超详细MSA测量系统分析讲解

MSA
三.MSA的基本特性
7.再现性
●再现性(Reproducibility):指由不同的评价人，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。（AV）
MSA
三.MSA的基本特性
8.重要公式
●Gage R&R：重复性和再现性合成变差的一个估计。 ●R&R%：测量精度的估计值与过程范围的比率。
MSA
三.MSA的基本特性
1.测量系统误差（准确度、精密度）
● 准确度：观测值和可接受基准值之间的一致程度。 测量和基准值之间的差距有多大 偏倚用来衡量准确度
●精密度：重复读数彼此之间的“接近度”。 重复性和再现性用来评估精密度
注：GRR不能分析准确度 回顾：1.什么是真值？ 2.什么是基准值/参考值？
MSA
二.MSA的基本概念
5.测量系统误差的影响（对产品检验、对过程控制 ）
●对过程的影响：
1.普通原因→特殊原因
2.特殊原因→普通原因
I区：零件总是坏的 II区：可能做出潜在的错误决定 III区：零件总是好的
MSA
二.MSA的基本概念
5.测量系统误差的影响（对产品检验、对过程控制 ）
总结：差的测量系统将导致：
MSA
课前思考
1.什么是MSA ？ 2.什么时候做MSA？ 3.谁做MSA？ 4.哪些测量系统需要做MSA？ 5.在哪里做MSA？ 6.怎么做MSA？原理是什么？
MSA
第一单元
MSA的基本概念
MSA
二.MSA的基本概念
1.测量的定义
●测量：被定义为“对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们 对于特定特性之间的关系”。这定义由C.Eisenhart（1963）首次提出 。赋予数字的过程被定义为测量过程。而数值的指定被定义为测量值 。
操作者（O） 评价人，校准人员，评估人，检查员 谁来做
环境（E） 假设（A）
湿度，温度，照明，振动，电磁干扰， 测量条件噪声 噪声，空气等
统计，常数，弹性模数，科学定律
准则，常数或可靠 测量的假设
MSA
二.MSA的基本概念
5.测量系统变差的影响（对产品检验、对过程控制 ）
●对产品决策的影响 好的零件 →“坏”的（I类错误，生产者风险或误发报警） 坏的零件→“好”的（II类错误，消费者风险或漏发报警）
注：量具本身不能给出测量结果，一般需要人来按照一定的规程 进行操作才能给出测量结果，所以，用来获得测量结果的往往是一个 系统——测量系统。
MSA
二.MSA的基本概念
2.测量系统的定义
测量系统：是对测量单位进行量化或对被测的特性进行评估，其所 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。也就是说，用来获得测量结果的整个过程。
测量过程可以看做一个制造过程，其产生的输出就是数值（数据） 。以这种观点看待测量系统是有帮助的，因为这样使我们可以采用在 统计过程控制领域被证明有效的相关概念、原理和工具。
MSA
二.MSA的基本概念
3.理想的测量系统
● 理想的测量系统每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与标准件 一致。 ●理想的测量系统有如下统计特性：
MSA
三.MSA的基本特性
1.测量系统误差（准确度、精密度/精确度）
评价人A 评价人B 评价人C A的精密度最好 B的准确度最好
思考：1.比较A和C的准确度 2.比较B和C的精密度
MSA
三.MSA的基本特性
2.分辨力
● 分辨力：测量系统能发现并真实地表示被测特性很小变化的能力， 称为分辨力
MSA
——“零”偏倚：Xbar=μ （即多次测量结果的均值与真值一致）
——“零”变差：σ=0 （即每次测量结果之间互相都一致）
MSA
二.MSA的基本概念
过程总变差的来源
过程总变差
测量系统变差
零件变差
准确度
精密度
偏 倚
线 性
稳
定 性
重再
复现 性性
GRR
MSA
二.MSA的基本概念
4.测量系统变差的来源
设备（量具） 人员（熟练程度、认真程度、读数等差别） 原材料（被测对象：内部差别） 操作规程 环境（温度、湿度、灰尘、振动）
MSA 测量系统分析
MSA
纲要
一.MSA的概述介绍 二.MSA的基本概念 三.MSA的基本特性 四.MSA的分析方法
MSA
第一单元
MSA的概述介绍
MSA
一.MSA的概述介绍
（一）MSA 与ISO/TS16949：2009
7.6.1 为分析各种测量和试验设备系统得出的结果中出现的
