1、模块 12测量系统分析 (MSA)第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月2课程目标 到本课程结束时，学员应能： 识别测量系统分析是由哪些部分组成的； 完成并理解所有类型的测量系统分析。 第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月3测量系统分析 QS 9000 要求必须对控制计划中指示的所有检验、测量和试验装置进行测量系统分析。 第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月4测量系统分析 什么是测量系统分析 (MSA
2、)? 测量系统分析（MSA）是用于确定测量装置与公差相比的误差。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月5测量系统分析 测量系统分析 (MSA) 由哪些部分组成? 量具重复性 量具再现性 偏倚 线性 稳定性第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月6测量系统分析那么什么是量具双性？量具双性（R&R）是量具重复性 和再现性的首字母缩写。 第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月7测量系统分析 量具重复性的定义 重复
3、性 当由同一操作人员多次测量同一特性时，测量装置重复其读数的能力。这通常被称为设备变差。 重复性设备的变差第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月8测量系统分析 量具再现性的定义 再现性 由不同操作人员使用同一测量装置并测量同一特性时，测量平均值之间的变差。这通常被称为操作员变差。再现性 = 操作员变差第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月9测量系统分析 有三种类型的量具双性研究 计量型 - 小样法 (极差法) 计量型 - 大样法 (均值和极差法) 计数型量具研究第 片
4、模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月10测量系统分析计量型 - 小样法 (极差法) 第1步 找2名操作员和5件零件进行此研究 第2步 每个操作员对产品进行一次测量并记录其结果，如第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月11测量系统分析计量型 - 小样法 (极差法) 第3步 计算极差，如：第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月12测量系统分析 计量型 - 小样法 (极差法) 第4步 确定平均极差并计算量具双性的，
5、如平均极差计算量具双性（R&R)百分比的公式为：容差其中 假设容差单位第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月13测量系统分析 计量型 - 小样法 (极差法) 第5步 对结果进行解释 计量型量具双性研究的可接收标准是R&R小于30。 根据得出的结果，测量误差太大，因此我们必须对测量装置和所用的技术进行检查。 测量装置不能令人满意。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月14测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法) 第1步 在下表中记录所有的初始信息。测量系统分析 计量
6、型 - 大样法 (极差法) 第2步 选择2个或3个操作员并让每个操作员随机测量10个零件2或3次并将结果填入表中。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月16测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法) 第3步 计算极差和均值，如：第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月17测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法) 第4步 计算均值的平均值，然后确定最大差值并确定平均极差的平均值，如：均值的平均值第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pt
7、y Ltd - 1999年9月18测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法) 第5步 计算 UCLR 并放弃或重复其值大于UCLR 的读数。 既然已没有大于3.70 的值，那么继续进行。测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法)第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月19测量系统分析计量型 - 大样法 (极差法) 第6步 用以下公式计算设备变差 ：重复性设备变差（EV）第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月20测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法) 第7步 用
8、以下公式计算操作员变差：重复性操作员变差（O.V）第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月21测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法) 第8步 用以下公式计算重复性和再现性：重复性和再现性（R&R）第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月22测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法) 第9步 对结果进行解释： 量具 %R&R 结果大于30，因此验收不合格。 操作员变差为零，因此我们可以得出结论认为由操作员造成的误差可忽略。 要达到可接受的量具R&R，必须把重点放在设
9、备上。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月23测量系统分析 计数型量具研究 任何量具的目的都是为了发现不合格产品。如果它能够发现不合格的产品，那么它就是合格的，否则量具就是不合格的。 计数型量具研究无法对量具有多“好”作出量化判断，它只能用于确定量具合格与否。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月24测量系统分析 计数型量具研究 方法 - 第1步 选择20个零件。选择这些零件时应确保有些零件（假定为26个）稍许低于或高于规范限值。 第2步 给这些零件编上号码。如果可
10、能的话，最好是在操作员不会注意到的部位。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月25测量系统分析 计数型量具研究 第3步 由两位操作员对零件进行两次测量。确保零件为随机抽取以避免偏倚。 第4步 记录结果。 第5步 评定量具的能力。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月26测量系统分析 计数型量具研究 验收标准 如果所有的测量结果都一致，则该量具是合格的，即所有四次测量必须是相同的。请参阅下一页的示例。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality P
11、ty Ltd - 1999年9月27测量系统分析 计数型量具研究 - 示例第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月28测量系统分析 偏倚偏倚的定义 偏倚被定义为测量值的平均值 与 实际值 之间的差值。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月29测量系统分析 偏倚 偏倚与准确度有关，因为如果测量值的平均值相同或近似于相同，就可以说是零偏倚。这样的话，所用的量具便是“准确的”。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9
