測量系統(tǒng)分析方法

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)時測量系統(tǒng)分析的具體實施。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)果的整個過程。4.2 偏倚 (Bias):指

2、測量結(jié)果的觀測平均值與基準(zhǔn)值的差值。4.3 穩(wěn)定性 (Stability): 指測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時獲得的測量平均值總變差,即偏倚隨時間的增量。4.4 重復(fù)性：重復(fù)性（Repeatability ）是指由同一位檢驗員,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)是指由不同檢驗員用同一量具，多次測量同一產(chǎn)品的同一質(zhì)量特性時獲得的測量平均值的變差。4.6 分辨率（ Resolution ）:測量系統(tǒng)檢出并如實指示被測特性中極小變化的能力。4.7 可視分辨率（ Apparent Res

3、olution）:測量儀器的最小增量的大小,如卡尺的可視分辨率為0.02mm 。4.8 有效分辨率（Effective Resolution ） :考慮整個測量系統(tǒng)變差時的數(shù)據(jù)等級大小。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）劃分的等級數(shù)量來表示。關(guān)于有效分辨率，在99%置信水平時其標(biāo)準(zhǔn)估計值為1.41PV/GR&R 。4.9 分辨力(Discrimination):對于單個讀數(shù)系統(tǒng),它是可視和有效分辨率中較差的。4.10 盲測 :指在實際測量環(huán)境中 ,檢驗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 計量型與計數(shù)型

4、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)稱之為計數(shù)型測量系統(tǒng)。計量型測量系統(tǒng)和計數(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 ;5.1.2 檢驗員發(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.

5、2.1測量作業(yè)必須標(biāo)準(zhǔn)化 ;5.2.2檢驗員必須是經(jīng)培訓(xùn)合格人員;5.2.3測量儀器必須是檢定合格狀態(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)在不同時間讀取以代表測量系統(tǒng)實際使用的情況。5.3.1.3將測量值描繪在量具穩(wěn)定性分析報告記錄的XBAR-R 控制圖上。5

6、.3.1.4計算控制界限 ,并參照 Q/HC31006A 2002 SPC（統(tǒng)計過程控制）應(yīng)用方法控制圖判讀規(guī)則對不穩(wěn)定或失控作出判斷，如有不穩(wěn)或異常現(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)定性分析報告中。5.3.2 偏倚分析 (獨立樣本法 )5.3.2.1 獲取一個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次計算平均值 ,此值作為 “基準(zhǔn)值 ”。5.3.2.2 由一位檢驗員,以常規(guī)方式對樣品測量10 次 ,并

7、計算 10 次讀數(shù)的平均值, 此值即為 “觀測平均值 ”。5.3.2.3 計算偏倚偏倚 = 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 ×100%制造過程變差可從以前的過程控制圖得出，或從同時進(jìn)行的過程能力研究得出，如無法求得時,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%時可接受；b 、對測量一般特性的測量系統(tǒng)10%偏倚 %30%時可接受；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告5.3.3 線性分析5.3.3.1選擇 5 個產(chǎn)品 ,它們的測量值要覆蓋量具的工作量程。

8、5.3.3.2用精密量具測量每個產(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產(chǎn)品12 次 ,并計算測量平均值和偏倚。5.3.3.4 繪圖：以基準(zhǔn)值為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-a Xi)/nR2=2/ ×線性 =斜率×（制造過程變差）=Q/HC31007A 2002 線性 %= ×100%5.3.3.6 線性判讀準(zhǔn)則5.3.3.6.1

9、 線性程度判讀a、R2=1, 完全相關(guān) ,點散布在一條直線上;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、0<R2<1, 不完全相關(guān) ;5.3.3.6.2 線性接受準(zhǔn)則a、對測量重要特性的測量系統(tǒng),線性 %5%時可接受；b 、對測量一般特性的測量系統(tǒng),線性 %10%時可接受；c、線性 %>10%,拒絕接受。5.3.3.7 線性分析記錄于量具線性分析報告。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進(jìn)行分析。5.3.4.1 極差 (R)法5.3.4.1.1 選取兩位檢驗員A、B 和

10、5 個產(chǎn)品 ,每個檢驗員對每個產(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 計算產(chǎn)品測量的極差R,測量極差R 為檢驗員A 和 B 測量結(jié)果差的絕對值。5.3.4.1.3 計算產(chǎn)品測量的平均極差R=Ri/5 。5.3.4.1.4 計算量具的雙性(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個檢驗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 值表中查出。5.

11、3.4.1.5 計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&R<10%可接受；b 、10% GR&R30%，依據(jù)質(zhì)量特性的重要性及量具的重要性、成本及維修費用，決定是否接受；c、 % GR&R>30%，不能接受。5.3.4.2 均值極差法 (X&R 法 )5.3.4.2.1 確定二至三名檢驗員,標(biāo)以 A、B、 C，檢驗員選取需注意代表性,如生產(chǎn)部門檢驗員與質(zhì)檢部門檢驗員的相互搭配、白班與夜班檢驗員的相互搭配等。5.3.4.

12、2.2 抽取同一種型號產(chǎn)品樣本5 至 10 件，標(biāo)上編號，抽取產(chǎn)品時最好保證產(chǎn)品質(zhì)量特性測量值覆蓋該特性值整個公差范圍,另注意檢驗人員應(yīng)無法看到產(chǎn)品編號，以保證盲測。5.3.4.2.3 每一檢驗員對同一產(chǎn)品的同一特性重復(fù)測量23 次 ,將測量結(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

13、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)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

14、以下原因： 需要對檢驗員進(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三個誤差都 <10% 測量系統(tǒng)可接受;%EV、%AV、%R&R三個誤差在10%到 30%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用而定。%EV、%AV、%R&R三個誤差有一個超過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 計數(shù)型測量系統(tǒng)分析（小樣法）5.3.5.1 任取同一型號的產(chǎn)品20 件 (應(yīng)包括有合格

15、及不合格的產(chǎn)品)并予以編號 ,編號不可讓檢驗員知道,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 選擇兩位檢驗員分為A、 B。5.3.5.3 由這兩位檢驗員測量所有產(chǎn)品兩次，并將測量結(jié)果記錄于QR/HC20423-014A計數(shù)型量具檢驗記錄表，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。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, 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