MSA培训资料--第四版

¾ 测量系统分析与PPAP的关系
PPAP要求对新的或改进后的量具、测量、试验系统进行分析。保存并在客户要求时提交。
¾ 测量系统分析与SPC的关系
进行SPC研究的测量系统应在进行SPC研究前进行测量系统分析，且结果须符合接受准则。
¾ 测量系统分析与FMEA的关系
FMEA中未体现对测量系统分析的要求。
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了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。
部件A 部件B
A=2.0 B=2.0
部件A 部件B
A=2.50 B=2.00
因为第一个图面的的分辨率比两个部件 之间的差异要大，两个部件将出现相同 的测量结果。
因为第二个图面的的分辨率比两个部件 之间的差异要小，两个部件将出现不同 的测量结果。
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第一种错误又称α风险（错报），属于生产方风 险，即弃真错误。
第二种错误又称β风险（漏报），属使用方风 险，即存伪错误。
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测量基础术语及知识
¾ α风险与β风险
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测量基础术语及知识
¾ 准确度与精密度判读
高
准确度 低
低
精密度
高
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测量系统误差来源及影响
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测量基础术语及知识
¾ 有效分辨率
考虑整个测量系统变差时的数据分级大小(ndc)。 ndc=1.41x(PV/GRR) 。
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测量基础术语及知识
¾ 一致性
一致性是随时间得到测量变差的区别。它也可以看成重 复性随时间的变化。
影响一致性的因素是变差的特殊原因，如： 零件的温度 电子设备的预热要求 设备的磨损
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量值溯源性体系图：
国家计量基准 副计量基准
工作计量基准
社会公用计量标准 （国家专业计量站）
社会公用计量标准 （国家专业计量分站）
社会公用计量标准（省级） 社会公用计量标准（市级） 社会公用计量标准（县级）
部门最高计量标准 部门计量标准
企业、事业单位最高计量标准 企业、事业单位计量标准
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测量基础术语及知识
¾ 均匀性
均匀性是量具在整个工作量程内变差的区别。它也可被 认为是重复性在量程上的均匀性(同质性)。
影响均匀性的因素包括： 夹紧装置对不同定位只接受较小／较大尺寸 刻度的可读性不好 读数视差
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测量基础术语及知识
¾ 测量不确定度
不确定度是赋值给测量结果的范围，在规定的置信水平 内描述为预期包含有真值的范围。测量不确定度通常被 描述为一个双向量。
¾ 测量系统分析与控制计划及APQP的关系
控制计划中“评价及测量技术”栏目中所体现的测量和试验系统都必须进行测量系统分析。 APQP的小组准备工作中，项目进度策划应考虑所需的测量系统分析，过程设计和开发阶段（ 第三阶段）应确定测量系统分析计划，产品和过程确认（第四阶段）应按计划进行所需的 测量系统评价。
测量基础术语及知识
¾ 测量：赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特 性的关系。赋值过程即为测量过程，而赋予的值定 义为测量值。 （1963年C.Eisenhart首次提出）
¾ 量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特 指用在工厂现场的装置，包括用来测量合格／不合 格的装置（并不包括用于清点数量的计数器）。
差之毫厘 谬以千里
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拆错定时炸弹线后果
预测错是否有地震后果
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测量系统分析的重要性
人 机 法 环 测量
好
测量 原料
PROCESS
测量
结果
不好
如果测量过程有问题，那么好的结果可能被测为 坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此 时便不能得到真正的产品或过程特性。
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偏倚、重复性、再现性、线性应是可接受的。
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测量基础术语及知识
¾ 置信区间
期望包括一个参数的真值的值的范围(在希望的概 率情况下叫置信水平)。
统计检定时，常常取用置信水平=95%时，表示 ±1.96σ的范围。
¾ 显著性水平
被选择用来测试随机输出概率的一个统计水平， 也同风险有关，表示为α风险，代表一个决定出 错的概率。
理想测量系统几乎是不存在的。
