的一部分來做. -做分析時(shí)要考慮所有的正常變量，在做實(shí)驗(yàn)的地方， 由指派的人員去啟動(dòng)和運(yùn)行它們.MSA119第六版 第十章第十章 總 結(jié)MSA120第六版MSA定義 MSA 測量系統(tǒng)分析用于分析測量系統(tǒng)對(duì)量化 測量值的影響 變差變差 由人、材料、方法、儀器和/或環(huán)境引起 分辨力分辨力 測量系統(tǒng)探測被測值最小變化的能力 準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度 測量值對(duì)照已知標(biāo)準(zhǔn)值的絕對(duì)正確程度MSA121第六版MSA 定義 精密度精密度 測量系統(tǒng)產(chǎn)生或復(fù)制讀數(shù)的能力 偏偏 倚倚 觀測均值和基準(zhǔn)之間的差別 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 - 沒有特殊原因變差 (也稱為漂移)的統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，是測量系統(tǒng)在某

42、個(gè)延展的時(shí)間內(nèi)，測量同一標(biāo)準(zhǔn)件或零件的的單一特性所獲得的總變差 。MSA122第六版MSA 定義 線性線性 量具的量程內(nèi)偏倚值的差 GR&R 量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性 = (儀器 +評(píng)價(jià)人)變差重復(fù)性重復(fù)性 同一同一評(píng)鑒人員用同一測量儀器同一測量儀器測量多次測量同一零件的同一特性所獲得的測量變差。再現(xiàn)性再現(xiàn)性 -不同評(píng)鑒人員用同一測量儀器測量同一零件的同一特性所獲得的測量平均值的變差MSA123第六版MSA 定義 總變差總變差 = 制造過程變差 + 測量系統(tǒng)變差 控制圖控制圖 把系統(tǒng)或過程數(shù)據(jù)即時(shí)用圖形表示，以幫助分析變差，并在過程失控時(shí)對(duì)失控原因作出反應(yīng)MSA124第六版MSA 定義 方

43、差分析（方差分析（ANOVA） 使用數(shù)學(xué)的方法，如復(fù)雜運(yùn)算統(tǒng)計(jì)表, 平方和, 控制圖和圖形比較，分析方差或分析數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的變量。MSA125第六版MSA 總結(jié)分分 辨辨 率率準(zhǔn)準(zhǔn) 確確 性性精精 確確 度度偏偏 倚倚選擇一個(gè)測量系統(tǒng)的基本要求 (通過檢查極差圖做目視分析)由測量的偏倚來衡量通過進(jìn)行GRR的重復(fù)性評(píng)估來衡量通過觀測均值減去基準(zhǔn)值來量化MSA126第六版MSA 總結(jié)控制圖、方差分析控制圖、方差分析穩(wěn)穩(wěn) 定定 性性線線 性性當(dāng)測量系統(tǒng)間歇使用或較長時(shí)間不用后做分析 在量程范圍內(nèi)至少要做兩次或三次偏倚分析 對(duì)相同樣件做重復(fù)測量的工業(yè)測量系統(tǒng)用于分析異?；蜻^大的變差 GR&RMSA127第