MSA基礎知識培訓課程

1、MSA 測量系統(tǒng)分析Measurement system Analysis課程收益益學會計量量型測量量系統(tǒng)5種統(tǒng)計特特性的分析時機機、分析析方法和和判定準準則。學會計數(shù)數(shù)型測量量系統(tǒng)分分析的兩兩種方法法。目錄MSA基礎知識識重復性和和再現(xiàn)性性分析偏倚分析析線性分析析穩(wěn)定性分分析12345計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析6第一節(jié)MSA基礎知識識MSA基礎知識識描述測量量數(shù)據質質量的統(tǒng)統(tǒng)計特性性是測量量系統(tǒng)的的偏倚及變差。偏倚：指數(shù)據據值相對對于參考考（基準準）值的的位置變差：指數(shù)據據的分布布寬度測量過程：標準：零件：儀器：人/程程序：環(huán)境S W IPE量測數(shù)值分析輸入輸出可接受可能可接接受需改善測 量系

2、統(tǒng)測量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的目的：分析測量系統(tǒng)統(tǒng)所帶來來的變異異相對于于生產工工序過程程總變異異的大小小處于可可接受的的范圍，以確保保生產工工序過程程的主要要變異源源于工序序過程本本身，而而非測量量系統(tǒng)。因此，測量系系統(tǒng)分析析對于實實施SPC控制有重重要的意意義。MSA基礎知識識一個好的的測量系系統(tǒng)應具具有的特特性：足夠的分辨率率和靈敏度相對于過程變變差或規(guī)規(guī)范控制制限，測測量的增增量應該該很小。通常所所有的十十進制或或10/1法則，表表明儀器器的分辨辨率應把把公差(過程變差差)分為十份份或更多多。這個個規(guī)則是是選擇量量具期望望的實際際最低起起點。測量系統(tǒng)統(tǒng)應該是統(tǒng)統(tǒng)計受控的這意味著在在可重復復條件下

3、下，測量量系統(tǒng)的的變差只只能是由由于普通通原因而而不是特特殊原因因造成。這可稱稱為具有統(tǒng)計的穩(wěn)定性，可通過過控制圖法進行評價。對于產品品控制，測測量系統(tǒng)統(tǒng)的變差差必須小小于規(guī)范范值?？赏ㄟ^特特性的公差來來評價測測量系統(tǒng)統(tǒng)。對于過程控制制，測量量系統(tǒng)的的變異性性應該顯顯示有效效的分辨辨率，并并小于制制造過程程的變差差?？赏ㄟ^6變差和和或MSA研研究的總總變差來評價測量量系統(tǒng)MSA基礎知識識重復性、再現(xiàn)性、偏倚、線性、穩(wěn)定性可接受.測量系統(tǒng)統(tǒng)變差源源測量過程程的構成成因子（S、W、I、P、E）及其相相互作用用，產生生了測量量結果或或數(shù)值的的變差。儀器(量具)工作件(零件)擴大量測系統(tǒng)變差變異性敏感

4、性接觸幾何變形效應一致性單一性重復性再現(xiàn)性使用假設穩(wěn)健設計偏移線性穩(wěn)定性校準預防性維護維護創(chuàng)建公差發(fā)展的變異發(fā)展設計變異夾持位置 測量站 測量探測器相互關連的特性清潔適合的數(shù)據工作的定義彈性變形質量彈性特性支撐特性隱藏的幾何可追溯性校準熱擴散系數(shù)彈性特性人員/程序環(huán)境教育身體的限制程序目視標準工作規(guī)定工作態(tài)度經驗培訓經驗培訓理解技能人因工程照明壓力振動空氣污染幾何的兼容性陽光人工光陽光陽溫度人員空氣流程熱的系統(tǒng)平等化系統(tǒng)構成要素周期標準與環(huán)境的關系標 準MSA基礎知識識MSA基礎知識識測量系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)計計特性Repeatability重復性性Reproducibility再再現(xiàn)性Bias偏倚Li

