Measurement System A讲义nalysis- Measurement Process
MeasurementSystemsAnalysis
• v 发现哪种环境因素对测量系统有显着的影响， 例如温度、湿度等，以决定其使用之空间及环 境。
• v 第二阶段的评定
各项定义
• v 量具: 任何用来获得测量结果的装置，包括用 来测量合格/不合格的装置 。
• v 测量系统：用来获得表示产品或过程特性的 数值的系统，称之为测量系统。测量系统是与 测量结果有关的仪器、设备、软件、程序、操 作人员、环境的集合。
行。内校必备条件：内校室（有温湿度 控制），有资历的校验人员。
国际基本单位
单位名称 公尺 公斤 开尔文 安培 坎德拉 摩尔 秒
代号 M Kg K A Cd mol s
备注 长度 质量 温度 电流 光强度 物质 时间
量规仪器重误大误差差的分类
精密度
随机误差 气流 辐射 尘埃 噪音 迟滞 解析度
重大误差
• v 偏倚:指同一操作人员使用相同量具，测量同 一零件之相同特性多次数所得平均值与采用更 精密仪器测量同一零件之相同特性所得之平均 值之差，即测量结果的观测平均值与基准值的 差值，也就是我们通常所称的“准确度”
• v 线性：指测量系统在预期的工作范围内偏倚
分析时机
• v 新生产之产品PV有不同时 • v 新仪器，EV有不同时 • v 新操作人员，AV有不同时 • v 易损耗之仪器必须注意其分析频率 。
R&R 之 分 析
• v 针对重要特性(尤指是有特殊符号指定者)所 使用量具的精确度应是被测量物品公差的1/10, (即其最小刻度应能读到1/10过程变差或规格公 差较小者; 如: 过程中所需量具读数的精确度是 0.01m/m, 则测量应选择精确度为0.001m/m), 以 避免量具的鉴别力不足，一般之特性者所使用 量具的精确度应是被测量物品公差的1/5。
SAM SYSTEM课程讲义
• 選擇的被測物必須涵蓋產品的製程變異。 • 量測系統的分辨力不超過製程變異的1/10 • 確定與遵行量測程序。
Measurement System Analysis
量測的穩定性(stability)：
穩定性（或漂移）是指測 量系統經過一段長時間下， 測量同一參考值或零件的 同一特性時獲得的測量總 變異。 換句話說，穩定性是偏倚 隨時間的變化。 對未達穩定狀態的量測系 統進行再現性 / 再生性分 析 (Gage R & R)，結果可 能敝多於利
問題二、量測偏差(bias)的可接受條件為何？ 若0落在偏倚值附近的1-α(95%)信賴區間內,是可被接受的
Measurement System Analysis
發現偏差過大時可檢查下列可能原因：
1) 參考值的取得有錯誤
2) 儀器磨損 3) 儀器製作對象尺寸不對 4) 儀器量錯了特性 5) 儀器未校驗妥當 6) 檢驗員未能妥當使用儀器 7) 儀器修正計算錯誤
Measurement System Analysis
量測的線性(linearity)：
觀測平均值 有偏倚 無偏倚
線性:在測量設備預期的工
作(測量)範圍內，偏倚值的 差異。
參考值
Measurement System Analysis
量測的線性(linearity)： 問題一、量測的線性(linear)關係如何得知？
(readability)”
• 分辨力不足將無法察覺製程中特殊原因的變異
Measurement System Analysis 分辨力:量測系統發現並真實地表示被測特性很小 變化的能力
• 如最小量測刻度太大無法辨別被測特性很小變化稱為分辨力不足,分辨 力不足可以在R-Chart上顯現出來.
