测量系统分析(MSA)

时间2
稳定性
线性：在量具预期的工作范围内，偏
倚值的差值。 基准值 偏倚小 基准值 偏倚大
观测的平均值 范围的较低部分
观测的平均值 范围的较高部分
测量系统的分辨力：测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。
建议可视分辨率最多是总过程的6Ơ(标准偏差）的十分之一，而不是传统的 规则，即可视分辨率最多为公差范围的十分之一。
平均值
0.83 0.825 Xa=0.8275 Ra=0.045 0.785 0.75 Xb=0.7675 Rb=0.045 0.825 0.83 Xc=0.8275 Rc=0.030 X=0.8075 Rp=0.559

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评定测量系统的程序
测量有关的问题：在评价一个测量系统时需要确定三个基本问题。①.测量系统
有足够的分辨力吗？②.测量系统在一定时间内是否在统计上保持一致？③.统计特性 能在预期范围内是否一致，并且用于过程分析或控制是否可接受？
测量系统变差的类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性、线性五种类型。 偏倚(accuracy)：是测量结果的观
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评定测量系统的程序―計量型量具研究





7 將行（1﹑2﹑3﹑6﹑7﹑8﹑11﹑12和13行）中的值相加。把每行的和除以零件數 并將結果填入表（表1）中最右邊標有“平均值”的列內﹔ 8 將第1﹑2和第3行的平均值相加除以詴驗次數。結果填入第4行的Xa格內。對第 6﹐7和8﹔第11﹐12和13行重復這個過程﹐將結果分別填入第9和14行的Xb,Xc格內 （表1）﹔ 9 將第4﹑9和14行的平均值中最大和最小值填入第18行中適當的空格處。并確定它 們的差值﹐將差值填入第18行標有XDiff處的空格內（表1）﹔ 10 將每個零件每次測量值相加并除以總的測量次數（詴驗次數乘以評價人數）。將 結果填入第16行零件平均值的欄中（表1）﹔ 11 從最大的零件平均減去最小的零件平均值﹐將結果填入第16行標有Rp的空格內。 Rp是零件平均值的極差（表1）﹔ 12 將R﹐XDIff和Rp的計算值轉填入報告表格的欄中（表2）﹔ 13 在表格左邊標有“測量系統分析”的欄下進行計算﹔ 14 在表格右邊標有“總變差%”的欄下進行計算﹔ 15 檢查結果確認沒有產生錯誤﹔


