生產(chǎn)質(zhì)量管理先峰顧問MSA

測(cè)量系統(tǒng)分析(第三版）MeasurementSystemAnalysis第一頁，共五十四頁。個(gè)案分析天平之內(nèi)校方法使用儀器:經(jīng)檢定合格之砝碼.檢定環(huán)境:一般室內(nèi)環(huán)境,平臺(tái)校正方法及步驟:1.檢查天平標(biāo)尺及旅鈕是否正常.2.將天平放在平臺(tái)上及調(diào)校至零位(中心刻度).3.將標(biāo)準(zhǔn)砝碼50g,100g,200g,300g,400g,500g,1000g分別放置于天平的托盤內(nèi),每一砝碼公別放5個(gè)位置,取其中最小值為實(shí)測(cè)值.4.在“量測(cè)設(shè)備校驗(yàn)/確認(rèn)報(bào)告”內(nèi)示值欄填寫標(biāo)準(zhǔn)砝碼值,天平讀值記入實(shí)測(cè)欄,即得誤差=5.一般檢查合格且誤差不超過誤差標(biāo)準(zhǔn)為合格,否則不合格.6.校正合格后填上合格標(biāo)簽并貼在天平上.示值-實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值*100%第二頁，共五十四頁。游標(biāo)卡尺校正方法一.使用工具:經(jīng)認(rèn)可機(jī)構(gòu)鑒定合格后,作為標(biāo)準(zhǔn)參照物的標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī).二.校正環(huán)境:正常室溫及玻璃臺(tái)面.三.校正方法及步驟:1.檢查卡尺外觀:尺身應(yīng)無碰傷或其它缺陷,刻度數(shù)字應(yīng)清晰.2.卡尺校正:分別用塊規(guī)10mm,41.2mm,51.2mm,81.5mm,121.5mm和191.8mm,校正刀口內(nèi)的尺,刀口外量的尺,校正時(shí),每一受檢點(diǎn)應(yīng)在量里端和外端兩位置校正,塊規(guī)工作面長(zhǎng)邊與卡尺測(cè)量面邊應(yīng)垂直,校正應(yīng)在螺釘緊固和松開兩種狀態(tài)下進(jìn)行,無論尺框緊固與否,塊規(guī)應(yīng)能下沉正常移動(dòng),各點(diǎn)示值誤差為卡尺讀數(shù)與塊規(guī)之差.3.深度尺的尺校正:用兩個(gè)尺為20的塊規(guī)置于玻璃臺(tái)面上,使尺身端與塊規(guī)接觸伸出深度尺至平板面,然后在尺身上讀數(shù),示值誤差不應(yīng)超過卡尺之分度值.4.記錄2~3中測(cè)得讀數(shù),均應(yīng)記入“量測(cè)設(shè)備校驗(yàn)/確認(rèn)報(bào)告”中,其中塊規(guī)填入“真值”欄,卡尺讀數(shù)填入“實(shí)測(cè)值”欄.5.結(jié)果處理:外觀合格及示值誤差不超過吳差標(biāo)準(zhǔn)為合格,否則不合格.第三頁，共五十四頁。測(cè)量數(shù)據(jù)的作用制程控制/調(diào)整---根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)與過程控制限相比較,決定是否進(jìn)行制程調(diào)整。2確定各變量間關(guān)系---對(duì)影響過程各原因的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。最終更好的理解過程。

第四頁，共五十四頁。為什么進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析？

應(yīng)用“以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)”的方法的益處，很大程度上決定于所用測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。如果測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量低，則這種方法的益處可能低；如果測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量高，則這種方法的益處也可能高。為了確保應(yīng)用測(cè)量數(shù)據(jù)的收益大于成本，必須把注意力集中于測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量上。第五頁，共五十四頁。測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量

與穩(wěn)定條件下,運(yùn)行的某一測(cè)量系統(tǒng)得到的多次測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)特性有關(guān)。高質(zhì)量——測(cè)量值接近低質(zhì)量——測(cè)量值遠(yuǎn)離基準(zhǔn)值表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計(jì)特性是偏倚和方差。偏倚指的是數(shù)據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值的位置；而方差指數(shù)據(jù)的分布。

低質(zhì)量數(shù)據(jù)表現(xiàn)為變差太大。大多由于測(cè)量系統(tǒng)和環(huán)境間的交互作用造成，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會(huì)很低。管理測(cè)量系統(tǒng)就是控制變差，即控制測(cè)量環(huán)境。