MSA培训资料第四版
MSA培训资料第四版一、引言MSA（Measurement System Analysis）是质量管理中非常重要的一个环节，它涉及到测量系统的精度、稳定性和可靠性等方面。
通过对测量系统进行分析，可以有效地提高产品的质量和生产效率，减少不良品率。
本篇文章将介绍MSA培训资料第四版的主要内容，包括测量系统的评估、数据分析、误差分析、纠正措施和案例分析等。
二、测量系统的评估测量系统的评估是MSA的重要环节，它涉及到测量系统的精度、稳定性和可靠性等方面。
评估测量系统需要考虑以下几个因素：1、测量设备的精度和误差；2、操作者的技能水平；3、测量环境的温度、湿度等因素；4、测量系统的重复性和稳定性。
在评估测量系统时，需要采用统计分析方法，如均值-极差控制图、单值控制图等，对测量数据进行统计分析。
通过对数据的分析，可以判断测量系统的稳定性和可靠性，并采取相应的纠正措施。
三、数据分析数据分析是MSA的另一个重要环节，它可以帮助企业了解产品的质量和生产效率情况。
数据分析主要包括以下几个方面：1、过程能力分析；2、缺陷百分比分析；3、测量系统的GR&R分析；4、重复性和偏移量的分析。
通过对数据的分析，可以发现生产过程中的问题，并采取相应的纠正措施。
例如，如果发现测量系统的重复性不好，可以采取更换测量设备、培训操作者等措施来提高测量精度。
四、误差分析误差分析是MSA的一个重要环节，它可以帮助企业了解测量系统的误差情况。
误差分析主要包括以下几个方面：1、随机误差和系统误差的分析；2、误差的传递和放大；3、误差的来源和解决方法。
通过对误差的分析，可以发现测量系统中存在的问题，并采取相应的纠正措施。
例如，如果发现随机误差较大，可以采取提高操作者的技能水平、改善测量环境等措施来减少误差。
五、纠正措施纠正措施是MSA的一个重要环节，它可以帮助企业采取有效的措施来解决问题。
纠正措施主要包括以下几个方面：1、针对问题的性质采取不同的纠正措施；2、纠正措施的实施计划和时间表；3、纠正措施的跟踪和效果评估。
测量系统分析(MSA)资料
量具、设备、软件以及操作人员的集合；用来获得 测量结果的整个过程。
质量管理部
测量系统误差来源
• 测量系统和其它所有的生产过程一样，受随机误差和系统误差的影响。这此误 差是由于普通原因和特殊（无次序的）原因造成的。 • 在测量系统分析前，识别潜在的变差来源是必要的。 • 常用的分析工具有因果图、矩阵图、树图。
观测值变差
产品/制程变差
测量系统变差
量具变差
评价人变差 （再现性）
偏倚（bias)
线性(linearity)
稳定性(stability)
重复性 质量管理部
测量系统变差的影响因素
质量管理部
测量系统的统计变差
稳定性（Stability) 偏倚（Bias) 位置的变差(Location Error)
统计量：
质量管理部
1、稳定性研究
Xbar-R法
取一个样本并建立相对于可朔源标准的基准值 定期（天，周）测量标准样本3-5次，样本容量和频 率应该基于对测量系统的了解 将数据按时间顺序画在x&R或X&s控制图上 结果分析：
建立控制限并用标准控制图分析评价失控或 不稳定状态。
质量管理部
稳定性练习
偏倚大（Bias)
分布图
正态, 均值=0, 标准差=1 0
0.3
0.3
密度
0.2
密度
-3 -2 -1 0 X 1 2 3
0.2
0.1
0.1
0.0
0.0
-3
-2
-1
0 X
1
2
3
观测平均值
基准值（真值）
观测平均值
测量系统分析Measurement System Analysis (MSA)
六西格玛培训—优化阶段模块测量（M easurement）系统（S ystem）分析（A nalysis）Patrick ZhaoI&CIM Deployment Champion测量系统分析介绍可变数据的测量系统分析属性数据的测量系统分析类型I的量具研究**量具的线性和偏倚性**测量系统分析介绍可变数据的测量系统分析属性数据的测量系统分析类型I的量具研究**量具的线性和偏倚性**什么是测量系统分析？•什么是测量系统？测量员测量设备测量材料测量方法测量环境为什么要做测量系统分析？PPAP需要提交的文件之一质量改进过程的重要组成部分数据是可靠的测量系统分析的应用VSV1.0V2.0验收新测量系统对比不同测量系统的差异维修或升级前后的变化测量系统变异•和所有系统一样，测量系统也不可能保持永远稳定，所以也存在变异•良好的测量系统考虑到所有的变异源，并且将他们的影响降低到最小•广义的测量系统有两个主要的变异源组成准确度精确度准确度和精确度的关系有效的校准是Gage R&R 研究的前提！准确度Accuracy偏倚性Bias 线性Linearity 稳定性Stability 精确度Precision 重复性Repeatability再现性Reproducibility 通过校准Gage R&R国家标准NationalStandard参考标准Reference Standard工作标准Working Standard生产用量具Production Gage生产用量具Production Gage工作标准Working Standard参考标准Reference Standard国家标准National Standard塞规三坐标激光干涉仪光速在约30万分之一秒内移动的距离准确度—偏倚性•偏倚性检查实测平均测量值和参考值之间的差。
