1、MSA测量系统分析测量系统分析TS16949五大工具培训教材系列三课程内容v 为什么要实施MSA?v 什么是MSA?v 如何实施MSA?v 如何分析MSA?培训目标:了解MSA5性分析,及应用5性分析确保量测系统能满足测试过程中的要求.v MSA:v 1.是一种系统性的方法是一种系统性的方法v 2.监测总变异中测量系统监测总变异中测量系统占的比例占的比例v 3.人的误差和设备误差占人的误差和设备误差占总误差的百分比总误差的百分比总过程变差过程变差测量系统变差LSLLSLUSLUSLv 重点：重点：v MSA分析方法：重复性、再现性、线性、稳定性、偏倚分析方法：重复性、再现性、线性、稳定性、偏倚
2、v课程分两部分：课程分两部分：v一、基础篇一、基础篇v1.测量过程的理解测量过程的理解v2.测量过程基础术语测量过程基础术语v3.测量系统的统计特性测量系统的统计特性v二、方法篇二、方法篇v1.MSA的策划的策划v2.MSA研究准备研究准备v3.MSA分析分析重点计量型测量系统分析重点计量型测量系统分析一、基础篇v 前前 言言 v 企业经常会用到数据进行管理，没有数据就企业经常会用到数据进行管理，没有数据就没有标准，也就没有管理，如不能用数据表示我没有标准，也就没有管理，如不能用数据表示我们所知，那么我们对他所知不多，所知不多将无们所知，那么我们对他所知不多，所知不多将无法控制它，那就要靠运气
3、了！法控制它，那就要靠运气了！v1.1测量的用途：测量的用途：v1.测量是对制造过程进行调整的决定的依据测量是对制造过程进行调整的决定的依据v如：注塑工序的一个关键尺寸，用如：注塑工序的一个关键尺寸，用X-R图，有控图，有控制点，超出异常则调整制点，超出异常则调整v2.确定在确定在2个或多个变数之间是否存在重大的相个或多个变数之间是否存在重大的相互关系互关系v注塑：时间、温度等等参数与某种产品尺寸、性注塑：时间、温度等等参数与某种产品尺寸、性能的关系能的关系vMSA组成：量具、被测量工件、测量人员、程序组成：量具、被测量工件、测量人员、程序方法等及他们之间交互作用共同构成方法等及他们之间交互作
4、用共同构成MSA 测量数据和产品一样有质量高数据和质量低数据。测量数据和产品一样有质量高数据和质量低数据。低质量数据低质量数据-错误结论错误结论MSA重要性：重要性：本身从原料本身从原料测量测量加工过程加工过程经过测量得出结果经过测量得出结果测量过程受人、机、料、法、环、测的影响测量过程受人、机、料、法、环、测的影响 如测量方式不对，好的测为坏的，不合格测量如测量方式不对，好的测为坏的，不合格测量合格，这时不能得到真正的产品或过程的一个特合格，这时不能得到真正的产品或过程的一个特性。性。7.6.1测量系统分析为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，应进行适当统计研究。此要求必须适用于
5、在控制计划中提出的测量系统。所用的分析方法及接收准则，应符合与顾客关于测量系统分析的参考手册的要求.。如果得到顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。 PPAP手册中规定:对新的或进的量具测量和试验设备应参考MSA手册进行变差 研究APQP手册中规定:, MSA分析计划及分析报告为的输出之一.主要对控制计划提出的MSA进行测量系统分析，MSA结果、接收标准、分析方法必须和顾客一致MSAMSA分析的对分析的对象象TS-16949 TS-16949 标准标准 7.6 监视和测量设备的控制监视和测量设备的控制v 对MSA的理解应掌握如下知识：v 1.过程应做什么？v 常用客户图纸或工程规范去了解过
6、程应做什么？-也就是客户的一个要求。v 2.过程会出什么错？v 一般用FMEA与效果分析的一个结果去了解过程会出什么错？v 如注塑产品：外观不合格、留痕、尺寸等 v 3.过程正在做什么：v 注塑温度、时间过程是否稳定v 通过首检、专检了解尺寸是否在控制之中，-通常的检验v 检验使我们确认过程是否稳定v 我们把检验作为一个过程来管理v 他的输出-决定v 过程是否可接受-测量1.2.过程与过程与量量测过测过程程比较比较测量过程：可用以前用过的对所有过程用过的一个管理统计和测量过程：可用以前用过的对所有过程用过的一个管理统计和逻辑技术逻辑技术对测量过程重点掌握：对测量过程重点掌握： 测量设备的资源、
7、如何正确使用这些设备；测量设备的内测量设备的资源、如何正确使用这些设备；测量设备的内容是什么（测尺寸？、性能？）；如何分析和解释测量结果；监容是什么（测尺寸？、性能？）；如何分析和解释测量结果；监视和控制这个测量过程视和控制这个测量过程一般过程：一般过程： 输入输入-活动活动-输出输出简单说：简单说： 人和量具的误差，可理解为测量系统误差。人和量具的误差，可理解为测量系统误差。更准确一点说：更准确一点说： 是系统内和系统间的误差所占总误差的比率。是系统内和系统间的误差所占总误差的比率。按照国际标准：按照国际标准： MSA的误差占总比率的误差占总比率30%，MSA测量的数据不可用测量的数据不可用