第六頁，共五十四頁。目的

介紹各方法評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量。本指南可以通用于任何測(cè)量系統(tǒng)，但其主要用于工業(yè)界的測(cè)量系統(tǒng)。第七頁，共五十四頁。術(shù)語量具:任何用來獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；包括用來測(cè)量合格/不合格的裝置測(cè)量系統(tǒng)：用來對(duì)被測(cè)特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件已及操作人員的集合；用來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。盲測(cè)：操作者事先不知道正在對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定的條件下獲得的測(cè)量結(jié)果。第八頁，共五十四頁。公差：零件特性的變差受控：變差表現(xiàn)穩(wěn)定且可預(yù)測(cè)不受控：所有特殊原因的變差都不能消除有點(diǎn)子超出控制限，或呈非隨機(jī)分布形狀分辨率：測(cè)量設(shè)備所能指示的最小刻度分辨能力：測(cè)量設(shè)備檢測(cè)被測(cè)參數(shù)的變差的能力第九頁，共五十四頁。影響測(cè)量結(jié)果的因素工件操作員方法彈性變形清潔培訓(xùn)技巧經(jīng)驗(yàn)工作態(tài)度樣品理解力測(cè)試作業(yè)指引公差設(shè)計(jì)維護(hù)敏感測(cè)量結(jié)果變差儀器溫度振動(dòng)環(huán)境人機(jī)工程照明131第十頁，共五十四頁。量測(cè)系統(tǒng)分析應(yīng)注意之事項(xiàng)1、設(shè)定量具精度2、量具間進(jìn)行比對(duì)3、修理前/后之比較4、長(zhǎng)期量測(cè)能力評(píng)估5、量具之管理第十一頁，共五十四頁。量測(cè)系統(tǒng)之統(tǒng)計(jì)特征1、量測(cè)系統(tǒng)之變異應(yīng)源于普通而非特殊原因。2、量測(cè)系統(tǒng)之變異須小于制程之變異。3、量測(cè)系統(tǒng)之變異須小于規(guī)格界限。4、量測(cè)系統(tǒng)之最小刻度須小于制程變異或

規(guī)格界限之較小者（十分之一）。第十二頁，共五十四頁。如何進(jìn)行量測(cè)系統(tǒng)分析1、建立SOP，例如：理化分析指導(dǎo)書等。2、建立程序書，管制量測(cè)系統(tǒng)在最佳狀態(tài)。3、有合格分析員分析量具，及必要環(huán)境。4、根據(jù)相關(guān)SOP執(zhí)行分析。5、匯集足夠數(shù)據(jù)，再依分析表單執(zhí)行分析。6、判定此系統(tǒng)處于可、勉強(qiáng)或不能接受。第十三頁，共五十四頁。量測(cè)系統(tǒng)之變異1、重復(fù)性（Repeatability）——EV2、再現(xiàn)性（Reproducibility）——AV3、偏倚（Bias）4、穩(wěn)定性（Stability）5、線性（Linearity）6、零件變異（PartVariation）——PV｝｝位置寬度或范圍第十四頁，共五十四頁。重復(fù)性-EV（Repeatability）由同一操作者對(duì)同一部件用同一測(cè)量?jī)x器的多次測(cè)量的結(jié)果的差異,又稱為設(shè)備變異重復(fù)性135第十五頁，共五十四頁。再現(xiàn)性-AV（Reproducibility）