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测量基础术语及知识
¾ 测量系统应有的特性
足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的，相对于 过程变差或规范控制限，测量的增量应该很小。通 常所有的十进制或1/10法则，表明仪器的分辨率应 把公差(过程变差)分为十份或更多。这个规则是选 择用于过程控制的量具期望的实际最低起点，用于 产品是否合格的量具通常要求至少将规范分成三 份。
¾ 无聊
¾ 不同仪器和夹具间的 ¾ 眼力
差异
¾ 舒适
¾ 线性
¾ 检验的速度
¾ 损坏
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测量系统误差来源及影响
不同环境所造成的差异：
¾ 温度 ¾ 湿度 ¾ 振动 ¾ 照明 ¾ 腐蚀 ¾ 污染(油脂)
序号
范例
1 冲压过程抽样测量直径尺寸。
2 电镀生产过程中抽样测量电镀液中的某盐浓度。
3 按一定的时间间隔测量仓库的温度和湿度。
4 连接器生产过程中抽样测量夹持力。
ห้องสมุดไป่ตู้
5 设定1mΩ对产品接触阻抗好坏进行测试（只分级）。
6 统计外观不良产品的数量。
7 使用塞规对孔径进行确认。
数据类型 计量 计量 计量 计量 计数 计数 计数
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测量基础术语及知识
¾ 测量不确定度
不确定度分类。
测量不确定度
标准不确定度 扩展不确定度
A类标准不确定度 B类标准不确定度 合成标准不确定度 U（k = 2，3） Up（p为置信概率）
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测量基础术语及知识
¾ 理想测量系统
理想的测量系统是在每次使用时，应只产生“正确”的测 量结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一个 能产生理想测量结果的测量系统，应具有零偏倚、零线 性和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。
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测量基础术语及知识
¾ 参考值： 某一个物品可接受的值。 需要一个可操作的定义（由更高一级测量设备或全尺寸
实验室进行多次测量的平均值）。 法定值：由法律定义并强制执行（如计量检定时）。 理论值：由科学原理而得（如重力）。 给定值：根据某些国家或国际组织的实验工作(由可靠 的理论支持)而得。 通常被用于替代真值。 ¾ 真 值： 某一个物品真实的值。 真值通常是不可获得的。
2）将测量仪器所指示或代表的量值，按照比较链或校准 链，将其溯源到测量标准所复现的量值。
3）自下而上的一种溯源方式，目的确保量值准确，对象是 强制性检定之外的测量设备，依据校准规范或校准方法，特殊情况下也 可自行制定。
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测量基础术语及知识
量值溯源性及其相关：
¾ 检定：查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序。包括检查、加标记 和/或出具检定证书。
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¾ 测量系统分析与APQP的关系
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¾ 测量系统分析与APQP的关系
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测量系统分析的重要性
测量数据的作用：
¾ 用于判定产品的符合性（控制用测量系统）； ¾ 用于判定过程是否稳定（分析用测量系统）； ¾ 对过程进行调整的依据； ¾ 通过回归分析（或分析研究法）确定两个或两个
标准不确定度不是指由标准引起的不确定度，而是不确 定度以标准差来表征被测量值的分散性。
U=扩展不确定度。扩展不确定度是测量过程中合成标准 误差Uc，乘以一个代表所希望的置信范围中的正态分布 的分布系数(K)。ISO/IEC（测量中不确定度指南）确定 了足以代表正态分布的95%的不确定度的分布系数。通常 认为K=2， U=KUc。
Measurement Systems Analysis 主讲：品冠顾问陈远景
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课程主要内容
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TS对测量系统分析的要求
2
测量系统分析的重要性
3
测量基础术语及知识
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测量系统误差来源及影响
5
测量系统主要统计特性
6
测量系统研究准备
7
计量型测量系统分析方法
8
计数型测量系统分析方法
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第四版MSA主要变化
影响灵敏度的因素包括： 一个仪器的衰减能力； 操作者的技能； 测量装置的重复性； 对于电子或气动量具，提供无漂移操作的能力； 仪器使用所处的条件，例如：大气条件、尘土、湿度。
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测量基础术语及知识
