(整理)MSA测量系统(稳定性、偏移和线性研究)分析报告

莱州市XX机械有限公司作业文件

文件编号：JT/C－7.6J－003版号：A/0

（MSA）测量系统分析

稳定性、偏移和线性研究

作业指导书

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2006年11月15日发布2006年11月15日实施

量具的稳定性、偏移、线性研究作业指导书JT/C－7.6J－003

1目的

为了配备并使用与要求的测量能力相一致的测量仪器，通过适当的统计技术，对测量系统的五个特性进行分析，使测量结果的不确定度已知，为准确评定产品提高质量保证。

2适用范围

适用于公司使用的所有测量仪器的稳定性、偏移和线性的测量分析。3职责

3.1检验科负责确定过程所需要的测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。

3.2工会负责根据需要组织和安排测量系统技术应用的培训。

3.3生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。

4术语

4.1偏倚

偏倚是测量结果的观测平均值与基准值（标准值）的差值。

4.2稳定性（飘移）

稳定性是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差。

4.3线性

线性是在量具预期的工作量程内，偏倚值的变差。

4.4重复性

重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性获得的测量值的变差。

4.5再现性

再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性的测量平均值的变差。

5测量系统分析作业准备

5.1确定测量过程需要使用的测量仪器以及测量系统分析的范围。

a)控制计划有要求的工序所使用的测量仪器；

b)有SPC控制要求的过程，特别是有关键/特殊特性的产品及过程；

c)新产品、新过程；

d)新增的测量仪器；

e)已经作过测量系统分析，重新修理后。

5.2公司按GB/T10012标准要求，建立公司计量管理体系，确保建立的测

量系统的可靠性。 6分析研究过程 6.1稳定性分析研究

1）取一样件，并建立其可追溯到相关标准的参考值。如果无法取得这样的样件，则选择一个落在产品测量范围中间的生产零件，指定它为基准样件进行稳定性分析。对于追踪测量系统稳定性，不要求已知的参考值。

建议对每个标准样件分别进行测量和画控制图。

2）以一定的周期基础（每天、每周）测量基准件三到五次，抽样的数量和频率应取决于对测量系统的认识。可能考虑的因素可以包括要求重新校准和维修的频率如何、使用测量系统的频率，以及操作条件的重要性等。应该在不同的时间下取得多次读值，以代表测量系统的实际使用情况，以便说明在一天中预热、周围环境和 其他因素发

生的变化。

3）将数据按时间顺序画在X &R 控制图上

4）建立控制限并用标准化控制图分析评价失控或不稳定状态。 范例－稳定性

为了确定某一新的测量仪器的稳定性是否可接受，过程小组选取了生产过程 输出范围中接近中间值的一个零件。该零件被送到了测量实验室，经测量其参考 值确定为6.01.。小组每班测量该零件5次，共测量了4周（20个子组）；收集 所有数据以后，画出了X&R 图（见图1）

用于分析稳定性的均值-极差图

0 10 20 样本均值

UCL=6.297 6.021

LCL=5.746 6.3 6.2 6.1 6.0 5.9 5.8 5.7

样本极差

UCL=1.010 0.4779 LCL=0

5）从以上控制图分析显示，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。

6.2偏移的分析研究 6.2.1进行研究－控制图法

1）如果均值-极差图用于测量稳定性，其

偏倚 据可以用来进行偏倚评价。在偏倚被评价之前，

控制图分析应该表明测量系统处于稳定状态。

2）取得一个样件，并且建立其与可追溯到相关标准的参考值。如果不能得到这个参考值，选择一个落在生产测量范围中间的的生产件，

并将它指定为偏倚分析的基准件。在工具室测量

这个零件n≥10次，并计算这n 个数据的平均值。把将平均值视为“参考值”。

3）从控制图上获取平均值X

4）用平均值X 减去参考值，计算得到偏倚

偏倚 = X – 基准值

5）用极差的平均值来计算重复性标准差

σ重复性 =

公式中d*2取决于子组容量(m)多少和控制图中子组数量(g)。(见附录一)

6）确定对偏倚的统计t 值：

σ b = σ r /g

t =

7）如果0落在偏倚值附近的1-a 置信区间内，则偏倚在这a 水准上可被接受。

偏倚

σb R d 2*

偏倚—[σb（t v，1-a/2）]≤0≤偏倚+ [σb（t v，1-a/2）]

公式中，V可以在附录1中查到

T v，1-a/2在标准t分布表中查到。

8）所使用的a水准取决于敏感度的水准，而敏感度水平是用来评价/控制一过程是必要的，并且与产品/过程的损失函数（敏感度曲线）

有关。如果a置信度水准不是用预设值0.05（95%置信度），则必

须得到顾客的同意。

范例－偏倚

参见图1、图2，对一个参考值6.01的零件进行稳定性研究，所有样本(20 个组)的整体平均值为6.021；因此偏倚值的计算值为0.011。

使用了散布图和统计软件，质检员得到了数据分析结果，见表1。

9）因为0落在偏倚的置信度区间内（-0.0299,0.0519）,该过程小组可以假设这测量系统的偏倚是可以接受的,即在实际使用中不会带来

额外的变差来源。

6.2.2偏倚研究的分析：

1）如果偏倚从统计上不等于零，检查是否存在以下原因：

★基准件或参考值有误差，检查确定标准件的程序。

★仪器磨损。这问题会在稳定性分析中呈现出来，建议进行维修或重新整修计划。

★仪器产生尺寸的误差。

★仪器测量的特性有误。

★仪器没有经过适当的校准。对校准程序进行评审。