1、MSA（第五版）测量系统分析测量系统分析第1页MSA 介绍MSA 和 质量管理体系关系测量系统统计特征分辨率测量系统量化进行量具重复性和再现性分析(GR&R)属性测量比较方法-控制图和方差分析MSA 技术总结附件内容提要第五版：年7月2MSA第2页MSA 讲座目标使参加培训人员：了解MSA 在控制和改进过程中主要性具备开展测量体系分析所需要统计方法实用知识第五版：年7月3MSA第3页测量体系分析简 介第五版：年7月4MSA第4页测量体系是我们给某一产品或服务特征给定数值过程评定这一体系首要步骤是了解这一过程并确定其是否符合我们要求什么是测量体系第五版：年7月5MSA第5页测量体系范例假如要测量
2、一个柱孔内径，那么测量体系应包含：被测量零件人员测量仪器仪器使用方法进行测量环境条件作为测量活动结果，我们产生一个数值，以此表示内径第五版：年7月6MSA第6页什么是测量体系分析测量体系分析(MSA)MSA用于分析测量体系对量测值影响强调仪器和人影响我们对测量体系作测试，以确定量测数值统计特征，并与可接收标准相比较第五版：年7月7MSA第7页三个基本问题评定测量体系，以确定：是否具备足够分辨率?是否具备时间改变统计稳定性？是否在期望极差内具备统计特征一致性，并为过程分析和过程控制所接收？第五版：年7月8MSA第8页优胜者方法与过程变差相关联，使测量体系分析对三个基本问题确实定变得更有意义。针对
3、日益强调连续改进全球化市场，仅仅用相对于公差百分比来表示测量误差是不够。第五版：年7月9MSA第9页测量体系变差测量过程组成因子及其相互作用，产生了测量结果或数值变差。测量值变差环境方法仪器(机器)材料人员第五版：年7月10MSA第10页测量体系分析数据利用用测量体系所搜集数据用于：控制过程预计影响过程产出变量及其相互关系利用数据分析，促进对测量体系中因果关系了解把注意力放在测量体系上，以求取得重复性和再现性第五版：年7月11MSA第11页环境影响测量数据温度改变引发热涨冷缩，使同一零件同一特征产生不一样读数光线不足妨碍正确读值刺眼光造成读值不正确第五版：年7月12MSA第12页在绞线制造中，
4、电线绝缘层厚度会因测量方法不一样而不一样二种方法测量结果不一样测量方法影响测量结果扁平圆形同心轴第五版：年7月13MSA第13页测量仪器影响测量结果测量仪器递增刻度必须小于规范值测量仪器种类，如尺，卡尺第五版：年7月14MSA第14页材料和人员影响测量结果材料：人员：第五版：年7月15MSA第15页测量值并不总是准确测量体系变差影响每个测量值和依据这些测量数据所作判定测量系统误差可分为五类：偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性必须在采纳一个测量系统前知道其测量变差第五版：年7月16MSA第16页MSA 应用建立新量具适用性和可接收性标准把一个量具和另一个量具作比较评定可疑量具量具维修前后特征比较
5、计算测量系统变差建立制造过程可接收性标准管理和改进测量过程第五版：年7月17MSA第17页MSA 和 质量管理体系关系第五版：年7月18MSA第18页MSA 和 质量管理体系关系目标使学员了解测量系统统计特征主要性和其对符合质量管理要求意义第五版：年7月19MSA第19页检验和测试供给商试验室要求 1对测量系统和试验室要求要有书面要求范围、政策、程序和工作指导书文件控制、同意供给商、APQP、产品标识和过程控制测试可追溯性、测试状态目视标识不合格品程序、纠正和预防办法、严格问题处理方法第五版：年7月20MSA第20页检验和测试供给商试验室要求 2检验、测量和测试仪器清单全部IMT 仪器必须有独
6、一无二标识(编号)，并用适当标识、标签、标识物或其它经同意识别统计，以标明其校准状态给定检验、测量和测试仪器维护和校准周期第五版：年7月21MSA第21页检验和测试供给商试验室要求 3对测试和校准活动作专业判定人员必须具备相关经验并经过培训统计对环境控制和监控以证实相关技术活动在恰当条件下进行限定权限对测量系统中所用硬件和软件维护和使用第五版：年7月22MSA第22页检验、测量和测试仪器控制 通用要求全部检验、测量和测试设备，包含硬件和软件，都应确定其测量不确定性，并使其在可接收范围内第五版：年7月23MSA第23页检验、测量和测试仪器控制 控制程序 确定准确度和准确度对使用校准失效量具检验并