由不同操作者對(duì)同一部件用同一測(cè)量?jī)x器的測(cè)量的結(jié)果平均值間最大差異,又稱為操作者變異再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A136第十六頁，共五十四頁。量具重復(fù)性和再現(xiàn)性GageR&R(repeatabilityandreproducibility)適用于所有列入“控制計(jì)劃”的測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A137第十七頁，共五十四頁。偏倚（Bias）觀測(cè)的平均值偏倚基準(zhǔn)值132第十八頁，共五十四頁。穩(wěn)定性（Stability）時(shí)間2時(shí)間1穩(wěn)定性133第十九頁，共五十四頁。線性（Linearity）基準(zhǔn)值偏倚較小基準(zhǔn)值偏倚較大觀測(cè)的平均值觀測(cè)的平均值范圍的較低部分范圍的較高部分134第二十頁，共五十四頁。重復(fù)性（Repeatability)——EV又稱為量具變異，用同一量具，同一作業(yè)者，多次量測(cè)相同零件所得之變異，公式如下：EV=×K1%EV=100（EV/TV）公式說明：1、EV/為重復(fù)性，TV為全變異。2、為所有作業(yè)者執(zhí)行多次量測(cè)所得之變異平均值。3、K1為重復(fù)性之系數(shù)，與量測(cè)次數(shù)有關(guān)。4、TV為全變異，)2()2(PVGRRTV+=第二十一頁，共五十四頁。重復(fù)性（Repeatability)例1:三位作業(yè)者對(duì)10個(gè)零件分別量測(cè),每個(gè)零件量測(cè)兩次,數(shù)值如下表所列第二十二頁，共五十四頁。重復(fù)性（Repeatability)R31R由上表可先計(jì)算Ra，Rb，Rc，再計(jì)算其平均值Ra，Rb，Rc如上表所示?！?1/3(Ra+Rb+Rc）=(0.05+0.05+0.03)=0.04∴EV=×K1=0.04×0.8862=0.035%EV=100（EV/TV）=100（0.035/0.18)=19.4%第二十三頁，共五十四頁。再現(xiàn)性（Reproducibility)——AV又稱為作業(yè)者變異，指不同作業(yè)者以相同量具量測(cè)相同產(chǎn)品時(shí)，量測(cè)平均值之變異，公式如下：)()2EV2(/nrXDIFF×K2

AV-=%AV=100(AV/TV)公式說明：1、AV為再現(xiàn)性，TV為全變異；2、

XDIFF為不同作業(yè)者量測(cè)之平均值最大與最小值之差異；3、K2為再現(xiàn)性系數(shù)，與作業(yè)人數(shù)有關(guān)；4、n為零件數(shù)；5、r為量測(cè)次數(shù)。第二十四頁，共五十四頁。再現(xiàn)性（Reproducibility)作業(yè)者b作業(yè)者a作業(yè)者c再現(xiàn)性第二十五頁，共五十四頁。再現(xiàn)性（Reproducibility)例2(同例1):亦是三位作業(yè)者10個(gè)零件分別量測(cè),每個(gè)零件量測(cè)兩次,如下表:第二十六頁，共五十四頁。再現(xiàn)性（Reproducibility)由上表可先計(jì)算個(gè)人每次量測(cè)10個(gè)零件之平均值,再計(jì)算兩次總平均值Xa,Xb,Xc如上表所示.∴XDIFF=Xa-Xb=0.83-0.77=0.06又已知K2=0.5231,TV=0.93,EV=0.0354,n=10,r=2(EV2/n*r)(XDIFF×K2)2

∴AV-==(0.06×0.5231)2－(0.0352/10×2)=0.03%AV=100(AV/TV)=100(0.03/0.18)=16.6%GRR=AV2+EV2=25.6%第二十七頁，共五十四頁。零件變異(PartVariation)零件變異:個(gè)別零件量測(cè)平均值之變異.PV=RP×K3RP為零件之最大差異,