8、 MSA的误差占总比率的误差占总比率10% OK可做为调整工艺的依据。可做为调整工艺的依据。MSA特性特性理想的理想的MSA应是零方差、零偏移、错误为零概率的统计特性，实际应是零方差、零偏移、错误为零概率的统计特性，实际不存在。不存在。1.相对好的相对好的MSA: 足够的分辨率和灵敏度。足够：足够的分辨率和灵敏度。足够：1/10法则，仪器公差、变差分十份法则，仪器公差、变差分十份2.MSA变差由普通原因引起，不能由特殊原因引起。变差由普通原因引起，不能由特殊原因引起。普通原因：具有稳定的可重复的分布过程中许多变差的原因，即处于统普通原因：具有稳定的可重复的分布过程中许多变差的原因，即处于统计受
9、控状态。计受控状态。特殊原因（可查明原因）：指造成不是始终作用于过程的变差的原因。特殊原因（可查明原因）：指造成不是始终作用于过程的变差的原因。普通原因：普通原因：不可避免的原因，如：转速、原材料材质在允许范围内的变化不可避免的原因，如：转速、原材料材质在允许范围内的变化同一卡尺、同一人测量零件，一个测同一卡尺、同一人测量零件，一个测3次，每次误差次，每次误差用同一仪器、同一人测量相同产品数次，短期内测量的差异。用同一仪器、同一人测量相同产品数次，短期内测量的差异。特殊原因：特殊原因：未按操作规程作业、设备坏了、换人、材料混批、量具未准备所造成的未按操作规程作业、设备坏了、换人、材料混批、量具
10、未准备所造成的变异。变异。v 好的测量系统：好的测量系统： 对产品控制：对产品控制： 要求对要求对MSA的一个变异与公差相比必须小于特性的公差的评价的一个变异与公差相比必须小于特性的公差的评价的的MSA，故对产品控制来说，一般，故对产品控制来说，一般MSA误差除以这个公差，用误差除以这个公差，用T表示。表示。 对过程控制：对过程控制： 要求要求MSA的变异，应显示有效的分辨率而且比过程变差相比较的变异，应显示有效的分辨率而且比过程变差相比较小。通用小。通用6变差来表示变差来表示-过程控制过程控制一个产品控制、一个过程控制一个产品控制、一个过程控制 我们关心我们关心MSA误差的来源：误差的来源：
11、 一般仪器：分辨率、重复性、准确度、机器的一种损坏程度。一般仪器：分辨率、重复性、准确度、机器的一种损坏程度。 对对MSA:被测工件间差异、执行测量的不完整、操作者之间、准被测工件间差异、执行测量的不完整、操作者之间、准确度、精密度、检验者之间（训练技能）、环境、方法和材料（美、确度、精密度、检验者之间（训练技能）、环境、方法和材料（美、日、中标准可能不一样，材料差异）、量具日、中标准可能不一样，材料差异）、量具 测量测量 定义为定义为赋值（或数）赋值（或数）：就是：就是赋予给它一定的数量的值赋予给它一定的数量的值。 量具：任何用来量具：任何用来获得测量结果的装置获得测量结果的装置，经常用来特
12、指，经常用来特指 用在车间的装置；包括通过用在车间的装置；包括通过/ /不通过装置。不通过装置。 测量系统：是用来测量系统：是用来对被测特性对被测特性赋值赋值的操作、的操作、程序程序、量、量 具、设备具、设备、软件软件以及操作以及操作人员的集合人员的集合；用来获；用来获 得测量结果的整个过程。得测量结果的整个过程。术语术语敏感度（敏感度（SensitivitySensitivity）敏感度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信敏感度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信 号的最小输入。号的最小输入。它是测量系统对被测特性变化的回应。它是测量系统对被测特性变化的回应。敏感度由量具设计（分辨力）、
13、固有质量（敏感度由量具设计（分辨力）、固有质量（OEMOEM）、）、 使用中保养，以及仪器操作条件和标准来确定。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。它通常被表示为一测量单位。数据数据2大类大类 连续连续计量型计量型 不连续、离散不连续、离散计数型计数型 成功或不成功等成功或不成功等标准：指用以计数的标准，或者说是基准。标准：指用以计数的标准，或者说是基准。校准：在规定的条件之下，建立我们的测量设备和已知基准值和不确校准：在规定的条件之下，建立我们的测量设备和已知基准值和不确定度，可塑性、标准之间的一种操作。定度，可塑性、标准之间的一种操作。例：我们用游标卡尺、千
14、分尺每年到技术监督局进行校准，这些测量设例：我们用游标卡尺、千分尺每年到技术监督局进行校准，这些测量设备和国家标准进行追溯，备和国家标准进行追溯，部件A部件B部件A部件BA=2.0B=2.0A=2.52B=2.00测量仪器测量仪器- -分辨率分辨率分辨率分辨率( (分辨力、可读性、分辨率分辨力、可读性、分辨率):): 别名：最小的读数的单位、测量分辨率、刻度限度 或探测度 为测量仪器能够读取的最小测量单位。为测量仪器能够读取的最小测量单位。强调：与过程变差和公差比较小的去比较，过程变差小，用过程变差，公差小用公差。通常在国际上应用得比较多：量具的GRR，即一个MSA的重复性和再现性的合成。变差