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。如果得到客户的批准， 也可以使用其他分析方法和接受准则
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
1.偏倚的分析方法和接受准则
●Cg、Cgk
Cg=0.2*公差/6s 或 Cg=0.2*公差/4s Cgk=（0.1*公差- bias ）/3s或（0.1*公差- bias ）/2s
操作指南：
1.获得标准零件1件，并用更高精度的检测设备获得其真值 2.用待测测量设备连续测量标准件50次 3.计算偏倚bias、标准差s 4.计算Cgk，要求≥1.33
1.合格零件被拒收 2.不合格零件被接收 3.对过程能力错误的估计 4.一个本身满意的过程显示令人不满意 5.一个本身不满意的过程显示令人满意 6.不必要的花费用于确定过程的问题（浪费） ●如何降低测量系统误差的影响？ 1.改进过程，减少变差→II区的零件最少 2.改进测量系统，减少测量系统的误差→ II区的宽度减小
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
2.线性的分析方法和接受准则
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
2.线性的分析方法和接受准则
结果分析：图示法
MSA
MSA
二.MSA的基本概念
6.测量系统分析的目的
● MSA主要用于分析测量系统对测量值的影响 ●MSA的目的是评估测量系统的质量
我们对测量系统进行分析，以确定测量系统的统计特性，并将其与 可接受的标准、我们的需要和客户的要求相比较。
注：MSA研究测量系统的输入与输出的关系。
MSA
第三单元
MSA的基本特性
注：测量结果可以是定量的，也可以是定性的。如用卡尺获得 5.02mm这样的定量结果，也可以用量规测量得到合格/不合格（通过/ 不通过）这样的定性结果（如用球带尺测量车轮周长）
问：什么是计数型数据和计量型数据？
MSA
二.MSA的基本概念
2.测量系统的定义
● 量具： 是指任何用来获得测量的装置，特别是经常用在工厂现场 的装置， 包括通/止规。
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
2.线性的分析方法和接受准则
●公式
对于给定的x0，α水平置信带是：
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
2.线性的分析方法和接受准则
●注：测量要点：测量过程中随机选取零件，从而减少评价人对测量中 数据的记忆，继而 影响测量结果。
●案例——线性
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
2.线性的分析方法和接受准则
●回顾：
1.什么是线性？
●线性指南
1.在量具的操作范围内，选择g（子组数）≥5个零件 2.检验每个零件，以确定基准值 3.一个人测量每个零件m（子组容量）≥10次 4.计算每次测量的零件偏倚及零件偏倚的平均值。（偏倚i，j=Xi，j -基准值） 5.在线性图上画出单值偏倚和基准的偏倚值 6.计算并画出最佳拟合线和置信带 7.画出“偏倚=0”线，评审该图指出特殊原因和线性的可接受性 （即“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内）
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
1.偏倚的分析方法和接受准则
●过分偏倚的原因
●仪器需要校准 ●仪器、设备或夹紧装置的磨损 ●磨损或损坏的基准 ●线性误差 ●应用错误的量具 ●不同的测量方法 ●环境：温度、湿度、振动的影响 ●应用：零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观测错误
MSA
注：校准和MSA的区别
人员
对象
MSA 操作者
测量系统
环境
目的
生产线检测 评定测量系统 区域
校准
专业校准人 量具的示值 校准室 员
评定量具误差
MSA
第四单元
MSA的分析方法
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
1.偏倚的分析方法和接受准则 回顾：
●偏倚：观测均值与基准值之差 ●基准值可以通过更高级别的测量设备（例如计量实验室）进行重复 多次测量而获得的测量均值来确定。