7、接收产品必须重复检验校准和测试时“环境条件”必须加以评定，以评定其对测量系统影响搬运、保护和储存对测试用硬件和软件作保护，以预防过分调整第五版：年7月24MSA第24页检验、测量和测试仪器控制 检验、测量和测试仪器统计必须包含员工自备量具量具在检验时，必须统计其条件和实际读数当有怀疑产品装运后必须通知客户确认测量系统分析方法被客户所同意。注意：绝大多数人把MSA了解为单纯GR&R。本讲座将证实这种错误观念与事实差之千里第五版：年7月25MSA第25页检验、测量和测试仪器控制 测量系统分析 对客户同意控制计划中所确定每一个检验、测量和测试系统作统计分析供给商应该把统计分析范围从量具种类延伸到产品
8、族分析方法和接收标准应符合客户同意标准或MSA手册要求第五版：年7月26MSA第26页检验、测量和测试仪器控制 优胜者检验、测量和测试设备控制方法优胜者检验、测量和测试设备控制方法最大程度地降低许具种类最大程度地降低许具数量依据产品族添置量具依据MSA手册要求，按产品族进行统计分析只采取符合MSA要求量具不允许个人量具用6过程分布计算MSA结果，而不是规范或公差值第五版：年7月27MSA第27页实施汽车质量体系要求标识全部检验、测量和测试设备，及其校准状态确定其准确度和准确度进行测量设备变差分析(MSA)当量具被发觉处于非校准状态时，对其以前测量结果作确认量具搬运、保护和存放对量具作安全保护，
9、预防校准统计应包含个人量具采取全部MSA手册中标准第五版：年7月28MSA第28页总 结汽车行业质量管理体系对MSA要求详见ISOTS-16949(版)之7.6.1条款。MSA需考虑线性、偏倚、稳定性、重复性、再现性五个方面。MSA应用必须考虑范围、频率、时机、方法和接收准则要求。最少应对每种量具作属性类和变量类研究。第五版：年7月29MSA第29页测量系统统计特征第五版：年7月30MSA第30页MSA应用MSAMSA测量系统统计特征测量系统统计特征测量系统比较工具测量系统比较工具分辨率分辨率测量系统量化测量系统量化开展开展GRRGRR属性测量属性测量第五版：年7月31MSA第31页理想测量系
10、统每次都能取得正确测量值，每个测量值都与标准件一致统计特征：“零”“零”偏倚“零”概率误判被测量产品第五版：年7月32MSA第32页测量系统数据测量系统质量由其测量值统计特征所决定；应该：很小偏倚和变差测量值靠近标准件R&R小于10%确定所需数据、怎样使用测量系统、它统计特征和测量方法值得花费时间和成本以确定测量系统统计特征是否满足要求第五版：年7月33MSA第33页测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说，测量系统变差不受特殊原因支配1.1.普通说来，当没有数值(点)落在特殊原因区域内时，测量系统便处于统计控制状态2.2.假如没有如SPC手册中描述数据 趋势或漂移时，我们也可认为是统 计控制状
11、态统计控制 共同原因区域共同原因区域特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域第五版：年7月34MSA第34页数学表示过程控制中所搜集数据包含二种不一样，相对独立变差起源：制造过程变差(MPV)测量系统变差(MSV)总变差(TV)=MPV+MSV第五版：年7月35MSA第35页测量系统变差必须小于制造过程变差MSV MPVMSV 或 45)假如不呈线性关系，应该采取其它工具分析测量系统可接收性第五版：年7月81MSA第81页非线性原因量具作业范围开端和末端未经恰当校准用于最小和最大量程标准件有误量具磨损量具设计特征第五版：年7月82MSA第82页练习三：线性1.1.计算第1、2组数据偏倚
