MSA實務操作基礎知識

1、MSA實務操作基礎知識擬制：潘穎華日期：2004.10.25一、MSA分析的目目的：在項目管管理中，測量系系統(tǒng)分析析的主要要目的是是確定項項目中所使用用的數據據是否可可靠。評估新的的測量儀儀器。將兩種不不同的測測量方法法進行比比較。對可能存存在問題題的測量量方法進進行評估估。確定并解解決測量量系統(tǒng)誤誤差問題題。二、MSA軟件企業(yè)MSA應用中大大量的數數據需要要處理，傳統(tǒng)的的手工計計算方法已經經不能滿滿足復雜雜的計算算要求，計算機機硬件價價格的下降和市市場的需需要，促促成了MSA計算機軟軟件的出出現(xiàn)。MSA軟件把信信息技術術與MSA分析方法法融合起起來，以以直觀的圖表分分析加數數字分析析結果的的

2、方法來來反映被被研究的的測量系統(tǒng)的誤誤差成分分，讓您您快速了了解導致致測量系系統(tǒng)誤差差太大的原因。應用MSA軟件進行行企業(yè)質質量控制制可給企企業(yè)帶來來諸多益處處：1、減少數據據處理的的時間；2、更準確的的分析結結果；3、直觀的圖圖表工具具；4、更快的客客戶反應應速度和和更高的的客戶滿滿意度。三、MSA的定義：MSA（MeasurementSystemAnalysis）使用數理理統(tǒng)計和和圖表的方方法對測測量系統(tǒng)統(tǒng)的分辨辨率和誤誤差進行行分析，以評估估測量系統(tǒng)統(tǒng)的分辨辨率和誤誤差對于于被測量量的參數數來說是是否合適，并并確定測測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差的的主要成成分。測量系統(tǒng)統(tǒng)的誤差差由穩(wěn)定定條件下下運行的的

3、測量系系統(tǒng)多次次測量數數據的統(tǒng)計計特性：偏倚和和方差來來表征。偏倚指測量數數據相對對于標準準值的位位置，包包括測量量系統(tǒng)的偏倚（Bias）、線性(Linearity)和穩(wěn)定性性(Stability)；而方差指測量數數據的分分散程度度，也稱稱為測量量系統(tǒng)的的R&R，包括測量量系統(tǒng)的的重復性性(Repeatability)和再現(xiàn)性性(Reproducibility)。一般來說說，測量量系統(tǒng)的的分辨率應為獲得得測量參參數的過過程變差的十十分之一一。測量量系統(tǒng)的的偏倚和線性由量具校準準來確定。測測量系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)定性可由重復復測量相相同部件件的同一一質量特性性的均值極差差控制圖圖來監(jiān)控。測量系系統(tǒng)的重重復

4、性和再現(xiàn)性性由Gage R&R研究來確確定。偏倚性：測量結結果的觀觀測平均均值與基基準值的的差距。線性：量量具在預預期的工工作量程程內，偏偏倚值的的差值。重復性：一個評評價人采采用一種種測量儀儀器多次次測量同同一零件的的同一特特性時得得到的測測量值的的變差。再現(xiàn)性：不同評評價人采采用一種種測量儀儀器測量量同一零零件的同一特特性時測測量平均均值的變變差。穩(wěn)定性：測量系系統(tǒng)在某某持續(xù)時時間內測測量同一一基準或或零件的單一一特性時時獲得的的測量值值總變差差。四、MSA相關術語解釋釋：四、MSA相關術語解釋釋：測量系統(tǒng)統(tǒng)：是與測測量有關關的人、測量儀儀器/工工具軟件件、硬件、測測量對象象、測量量方法和