•例：制造商想知道在工业烘炉中的温度计是否有偏倚。
测量实际偏倚202.7-202=0.7 202.5-202=0.5 203.2-202= 1.2 203.0-202= 1.0 203.1-202= 1.1 203.3-202= 1.3结论：•202°热度设置处的温度测量值呈正偏倚，平均偏倚量为0.97。
测量系统分析(MSA)-培训教材
MSA测量系统分析第2类要素：与测量系统制造有关的问题 （设备、标准、仪器）• 是否已在系统设计中针对变差来源的识别？设计评 审；验证和确认。
• 校准和控制系统：推荐的校准计划和设备审核及其文 件。
频率、内部或外部、参数、生产过程中的验证检 查。
• 输入要求：机械的、电子的、液压的、真空的、波动 抑制器、干燥器、滤清器、作业准备和操作问题、隔 离、解析度和灵敏度。
• 输出要求：类比或数位、文件和记录、档案、保存、 存取、备份。
• 成本：开发、采购、安装、操作和培训的预算要素。
先哲培训21MSA测量系统分析第2类要素：与测量系统制造有关的问题 （设备、标准、仪器）• 预防性维护：形式、计划、成本、人员、培训、文 件。
• 可维修性：内部和外部、场所、支持程度、回应时 间、服务配件的可取得性、标准零件清单。
• 人机工程学（Ergonomics）：在长时间的装载和操作 设备过程中，人员不被伤害的能力。
测量装置的读者 讨论需要着重在测量系统与操作者之间的相互关系。
• 安全的考虑：人员、操作、环境、切断。
• 贮存及场所：建立对测量设备的贮存及场所的要求。
隔离、环境、安全、取得性（接近）有关的问题。
• 测量周期时间：测量一个零件或特性需要多长时间？ 测量周期要与过程和产品控制合并。
先哲培训22MSA测量系统分析第2类要素：与测量系统制造有关的问题 （设备、标准、仪器）• 是否有任何对过程流程、批次完整性、记录、测量和零件 回复的干扰？ • 材料搬运：是否需要特殊的支架、支撑夹具、搬运设备或 其它物料搬运设备来放置被测零件或对测量系统本身？ • 环境问题：是否有特殊的环境要求、条件、限制等影响本 测量过程或临近的过程？是否要求特殊的排气？是否有必 要控制温度或湿度？湿度、振动、噪音、电磁干扰、清 洁？ • 是否有任何特别的可靠性要求或考虑？设备是否能够在任 何时间下维持其状况？在生产使用之前是否需要进行验 证？ • 备用配件：共享清单、适当的供应和订购系统、可取得 性、导入期的理解与说明。
MeasurementSystems-(测量系统)资料重点
Definition of Sensitivity
Sensitivity defines as the slope of calibration line 当输入输出校准曲线如 图所示时,灵敏度可以 定义为校准曲线的斜率
Sensitivity varying with input 左图所示的灵敏度随 输入变化而变化
Also, temperature can alter the modulus of elasticity of the pressure-gage spring, thereby affecting the pressure sensitivity. In this sense, it is an modifying input.
Computer-Aided Calibration and Measurement: Multiple Regression
计算机辅助校准及测量：多元回归
回忆静态校准的方法？
在前面所讲的静态校准方法中，每次校准所有 输入中的一个输入量，保持其他量不变。如果 选取的样本点很多，则整个校准过程是非常复 杂昂贵的。
Sensitivity drift may be found by fixing the temperature and running a pressure calibration to determine pressure sensitivity.
Repeating this for various temperatures should show the effect of temperature on pressure sensitivity.
Static Sensitivity
The first effect is often called a zero drift while the second is a sensitivity drift or scale-factor drift.