12、和线性2.2.以标准值为X轴，以偏倚值为Y轴，将11点作图3.3.分析图形和运算，以确定可接收性第五版：年7月83MSA第83页练习三：线性第五版：年7月84MSA第84页重复性同一评鉴人员用同一测量仪器测量屡次测量同一零件同一特征所取得测量变差第五版：年7月85MSA第85页重复性范例量具 A量具 B量具 C量具 A均值量具 B均值量具 C均值第五版：年7月86MSA第86页再现性不一样评鉴人员用同一测量仪器测量同一零件同一特征所取得测量平均值变差第五版：年7月87MSA第87页再现性范例 至 为A和 B 再现性 至 为A和 C 再现性 至 为B和 C 再现性评鉴人 A评鉴人 B评鉴人 C评
13、鉴人A 均值评鉴人B 均值评鉴人C 均值第五版：年7月88MSA第88页开展量具重复性和再现性(GR&R)分析第五版：年7月89MSA第89页MSA应用MSAMSA测量系统统计特征测量系统统计特征测量系统比较工具测量系统比较工具分辨率分辨率测量系统资格测量系统资格开展开展GRRGRR属性测量属性测量第五版：年7月90MSA第90页GR&R目标目标了解用AIAG计算方法所作GR&R注意注意:重复性和再现性用于衡量测量系统变差宽度或开展度偏倚、稳定性和线性用于对测量系统变差作定位第五版：年7月91MSA第91页R&R重复性同一评鉴人员用同一测量仪器测量屡次测量同一零件同一特征所取得测量变差再现性
14、-不一样评鉴人员用同一测量仪器测量同一零件同一特征所取得测量平均值变差第五版：年7月92MSA第92页量具R&R分析量具R&R工作指南1.1.在测量系统使用者中选出2-3个评鉴人2.2.抽取10个零件，以此代表实际或期望过程变差极 差3.3.把零件从1至10编号，但号码不为被评鉴人所见4.4.假如测量程序文件中有要求，则对量具作校准第五版：年7月93MSA第93页量具R&R分析量具R&R工作指南(续)5.5.由评鉴员A随机地对10个零件作测量，由一个观察员 统计测量结果6.6.由其它评鉴员重复第5步，隐藏其它评鉴员所取得读数7.7.重复第5和第6步，用不一样随机组合测量8.8.对每个评鉴员读数
15、计算均值和极差第五版：年7月94MSA第94页量具R&R分析量具R&R工作指南(续)9.9.用所附GR&R汇报表，统计零件均值和极差均值10.10.计算表示设备变差重复性11.11.计算表示评鉴人员变差再现性12.12.计算GR&R并转换成百分比13.13.计算零件变差并转换为百分比14.14.计算总变差第五版：年7月95MSA第95页R&R应用当重复性比再现性大时：量具需要维护重新设计量具以更为严格改进量具夹紧或定位零件内部变差太大第五版：年7月96MSA第96页R&R应用当再现性比重复性大时：评鉴人员需要更加好量具使用培训需要更加好操作定义量具刻度可读性太差需要辅助装置，以求量具使用一致性
16、第五版：年7月97MSA第97页练习四：GR&R计算和汇报1.1.计算统计表中数据结果2.2.分析数据以确定量具可接收性3.3.用X和R图对结果作深入图析4.4.用GR&R数据完成GR&R汇报第五版：年7月98MSA第98页R&R数据统计表第五版：年7月99MSA第99页R&R汇报第五版：年7月100MSA第100页练习五：GR&R1.1.选择一个测量系统，5-10个零件进行GR&R分析2.2.每个小组选择2个评鉴员，一个统计员和一个督导员3.3.分析结果必须能表明测量系统对分辨过程和用于过程控制有效性第五版：年7月101MSA第101页属性测量第五版：年7月102MSA第102页MSA应用M
17、SAMSA测量系统统计特征测量系统统计特征测量系统比较工具测量系统比较工具分辨率分辨率测量系统量化测量系统量化开展开展GRRGRR属性测量属性测量第五版：年7月103MSA第103页属性测量属性类量具：将每个零件与设定容限作比较，当符合容限时零件被接收用于接收或拒收一组标准件不能通知零件好、坏程度，仅有接收/或拒收(经过/不经过)之分第五版：年7月104MSA第104页属性量具工作指南1.1.选择20个零件2.2.包含几个处于规范容限上限或下降边缘零件3.3.选出二个在日常工作中使用这种量具评鉴员4.4.每个评鉴员对每个零件随机地测量二次第五版：年7月105MSA第105页属性量具决议标准假如