6 當零件量過大或無法獲得所需零件時﹐第4和第5步可以改成下述步驟之后﹕
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A 讓評價人A測量第1個零件﹐并在第一行記錄讀數﹐讓評價人B測量第1個零 件記錄在第6行記錄讀數﹐讓評價人C測量第1個零件并在第11行記錄讀數﹕ B 讓評價人A重復讀取第1個零件的讀數﹐記錄在第2行﹐評價人B在第7行記錄 重復讀數﹐評價人C在第12行記錄重復讀數。如果需要測量3次﹐則重復上述 操作并在第3﹑8和13行記錄數據。
Measurement Systems Analysis MSA
测量系统分析
1999年10月18日
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通用测量系统指南
测量过程
“测量”定义为“赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系”。 赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。
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评定测量系统的程序―計量型量具研究
進行研究的方式十分重要。本手冊所介紹的所有分析都假定各次讀數的 統計獨立性。為最大限度地減少誤導結果的可能性﹐應采取下列步驟﹕
1 測量應按照隨機順序﹐以確保整個研究過程中產生的任何漂移或變化將隨機 分布。評價人不應知道正在檢查零件的編號﹐以避免可能的偏倚。但是進行研 究的人應知道正在檢查哪一零件﹐并相應記下數據﹐即評價人A﹐零件1﹐第一 次詴驗﹔評價人B﹐零件4,第二次詴驗等﹔
术语
量具：任何用来获得测量结果的装置；经常用来特指用在车间的装置；包括用
来测量合格不合格的装置。
测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、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。
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通用测量系统指南
测量系统的统计特性
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1 從第1﹑2﹑3行中的最大值減去它們中的最小值﹔把結果記入第5行。在第6﹑7和8 行﹐11﹑12和13行重復這一步驟﹐并將結果記錄在第10行和15行（表1）﹔ 2 把填入第5﹑10和15行的數據變為正數﹔ 3 將第5行的數據相加并隊以零件數量﹐得到第一個評價人的測量平均極差Ra。同樣 對第10和15行的數據進行處理得到Rb和Rc(表1）﹔ 4 將第5﹑10和15行的數據（Ra/Rb﹑Rc)轉 記到第17行﹐將它們相加并除以評價人 數﹐將結果記為R（所有極差的平均值）（表1）﹔ 5 將R（平均值）記入第19和20行并與D3和D4相乘得到控制下限和上限。注意﹕如果 進行2次詴驗則。D3為零﹐D4為3.27。單個極差的上限值（UCLR)填入第19行。少于7 次測量的控制下限極差值(LCLR）等于0﹔ 6 使用原來的評價人和零件重復讀取任何極差大于計算的UCLR的讀數﹐或剔除那些 值并重新計算平均值。根據修改過的樣本容量重新計算R及限值UCLR。糾正造成失 控狀態的特殊原因。如果數據的繪制和分析是使用前面討論過的控制圖法﹐那么這 種狀態應早已被糾正了﹐且在這里不會出現﹔
标准
用来传递测量的程序称为“校准”程序。 溯源标准。
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通用测量系统指南
通用指南
测量系统的评定通常分为两个阶段，称为第一阶段和第二阶段。 在第一阶段，要明白该测量过程并确定该测量系统能否满足要求。第一阶段有 两个目的，第一目的是确定该测量系统是否具有所需要的统计特性。第二目的 是发现哪种环境因素对测量系统有显著影响。 第二阶段试验的目的是验证一个测量系统一旦被认为是可行的，应持续具有恰 当的统计特性。常见的被称为“量具R和R”的这种研究是第二阶段试验的一种 形式。
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评定测量系统的程序―計量型量具研究
测量系统研究的准备：
1 先计划将要使用的方法。 2 評價人的數量﹐樣品數量及重復讀數次數應預先確定。在此選擇中應考慮 的因素如下﹕ 尺寸的關鍵性—關鍵尺寸需要更多的零件和/或詴驗。原因是量具研 究評價所需的置信度﹔ 零件結構---大或重的零件可規定較少樣品和較多詴驗。
量仪器，多次测量同一零件的同一特性 时获得的测量值变差。 重复性
再现性：由不同的评价人，采用相同
的测量仪器，测量同一零件的同一特性 时测量平均值的变差。
操作者B 操作者A 操作者C
再现性
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评定测量系统的程序
稳定性（或漂移）：测量系统在
某持续时间内测量同一基准或零件的同 一特性时获得的测量值总变差。 时间1
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评定测量系统的程序―計量型量具研究
進行研究﹕詳細程序如下﹕
1 取得包含10個零件在一個樣本﹐代表過程變差在實際或預期范圍。 2 指定評價人A﹑B和C﹐并按1至10給零件編號﹐使評價人不能看到這些數字。 3 如果校准是正常程序中的一部分﹐則對量具進行校准。 4 讓評價人A以隨機的順序測量10個零件﹐并讓另一個觀測人將結果記錄在第一 行。讓測詴人B和C測量這10個零件并互相不看對方的數據。然后將結果分別填入 第6行和第11行。 5 使用不同的隨機測量順序重復上述操作過程。把數據填入第2﹑7和12行。在適 當的列記錄數據。例如﹐第一個測量的零件是零件7﹐則將結果記錄在標有第7號 零件的列內﹐如果需要詴驗3次﹐重復上述操作﹐將數據記錄在第3﹑8和13行。
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評價人/試驗 次數
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零件
1 0.65 0.60 2 1.00 1.00 1.000 0.00 1.05 0.95 1.000 0.10 1.05 1.00 1.025 0.05 1.008 3 0.85 0.80 0.825 0.05 0.80 0.75 0.775 0.05 0.80 0.80 0.800 0.00 0.800 4 0.85 0.95 0.900 0.10 0.80 0.75 0.775 0.05 0.80 0.80 0.800 0.00 0.825 5 0.55 0.45 0.500 0.10 0.10 0.40 0.400 0.00 0.45 0.50 0.049 0.05 0.458 6 1.00 1.00 1.000 0.00 1.00 1.05 1.025 0.05 1.00 1.05 1.025 0.05 1.017 7 0.95 0.95 0.950 0.00 0.95 0.90 0.925 0.05 0.95 0.95 0.950 0.00 0.942 8 0.85 0.80 0.825 0.05 0.75 0.70 0.725 0.05 0.80 0.80 0.800 0.00 0.783 9 1.00 1.00 1.000 0.00 1.00 0.95 0.975 0.05 1.05 1.05 1.050 0.00 1.008 10 0.60 0.70 0.650 0.10 0.55 0.50 0.525 0.05 0.85 0.80 0.825 0.05 0.667
2 在設備讀數中﹐讀數應估計到可得到的最接近的數字。如果可能﹐讀數應取至最小刻度 的一半。例如﹐如果最小刻度為0.0001﹐則每個讀數的估計應圓整為0.00005﹔
3 研究工作應由知其重要性且仔細認真的人員進行﹔ 4 每一位評價應采用相同方法―包括所有步驟― 來獲得讀數﹔