5、nearity線性Stability穩(wěn)定性MSA基礎知識識第二節(jié)重復性和再現(xiàn)性性分析重復性和和再現(xiàn)性性分析重復性Repeatability同一評鑒人員員用同一測量量儀器測量多次次測量同一零件件的同一特特性所獲獲得的測測量變差差。重復性 Master Value寬度變差評價評價測量系統(tǒng)統(tǒng)內部的的變差再現(xiàn)性Reproducibility不同評價人員員用同一測量量儀器測量同一零件件的同一特特性所獲獲得的測測量平均均值的變變差。再現(xiàn)性Inspector AMaster ValueInspector BInspector CInspector AInspector BInspector C寬度變差評價評

6、價測量系統(tǒng)統(tǒng)之間的的平均值值變差重復性和和再現(xiàn)性性分析1.在測量系統(tǒng)統(tǒng)使用者者中選出出2-3個評價人人2.抽取10個零件，以此代代表實際際或期望望的過程程變差3.把零件從從1至10編號，但但號碼不不為被評評價人所所見4.準備經校校準合格格的量具5.由評價員員A隨機地對對10個零件作作測量，由一個個觀察員員記錄測測量結果6.由其他評評價員重重復第5步，隱藏藏其他評評鑒員所所獲得的的讀數(shù)7.重復第5和第6步，用不不同的隨隨機組合合測量8.對每個評評鑒員的的讀數(shù)計計算均值值和極差差9.用所附GR&R報告表，記錄零零件均值值和極差差均值10.計算表示示設備變變差的重重復性11.計算表示示評鑒人人員變差

7、差的再現(xiàn)現(xiàn)性12.計算GR&R并轉換成成百分比比13.計算零件件變差并并轉換為為百分比比14.計算總變變差量具R&R分析指南南重復性和和再現(xiàn)性性分析GR&R可接受準則則：R&R%10%，且ndc5，系統(tǒng)可接受;10% R&R%30%,系統(tǒng)需要要做改進進.重復性和和再現(xiàn)性性分析零件(樣品)內部：形形狀、位位置、表表面加工工、錐度度、樣品品一致性性。儀器內部部：修理理、磨損損、設備備或夾緊緊裝置故故障，質質量差或或維護不不當?；鶞蕛炔坎浚嘿|量量、級別別、磨損損方法內部部：在設設置、技技術、零零位調整整、夾持持、夾緊緊、點密密度的變變差評價人內內部：技技術、職職位、缺缺乏經驗驗、操作作技能或或培訓、

8、感覺、疲勞。環(huán)境內部部：溫度度、濕度度、振動動、亮度度、清潔潔度的短短期起伏伏變化。違背假定定：穩(wěn)定定、正確確操作儀器設計計或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性，一致性性不好應用錯誤誤的量具具量具或零零件變形形，硬度度不足應用：零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察誤差(易讀性、視差)重復性不好的可可能原因因重復性和和再現(xiàn)性性分析零件(樣樣品)之之間：使使用同樣樣的儀器器、同樣樣的操作作者和方方法時，當測量量零件的的類型為為A,B,C時的均值值差。儀器之間間：同樣樣的零件件、操作作者、和和環(huán)境，使用儀儀器A,B,C等的均值值差標準之間間：測量量過程中中不同的的設定標標準的平平均影響響方法之間間：

9、改變變點密度度，手動動與自動動系統(tǒng)相相比，零零點調整整、夾持持或夾緊緊方法等等導致的的均值差評價人(操作者者)之間間：評價價人的訓練、技技術、技技能和經經驗不同同導致的的均值差差。環(huán)境之間：在不同時間段內測量量，由環(huán)環(huán)境循環(huán)環(huán)引起的的均值差差。違背研究中的的假定儀器設計計或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性操作者訓訓練效果果應用：零件尺寸、位位置、觀觀察誤差差(易讀讀性、視視差)再現(xiàn)性不好的可可能原因因重復性和和再現(xiàn)性性分析第三節(jié)偏倚分析偏倚分析偏倚Bias測量的觀測均值與基準值之差值?；鶞手?，也稱為為可接受受的基準準值或標準值，用作測測量值的的認可基基準。基準值可可以通過過更高級別別的測量量設備進行測測量而