σ 2 GRR= AV 2 + EV 2 % σ σ R&R = GRR/ T（过程总变差）
σ σ σ 2 T = 2GRR+ 2P(零件变差）
MSA
三.MSA的基本特性
σGRR（测量系统变差）
EV（设备变差 ）
σT（过程总变差 ）
AV（评价人间变差 ）
σP（零件变差
）
MSA
三.MSA的基本特性
●示例:
1.偏倚的分析方法和接受准则
问：此测量系统的偏倚Leabharlann Baidu否可接受？
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
1.偏倚的分析方法和接受准则
●注： 1.p值＞0.05，原假设显著；p≤0.05，原假设不显著。 2.α的取值依赖于置信度水平（一般默认为95%）。如果α水平不是默认值 0.05（置信度95%），则必须得到客户的同意。
注：计量标准不等同于真值。
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
1.偏倚的分析方法和接受准则
满足以下条件时，偏倚可接受
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
1.偏倚的分析方法和接受准则
●量具偏倚分析作业指导书
1.用标准零件或高等级量具获得可接受的基准值。 2.由同一个评价人，采用待评估的量具，对同一个零件进行至少10次测量。 3.分析： —将所有读数画出直方图（确定是否存在特殊原因） —计算 ● Xbar（所有读数的平均值） ● Bias（偏倚=Xbar-X基准值）
MSA
三.MSA的基本特性
5.稳定性
●稳定性(Stability):是指测量系统在某一阶段时间内，测量同一基准或 零件的单一特性时获得的测量总变差。
注：1.稳定性是偏倚随时间的变化； 2.一个稳定的测量过程是关于 位置的统计受控； 3.别名：漂移
MSA
三.MSA的基本特性
6.重复性
●重复性(Repeatability):由同一操作者，用同一测量仪器，多次测量 同一部件的同一特性时获得的测量变差，一般是指仪器的变差（EV） 。
σb和t-统计量（或置信带）
●
—确定偏倚是否统计上为0（即t-统计量小于临界值/0落在置信带）
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
●示例
1.偏倚的分析方法和接受准则
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
●示例
1.偏倚的分析方法和接受准则
1.直方图
MSA
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
3.MSA与FMEA（潜在失效模式及后果分析）
a. FMEA可以用来识别特殊特性，为SPC和MSA确定控制和分析的 对象
b.可以建立测量系统FMEA，管理测量系统的风险
MSA
一.MSA的概述介绍
（二）MSA 与汽车行业五大质量手册
4.MSA与SPC（统计过程控制）
测量系统对适当的数据分析来说是很关键的，在收集过 程数据之前就应很好地对它加以了解。这些测量系统缺少 统计控制，或它们的变差在过程总变差中占很大比例，就 可能做出不恰当的决定。
输出 测量值
顾客
MSA
二.MSA的基本概念
误差源 零件（P）
4.测量系统的变差来源
别名或分量
因子或参数
生产件，样本，被测体，检查标准
未知
仪器（I） 量具，试验台，测量设备
比较方法
标准（S）
刻度，基准，接受准则，固有的标准
作为真值接受的已
知值，基准或接受 准则
方法（M） 岗位培训，口述，作业指导书，控制计 如何做 划，检验计划，试验程序
三.MSA的基本特性
3.偏倚
●偏倚(Bias):是指对同样零件的同样特性，观测到的测量平均值和真 值（基准值/参考值）的差值。
基准值/参考值可以由 更高精度、质量的测量系统 来获得。
MSA
三.MSA的基本特性
4.线性
●线性(Stability):是指在测量范围内偏倚的不同即偏倚大小的变化。 注：1.线性是偏倚随量程变化的变化。
MSA
一.MSA的概述介绍
（二）MSA 与汽车行业五大质量手册
1.MSA与APQP（产品质量先期策划和控制计划）
MSA计划
MSA实施
MSA
一.MSA的概述介绍
（二）MSA 与汽车行业五大质量手册
2.MSA与PPAP（生产件批准程序）
MSA
一.MSA的概述介绍
（二）MSA 与汽车行业五大质量手册