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MSAMSA测量系统分析测量系统分析Measurement System AnalysisMeasurement System Analysis2004/112004/112引言引言n MSAMSA的问题的问题1、为什么量具进行了检定或校准还要进行测量系统分析？2、为什么经过100%检验，顾客还说存在不合格品？3, 为什么品质部门经常与生产部门争吵？4, 为什么QC之后仍然需要QA？5, 什么样的测量系统才是可接受的？3引言引言n 内容内容1. 引言2测量系统分析介绍3测量系统分析研究的准备4测量系统的分析研究 偏移 线性 稳定性 重复性和再现性 计数型量具研究4引言引言n ISO/TS 16949 ISO/TS 16949 相关相关要求要求7.6.1 7.6.1 测量系统分析测量系统分析为分析每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。如果得到顾客的批准，也可使用其他分析方法和接受准则。5测量系统分析介绍测量系统分析介绍n 定义定义测量测量：给被测对象赋值；决定数据的过程就是测量过程，决定出来的数值 就是测量数值（数据）量具量具：用来得到测量结果的任何装置测量系统测量系统：用来得到测量结果而进行的全过程，包括：程序、量具、仪器 、软件、人员、操作的集合 设备（量具：制造误差） 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） 顾客 操作规程 环境（温度、温度、灰尘、振动）共同作用输出测量值6测量系统分析介绍测量系统分析介绍n 测量系统测量系统测量系统变异性仪器+(量具)工件+(零件)人员环境设计重复性再现性一致性敏感性均匀性变形影响接触几何放大线性稳定性坚固性使用假设维护p.m.标准制造制造公差制造变差设计确认-夹紧-定位测量点-测量传感器可操作的定义充分的数据清洁度内部相关特溯源性隐藏的几何形状弹性变形物质支持特征弹性性质稳定性标准热膨胀系数弹性性质标准教育的体力的经验培训经验培训理解可操作定义目视标准程序态度人机工厂压力照明振动空气污染几何相容性照明阳光人工的人空气流热膨胀稳定-系统部件温度本位的和周围的循环图2：测量系统变异性 - 因果图7测量系统分析介绍测量系统分析介绍 为何需要测量系统分析？为何需要测量系统分析？ 测量值=被测特性+测量误差l 如测量系统不准确，测量结果不可靠l 如测量系统变化过大，过程的变差不能展现，SPC过程统计控制技术不能发挥作用 輸入製程測量過程變差變差變差/輸出 製程變差 測量變差 輸出有多大?有什麽影響 ? 所得結果8测量系统分析介绍测量系统分析介绍 测量系统的统计性质测量系统的统计性质l 足够的分辨率；l 必须处于统计控制状态（变化仅由普通原因引起）l 测量系统变差必须比生产过程变差的变差少l 测量系统变差必须比规格范围少l 测量系统变差必须比过程变差与规格范围二者中较小的一个相对小， 通常是十分之一。9测量系统分析介绍测量系统分析介绍n测量系统变差的类型：测量系统变差的类型：- BIAS 偏移- LINEARITY 线性- STABILITY 稳定性- REPEATABILITY 重覆性- REPRODUCIBILITY 再现性寬度變差位置變差10测量系统分析介绍测量系统分析介绍n BIAS BIAS 偏移偏移- - 测量结果的观察平均值和基准值的差值。 基准值： 是用现有的最精确的测量装置 的测量结果的平均值 观察平均值 偏移基准值11测量系统分析介绍测量系统分析介绍n LINEARITY LINEARITY 线性线性在量具预期的工作范围内，偏移值之间的差值12测量系统分析介绍测量系统分析介绍n STABILITY STABILITY 稳定性（不同时间）稳定性（不同时间）稳定性（或漂移）是测量系统在某一阶段时间内阶段时间内，测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量总变差 (偏倚隨著時間的變化)时间参考值13测量系统分析介绍测量系统分析介绍n REPEATABILITTY REPEATABILITTY 重覆性重覆性一个检验员用一个量具对相同零部件的同一特性重覆测量结果的变差。 