15、的一个估计由设计单位决定的一种固有一种特性测量或仪器输出的最小 刻度单位总是以测量单位报告1：10经验法则测量系统的有效分辨率1.1.要求不低于过程变差或允许偏差（要求不低于过程变差或允许偏差（tolerancetolerance）的十分）的十分 之一之一. .2.2.零件之间的差异必须大于最小测量刻度零件之间的差异必须大于最小测量刻度; ;极差控制图可极差控制图可 显示分辨率是否足够看控制限内有多少个数据分级显示分辨率是否足够看控制限内有多少个数据分级 不同数据分级不同数据分级(ndc)(ndc)的计算为的计算为: : ndc=(ndc=(零件的标准偏差零件的标准偏差/ / 总的量具偏差总的
16、量具偏差) )* * 1.41. 1.41. 一般要求它大于一般要求它大于4 4才可接受才可接受vGRR变差：v测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力GRR:系统内和系统间变差之和系统内和系统间变差之和 国际标准：均指国际标准：均指GRR占总误差百分比，指系统占总误差百分比，指系统内和系统间变差之和。内和系统间变差之和。测量系统误差包括：用于量具的偏移、复性、再现测量系统误差包括：用于量具的偏移、复性、再现性、线性、稳定性。五种误差合成的一个变差。性、线性、稳定性。五种误差合成的一个变差。总误差中还有一个大类，叫零件变差总误差中还有一个大类，叫零件变差 零件变差一般用零件
17、变差一般用PV表示，这里强调的是一个过表示，这里强调的是一个过程控制，测量结果显示过程是稳定的、受控的。程控制，测量结果显示过程是稳定的、受控的。过控制：受控、不受控过控制：受控、不受控2种种特性特性较多，统计量大特性特性较多，统计量大组成组成5个：复性、再现性、线性、稳定性、偏倚个：复性、再现性、线性、稳定性、偏倚偏移：是观测结果的平均值与基准值的一个差值。偏移：是观测结果的平均值与基准值的一个差值。基准值：可以用更高等级的测量设备进行多次测基准值：可以用更高等级的测量设备进行多次测量获得所取的一个平均值。量获得所取的一个平均值。造成过大偏移的可能原因：仪器需要校准；仪器设造成过大偏移的可能
18、原因：仪器需要校准；仪器设 备部或装置的磨损；磨损或损坏的一个基准；备部或装置的磨损；磨损或损坏的一个基准； 校准不当或巩固调查。校准不当或巩固调查。测量错误的一个特性测量错误的一个特性测量系统的测量系统的统计统计特性特性nBias偏倚(Bias)nRepeatability重复性(precision精度)nReproducibility再现性nLinearity线性nStability稳定性基准值基准值观测观测平均值平均值偏倚偏倚偏倚：偏倚：是测量结果的观测平均是测量结果的观测平均值与基准值的差值值与基准值的差值。真值的取得可以通过采用真值的取得可以通过采用更高等级的测量设备进行多次更高等级
19、的测量设备进行多次测量测量，取其平均值取其平均值。1.偏倚(Bias) 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，基准出现误差 校准不当或调整基准的使用不当 仪器质量差设计或一致性不好 线性误差 应用错误的量具 不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术 测量错误的特性 量具或零件的变形 环境温度、湿度、振动、清洁的影响 违背假定、在应用常量上出错 应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误1.1造成过份偏倚的可能原因造成过份偏倚的可能原因重复性重复性指由指由同一个同一个操作人员用操作人员用同一同一种量种量具经多次测量具经多次测量同一同一个零件的个零件的同一同一特性时获得的测量
20、值变差特性时获得的测量值变差（四同四同）2.重复性(Repeatability) Master Value 零件(样品)内部：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性。 仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障，质量差或维护不当。 基准内部：质量、级别、磨损 方法内部：在设置、技术、零位调整、夹持、夹紧、点密度的变差 评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳。 环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁度的短期起伏变化。 违背假定：稳定、正确操作 仪器设计或方法缺乏稳健性，一致性不好 应用错误的量具 量具或零件变形，硬度不足 应用：零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察误差(易读