5、和環(huán)境的的總和。連續(xù)數據據：即計量量型數據據，可以以無限細細化。如如質量、長度、時時間、高高度、溫溫度等。離散數據據：即計數數型數據據，不可可細化。如合格格/不合合格，通、止等等。測量：將一個未未知量與與一個已已知的或或已經接接受的參參照值進行的比比較。為什么我我們需要要測量數數據？1）我們們使用測測量數據據來判斷斷產品/服務是是否合格格，制定定有關過程程管理的的 決策策。2）我接接受這件件產品/服務嗎嗎？3）過程程是很好好？還是是需要進進行調整整？我們對測測量數據據有什么么期望？-準確性數據必須須告訴我我們真相相！-重復性重復測量量必須產產生同樣樣的結果果！-再現(xiàn)性結果不應應該受檢檢驗員的的

6、影響測量儀器器：用來進行行測量的的任何儀儀器。檢驗員(或鑒定定人)：使用測量量儀器進進行測量量的個人人或裝置置。四、MSA相關術語解釋釋：測量過程程：任任何作業(yè)業(yè)都是一一個過程程，存在在輸入、過程變量、輸輸出。測測量輸入入為測量量對象，過程變變量有：測量儀器、測量人人員、測測量方法法、測量量環(huán)境，這些變變量對過程輸輸出測量量結果產產生綜合合影響，即：函數關系系Y=f(x1,x2xn)Y=測量結果果X=測量輸入入及過程程變量測量是一一個過程程，它會會使被測測對象的的值偏離離真值總=測量量總誤差差產品=被被測對象象誤差測量=測測量誤差差四、MSA相關術語解釋釋：五、測量誤差差：測量總偏偏差:2=2

7、+2總的觀察察偏差實實際偏差差測測量量系統(tǒng)偏偏差收 集數數據據的 能力力!總誤差被測量對對象誤差差測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差測量儀器器誤差測量人員員誤差準確性線性穩(wěn)定性重復性測量人員員誤差測量人員員和被子子測量對對象交互互作用誤誤差六、測量的分分析步驟驟：1.確確定數據據的類型型2.確定誤差差的來源源3.樣本選擇擇4.數據收集集5.數據分析析六、測量的分分析步驟驟：確認測量量數據類類別數據的類類別決定定了數據據分析方方法。數數據性質質可分為為：1）連續(xù)續(xù)數據2）離離散數據據 確定定誤差來來源1）對于于自動測測定系統(tǒng)統(tǒng)，誤差差來源為為：部品品本身誤誤差和測測量儀器器誤差。2）對于于普通測測定系統(tǒng)統(tǒng)，誤差差來

8、源為為：測量量人員、測量儀儀器和部部品。3）對于于目視檢檢查，誤誤差來源源為測量量（檢查查）人員員和部品品。選擇樣樣本（GRR分析）1）連續(xù)續(xù)數據的的樣本選選擇：樣樣本需代代表整個個過程范范圍，即即選擇一一些規(guī)格內樣本本，再選選擇一些些規(guī)格外外樣本。2）離散散數據的的樣本選選擇：同同理，需需同時選選擇部分分規(guī)格內內和規(guī)格格外的樣本，并并選擇部部分接近近規(guī)格界界限的樣樣本。六、測量系統(tǒng)統(tǒng)的分析析步驟：收集數據據（1）測測量前需需確認：確認測測量儀器器經過校校準，以以保證其其準確性性和線性性在可接接收范圍圍內。確保使使用足夠夠分辨率率的儀器器進行測測量。（2）測測量時需需注意：每個測量量員以隨隨機

9、順序序測量各各樣本，并記錄錄原始數數據。對對測量數數據進行行分析完成測量量后，需需對測量量數據進進行分析析處理。連續(xù)型數數據七、 連續(xù)續(xù)數據測測量系統(tǒng)統(tǒng)的分析析步驟：“精確性性” (R&R)(離散性-偏偏差)穩(wěn) 定性性?線性性偏 移&線線性OKOKOK八、測量的準確性/偏倚性性：偏倚=觀觀察平均均值-基基準值偏倚占過過程變差差百分比比：偏倚%=100（偏偏倚/過程變變差）偏倚占公公差百分分比：偏倚%=100（偏偏倚/規(guī)格公公差）八、測量的準確性/偏倚性性：與精確性性的關系系偏倚性vs精確性1)準準確但不不精確2)精精確但不不準確3)既不準確確又不精精確4)既既準確又又精確九、MSA操作方法法：

