測量系統(tǒng)分析(MSA)方法 (2)

1、.測量系統(tǒng)分析(MSA)方法 測量系統(tǒng)分析(MSA)方法* 1.目的對測量系統(tǒng)變差進(jìn)行分析評估，以確定測量系統(tǒng)是否滿足規(guī)定的要求，確保測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。2.范圍適用于本公司用以證實(shí)產(chǎn)品符合規(guī)定要求的所有測量系統(tǒng)分析管理。3.職責(zé)3.1質(zhì)管部負(fù)責(zé)測量系統(tǒng)分析的歸口管理;3.2公司計(jì)量室負(fù)責(zé)每年對公司在用測量系統(tǒng)進(jìn)行一次全面的分析;3.3各分公司(分廠)質(zhì)檢科負(fù)責(zé)新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)測量系統(tǒng)分析的具體實(shí)施。4.術(shù)語解釋4.1測量系統(tǒng)(Measurement system)：用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備以及操作人員的集合，用來獲得測量結(jié)果的整個(gè)過程。4.2偏倚(Bias):指測量結(jié)果的觀測平均值

2、與基準(zhǔn)值的差值。4.3穩(wěn)定性(Stability):指測量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測量平均值總變差,即偏倚隨時(shí)間的增量。4.4重復(fù)性：重復(fù)性（Repeatability）是指由同一位檢驗(yàn)員,采用同一量具,多次測量同一產(chǎn)品的同一質(zhì)量特性時(shí)獲得的測量值的變差。4.5再現(xiàn)性: 再現(xiàn)性(Reproductivity) 是指由不同檢驗(yàn)員用同一量具，多次測量同一產(chǎn)品的同一質(zhì)量特性時(shí)獲得的測量平均值的變差。4.6分辨率（Resolution）:測量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測特性中極小變化的能力。4.7可視分辨率（Apparent Resolution）:測量儀器的最小增量的大小,如

3、卡尺的可視分辨率為0.02mm。4.8有效分辨率（Effective Resolution）:考慮整個(gè)測量系統(tǒng)變差時(shí)的數(shù)據(jù)等級(jí)大小。用測量系統(tǒng)變差的置信區(qū)間長度將制造過程變差（6）（或公差）劃分的等級(jí)數(shù)量來表示。關(guān)于有效分辨率，在99%置信水平時(shí)其標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)值為1.41PV/GR&R。4.9分辨力(Discrimination):對于單個(gè)讀數(shù)系統(tǒng),它是可視和有效分辨率中較差的。4.10盲測:指在實(shí)際測量環(huán)境中,檢驗(yàn)員事先不知正在對該測量系統(tǒng)進(jìn)行分析，也不知道所測為那一只產(chǎn)品的條件下,獲得的測量結(jié)果。4.11計(jì)量型與計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng):測量系統(tǒng)測量結(jié)果可用具體的連續(xù)的數(shù)值來表述,這樣的測量系統(tǒng)稱之為計(jì)

4、量型測量系統(tǒng); 測量系統(tǒng)測量結(jié)果用定性的數(shù)據(jù)來表述,如用通過或不能通過塞規(guī)的方式來描述一只圓棒直徑尺寸,這樣的測量系統(tǒng)稱之為計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)。計(jì)量型測量系統(tǒng)和計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)的分析將用到不同的方法。5.工作程序：5.1測量系統(tǒng)分析時(shí)機(jī)：在下述三種情況下必須進(jìn)行測量系統(tǒng)分析。5.1.1新產(chǎn)品開發(fā)時(shí);5.1.2檢驗(yàn)員發(fā)生變更或新購量具或經(jīng)維修過的量具投入使用前;5.1.3定期做,公司規(guī)定每年進(jìn)行一次全面的測量系統(tǒng)分析,分析范圍覆蓋所有合格在用的不同型號(hào)規(guī)格的量具,分析內(nèi)容覆蓋測量系統(tǒng)五性。5.2測量系統(tǒng)分析條件5.2.1測量作業(yè)必須標(biāo)準(zhǔn)化;5.2.2檢驗(yàn)員必須是經(jīng)培訓(xùn)合格人員;5.2.3測量儀器必須是

5、檢定合格狀態(tài);5.2.4質(zhì)量特性測量值可重復(fù)。5.3計(jì)量型測量系統(tǒng)分析5.3.1穩(wěn)定性分析5.3.1.1選取一個(gè)樣本并確定其相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值，如果不能得到，則選擇一個(gè)落在使用的量程中程數(shù)的產(chǎn)品，并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行穩(wěn)定性分析。5.3.1.2定期（天，周，月）測量基準(zhǔn)樣品3-5次，決定樣本容量和頻率時(shí)考慮的因素有：校準(zhǔn)周期、使用頻率、修理次數(shù)和使用環(huán)境等。讀數(shù)應(yīng)在不同時(shí)間讀取以代表測量系統(tǒng)實(shí)際使用的情況。5.3.1.3將測量值描繪在量具穩(wěn)定性分析報(bào)告記錄的XBAR-R控制圖上。5.3.1.4計(jì)算控制界限,并參照Q/HC31006A2002SPC（統(tǒng)計(jì)過程控制）應(yīng)用方法控制圖判讀規(guī)則對