21、性、视差)2.重复重复性性不好的可能原因不好的可能原因由由不同不同操作人员，采用操作人员，采用相同相同的的测量仪器，测量测量仪器，测量同一同一零件的零件的同同一一特性时测量平均值的变差特性时测量平均值的变差（三同一异）（三同一异）再现性再现性3.再现性(Reproducibility)Inspector AMaster ValueInspector BInspector CInspector AInspector BInspector C 零件(样品)之间：使用同样的仪器、同样的操作者和方法时，当测量零件的类型为A,B,C时的均值差。 仪器之间：同样的零件、操作者、和环境，使用仪器A,B,C等
22、的均值差 标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响 方法之间：改变点密度，手动与自动系统相比，零点调整、夹持或夹紧方法等导致的均值差3.1再现性不好的可能潜在原因再现性不好的可能潜在原因 评价人(操作者)之间：评价人A,B,C等的训练、技术、技能和经验不同导致的均值差。对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器，推蕮进行此研究。 环境之间：在第1,2,3等时间段内测量，由环境循环引起的均值差。这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究。 违背研究中的假定 仪器设计或方法缺乏稳健性 操作者训练效果 应用零件尺寸、位置、观察误差(易读性、视差)3.1再现性不好的可能潜在原因再现性不好的可能
23、潜在原因基准值較小的偏倚基準值較大的偏倚量测平均值(低量程)量测平均值(高量程)基準值量测值無偏倚偏倚線性(變化的線性偏倚)在量具预期的工作范围内的偏倚值的差值在量具预期的工作范围内的偏倚值的差值例：一把游标卡尺，几个刻度例：一把游标卡尺，几个刻度50、100、150、250这四个不同这四个不同刻度之间，他们的偏移是否成一条线性刻度之间，他们的偏移是否成一条线性4.线性(Linearity)(Linearity) 仪器需要校准，需减少校准时间间隔； 仪器、设备或夹紧装置磨损； 缺乏维护通风、动力、液压、腐蚀、清洁； 基准磨损或已损坏； 校准不当或调整基准使用不当； 仪器质量差；设计或一致性不好
24、； 仪器设计或方法缺乏稳定性； 应用了错误的量具； 不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术； 量具或零件随零件尺寸变化、变形； 环境影响温度、湿度、震动、清洁度； 其它零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、读错。4.1线性误差的可能原因线性误差的可能原因稳定性稳定性时间时间1 1时间时间2 2是测量系统在是测量系统在某持续时间某持续时间内测内测量量同一基准同一基准或零件的单一特性或零件的单一特性时获得的测量值总变差时获得的测量值总变差。5.稳定性(Stability)v 仪器需要校准，需要减少校准时间间隔v 仪器、设备或夹紧装置的磨损v 正常老化或退化v 缺乏维护通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀
25、、清洁v 磨损或损坏的基准，基准出现误差v 校准不当或调整基准的使用不当v 仪器质量差设计或一致性不好v 仪器设计或方法缺乏稳健性v 不同的测量方法装置、安装、夹紧、技术v 量具或零件变形v 环境变化温度、湿度、振动、清洁度v 违背假定、在应用常量上出错v 应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误5.1不稳定的可能原因不稳定的可能原因v MSA变差对决策影响很大：变差对决策影响很大：-分两大类分两大类v 1.对产品的控制：对产品的控制：v 关注零件是否在明确的目录之内或在规格之内关注零件是否在明确的目录之内或在规格之内v 2.对过程控制对过程控制v 过程是否稳定和可接受过程是否稳定和可接
26、受v 对产品接受的影响分为两大类：对产品接受的影响分为两大类：v 1.将好的判为坏的：生产者的一个风险将好的判为坏的：生产者的一个风险v 原因：平均值在合格区域之内，由于存在测量系统原因：平均值在合格区域之内，由于存在测量系统误差（人的误差或量具的误差），造成误判。误差（人的误差或量具的误差），造成误判。-第第一类风险一类风险v 2.将坏的判为好的：顾客的一个风险将坏的判为好的：顾客的一个风险v 原因：平均值在不合格区域之内，由于存在测量系原因：平均值在不合格区域之内，由于存在测量系统误差（人的误差或量具的误差），造成误判。统误差（人的误差或量具的误差），造成误判。-第二类风险第二类风险6.