测量系统分析(MSA)—培训教材(第三版)
8、参考标准：一般在给定位置可得到的最高计量质量标准，在这个位置进行的 测量，都是以此标准为最终参照。
9、测量和试验设备(M&TE)：完成一次测量所必需的所有测量仪器，测量标准， 基准材料以及辅助设备。
10、校准标准：在进行定期校准中作为基准的标准，用来减轻按照试验室基准 标准来进行的校准工作负担。
11、传递标准：用于把一个独立的已知值的标准与正在校准的元件进行比较的 标准。
12、基准：用于校准过程的参考标准，也被称为参考标准或校准标准。 13、工作标准：在试验室中用于进行定期测量的标准。不用于校准标准，但是
也许可以用作传递标准。 ◆ 需要仔细考虑针对某一标准的材料选择。材料的使用应反映测量系统的
12、测量系统分析（MSA）第三版和第二版区别 ■ 第三版测量系统分析（MSA）手册中对重复性和再现性 （GR&R）的常用系数K1、K2和K3发生变化，与第二版的常用 系数K1、K2和K3不同。 ■ 第三版测量系统分析（MSA）手册中对重复性和再现性 （GR&R）分析方法的计算内容增加了ndc（分级数）的计算， 并要求ndc（分级数）的计算结果必须取整数且ndc（分级 数）必须≧5。而在第二版测量系统分析（MSA）手册中却 对此没有要求。 ■ 第三版测量系统分析（MSA）手册中对计数型量具的分析方 法规定为：风险分析法－假设检验分析和信号探测理论、 解析法。已经不再使用第二版测量系统分析（MSA）手册中 的小样法分析和大样法分析。 ■ 第三版测量系统分析（MSA）手册中对破坏性测量系统要求 使用 X-Rm 控制图（单值极差）进行测量系统分析（MSA）, 而在第二版测量系统分析（MSA）手册中却没有要求。
16.2 有效分辨率：考虑整个测量系统变差时的数据分级大小叫有效分辨 率。基于测量系统变差的置信区间长度来确定该等级的大小。通过 把该数据大小划分为预期的过程分布范围能确定数据分级数(ndc)。 对于有效分辨率，该ndc的标准（在97%置信水平）估计值为1.41
测量系统分析MSA第四版培训教程95页
MSA 测量系统分析预防缺陷的生产模式测量系统分析接受？统计过程控制与能力分析维持统计过程控制接受？持续改进？统计抽验是否改进改进是是否否第四版培训有关测量和测量结果的术语【可测】量【测量】不确定度【量的】约定真值【量的】真值【测量】误差偏差赋予并被承认的（有时是约定的）特定量的值，该值具有与其预期用途相适应的不确定度可以定性区别和定量确定的现象、物体或物质的属性。
与测量结果相关联的参数，表征合理赋予被测量之值的分散性与给定的特定量的定义一致的量值测量结果与被测量的真值之差值某值与其参照值之差值有关测量系统的术语测量系统分辨率有效分辨率不同数据分类数测量数据的分类数量对测量单元进行量化或对被测特性进行评估时，所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合。
指测量系统的分辨率，是测量系统把测量划分为“数据分类”的能力，在同一数据分类中，对被测特性的测量结果具有相似的数值。
测量设备能有效辨别的最小的示值差。
测量是指“以确定实体或系统的量值大小为目标的一整套作业”。
测量系统可完整的叙述如下：对被测产品特性赋值的操作者，设备（包括量具）、软件、操作程序、测量环境的集合，用来获得测量结果的整个过程称为测量过程或测量系统。
其示意见图赋值操作者设备软件被测事物操作程序测量环境数据（测量结果）图8-5 测量系统示意图测量系统的概念MSA 第四版培训测量系统的五种变差（特性）原理测量系统应从下列五个统计特性进行分析①偏移②重复性③再现性④稳定性⑤线性测量系统的变差测量系统的变差是指多次测量结果的变异程度。
常用测量结果的标准差σ或过程变差PV来表示变差。
测量系统变差类型有：偏倚、重复性、再现性、稳定性及线性。
（1）偏倚偏倚是测量观测平均值与基准值的差值（见图8－6）。
通常称准确度。
图8-6 偏倚偏倚基准值观测的平均值偏移•为了在过程的范围内指定的位置确定测量系统的偏移，得到一个零件的可接受的基准值是必要的。
M S A
23
當再現性(AV)大於重復性(EV)
人員技術不熟練 量測方法不當 刻度盤不清晰，讀數誤差
Measurement System Analysis
24
謝謝!