10、獲獲得的測測量均值值來確定。基準值觀測平均值偏倚位置變差評價適用于測測量值經常與與產品基準值有較大偏偏差的時候進行分析析偏倚分析析指南：獨立樣樣件法決定要分析的測量系統(tǒng)抽取一個樣本，獲取基準值請現(xiàn)場測量人員測量15次輸入數(shù)據到EXCEL表格中計算t值，并判定可使用標標準件偏倚分析偏倚分析析指南：獨立樣樣件法案例1：案例2：可接受準準則：如果0落在偏偏倚置信信區(qū)間內內，可以以假設測測量偏倚倚是可以以接受的的，同時時假定實實際使用用不會導導致附加加變差源源。偏倚分析過份偏倚的可可能原因因儀器需要要校準儀器、設設備或夾夾緊裝置置的磨損損磨損或損損壞的基基準，基基準出現(xiàn)現(xiàn)誤差校準不當當或調整整基準的的

11、使用不不當儀器質量量差設設計或一一致性不不好線性誤差差應用錯誤誤的量具具不同的測測量方法法設置置、安裝裝、夾緊緊、技術術測量錯誤誤的特性性量具或零零件的變變形環(huán)境溫溫度、濕濕度、振振動、清清潔的影影響違背假定定、在應應用常量量上出錯錯應用零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察錯誤偏倚分析第四節(jié)線性分析線性分析線性Linearity在量具預預期的工工作范圍圍內偏倚倚值的差差值基準值較小的偏倚基準值較大的偏倚量測平均值(低量程)量測平均值(高量程)基準值量測值無偏倚偏倚線性(變化的線性偏倚)位置變差評價適用于同一個量具同時有多多個較大大距離的的工作量程的時候進行分析析線性分析析指南選

12、取5個產品(編號1,2,3,4,5)，通過更高級別別的測量設備備進行測量量而獲得得的測量量均值來來確定基準準值，并并確定產產品涵蓋蓋了量具具的工作作量程。讓經常使使用該量量具的操作者對每個產產品重復復進行12次測量，注注意要隨隨機選擇擇產品，以減少少操作者者對測量量中偏倚倚的“記記憶”。按附表的格格式收集集數(shù)據。按附表的公公式進行行計算,并寫出回回歸方程程（y=b+ax）。對計算所行行的數(shù)據據進行描描點并畫畫出相應應的回歸歸直線?？墒褂脴藰藴始€性分析線性可接接受準則則：對測量特殊殊特性的的測量系系統(tǒng)，線線性%5%接接受，線性%5%時，不不予接受受。對測量非特特殊特性性的測量量系統(tǒng)，線性%10

13、%接受受，線性性%10%時時，不予予接受?；驍?shù)據表圖圖示中，偏倚=0的直線落落在擬合線線置信帶帶以內，線線性可接接受。線性分析儀器需要要校準，需減少少校準時時間間隔隔；儀器、設設備或夾夾緊裝置置磨損；缺乏維護護通風、動動力、液液壓、腐腐蝕、清清潔；基準磨損損或已損損壞；校準不當當或調整整基準使使用不當當；儀器質量量差；設計或一一致性不不好；儀器設計計或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)定性；應用了錯錯誤的量量具；不同的測測量方法法設置、安安裝、夾夾緊、技技術；量具或零零件隨零零件尺寸寸變化、變形；環(huán)境影響響溫度、濕濕度、震震動、清清潔度；其它零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、讀錯錯。線性誤差差的可能原原

14、因線性分析第五節(jié)穩(wěn)定性分分析穩(wěn)定性分分析穩(wěn)定性Stability穩(wěn)定性(或漂移)是指一個個測量系系統(tǒng)在某一持續(xù)續(xù)時間(指幾天而而不是幾幾小時)獲得的對對同一基準或零零件的一一個單一特性的測測量值總總變差?；蛘撸浩须S時時間的變變化。穩(wěn)定性時間1時間2位置變差差評價適用于不同時間間段的測測量值經經常出現(xiàn)現(xiàn)變化的的時候進行分析析使用在偏倚和和線性分分析中作作為樣件件的基準準/標準件-在保護環(huán)境境下恰當當?shù)乇４娲嫠鼈?產品的生生命期內內)-給它們標上上名稱和和號碼以以便于追追溯和進進一步研研究，包包括低、中、高高極差值值的樣本穩(wěn)定性分分析指南南無需使用標準件測量頻率率考慮因因素：包包括重新校準準的