27、测量系统变差的影响测量系统变差的影响v 对于公差：对于公差：v 对于零件误判潜在的因素：只在测量系统误差和公差交叉的时候存在。对于零件误判潜在的因素：只在测量系统误差和公差交叉的时候存在。v 一般分为三个区域：一般分为三个区域：v 第一类区域：完全不合格第一类区域：完全不合格v 第二类区域：容易造成上述两类错误第二类区域：容易造成上述两类错误v 第三类区域：完全合格第三类区域：完全合格v 为减少第二类的状况，有两种选择：为减少第二类的状况，有两种选择：v 1.改进生产区域，即减少过程偏差，没有零件在第二区域内改进生产区域，即减少过程偏差，没有零件在第二区域内v 2.改进测量系统，减少改进测量系
28、统，减少MSA的变差，减少二区域的面积，最小限度地的变差，减少二区域的面积，最小限度地作出错误的一个风险。作出错误的一个风险。v GRR对能力指数细微的一个影响，是它的一个观察的对能力指数细微的一个影响，是它的一个观察的CP值和真实的值和真实的CP值之间，由于有测量误差的存在会有很大的影响。值之间，由于有测量误差的存在会有很大的影响。即：当实际即：当实际CP：2.0时，时，MSA：0.1，则观测到的，则观测到的CP（过程能力）才是（过程能力）才是1.96v 如如MSA误差从误差从0.1变为变为0.3.观测到的观测到的CP变为变为1.71v 如果如果MSA误差为误差为0.6，观测到的，观测到的C
29、P变为变为1.2v 如果我们不知道如果我们不知道MSA误差为误差为60%，1.2明显小于国际标准明显小于国际标准1.33,这时本来是仪器问题这时本来是仪器问题,而去寻找制程问题而去寻找制程问题,如注塑去改变温度如注塑去改变温度压力压力时时间间,就会白费努力就会白费努力.造成很大的浪费造成很大的浪费,所以对一个新过程的接收所以对一个新过程的接收,了解了解MSA误差非常主要误差非常主要.v理想的测量系统在每次使用时，应只产生理想的测量系统在每次使用时，应只产生“正确正确”的测量结果。的测量结果。v每次测量结果总应该与一个标准值相符。每次测量结果总应该与一个标准值相符。v一个能产生理想测量结果的测量
30、系统，应具有一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有零变差、零偏倚和所测的任何和所测的任何产品错误分类为零概概率的统计特性。率的统计特性。第二讲 MSA的统计特性v 方法：方法：v MSA策划策划v MSA研究准备研究准备v MSA分析方法分析方法-5个统计特性个统计特性v 计量型计量型MSA分析分析v 计数型计数型MSA分析分析v 2.1 MSA策划：策划：v 人员、方法还要考虑它的一个长期的稳定性、一些特殊的一个考虑，如检测人员、方法还要考虑它的一个长期的稳定性、一些特殊的一个考虑，如检测者的一个素质或健康问题都是策划时应该考虑到的，即者的一个素质或健康问题都是策划时应该考虑到的，即MSA
31、实施的策划，实施的策划，-P阶段阶段v 2.2 MSA研究准备：研究准备：v 对对MSA评价两个阶段评价两个阶段v 第一阶段：主要了解该测量过程，并确定该测量系统，是否满足我们的要求。第一阶段：主要了解该测量过程，并确定该测量系统，是否满足我们的要求。v 目的：目的：v 1.MSA是否具有所需要的统计特性是否具有所需要的统计特性v 没有就没法做没有就没法做MSA误差的一个分析误差的一个分析-必须在使用前进行必须在使用前进行v 2。哪种环境因素对。哪种环境因素对MSA有显著的影响，温度？湿度？振动？有显著的影响，温度？湿度？振动？-来来决定我们使用的空间或环境。决定我们使用的空间或环境。v 第二
32、阶段的评定：第二阶段的评定：v 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、或者说具有受控。统计特性、或者说具有受控。v 通常用稳定性分析、偏移分析、线性分析、重复性、再现性分析方通常用稳定性分析、偏移分析、线性分析、重复性、再现性分析方法。法。v MSA准备：准备：v 1.计划：将使用的方法是什么？如我们用工程决策直接观察，或在量计划：将使用的方法是什么？如我们用工程决策直接观察，或在量v 具研究决定是否评价人在校准或使用仪器中产生影响。具研究决定是否评价人在校准或使用仪器中产生影响。v 人为作用大：卡尺人