它是设备本身固有的变差或性能。 重复性 14测量系统分析介绍测量系统分析介绍n REPRODUCIBILITY REPRODUCIBILITY 再现性（不同人员）再现性（不同人员）不同的检验员用同一个量具对相同零部件的一个特性的测量结果的平均值 的变差。 再现性评价人A C B 15测量系统分析介绍测量系统分析介绍n Gage R&R (GR&R) Gage R&R (GR&R) 測量系統重復性和再現性合成的評估測量系統重復性和再現性合成的評估 量具R&R是重复性和再现性合成变差的一个估计。2GRR=2再现性+2重复性 基准值 A C B GRR16测量系统研究的准备测量系统研究的准备n测量系统分析计划和准备测量系统分析计划和准备 MSA常见问题 哪些测量系统需进行MSA?(测量风险在哪?) 需进行哪些研究?(测量风险来源?) 研究对象如何选取?(最大的测量风险?) 用什么方法?(计数型/计量型) 什么时间?(MSA计划) 判断准则是什么?(MSA手册)17测量系统研究的准备测量系统研究的准备n测量系统分析计划和准备测量系统分析计划和准备 MSA常见问题l 哪些测量系统需进行MSA?(测量风险在哪?) 并不是所有产品和过程特性都需要对其测量系统进行如此详尽的研究。 简单的标准测量工具如千分尺、卡尺可能不需要这样深度的战略和计划。 一个基本的经验准则是被测量的零件或子系统的特性是否已在控制计 划中识别或该特性在确定产品或过程是否可接受时是重要的。另外的 指南是对特定尺寸赋予的公差水平。 常识是任何情况下的指导常识是任何情况下的指导! (MSA 3rd version, page 22)18测量系统研究的准备测量系统研究的准备n测量系统分析计划和准备测量系统分析计划和准备1计划所使用的方法2确定检验员人数，样本部件数量，量度次数。在此要考虑的因素包括： a)尺寸的关键性 - 关键尺寸需要较多部件数量和/或量度次数 b)部件外形 - 体积大或沉重的部件可能要较少的部件数量，但较多的量度 次数3因为目的是评估整个测量系统，检验员必须从正常操作设备的人员中选取4样本必须从过程中选取并能代表整个工作范围5设备的分辨力必须至少能量度出特性的预期过程变差的十分之一6保证测量方法（检验员和设备,量具特性）按规定的程序进行 1). 测量必须是随机进行的 2). 在设备上读数时，必须该估读到能得到的最近似数。如可能，读数必 须低致最小刻度的一半;例如:刻度是0.001，读数则要估计到0.0005 3). 观察研究的人必须充分了解对进行可靠研究所要求的注意事项的重要性 4)每个检验员必须用相同的程序相同的步骤去拿取数据19测量系统研究的准备测量系统研究的准备 测量系统的分辩力测量系统的分辩力l 选择和分析测量系统时，必须了解测量系统的分辨能力 - 即测量系统检测量度特性的轻微变化的能力 - 亦即分辨力l 由于经济和物质的限制，测量系统不一定会把个别数据精细地表现出来 一般会对数据分为不同的数据组。l 如测量系统的分辨能力不足，系统可能不能够确定过程变化或将个别部 件的特性数据展现出来l 如系统不能检测过程的变化，即表示分辨能力不可接受l 如系统不能检测特殊原因变化，即表示分辨能力不可接受20测量系统研究的准备测量系统研究的准备 控制控制分析分析 可用作控制，只当可用作控制，只当l 过程变化比规格小 l 不可用作估计工序参数l 在预期的过程变差上的 l 只可表示工序在生产合格或不合格品 损失函数很平均l 过程变化的主要原因引 致均值移动l 根据过程分布使用 l 一般不可用作估计工序参数 半计量值控制技巧l 可产生不敏感的计量 l 只提供粗略估计 值控制图 l 使用计量值控制图 l 建议使用一个数据分级24个数据分级5个数据分级21测量系统分析研究测量系统分析研究n 测量系统的稳定性测量系统的稳定性进行测量系统统计稳定性分析的指南 取一样本并建立相对于可溯源标准的基准值。 