15、頻次次、要求求的修理理，測量量系統(tǒng)的的使用頻頻率，作作業(yè)條件件的好壞壞。應在在不同的的時間讀讀取以代代表測量量系統(tǒng)的的實際使使用情況況，以便便說明在在一天中中預熱、周圍環(huán)環(huán)境和其其他因素素發(fā)生的的變化。穩(wěn)定性分分析定期（天天、周）對標準準件作3至5次測量(根據測量量系統(tǒng)的的具體情情況而定定)把數(shù)據在在均值和和極差圖圖或均值值和標準準差圖標標出注：要求求對每個個標準件件按過程程或規(guī)范范容限做做一個圖根據通常常的SPC要求作評評估（穩(wěn)穩(wěn)定？）將測量標標準差與與過程變變差相比比較，以以確定適適用性穩(wěn)定性可可接受準準則：均值圖和和極差圖圖處于統(tǒng)統(tǒng)計受控控狀態(tài)。測量標準準差與過過程變差差相比較較穩(wěn)定性分

16、分析穩(wěn)定性差的可能原原因儀器需要要校準，需要減減少校準準時間間間隔儀器、設設備或夾夾緊裝置置的磨損損正常老化化或退化化缺乏維護護通風風、動力力、液壓壓、過濾濾器、腐腐蝕、銹銹蝕、清清潔磨損或損損壞的基基準，基基準出現(xiàn)現(xiàn)誤差校準不當當或調整整基準的的使用不不當儀器質量量差設設計或一一致性不不好儀器設計計或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性不同的測測量方法法裝置置、安裝裝、夾緊緊、技術術量具或零零件變形形環(huán)境變化化溫度度、濕度度、振動動、清潔潔度違背假定定、在應應用常量量上出錯錯應用零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察錯誤穩(wěn)定性分分析第六節(jié)計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析計數(shù)型測量系統(tǒng)統(tǒng)分析一、小樣樣法選取

17、2個操作者者(編號為A,B)，2次測量20個零件(編號1,2,320)；依據附表表的格式式,每個操作作者對每每個零件件重復測測量2次并把結果填填入相應應的欄內內；根據附表表的結果果判定-如果測量量結果完完全一致致,則測量系系統(tǒng)OK；-如果測量量結果完完全不一一致,則測量系系統(tǒng)NG；小樣法分分析表計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析零件測量結果果數(shù)據分分區(qū)LSLUSLSL-中心值I區(qū)：壞零零件永遠遠被測量量為壞零零件II區(qū)：可能能作出錯錯誤決定定的區(qū)域域III區(qū)：好零零件永遠遠被測量量為好零零件計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析二、風險險分析法計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析1、數(shù)據收集隨機從過過程中抽抽取50個零件樣樣本，以獲得

18、得覆蓋過過程范圍圍的零件件;使用3名評價人人，每位評評價人對對每個零零件評價3次;將評價結結果記錄錄在“計計數(shù)型研研究數(shù)據據表”中中。1代表接受受，0代表不接受。評價的組組織人員員通過使使用實驗驗室設備備等獲得得每個零零件的基基準值，表中的“-”、“+”、“”代表零件件處于III區(qū)、II區(qū)和I區(qū)。需要更高高級別的測量系系統(tǒng)計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析2、假設檢檢驗分析-交叉表方方法設計交叉叉表的目目的是確定評價價人之間間意見的的一致性性、評價價人與基基準的一致性性。通過計算算Kappa值(評價人之之間的一致比比例)來評價一致致性。通用的經經驗法則則：Kappa0.75表示一致致性好，Kappa0.4表示一致性差差。K=P(observed)-P(chance)/1-P(chance)其中：P(observed)=評價者一一致同意意的分類類比率(對角線單單元中觀觀測值的的總和)P(chance)=評價者偶偶然一致致的分類類比率(對角線單單元中期期望值的的總和)計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)分