33、为作用大：卡尺 人为作用小人为作用小:测量程序测量程序v 2.评价人数量、样品数量、重复读数的次数，预先应确定。评价人数量、样品数量、重复读数的次数，预先应确定。v 一般采用：三三十法则一般采用：三三十法则 三人、三次、十个零件三人、三次、十个零件 二二十二二十 二二五二二五 样品可以是样品可以是5个、个、10个，关键尺寸需要更多的零件或者试验，原个，关键尺寸需要更多的零件或者试验，原因量具研究评价所需要的置信度，故数量要多一点。因量具研究评价所需要的置信度，故数量要多一点。10个最好。个最好。 另外一种因素：零件的结构，一些大的零件或重的零件可以规定另外一种因素：零件的结构，一些大的零件或重
34、的零件可以规定比较小的样品，或较多的试验。都要考虑三三十的法则。比较小的样品，或较多的试验。都要考虑三三十的法则。由于其目的是研究整个测量系统或叫量具的误差，则：由于其目的是研究整个测量系统或叫量具的误差，则：人的选择：人的选择：-非常重要非常重要 日常操作该仪器的人当中挑选日常操作该仪器的人当中挑选样品：样品： 必须从过程当中选取，并代表其整个工作范围，有时每天选一个样品，必须从过程当中选取，并代表其整个工作范围，有时每天选一个样品，持续若干天，也可能十天半月一个月，甚至持续若干天，也可能十天半月一个月，甚至2个月。根据产品不同而个月。根据产品不同而不同。不同。 原因：因为这些零件被认为是产
35、品变差的全部范围，即考虑到产品的原因：因为这些零件被认为是产品变差的全部范围，即考虑到产品的误差。误差。 故对每个零件将测若干次，可以是三次、二次，故对每个零件将测若干次，可以是三次、二次，必须对每个零件编号，以便识别，仪器分辨率应容必须对每个零件编号，以便识别，仪器分辨率应容许至少读取数特性的预期过程变差的许至少读取数特性的预期过程变差的1/10, 例：过程变差例：过程变差0.001-三位三位 仪器能读取的为：仪器能读取的为：0.0001四位四位确保测量方法：确保测量方法： 在规定的操作步骤，测量特征尺寸是否正确地进在规定的操作步骤，测量特征尺寸是否正确地进行分析测量，其中一个关键点，取样的
36、一个代表性。行分析测量，其中一个关键点，取样的一个代表性。v MSA执行的中心点：执行的中心点：v 1.测量应按随机的顺序测量应按随机的顺序v 目的：确保研究过程产生的任何漂移变化是随机分布的，评价人目的：确保研究过程产生的任何漂移变化是随机分布的，评价人不应知道正检查零件的编号，以避免可能的偏移。但我们进行研究的不应知道正检查零件的编号，以避免可能的偏移。但我们进行研究的人员应知道正检查零件编号并记录。人员应知道正检查零件编号并记录。v 2.在设备读数当中，我们应读取到最小刻度的一半。在设备读数当中，我们应读取到最小刻度的一半。v 如：最小读数如：最小读数0.0001四位，则做四位，则做MS
37、A研究时则每个读数的估计应该研究时则每个读数的估计应该圆整为圆整为0.00005五位。五位。v 另外研究工作应是知道其重要性、且仔细认真的人员进行另外研究工作应是知道其重要性、且仔细认真的人员进行-关键关键v 结果分析进行分类：结果分析进行分类：v 1.一个是位置的误差，通过分析偏移和线性来确定一个是位置的误差，通过分析偏移和线性来确定v MSA偏移或线性的误差若是与零误差差别比较明显，或超出量具偏移或线性的误差若是与零误差差别比较明显，或超出量具校准程序确定的最大容许误差校准程序确定的最大容许误差-肯定不可接受。肯定不可接受。v 此时：应校准此时：应校准MSA 减小该误差、偏移与零误差差别小
38、，减小该误差、偏移与零误差差别小，v 2.关于宽度误差关于宽度误差v MSA的变异是否令人满意的准则，取决于的变异是否令人满意的准则，取决于MSA变差，被变差，被MSA变变差掩盖掉的生产制造过程变异性的百分比，或零件公差的百分比，即差掩盖掉的生产制造过程变异性的百分比，或零件公差的百分比，即系统内和系统间的误差占总误差的多少？系统内和系统间的误差占总误差的多少？v 人和设备占人和设备占50%-一样则测量数据不可用，即测量结果错误。一样则测量数据不可用，即测量结果错误。v 国际标准：国际标准：v GRR10% OKv GRR30% 不可接受，通过努力改进不可接受，通过努力改进MSA，仪器更新、校