18、全部测量一致-接收量具假如全部测量不一致-改进系统(单个不一致)假如量具不能改进，系统不能接收-寻求其它测量系统第五版：年7月106MSA第106页属性量具分析范例二个评鉴员用属性量具对20个零件作了测试，结果以下：零件1，9，13和20测量系统结果不一致，系统需要改进第五版：年7月107MSA第107页练习六：属性量具1.1.选择二个评鉴员，一个统计员和一个督导员2.2.用一个属性量具评定20个零件；从正常允许过程极差内抽取零件，加以编号3.3.随机评定每个零件4.4.作一次性盲人试验，督导员控制5.5.每个评鉴员对每个零件取二次读数，二个读数读取于不一样时间，有一定间隔第五版：年7月108
19、MSA第108页测量系统比较工具-控制图和方差分析第五版：年7月109MSA第109页MSA应用MSAMSA测量系统统计特征测量系统统计特征测量系统比较工具测量系统比较工具分辨率分辨率测量系统量化测量系统量化开展开展GRRGRR属性测量属性测量第五版：年7月110MSA第110页比较工具目了解如何用控制图和方差分析评估测量系统范围用SPC技术、图析、GR&R数据和方差分析等方法分析变差第五版：年7月111MSA第111页用控制图作目视分析当GR&R太大或碰到不能解释问题时，用控制图发觉问题第五版：年7月112MSA第112页极差图计算重复性极差控制图依据SPC手册，极差图控制限为UCL=DUC
20、L=D4 4 x R x RLCL=DLCL=D3 3 x R x RD3 和 D4 为控制图常数预计值在范例中，平均数和极差都是依据4个数值计算，所以，小组中有4个观察值R R=0.024=0.024UCLUCL=D4 x R=2.282 x 0.024=D4 x R=2.282 x 0.024=0.055=0.055LCL LCL=D3 x R=0 x 0.024=D3 x R=0 x 0.024=0=0*注：这里控制限常数是指测量过程，而不是制造过程第五版：年7月113MSA第113页极差图范例2个评鉴人，4次测试，5个零件零件UCL=0.055R=0.024LCL=0123451234
21、5评鉴人A评鉴人 B第五版：年7月114MSA第114页极差图结论二个评鉴人全部观察极差值都在控制限内，即二个评鉴人之间无差异假如其中一个评鉴人有观察极差落在控制限外，结论为二个人方法有别假如全部评鉴人(本例为二人)都有些点落在控制限外，结论是测量系统对评鉴人技术敏感，需要改进以取得有用数据第五版：年7月115MSA第115页均值图计算 再现性均值控制图依据SPC手册，均值图(X图)控制限为 UCL=X+A UCL=X+A2 2R R LCL=X-A LCL=X-A2 2R R A2 是从控制图常数表中得到预计值*A A2 2=0.729=0.729范例计算：X=3.1715 X=3.1715
22、 R=0.024 R=0.024UCL=3.1715+(0.729 x 0.024)UCL=3.1715+(0.729 x 0.024)=3.189=3.189LCL=3.1715-(0.729 x 0.024)LCL=3.1715-(0.729 x 0.024)=3.154=3.154*适合用于控制状态和正态分布；对非正态分布数据应计算标准差 sigma第五版：年7月116MSA第116页均值图范例二个评鉴人，4次试测，5个零件零件3.101234512345评鉴人 A评鉴人 B3.11LCL=3.15.43.15X=3.1715UCL=3.1893.20第五版：年7月117MSA第117页
23、均值图结论在本分析中10个点中4个点落在控制限外因为不到半数，结论是测量系统不足以探测零件与零件之间变差第五版：年7月118MSA第118页练习七：均值和极差图1.1.用练习四GR&R中数据，作均值和极差图2.2.把图与练习四中计算结果作比较第五版：年7月119MSA第119页方差分析说明摘自MSA手册，1995：第69页第五版：年7月120MSA第120页怎样使用方差分析产品不能再度利用，如破坏性试验拉力测试抗拉强度测试化学成份分析产品由评定仪器而改变需要变差起源知识:仪器评鉴人员测量单位(零件)交互作用评定系统稳定性第五版：年7月121MSA第121页GR&R GR&R 方差分析法方差分析