6、不穩(wěn)定或失控作出判斷，如有不穩(wěn)或異?，F(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行原因分析，并采取相應(yīng)措施（如對量具進(jìn)行校準(zhǔn)或維修）。5.3.1.5測量系統(tǒng)穩(wěn)定性分析記錄于量具穩(wěn)定性分析報(bào)告中。5.3.2偏倚分析(獨(dú)立樣本法)5.3.2.1獲取一個(gè)樣本并確定其相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值, 如果不能得到，則選擇一個(gè)落在使用的量程中程數(shù)的產(chǎn)品，并對其用精密的量具(通常精度為被分析量具的410倍)測量10次計(jì)算平均值,此值作為“基準(zhǔn)值”。5.3.2.2由一位檢驗(yàn)員,以常規(guī)方式對樣品測量10次,并計(jì)算10次讀數(shù)的平均值, 此值即為“觀測平均值”。5.3.2.3計(jì)算偏倚偏倚=觀測平均值-基準(zhǔn)值 制造過程變差=6偏倚%=偏倚/制造過程變差10

7、0%制造過程變差可從以前的過程控制圖得出，或從同時(shí)進(jìn)行的過程能力研究得出，如無法求得時(shí),可用規(guī)格公差代替。5.3.2.4偏倚接受準(zhǔn)則:a、對測量重要特性的測量系統(tǒng)偏倚%10%時(shí)可接受；b、對測量一般特性的測量系統(tǒng)10%偏倚%30%時(shí)可接受；c、偏倚%30%,拒絕接受。5.3.2.5偏倚分析記錄于量具偏倚分析報(bào)告5.3.3線性分析5.3.3.1選擇5個(gè)產(chǎn)品,它們的測量值要覆蓋量具的工作量程。5.3.3.2用精密量具測量每個(gè)產(chǎn)品以確定它們各自的“基準(zhǔn)值”并確認(rèn)其尺寸覆蓋了被分析量具的工作量程。5.3.3.3由被分析量具的操作員盲測每個(gè)產(chǎn)品12次,并計(jì)算測量平均值和偏倚。5.3.3.4繪圖：以基準(zhǔn)值

8、為X軸,偏倚為Y軸作散布圖。5.3.3.5使用以下公式求最佳擬合這些點(diǎn)的回歸直線和直線的相關(guān)系數(shù)R。y=b+ax式中：x為基準(zhǔn)值y為偏倚b為截距a為斜率a=/b=(Yi-aXi)/nR2=2/線性=斜率 （制造過程變差）=Q/HC31007A2002線性%= 100%5.3.3.6線性判讀準(zhǔn)則5.3.3.6.1線性程度判讀a、R2=1,完全相關(guān),點(diǎn)散布在一條直線上;b、R2=0,完全不相關(guān),X與Y的變化完全不存在任何依存關(guān)系;c、0R210%,拒絕接受。5.3.3.7線性分析記錄于量具線性分析報(bào)告。5.3.4重復(fù)性和再現(xiàn)性分析(R &R)確定研究對象、工序、量具、產(chǎn)品和質(zhì)量特性后可采用下列方法

9、進(jìn)行分析。5.3.4.1極差(R)法5.3.4.1.1選取兩位檢驗(yàn)員A、B和5個(gè)產(chǎn)品,每個(gè)檢驗(yàn)員對每個(gè)產(chǎn)品盲測一次,將測量結(jié)果記入量具極差法分析表表格中。5.3.4.1.2計(jì)算產(chǎn)品測量的極差R,測量極差R為檢驗(yàn)員A和B測量結(jié)果差的絕對值。5.3.4.1.3計(jì)算產(chǎn)品測量的平均極差R=Ri/5。5.3.4.1.4計(jì)算量具的雙性(重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成,簡稱雙性),即測量過程變差：GR&R=5.15R/d2式中：GR&R表示量具（Gage）重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成，5.15表示99%的置信區(qū)間，即2個(gè)檢驗(yàn)員用同一量具測量同一產(chǎn)品的同一特性的測量結(jié)果99%落在GR&R區(qū)間內(nèi)，d2可從測量系統(tǒng)分析用d2值表中