39、准、，仪器更新、校准、人培训。人培训。v 10%-30% 根据应用的重要性，关系到产品的安全特性、重要特根据应用的重要性，关系到产品的安全特性、重要特性，不能接受，一般特性可以接受，还要考虑测量装置的成本、维修性，不能接受，一般特性可以接受，还要考虑测量装置的成本、维修成本可能可以接受成本可能可以接受v v 此外：一个重要的指标，过程能被测量系统区分开的一个分级数应大此外：一个重要的指标，过程能被测量系统区分开的一个分级数应大于等于于等于5，一般用，一般用NDC表示表示v NDC要求要求MSA误差，分辨率应把过程变差能分成误差，分辨率应把过程变差能分成5等份以上。等份以上。测量系统分析方法v
40、位置误差：用分析偏移和线性来确定。位置误差：用分析偏移和线性来确定。v 宽度误差：即重复性和再现性，判别标准宽度误差：即重复性和再现性，判别标准10%；10-30%；30%以上以上v 过程能被测量系统区分开的一个分级数过程能被测量系统区分开的一个分级数NDC应该大于应该大于5，简单理解为，简单理解为MSA分分辨率把过程变差辨率把过程变差5等份以上。等份以上。v MSA分析方法：分析方法：v 分析时间：分析时间：2个阶段个阶段v 一阶段：一阶段：v 1.有新的产品，零件误差不同，有新的产品，零件误差不同， v 一般叫代表性一般叫代表性PV不同，需要进行不同，需要进行v 2.新仪器有不同，需要新仪
41、器有不同，需要v 二阶段：二阶段：v 1.新操作人员新操作人员v MSA方法：方法：v 计量型计量型v 计数型计数型v 破坏型破坏型计量型位置分析离散分析稳定性分析偏移分析线性分析重复性再现性稳定性计数型风险分析信号分析数据解析法MSA分析方法的分类重重复复性性分分析析再再现现性性分分析析线线性性分分析析稳稳定定性性分分析析偏偏倚倚分分析析位位置置分分析析变变异异分分析析稳稳定定性性分分析析信信号号分分析析风风险险分分析析小小样样法法大大样样法法偏偏移移分分析析稳稳定定性性分分析析变变异异分分析析计量型计量型计数型计数型破坏型破坏型MSA极差法极差法均值极差法（包括控制图法）均值极差法（包括控
42、制图法）ANOVE法（方差分析法）法（方差分析法）长期过程变差短期抽样产生的变差实际过程变差稳定性线性重复性重复性 准确度 量具变差操作员造成的变差测量误差过程变差观测值再现性再现性过程变差1.测量系统变异性的影响测量系统变异性的影响“重复性重复性” ” 和和 “ “再现性再现性” ” 是测量误差的主要来源是测量误差的主要来源常会碰到一些破坏性常会碰到一些破坏性MSA分析，可做偏移分析，可做偏移分析、变异和稳定性分析分析、变异和稳定性分析重点：计量型重点：计量型MSA1.1.稳定性稳定性: :決定要分析的测量系統选取一标准样本，取值参考值请現場测量人員连续测量25組数据每次测量25次输入数据到
43、EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留記录产品特性/控制计划中所提及的过程特性针对样本使用更高精密度等级的仪器进行精密测量十次，加以平均，做为参考值。计算每一组的平均值/R值。计算出平均值的平均值/R的平均值。1.计算控制界限: A)平均值图：Xbarbar+-A2Rbar, Xbarbar B)R值图：D4Rbar, Rbar, D3Rbar2.划出控制界限,将点子绘上3.先检查R图，以判定重复性是否稳定。4.再看Xbar图，以判定偏移是否稳定。5.若控制图稳定，可以利用Xbarbar-标准值，进行偏差检 定，看是否有偏差。6. 若控制图稳定，利
44、用Rbar/d2来了解仪器的重复性。步骤步骤v 测量系统选择：测量系统选择：v 要分析的测量系统一般都来自控制计划，控制计划中的：要分析的测量系统一般都来自控制计划，控制计划中的：v 产品特性产品特性v 过程特性过程特性v 都是比较主要的都是比较主要的v 样本的选择：样本的选择：v 产品特性产品特性v 过程特性过程特性v 具有代表性具有代表性v 针对样本使用最高精密度等级的仪器，精密测量针对样本使用最高精密度等级的仪器，精密测量10次，平均作为一个次，平均作为一个参考值。并且此标准样品可溯源参考值。并且此标准样品可溯源v 请现场测量人员测量请现场测量人员测量25组数据，每次测量组数据，每次测量