定期（天、周）测量标准样本35次，样本容量和频率应该基于对测量系 统的了解。应该在每天的不同时间测取读数，以反映该测量系统实际使用 时的情况，例如预热、环境温度、湿度等的影响。n 利用上述子组制作 或 控制图。n 对 或 图进行过程控制解释。n 如果测量系统是稳定的，上述测量数据可以用于确定测量系统的偏倚和重 复性。RX SX SX RX 22测量系统分析研究测量系统分析研究 稳定性例子稳定性例子一个车间主管要监控量度粘度的测量系统，他没有标准，但他保持了一个标准样本，每周，他将样本分开三份，用三个计时器量度，结果显示在X-R图上。l 只有一个样本超过控制限，但平均数自第七周起，没有什么变化，主管认为这是因为数据分层，因为样本是以三个计时器量度l 如控制图是以每个计时器编制，可以三个图比较它们的稳定性l 如需要继续使用三个计时器，必须改进计时器达到相近的读数l 因为R图没有失控，稳定性可以估计（标准偏差）23测量系统分析研究测量系统分析研究 计量值控制图（计量值控制图（X和和R）l 除了控制圖分析法, 對穩定性設有特別的數據分析或指數l 如再计算实际过程的标准偏差，则可以评估测量系统的稳定性是否可接受。24测量系统分析研究测量系统分析研究 BIAS偏移偏移l 要确定测量系统的偏移，必须得到部件的基准值（不是规格值）l 基准值可以从工具房或全尺寸检验设备得到l 基准值是用来比较观察值以计算偏移 Bias 基准值 观察平均值 偏移基准值_X_X25测量系统分析测量系统分析 如偏移比较大，调查可能的原因 基准值的误差 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）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26测量系统分析测量系统分析 偏移例子偏移例子n 确定偏倚的独立样本法（确定偏倚的独立样本法（MSA手册第二版）手册第二版）一个样本由一个检查员量度了10次, 10个数据如下:X1=0.75 X6=0.80X2=0.75 X7=0.75X3=0.80 X8=0.75X4=0.80 X9=0.75X5=0.65 X10=0.70全尺寸检验设备量度了基准值为0.80mm, 部件的过程变差是0.70mm观察值的平均值是: =X/10=7.5/10=0.75偏移=观察平均值-基准值 =0.75-0.80 =-0.05_X27测量系统分析测量系统分析 偏移例子（续）偏移例子（续）偏移与过程变差的百分比是： %偏移=100偏移/过程变差 =1000.05/0.70 =7.1%偏移与公差的百分比则以公差代替过程变差计算；所以量具的偏移是-0.05mm即观察数据平均比真值少0.05mm也是过程变差的7.1%（偏移的接受准则并未给出！）28核心工具核心工具- - MSAMSAn 确定偏倚的独立样本法（确定偏倚的独立样本法（MSA手册第三版）手册第三版）（1）把样件送到一个比该测量系统更高级的测量系统上，进行多次（10次）测量，取这些多次测量结果的平均值作为基准值。基准值 。（2）安排一个人对该样件进行多次（10次）重复测量可以满足求偏倚的要求。利用该测量系统对该样件进行了n=15 （10次）次重复测量，结果如下： 测量系统偏倚研究的测量数据测量系统偏倚研究的测量数据 测量次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15测量结果 5.8 5.7 5.9 5.9 6.0 6.1 6.0 6.1 6.4 6.3 6.0 6.1 6.2 5.6 6.0(3)利用测量读数画直方图,根据专业知识判断是否存在特殊原因或出现异常.如果没有,继续分析；对于n5)。首先把它们送到比要研究的测量系统更高级别的测量系统上进行多次测量，取多次测量值的平均值作为它们各自的基准值，如表9-1所示。根据以往的研究经验，要研究的测量系统只具有重复性而不具有再现性问题，所以界用一个评价人进行研究即可。这个评价人对每个零件重复测量12次（一般要求不少于10次，即重复测量次数m10），表9-1列出测量值。