10、查出。5.3.4.1.5計(jì)算雙性占制造過程變差的百分?jǐn)?shù)% GR&R= (GR&R/過程變差)100%。5.3.4.1.6% GR&R接受準(zhǔn)則:a、% GR&R30%，不能接受。5.3.4.2均值極差法(X&R法)5.3.4.2.1確定二至三名檢驗(yàn)員,標(biāo)以A、B、C，檢驗(yàn)員選取需注意代表性,如生產(chǎn)部門檢驗(yàn)員與質(zhì)檢部門檢驗(yàn)員的相互搭配、白班與夜班檢驗(yàn)員的相互搭配等。5.3.4.2.2抽取同一種型號(hào)產(chǎn)品樣本5至10件，標(biāo)上編號(hào)，抽取產(chǎn)品時(shí)最好保證產(chǎn)品質(zhì)量特性測量值覆蓋該特性值整個(gè)公差范圍,另注意檢驗(yàn)人員應(yīng)無法看到產(chǎn)品編號(hào)，以保證盲測。5.3.4.2.3每一檢驗(yàn)員對同一產(chǎn)品的同一特性重復(fù)測量23次,將

11、測量結(jié)果記錄在QR/HC20423-012A量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表中。5.3.4.2.4根據(jù)量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)作量具重復(fù)性和再現(xiàn)性X-R控制圖,并判讀，判讀規(guī)則如下：a)、極差圖判讀參照SPC（統(tǒng)計(jì)過程控制）應(yīng)用方法控制圖判讀規(guī)則；b)、均值圖：在控制限內(nèi)的點(diǎn)代表測量誤差，如果一半或更多的平均值落在極限之外，則該測量系統(tǒng)足以檢查出產(chǎn)品之間差異，測量系統(tǒng)有效分辨率足夠，該測量系統(tǒng)可以提供過程控制、過程能力分析有用的數(shù)據(jù)，當(dāng)一半以下落在控制限外，則測量系統(tǒng)不足以檢查出產(chǎn)品之間差異，不能用于過程控制及過程能力分析。5.3.4.2.5負(fù)責(zé)組織測量系統(tǒng)分析的人員,依照量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)

12、據(jù)表和質(zhì)量特性規(guī)格,按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的格式出具QR/HC20423-013A量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報(bào)告。5.3.4.2.6結(jié)果分析重復(fù)性與再現(xiàn)性比較分析A、如果重復(fù)性(EV)比再現(xiàn)性(AV)大，原因可能是：量具需要維修；應(yīng)重新設(shè)計(jì)量具使其更精密；應(yīng)改進(jìn)量具的夾緊或定位裝置；產(chǎn)品變差太大。B、如果再現(xiàn)性(AV)大于重復(fù)性(EV)，則可能存在以下原因：需要對檢驗(yàn)員進(jìn)行如何使用量具和讀數(shù)的培訓(xùn)；量具表盤上的刻度值不清楚；可能需要某種形式的夾具來幫助檢驗(yàn)員更為一致地使用量具。5.3.4.2.7%R&R接受準(zhǔn)則%EV、%AV、%R&R三個(gè)誤差都10%測量系統(tǒng)可接受;%EV、%AV、%R&R三個(gè)誤差在10%到30%

13、之間測量系統(tǒng)可能被接受，依據(jù)量具的重要性、量具成本以及修理費(fèi)用而定。%EV、%AV、%R&R三個(gè)誤差有一個(gè)超過30%測量系統(tǒng)不能接受,需要改進(jìn)，應(yīng)努力找到問題所在并糾正。5.3.5計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)分析（小樣法）5.3.5.1任取同一型號(hào)的產(chǎn)品20件(應(yīng)包括有合格及不合格的產(chǎn)品)并予以編號(hào),編號(hào)不可讓檢驗(yàn)員知道,也不可讓他們知道正在做測量系統(tǒng)分析,以保證盲測。5.3.5.2選擇兩位檢驗(yàn)員分為A、B。5.3.5.3由這兩位檢驗(yàn)員測量所有產(chǎn)品兩次，并將測量結(jié)果記錄于QR/HC20423-014A計(jì)數(shù)型量具檢驗(yàn)記錄表，合乎規(guī)格界線的零件則填入“YES”，反之則填入“NO”。5.3.5.4結(jié)果判讀A、若測量結(jié)果（每只產(chǎn)品四個(gè)數(shù)據(jù)）相同，則測量系統(tǒng)被接受。B、若測量結(jié)果不一致，則此測量系統(tǒng)須被改進(jìn)或再評價(jià)。C、若測量系統(tǒng)不能被改進(jìn)，則不能被接受，應(yīng)尋求替代的測量系統(tǒng)。5.3.5.5計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)只能指出產(chǎn)品是好是壞，不能指出產(chǎn)品好壞程度。5.3.6測量系統(tǒng)分析方法適用性的確定5.3.6.1新產(chǎn)品開發(fā)時(shí), 測量系統(tǒng)采用線性、重復(fù)性、再現(xiàn)性、偏倚分析方法,由分公司(分廠)質(zhì)檢科進(jìn)行分析；5.3.6.2考慮量具隨時(shí)間變化的程度,做穩(wěn)定性分析,由公司計(jì)量室進(jìn)行分析