12、月30测量系统分析 线性 线性的定义线性被定义为在量具预期的工作范围内，量具偏倚值间的差值。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月31测量系统分析稳定性 稳定性的定义稳定性被定义为在某个时间段内，过程变差的差值。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月32计算示例 用于计算 偏倚 线性 稳定性第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月33测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量第1步. 进行50次或更多的测量。示例
13、: 用一个千分尺测量一根由自动加工过程生产的销钉的直径。销钉的实际值为1英寸。千分尺的分辩率为0.0050英寸。表1中的所有读数是以0.0010为单位兑换而得的值，它显示测出的与标准值比较的偏差。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月34测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量表1第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月35测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量第2步.如果所有的读数都与实际值相等，则没有偏倚，量具为准确的。如果所有的读数都似近于但不等于实际值，则存在偏倚。为
14、了确定偏倚的程度及量具是否合格，我们需进行下一步。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月36测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量第3步. 根据表1中的数据确定移动极差。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月37测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量第4步为移动极差准备一份频率记录。在本示例中，每个量具增量都等于一个单元，即：第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月38测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量第5步
15、. 用以下公式确定“截止点”：截止 = 使计数超过 50 的单元的值 下一个单元的值2.0截止 = (50 + 100)/2 = 75.0 第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月39测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量 第6步. 用以下公式计算截止部分：第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月40测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量 第7步. 确定相对于截止部分的等效高斯偏离（EGD）。由统计表得出, EQD = 0.95第 片模块 12 - MSAWorld Clas
16、s Quality Pty Ltd - 1999年9月41测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量 第8步. 确定估计的标准偏差。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月42测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量 第9步. 计算控制线。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月43测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量 第10步. 绘图 - 单值和移动极差。参阅附图。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月44测量系统分
17、析以示例说明如何测定偏倚量 第11步. 对图进行解释。 如果所有的点都在控制线的范围之内，我们可以得出结论认为量具是准确的，存在的偏倚没有影响。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月45测量系统分析以示例说明如何测定偏倚量 第11步. 对图进行解释（续）如果有的点落在控制范围之外，则结论是存在“特殊的”原因，此原因可能是造成变差的原因。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月47测量系统分析 线性 线性的定义线性被定义为量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。第 片模块 1
18、2 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月48测量系统分析如何确定线性的示例 线性示例:一位工程师很想确定某测量系统的线性。量具的工作范围是2.0 毫米至 10.0 毫米。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月49测量系统分析如何确定线性的示例 第1步 选择至少5个零件用于进行测量，每个零件至少测量10次。在本例中，我们将选择5个零件，每个零件测量12次。 参阅下一页中的数据。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月50测量
19、系统分析如何确定线性的示例 第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月51测量系统分析 线性 第2步 计算零件平均值偏倚极差请参阅下一页。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月52测量系统分析如何确定线性的示例第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月53测量系统分析如何确定线性的示例 第3步 对照基准值描绘偏倚。 参阅下一页。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd -
20、 1999年9月54测量系统分析如何确定线性的示例第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月55测量系统分析如何确定线性的示例 第4步由图表确定在偏倚和基准值之间是否存在线性关系。如果存在“良好的”线性关系，则可计算出线性。如果不存在线性关系，则我们必须考虑其它的变差来源。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月56测量系统分析如何确定线性的示例 第5步用以下公式计算线性。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月57测量系统分析稳定性 稳定性定义稳定性被定义为在某时间段内过程变差的差值。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月58测量系统分析稳定性 用以下步骤计算稳定性： 第1步 取一个标准样品并确定其基准值。 第2步 按固定周期对标准样品进行5次测量。第 片模块 12 - MSAWorld Class Quality Pty Ltd - 1999年9月59测量系统分析稳定性 第3步 在 R图上标绘数据。 第4步 计算控制极限值并评估任何超出控制范围的情况。 第5步 如果存在超出控制范围的情况，则说明测量系统不稳定。