24、法分析编号:1 分析日期:_ 量具编号:_量具描述:_ 量具类别:3 评定:Special Study 分析描述:3 个评鉴员;10 个零件;3 次试测 方差起源方差起源 预计方差预计方差 总变差总变差%贡献贡献%重复性(EV)7.828 9.14 0.8再现性(AV)8.5757 10.01 1.0量具 R&R(R&R)11.611 13.56 1.8零件与零件(PV)84.843 99.08 98.2总方差(TV)85.634注:%重复性总变差=(EV/TV)x 100%重复性贡献份额=(EV/TV)2 x 100R&R贡献份额为1.8%,仪器贡献份额为0.8%ANOVA范例第五版：年7月
25、122MSA第122页MSA技术总结第五版：年7月123MSA第123页测量系统分析经典准备工作包含：分析操作定义评鉴员和样件数量重复读数或试测次数尺寸关键性零件结构作业员在作业时使用测量仪器样件能代表完整作业极差测量仪器分辨率必须能够读出特征过程变差第五版：年7月124MSA第124页分析方法假定每个读数都含有统计独立性全部测量都随机一次盲人试测以降低评鉴人偏倚读出最小递增单位二分之一每个评鉴人必须用相同程序分析由对分析可靠性作出承诺人督导第五版：年7月125MSA第125页GR&R 接收标准依据预计系统R&R值，接收标准为:%R&R10%,接收10%R&R30%,系统需要改进第五版：年7月
26、126MSA第126页MSA 总结偏倚偏倚分辨率分辨率准确度准确度选择测量系统基本要求(可经过极差图作目视分析)经过测定偏倚值衡量经过对GR&R预计重复性衡量经过观察均值减去基准值衡量准确度准确度第五版：年7月127MSA第127页MSA 总结控制图，方差分析控制图，方差分析稳定性稳定性线性线性当测量系统间歇使用或较长时间不用后作分析最少应该在作业范围内作2-3次偏倚分析对相一样件作重复测量行业测量系统用于分析异常或过大变差GR&RGR&R第五版：年7月128MSA第128页MSA 定义MSAMSA-测量系统分析，用于分析测量系统对数量化测量值影响变差变差-由人、材料、方法、仪器和环境所致分辨
27、率分辨率-测量系统探测被测值最小改变能力准确度准确度-测量值对照已知标准绝对正确程度第五版：年7月129MSA第129页MSA 定义准确度准确度-测量系统再现性和复制读数能力偏倚偏倚-测量均值与基准值之差(绝对值)稳定性稳定性-无特殊原因变差(漂移)统计控制状态，是测量系统在某一扩展时间内，测量同一标准件或零件单一特征所取得测量值总变差第五版：年7月130MSA第130页MSA 定义线性线性-在量具作业范围(量程)内偏倚值差GR&RGR&R-量具重复性和再现性=(仪器+人员)变差重复性重复性-同一评鉴人员用同一测量仪器测量屡次测量同一零件同一特征所取得测量变差再现性再现性-不一样评鉴人员用同一
28、测量仪器测量同一零件同一特征所取得测量平均值变差第五版：年7月131MSA第131页MSA 定义总变差总变差=制造过程变差+测量系统变差 控制图控制图-把系统或过程数据即时图示，以帮助分析变差，并在出现非控制状态时对特殊原因作出反应第五版：年7月132MSA第132页MSA 定义ANOVAANOVA-用数学方法，如复杂运算、统计表、平方和、控制图和图析比较法，分析数据中存在变差第五版：年7月133MSA第133页附录第五版：年7月134MSA第134页控制图常数第五版：年7月135MSA第135页XRF R&R 数据 第五版：年7月136MSA第136页XRF GR&R 汇报第五版：年7月137MSA第137页Ball Shear Test R&R 数据第五版：年7月138MSA第138页BST GR&R 汇报第五版：年7月139MSA第139页BST 偏倚和线性第五版：年7月140MSA第140页Ball Pull Test R&R 数据第五版：年7月141MSA第141页BPT GR&R 汇报第五版：年7月142MSA第142页BPT 偏倚和线性 第五版：年7月143MSA第143页第五版：年7月144MSA第144页