K3為系數(shù),與零件數(shù)有關(guān)(例5)同例1我們可計(jì)算每個(gè)零件之平均值XP,再取XP之全距RP,即得RP=0.56,又查表得K3=0.3146∴PV=RP×K3=0.56×0.3146=0.176第二十八頁，共五十四頁。量具重復(fù)性與再現(xiàn)性之資料匯集將作業(yè)者分為A、B、C三人,零件10個(gè),但作業(yè)者無法看到零件號(hào).準(zhǔn)備所需之量測(cè)量具.使作業(yè)者A依隨順序量測(cè)10個(gè)零件并由另一觀者在第1行填入量測(cè)數(shù)據(jù),請(qǐng)作業(yè)者B、C量測(cè)相同的10個(gè)零件,但不使他們看到他人的量測(cè)值,將量測(cè)分別記入第6行及第11行.(表1)4.重復(fù)這個(gè)循環(huán)但以不同的隨機(jī)順序進(jìn)行量測(cè),將數(shù)據(jù)填入第2、7及12行之適當(dāng)列中.例如第一個(gè)被量測(cè)為7號(hào)零件,則在第7例中記錄量測(cè)值,如須第三次量測(cè),則重復(fù)此循環(huán)并將結(jié)果記入第3、8及13中(表1).第二十九頁，共五十四頁。量具重復(fù)性與再現(xiàn)性之計(jì)算將第1、2及3行的最大數(shù)值減最小數(shù)值，將結(jié)果記錄在第5行，第6、7、8行及第11、12、13行的作法相同，而將其結(jié)果分別記錄入第10行及第15行（表1）。2.第5、10行及15行之記錄應(yīng)為正值（表1）3.將第5行加總并除以量測(cè)零件數(shù),則得第一位作業(yè)者的平均全Ra,以相同方法從第10及第15行求得Rb及Rc(表1)4.將第5、10第15行的均值(Ra、Rb、Rc),填入第17行,將其加意后除以作業(yè)者人數(shù)而得的數(shù)值記R(所有全距的平均值)(表一)第三十頁，共五十四頁。量具再現(xiàn)性與重復(fù)性之計(jì)算將R(平均值)填入第19、20并乘以D3及D4求下及上的管制界限,如為二次量測(cè)D3=0,D4=3.27,將個(gè)別全距的上管制界限(UCLR)的值記入第19行,下管制界限(LCLR)的值填入第20行如量測(cè)次數(shù)少于7則為零(表1).將各行加總(第1、2、3、6、7、8、11、12及13行),將各行的總和除以取樣零件數(shù),將此值記錄在最右邊一列標(biāo)示為“平均值”處(表1).7.將1、2、3行的平均值加總,并除以量測(cè)次數(shù),將其值記錄在第4行Xa方格處,以相同方式處理6、7、8行及11、12、13行而將其值分別記入第9、14行的Xb及Xc處.第三十一頁，共五十四頁。8.將第4、9、14行的最大及最小平均值記錄在第18行的適當(dāng)之位置計(jì)算其差將此差記錄在第18行標(biāo)行為XDIFF處.(表1).9.將每個(gè)零件的各次量測(cè)值加總除以量測(cè)值總數(shù)(量測(cè)次數(shù)乘以作業(yè)者數(shù)),將其結(jié)果記入第16行之零件平均值處(表1).將零件平均值的最大減最小的差記入第16行標(biāo)示RP是零件平均值的全距(表1).將R,XDIFF及Rp的計(jì)算值轉(zhuǎn)記在報(bào)告表的預(yù)留位置(表2)執(zhí)行報(bào)告表(表2)左邊標(biāo)示為“量測(cè)單元會(huì)析”的各項(xiàng)計(jì)算.13.執(zhí)行報(bào)告表(表2)右邊標(biāo)示為“%制程變異”的各項(xiàng)計(jì)算.量具再現(xiàn)性與重復(fù)性之計(jì)算第三十二頁，共五十四頁。范例然后再計(jì)算各變異項(xiàng)目的量測(cè)單元分析及制程變異百分比如表2。在本例中，%GRR等于25.6%，故此量測(cè)系統(tǒng)對(duì)制程變異的量測(cè)被認(rèn)為是在接受邊緣。第三十三頁，共五十四頁。GRR分析注意事項(xiàng)1、分析之量具（1）APQP及PPAP所使用之量具（2）客戶要求須執(zhí)行GRR之量具（3）受環(huán)境影響小的量具（如分析天平）可不做MSA2、分析時(shí)機(jī)：（1）操作者變更時(shí)（2）量具變動(dòng)時(shí)（3）產(chǎn)品變更時(shí)（4）量具修理后（5）配合量具校正作業(yè)定期分析。第三十四頁，共五十四頁。GRR分析注意事項(xiàng)1、執(zhí)行分析人員（1）資料搜集：須為操作該量具人員（2）分析人員：該量具之校正管理人員2、執(zhí)行前之準(zhǔn)備工作：（1）決定進(jìn)行分析之產(chǎn)品及量具（2）決定參與分析之量測(cè)人數(shù)，最少兩人（3）決定進(jìn)行分析之產(chǎn)品取樣數(shù)（至少5件，10件為宜）。（4）決定量測(cè)次數(shù)，最少兩次。第三十五頁，共五十四頁。量具再現(xiàn)性與重復(fù)性之比較1、重復(fù)性＞再現(xiàn)性（EV＞AV=設(shè)備＞人員）（1）量測(cè)儀器需加以保養(yǎng)（2）產(chǎn)品之變異出現(xiàn)異常（3）量具之夾緊或定位(OFFSET)不一致2、再現(xiàn)性＞重復(fù)性（AV＞EV=人員＞設(shè)備）（1）量具之校正未落實(shí)（2）作業(yè)者對(duì)量具使用不熟（3）可能需要輔助儀器協(xié)助作業(yè)者使用量具第三十六頁，共五十四頁。量具%GRR之判讀1、數(shù)值＜10%表示該量具系統(tǒng)可接受2、10%＜數(shù)值＜30%表示該量具系統(tǒng)可接受或不接受，決定于該量具系統(tǒng)之重要性，修理所需之費(fèi)用等因素。3、數(shù)值＞30%表示該量具系統(tǒng)不能接受須予以改進(jìn)。4、數(shù)值=%GRR=100（GRR/TV）第三十七頁，共五十四頁。ndc=1.41(PV/GRR)>5(第三版新要求）第三十八頁，共五十四頁。表1量具重復(fù)性及再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表D4=3.27(兩次測(cè)）D4=2.58（三次）D3=0（少于七次）第三十九頁，共五十四頁。第四十頁，共五十四頁。表1量具重復(fù)性及再現(xiàn)性數(shù)據(jù)第四十一頁，共五十四頁。計(jì)數(shù)型量具研究(小樣法)