Measurement System Analysis
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重復性：一人使用同一量具多次量測同一零件之差量 再現性：不同人所量測同一零件多次平均之間的差量 穩定性：量測系統在某持續時間內量測同一基准或零件的單一特性
時獲得的量測總變差
偏倚：量測結果的觀測平均值與基准值的差值.“准確度” 線性：指量測系統在預期的工作范圍內偏倚的變化.
Measurement System Analysis
可接受 條件接受，基於量具 成本，維護費的考量
不可接受，須馬上改善
30%<R&R%
Measurement System Analysis
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當重復性(EV)大於再現性(AV)
量具不合要求，需重新嚴格地設計 量具需維護 產品的差異太大 量具所有夾具或所處場所應被改善
Measurement System Analysis
7
量測系統-重復性
※同一操作員 ※同一量具 ※同一零件
σe= R d2
重復性
Measurement System Analysis
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量測系統-再現性
再現性: ※不同操作員 ※同一量具 ※同一零件
R0 =5.15 d 2
人員 A 人員 C 再現性
人員 B
備注：
由於偏倚、線性、穩定性對量測系統造成的誤差很小，故給予忽略不計.
Measurement System Analysis 2
MeasurementSystemAnalysis测量系统分析PPT32(3)
MeasurementSystemAnalysis测量系 统分析PPT32(3)
•何謂量測系統
•G R&R :量測精度指標
•Gauge 量測儀器本身
•Repeatability 再現性: (Equipment Variation)
❖ 目的: 明白量測儀器本身之變異性
❖ 做法:同一位量測者使用同一個量測儀器對同一零
➢ 計量值G R&R
•1-1 準備10個黃金樣本 , 及設定要擷取之參數值 •1-2 將10個樣本依序 Load 至二台測試設備, 進行測試
•2-1 每個樣本進行n=3次的量測 • (若牽涉到需人為判定產品特性時,則需分別量測) •2-2 依序將10個樣本測完
•3-1 將每個樣本的測試結果紀錄於Variable GRR進行公式運算 •3-2 當P/T ratio <=30 %, 則允許此量測設備上線使用
•
MeasurementSystemAnalysis测量系 统分析PPT32(3)
•量測系統分析的目的
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•縮 短 產 品 變 異 與 總 變 異 之 差 距
MeasurementSystemAnalysis测量系 统分析PPT32(3)
•量測系統分析的做法
•分類
➢ 計數值G R&R ( Attribute GRR Data Sheet) ➢ 計量值G R&R (Variable GRR Data Sheet)
量測平均值會有所不同。
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MeasurementSystemAnalysis测量系 统分析PPT32(3)
•何謂量測系統
•取得數據的條件
•再現性: (Equipment Variation)
测量系统分析(MSA)培训精PPT课件
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稳定性—举例
为了确定一个新的测量装置稳定性是否可以接受，工 艺小组在生产工艺中程数附近选择了一个零件.这个 零件被送到测量实验室，确定基准值为6.01。小组每 班测量这个零件5次，共测量5周（25个子组）。收集 所有数据以后，Xbar&R图就可以做出来了(见图示)。 控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现 明显可见的特殊原因影响。
2）定期(天,周)测量标准样本3~5次，样本容量和频率应该基 于对测量系统的了解。因素可以包括重新校准的频次、要 求的维护，测量系统的使用频率，作业条件的好坏。应在 不同的时间读数以代表测量系统的实际使用情况，以便说 明在分析测量时的周围环境和其他因素发生的变化的 测 试条件一致。
3）将数据按时间顺序画在X最b新a课r&件 R或Xbar&S控制图上23。
次测量，取其平均值来确定。
观测平均值
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确定偏倚指南—独立样本法
1）获取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。 如 果得不到，选择一个落在生产测量的中程数的生产零件， 指定其为偏倚分析的标准样本。在工具室测量这个零件 n≥10次，并计算这n个读数的均值。把均值作为“基准 值”。
可能需要具备预期测量值的最低值、最高值及中程数 的标准样本是理想的。完成此步后，用线性研究分析 数据。 2）让一个评价人，以通常方法测量样本10次以上。
5 6 7
均值的标准偏差=
8
=0.22514/(sqrt15)=0.05813
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分析时机
新研究之产品PV有不同时 新仪器(包括修理后)，EV有不同时再现性 新操作人员，AV有不同时 易损耗之仪器必须注意其分析频率