10、1、測量系統(tǒng)統(tǒng)線性、偏倚性性分析：測量方法法：取3種不不同規(guī)格格的標準量塊塊，請2名名測量員員分別測測量，每人每個個量塊測測量5次次，并記記錄數據據（共30個數數據）。軟件操作作方法：STEP 1：將數據輸輸入MINITAB “WORK SHEET”表格中。Stat-Quality Tools-Gage R&RStudy(Crossed)。記錄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、測量系統(tǒng)統(tǒng)線性、偏倚性性分析：軟件操作作方法：STEP 2：Stat-Quality Tools-Gage LinearityStudy。五、MSA操作方法法：1、測量系統(tǒng)統(tǒng)線性、

12、偏倚性性分析：軟件操作作方法：Stat-Quality Tools-Gage LinearityStudy。標準量塊塊規(guī)格：15、16、24。線性分析析結果偏倚性分分析結果果判定方法法：測 量 結 果判 斷 標 準 10%差，需要改善。五、MSA操作方法法：1、測量系統(tǒng)統(tǒng)線性、偏倚性性分析：檢測時機機及對象象：時機：一一般每半半年至少少進行一一次分析析確認；在出現(xiàn)現(xiàn)兩司測量有差差異時需需做此分分析。對象：對對所有計計量型檢檢測設備備。五、MSA操作方法法：2、測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：測量方法法：確定3名名操作者者A、B、C，選定10個同一一物料編編碼的被測部品品，

13、按1、2、10編編號。測取數據據：A以隨機順順序測取取所有數數據并記記錄；B、C在不知他人人測量結結果的前前提下，以同樣樣方法測測量各部部品的尺寸并并記錄。再以隨機機順序重重復上述述測量2次（注注：在只只有兩名名測量員的情況況下，以以上述同同樣方法法測量3次）。五、MSA操作方法法：2、測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：軟件操作作方法：將數據輸輸入MINITAB “WORK SHEET”表格中。五、MSA操作方法法：2、測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：軟件操作作方法：Stat-Quality Tools-Gage R&RStudy(Crossed)。A

14、NOVA& Xbarand R分析方法法的相異異點：ANOVA法考慮了了測量物物料與人人的交互互作用；Xbar andR法未考慮慮測量物物料與人人的交互互作用，當測量量物料與與人的交交互影響響作用較較大時，此法比比ANOVA法分析結結果相對對要小。五、MSA操作方法法：2、測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：軟件操作作方法：點擊“Options”，輸入公差差；規(guī)格為61.4(+0.03/-0.07)，則則輸入過過程公差差0.1。分析圖表表命名，若不輸輸入內容容則使用用數據列列名，如如下圖。五、MSA操作方法法：2、測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：分析結果

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%）。圖2：確認作業(yè)業(yè)者別重重復測量量是否穩(wěn)穩(wěn)定（各各量測點點在4層層或以上上時為好好的量測測系統(tǒng)；如有點點

16、超出紅紅色界限限，說明明量測系系統(tǒng)對量量測方法法敏感，此圖為為4層）。圖3：確認量測測系統(tǒng)辨辨別不同同樣品的的能力是是否充分分（量測測點在紅紅線外越越多越好好，點越越散說明明系統(tǒng)可可分辨樣樣品間細細微差異異）圖4：確認樣品品是否如如實反映映工程的的散布（同一樣樣品觀測測值越集集中越好好，不同同樣品間間越散越越好）。圖5：確認作業(yè)業(yè)者之間間是否存存在差異異（線越越直越好好，各作作業(yè)者之之測量值值分布寬寬度越相相同越好好）。圖6：確認各作作業(yè)者是是否對樣樣品量測測有不同同（各作作業(yè)者樣樣品間連連線越平平行越好好，各點點越一致致越好）。五、MSA操作方法法：2、測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性