所謂計(jì)數(shù)型量具就是把各個(gè)零件與某些指定限值相比較，如果滿足限值則接受該零件否則拒收。絕大多數(shù)這樣的計(jì)數(shù)型量具用來接受或拒收一套基準(zhǔn)件。不象計(jì)量型量具，計(jì)數(shù)型量具不能指示一個(gè)零件多麼好或多麼壞，它只指示該零件被接受還是拒收。小樣研究是通過選取20個(gè)零件來進(jìn)行的。然後兩位評(píng)價(jià)人以一種能防止評(píng)價(jià)人偏倚的方式(見第45頁)兩次測(cè)量所有零件。在選取20個(gè)零件中，一些零件會(huì)稍許低于或高于規(guī)範(fàn)限值。如果所有的測(cè)量結(jié)果(每個(gè)零件四次)一致則接受該量具，否則應(yīng)改進(jìn)或重新評(píng)價(jià)該量具。如果不能改進(jìn)該量具，則不能被接受且應(yīng)找到一個(gè)可接受的替代測(cè)量系統(tǒng)。第四十二頁，共五十四頁。計(jì)數(shù)型量具研究(小樣法)一個(gè)典型的用于計(jì)數(shù)型量具研究小樣法的表格見下表A評(píng)價(jià)人B評(píng)價(jià)人121234567891011121314151617181920GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG結(jié)論:不能接受第四十三頁，共五十四頁。偏移(Bias)偏移雙稱為準(zhǔn)確度(Accuracy),是指量測(cè)平均值與真值之差值.而真值可藉由較高等級(jí)之量具量測(cè)數(shù)次之平均值而得,偏移可以下面圖形表示:VAVT偏移(準(zhǔn)確度)VT：真值VA：量測(cè)平均值第四十四頁，共五十四頁。偏移(Bias)（例3）1位作業(yè)者量測(cè)1個(gè)零件10次，量測(cè)值如下所示：X1=0.75X6=0.80X2=0.75X7=0.75X3=0.80X8=0.75X4=0.80X9=0.75X5=0.65X10=0.70測(cè)量平均值VA=,已知該零件之真值VT為0.8mm,零件之制程變異為0.70mm.則Bias=VA-VT=0.75-0.80=－0.05%Bias=100(Bias/制程變異）=100（0.05/0.70)=7.1%第四十五頁，共五十四頁。穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性又稱為漂移（Drift）,是指不同時(shí)間量測(cè)值之變異,此量測(cè)之方式可有兩種:以相同標(biāo)準(zhǔn)件在不同時(shí)間量測(cè)同一量具所得之變異;2.以相同量具在不同時(shí)間量測(cè)同一零件所得之變異穩(wěn)定性可下面圖形表表:穩(wěn)定性時(shí)間1時(shí)間2第四十六頁，共五十四頁。線性(Linearity)線性是指量具在使用范圍內(nèi)偏移(準(zhǔn)確度)差異之分布狀況.作業(yè)者量測(cè)5個(gè)不同零件,其真值分別為2.00mm,4.00mm,6.00mm,8.00mm及10.00mm,每個(gè)零件量測(cè)12次,如下頁所示:第四十七頁，共五十四頁。線性(Linearity)依據(jù)上表,可計(jì)算出每個(gè)零件之平均值及偏移,再依據(jù)真值與偏移之關(guān)系,可知其此量具之線性分布狀況如下圖所示:0.600.400.200-0.20-0.40-0.602.004.006.008.0010.00X(真值)回歸線×●●×●●×××●第四十八頁，共五十四頁。線性(Linearity)第四十九頁，共五十四頁。線性(Linearity)我們可由上圖得到回歸線如下:(或由計(jì)算求出a,b)y=a+bx其中a=y-bx=0.7367(y、x分別為y及x平均值）(R2為回歸線之GoodnessofFit）第五十頁，共五十四頁。線性(Linearity