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尽管每一个测ຫໍສະໝຸດ Baidu系统可能需要有不同的统计特性，但有一些特性是所有测量系统 必须共有的，它们包括： 测量系统必须处于统计控制中，这意味着测量系统中的变差只能是由于普通原 因而不是由于特殊原因造成的。 测量系统的变异必须比制造过程的变异小。 变异应小于公差带。 测量精度应高于过程变异和公差带两者中精度较高者，一般来说，测量精度是 过程变异和公差带两者中精度较高者的十分之一。 测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。若真的如此，则测量系统最 大的（最坏）变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。
测平均值与基准值的差值。基准值，也 称为可接受的基准值或标准值，是充当 测量值的一个一致认可的基准，一个基 准值可以通过采用更高级别的测量设备 进行多次测量，取其平均值来确定。 基准值 偏倚
观测的平均值
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评定测量系统的程序
重复性：由一个评价人，采用一种测

3 由于其目的是評價整個測量系統﹐評價人的選擇應從日常操作該儀器的人 中挑選﹔ 4 樣品必須從過程中選取并代表其整個工作范圍。有時每一天取一個樣本﹐ 持續若干天。這樣做是有必要的﹐因為分析中這些零件被認為生產過程中產 品變差的全部范圍。由于每一零件將被測量若干次﹐必須對每一零件編號以 便 于識別﹔ 5 儀器的分辨力應允許至少直接讀取特性的預期過程變差的十分之一。例 如﹐如果特性的變差為0.001﹐儀器應能讀取0.0001的變化﹔ 6 確保測量方法（即評價人和儀器）在按照規定的測量步驟測量特征尺寸。

7 如果評價人在不同的班次﹐可以使用一個替代的方法。讓評價人A測量10個零 件﹐并將讀數記錄在第1行。然后﹐讓評價人A按照不同的順序重新測量﹐并把結 果記錄在第2和第3行。評價人B和C也同樣做。
數值計算
量具的重復性和再現性的計算如表1和表2所示。表1是數據表格﹐記錄 了所有研究結果。表2是報告表格﹐記錄了所有識別信息和按規定公式 進行的所有計算。 收集數據后的計算程序如下﹕