17、性、分辨辨力）：GRR%、重復性、再現(xiàn)性性判定方方法：測 量 結 果判 斷 標 準 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、測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：GRR分析方法法：檢測時機機及對象象：時機：一一般每半半年至少少進行一一次分析析確認；在出現(xiàn)現(xiàn)兩司測測量有差異時時；在新新產品第第一次測測量時。對象：對對所有計計量型、計數型型檢測設設備。當重復性性(AV)變差值大大于再現(xiàn)現(xiàn)性(EV)時：a）量具的結結構需在在設計增增強；b）量具應加加以保養(yǎng)養(yǎng)。c）量具的夾夾緊或零零件定位位的方式式(檢驗驗點)需需加以改改善。當再現(xiàn)性性(EV)變差值大

18、大于重復復性(AV)時：a）作業(yè)員對對量具的的操作方方法及數數據讀取取方式應應加強教育育，作業(yè)業(yè)標準應應再明確確訂定或或修訂；b）可能需要要某些夾夾具協(xié)助助操作員員，使其其更具一一致性的的使用量量具；c）量具與夾夾治具校校驗頻率率于入廠廠及送修修糾正后后須再做測量量系統(tǒng)分分析，并并作記錄錄。五、MSA操作方法法：3、測量系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性分析：取樣原則則：選取一個個可追溯溯標準值值或基準準值的樣樣板（若若無此樣樣板，可從物料料中選取取一個落落在中心心值域的的部品當當作標準準值）。測量方法法：每天開機機半小時時后開始始測量一一次，測測量5個個數據（一般連續(xù)收集集2025組組數據，5個數數據作為為一組

19、），并記記在X-R圖上。五、MSA操作方法法：3、測量系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性分析：軟件操作作方法：使用我們們提供的的表格，在黃色色區(qū)域按按要求填填寫數據據，樣式如下下：五、MSA操作方法法：3、測量系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性分析：判定方法法：R圖：a）TEST 1：不可以有有點子超超出控制制界限。對策：如果數據點超超出控制制線或在在控制線線上；如有此種種異常，并不意味味著必須須采取措措施，而而是分析析是否是是量測時時某個產產品出現(xiàn)現(xiàn)波動，找出問問題后剔剔除此點點。五、MSA操作方法法：3、測量系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性分析：判定方法法：R圖：b）TEST 3：連續(xù)6點點遞增或或遞減。對策：如如有此異異常，需需要確認認改變是是

20、正效應應還是負負效應，是否是是工藝條條件有變變更，產產品已經經出現(xiàn)偏偏移管制制界限的的趨勢，有不良良產生的的可能，找出問問題后剔剔除這些些點。五、MSA操作方法法：3、測量系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性分析：判定方法法：R圖：c）TEST 5：連續(xù)3中中有2點點在A區(qū) （CL+2sigma, CL+3sigma)或（CL-3sigma, CL-2sigma）。對策：此異常顯顯示有不不同類型型的資料料混雜于于子群組組中；通通常有必必要修正正子群組組、重新新組合資資料及重重新制作作管制圖圖。五、MSA操作方法法：3、測量系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性分析：檢測時機機及對象象：時機：一一般每半半年至少少進行一一次分析析確認；儀器故

21、故障排除以后。對象：對對所有計計量型檢檢測設備備。離散型數數據六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性）：測量方法法：確定3名名操作者者A、B、C，選定50個同一一物料編編碼的被測部品品，按1、2、50編編號。測取數據據：A以隨機順順序測取取所有數數據并記記錄；B、C在不知他人人測量結結果的前前提下，以同樣樣方法測測試各部部品數據并記記錄。再以隨機機順序循環(huán)上述測試3次。數據記錄錄：“0”表示不合合格，“1”表示合格格。六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性）：軟件操作作方法：將數據輸輸入MINITAB “WORK SHEE