45、25次，注意：次，注意：25组组数据应在短的时间内收集。短涉及到可能的频次，可以是每小时数据应在短的时间内收集。短涉及到可能的频次，可以是每小时1组，组，1.1.稳定性分析稳定性分析: :3-5个个/小时，根据产品特点也可以是：小时，根据产品特点也可以是：1组组/天，天，1组组/周。周。根据均值极差法，首先计算根据均值极差法，首先计算25组当中每一组的均值和极差，然后计算每组平组当中每一组的均值和极差，然后计算每组平均值的平均值，我们叫均值的平均值，我们叫 就是就是X的两的两bar，同时计算出每组极差的平均，同时计算出每组极差的平均 ，R的平均值。的平均值。计算控制界限，有计算控制界限，有2组
46、控制线，一组是平均值的组控制线，一组是平均值的 A2 ，中间值中间值 ，R图：图：上线上线D4 ,下线下线D3 ，控制线画好，点描上，控制线画好，点描上，此时有关键点此时有关键点，2个图，先检查个图，先检查R图，来判定重复性是否稳定，然后再检查图，来判定重复性是否稳定，然后再检查X-bar图，判定偏移是否稳定，若图，判定偏移是否稳定，若控制图稳定，则可以利用控制图稳定，则可以利用X-ba标准值进行偏差检定，有个简单公式，控制图标准值进行偏差检定，有个简单公式，控制图稳定，可利用稳定，可利用X-ba除以除以D2来了解仪器重复性，这是一个估计值。来了解仪器重复性，这是一个估计值。进行后续持续描点，
47、或者判断，如控制图稳定，则可以把控制界限作为以后的进行后续持续描点，或者判断，如控制图稳定，则可以把控制界限作为以后的控制用的界限，后续就固定时间使用同样的样本，同样的测量仪器，同样的人控制用的界限，后续就固定时间使用同样的样本，同样的测量仪器，同样的人员，这些固定，样本异常则仪器有问题，要进行处理。员，这些固定，样本异常则仪器有问题，要进行处理。异常的判定：异常的判定：应从点线面这个原则识别异常因素。应从点线面这个原则识别异常因素。v 异常的处理：异常的处理：v R图：极差图失控，表明不稳定的重复性，我们思考的是：图：极差图失控，表明不稳定的重复性，我们思考的是：v 可能什么东西松动了、堵塞
48、了、变化了可能什么东西松动了、堵塞了、变化了v X-bar：均值图失控，表明测量系统不在正确测量，可能磨损了。：均值图失控，表明测量系统不在正确测量，可能磨损了。v 这时需要重新进行校正这时需要重新进行校正v 另外一个判定原则：另外一个判定原则：v 不可以发生重复性的标准差大于制程变差现象，如重复性变差为不可以发生重复性的标准差大于制程变差现象，如重复性变差为0.8，制，制程变差程变差0.6时，仪器不可接受。测量变异大于制程变异。时，仪器不可接受。测量变异大于制程变异。v 分析记录予以保存，可和分析记录予以保存，可和PPAP档案放在一起，证明公司仪器测量能力足档案放在一起，证明公司仪器测量能力
49、足够，让客户放心。够，让客户放心。v 点：点：超出控制线超出控制线v 极差极差：分两种情况，要区别对待，超下控制线的点可能与超上控制线的点的：分两种情况，要区别对待，超下控制线的点可能与超上控制线的点的情况不一样。可能是一件好事。情况不一样。可能是一件好事。v 平均值平均值：超出上下控制线均异常。：超出上下控制线均异常。v 链链-连续连续7点上升或下降，连续点上升或下降，连续7点在中心线的同一侧点在中心线的同一侧异常异常v 面面-依据正态分布判定图形，正常情况下，应有依据正态分布判定图形，正常情况下，应有2/3点应在落在中间点应在落在中间1/3的区的区 域内，即域内，即1范围内。明显多于或少于
50、范围内。明显多于或少于2/3点（一般点（一般90%、40% ）在）在1范范围内异常。围内异常。v 偏移：偏移：v 观测到的数据的平均值减去基准值观测到的数据的平均值减去基准值v 有有2种研究方法：种研究方法：v 独立样本法独立样本法v 控制图法控制图法v 分析步骤：分析步骤：2.2.偏倚偏倚决定要分析的测量系统决定要分析的测量系统（哪个特性）（哪个特性）抽取样本，取值参考值抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量请现场测量人员测量1515次次输入数据到输入数据到EXCELEXCEL表格中表格中计算计算t t值，并判定值，并判定是否合格，是否要加补正值是否合格，是否要加补正值保留记录保留记录偏倚偏