分辨率对测量结果的影响
测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。 看看下面的部件A和部件B，它们的长度相似。测量分辨率描述
测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复 条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不 是特殊原因造成。所以统计稳定性最好由图形法评 价。
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测量基础术语及知识
¾ 测量系统应有的特性
对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小 于依据特性的公差评价测量系统。
对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的 分辨率并与过程变差相比要小。根据6σ变差和／ 或来自MSA研究的总变差评价测量系统。
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测量基础术语及知识
¾ 分辨力、可读性、分辨率(解析度）
最小的读数单位、刻度限度； 由设计决定的固有特性； 测量或仪器输出的最小刻度； 10:1经验法则（过程变差与公差较小者1/10）。
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测量基础术语及知识
¾ 灵敏度
灵敏度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信号的最 小输入。它是测量系统对被测特性变化的回应。灵敏度由 量具设计（分辨力）、固有质量（OEM）、使用中保养，以 及仪器操作条件和标准来确定。它通常被表示为一测量单 位；
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TS对测量系统分析的要求
¾ 7.6.1 测量系统分析
为分析各种测量和试验设备系统得出的结果中呈现的变差，应进行统计研究。此要求应适 用于控制计划中提及的测量系统。所使用的分析方法及接受准则应符合顾客关于测量系统分 析的参考手册的要求。如果得到顾客的批准，也可使用其他分析方法和接受准则。
¾ 量值溯源的最主要技术手段：校准和检定。
¾ 校准：在规定条件下，确定测量仪器（或测量系统）所指示的量值，或 实物量具（或参考物质）所代表的量值，与对应的由其测量标准所复现 的量值之间的关系的一组操作。
¾ 校准的含义：1）在规定条件下，用参考测量标准给包括实物量具（或参 考物质）在内的测量仪器的特性赋值，并确定其示值误差。
Y = x+ε
测量值=真值(True Value) + 测量误差
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真值不可获得
一致性
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测量系统误差来源及影响
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测量系统误差来源及影响
仪器方面：
不同检验者的差异：
¾ 分辨力
¾ 训练
¾ 精密度 (重复性) ¾ 技能
¾ 准确度 (偏倚)
¾ 疲劳
¾ 稳定性（校准）
自上而下的量值传递方式，目的确认符合规定要求，对象是强制性检定测 量仪器（贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测及组织最高测量标 准），依据检定规程进行。
¾ 监视：对某项事物按规定要求给予应有的观察、注视、检查和验证。
¾ 测量：以确定量值为目的的一组操作。这里指包括几何量（长度）、温 度、力学、电磁学、电子（无线电）时间频率、电离辐射、光学、声学、 物理学（含标准物质）等十大类测量的广义测量概念。
工作计量器具（企业、事业、市场等）
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量值溯源示例图 国家 标准
引用标准 参考标准
工作标准
生产量具
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波长标准
干涉比测器
激光干涉仪
引用量具量块／比测
CMM 夹量具
量块 千分尺
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测量基础术语及知识
¾ 数据：计量型数据（结果是连续的）与计数型数据 （结果是离散的）。同时显示连续及离散数据的测 量系统分析时尽量当作计量型测量系统。
¾ 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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测量基础术语及知识
量值溯源性及其相关：
¾ 通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准 的值能够与规定的参考标准（通常是国家或国际计量基准）联系起来的 特性。
以上变量是否存在重要关系的依据。
测量数据质量（偏倚和变差）低的危害：
数据质量定义：测量系统稳定运行情况下，利用 多次测量结果的统计特性来评价(与参考值越接近 则数据质量越高）。 ¾ 错误地判定产品的符合性； ¾ 错误地判定过程的稳定性(如掩盖过程的变差，
即产生α，β风险）； ¾ 错误地对过程进行调整； ¾ 错误地得出变量之间的重要关系。