22、T”表格中。六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性）：軟件操作作方法：Stat-Quality Tools-AtributeGage R&RStudy。六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性）：分析結果果（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.注釋：以以上是每每名檢驗員重重復性百百分

24、比數數值。注釋：以以上是每每名檢驗員一一致性百百分比數數值。六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性）：分析結果果（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.注釋：1/0Percent(%)：檢驗員三三次均將將不良品品判斷為為良品的的百分比比0/1Percent(%)：檢驗員三三次均將將良品判判斷為不不良品的的百分比比MixedPercent (%)：檢驗員混混合情況況：即同同一個樣樣板判斷斷真和判判斷錯誤誤的結果果都有。Between AppraisersAssessment Agreement# Inspected# MatchedPercent(%)95.0%CI503162.0(47.2,75.3)# Matched: Allappraisersassessm

26、entsagreewith eachother.注釋：以以上是檢檢驗員之之間重復復性百分分比數值值。AllAppraisersvsStandardAssessment Agreement# Inspected# MatchedPercent(%)95.0%CI501020.0(10.0,33.7)# Matched: Allappraisersassessmentsagreewith standard.注釋：以以上是檢檢驗員之之間一致致性百分分比數值值。六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性）：GRR圖表說明明：檢驗員重重復性百百分比及及置信區(qū)區(qū)間檢驗結果果

27、與標準準一致性性百分比比重復性、一致性性整體概概況經過MSA外觀考核核后重復復性百分分比(%)分數數較低的的人員需需要加強強自身的的訓練，一致性百百分比(%)分分數較低低的人員員應該加加強外觀觀標準的的認識。六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：軟件操作作方法：Stat-Quality Tools-AtributeGage R&RStudy。六、計數型數數據MSA操作方法法：測量系統(tǒng)統(tǒng)GRR分析（重重復性、再現(xiàn)性性、分辨辨力）：軟件操作作方法：Stat-Quality Tools-AtributeGage R&RStudy。MINITAB六、C

28、pk計算方法法：1、Cpk與Cmk的計算公公式：S=CPU=上限公差差范圍與與1/2個固有有 =過程能能力的比比率s3XUSL-CPL=下限公差范范圍與1/2個個固有=過程能能力的比比率s3LSLX-CP=s6LSLUSL-六、Cpk計算方法法：2、Cpk與Cmk的計算方方法相同同，其區(qū)區(qū)別如下下：3、Cpk與Cmk的計算方方法：方法1：Stat-Quality Tools-Capability Analysis(Normal)正態(tài)能力力分析方法2：Stat-Quality Tools-Capability Analysis(Between/Within)組內組間間數據分分析方法3：Stat-

29、Quality Tools-Capability Sixpack(Normal)正態(tài)能力力六合一一能力分分析Cpk：主要針對對制程過過程，也也稱過程程能力指指數，通通常在不同的的時間段段抽樣，反映整整個過程程的能力力。Cmk：主要針對對相對獨獨立的測測試夾具具或儀器器，也稱儀器能力指指數，通常在相相同的時時間連續(xù)續(xù)抽樣或或一個標標件重復復測試30次以以上的測量結結果，反反映的是是儀器或或者是夾夾具的檢檢測能力力。六、Cpk計算方法法：4、Cpk與Cmk的判定方方法相同同，標準準如下：等級CPk制程能力指數Process Capability Index建議處理A1.33Cpk制程能力足夠。B1.0Cpk1.33制程能力尚可，應再努力。CCpk1.01.33Cp制程穩(wěn)定性好，但出現(xiàn)規(guī)格嚴重上偏或下偏現(xiàn)象。需向研發(fā)提出規(guī)格檢討申請。1.0Cp1.33若極差圖違背判定原則1、3、5，需進行制程穩(wěn)定性改善；若極差圖未違背判定原則