在进行这种测量时，应注意保持各次测量结果之间的统计独立性，即使后面的测量读数不受前面读数千的影响，具体方法就是使各个零件和测量次数的组合随机化。 线性分析线性分析第第2版版MSA手册手册采用如下方法对下表中的测量值进行处理的：计算对每个零件多次重复测量值的平均值，用它减去同一个零件的基准值，便得到用这个测量系统测量这个零件的偏倚。37核心工具核心工具- - MSAMSA 表 对测量系统的线性进行研究的数据表 零件i 1 2 3 4 5 基准值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 测量值 1 2.7 5.1 5.8 7.6 9.1 2 2.5 3.9 5.7 7.7 9.3 3 2.4 4.2 5.9 7.8 9.5 4 2.5 5.0 5.9 7.7 9.3 5 2.7 3.8 6.0 7.8 9.4 6 2.3 3.9 6.1 7.8 9.5 测量序号 7 2.5 3.9 6.0 7.8 9.5 8 2.5 3.9 6.0 7.8 9.5 9 2.4 3.9 6.4 7.8 9.6 10 2.4 4.0 6.3 7.5 9.2 11 2.6 4.1 6.0 7.6 9.3 12 2.4 3.8 6.1 7.7 9.4 零件测量均值 2.49 4.13 6.03 7.71 9.38 基准值xi 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 偏倚yi +0.49 +0.13 +0.03 -0.29 -0.62 极差 0.4 1.3 0.7 0.3 0.538核心工具核心工具- - MSAMSA在线性图（见图9-2）上画出各个(xi,yi)点，横坐标是基准值，纵坐标是偏倚。 低 名义 高 拟合优度（ ）=0.98 %线性=13.17% 线性=0.79 图9-2 测量系统的线性图 利用（xi,yi)这些数据点拟合出一条直线，来反映偏倚随基准值的变化规律。这条直线的方程为 其中：y偏倚； x基准值； a 直线钭率； b直线截距。 1.201.000.800.600.400.20-0.00-0.20-0.40-0.602.00 4.00 6.00 8.00 10.00+基准值2Raxby（9-1）偏倚39核心工具核心工具- - MSAMSA 利用最小二乘法进行拟合，求出拟合直线的钭率a、截距b和线性拟合优度 ： 2R1317.01212111niniiinininiiiiinxxnyxyxa7367.011niiniinxanyb98.01212121222112121221112niniiininiiiniiniininiiinininiiiiinynynxnxanyynxxnyxyxR40核心工具核心工具- - MSAMSA其中，n=g 。这个线性拟合的结果为 线性=|a|(过程变差 )=0.13176.00=0.79%线性=100线性/过程变差= |a|=0.1317根据 值的大小可以推断偏倚与基准值之间是否存在线性关系。在本例中，拟合优度 ，相当接近1，表明用线性关系来描述偏倚与基准值之间的关系是合理的。2Rxy1317. 07367. 098. 02R26dR98. 02R41核心工具核心工具- - MSAMSA 线性分析线性分析第第3版版MSA手册手册第3版QS9000测量系统分析参考手册中采用了不同的方法对上表中的数据进行处理。具体方法介绍如下。计算对每个零件(基准值为 )的每个测量值 对应的测量误差 及其平均值 .按照定义， 也就是偏倚（ ）的估计值，即于是可得到下表。iTxjix,jiB,iBiBITjiJIxxB,mjBiBMji1,mBBmjjii1,42核心工具核心工具- - MSAMSA 表 对测量系统的线性进行研究的数据表 零件i 1 2 3 4 5 基准值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 测量误差 1 0.7 1.1 -0.2 -0.4 -0.9 2 0.5 -0.1 -0.3 -0.3 -0.7 3 0.4 0.2 -0.1 -0.2 -0.5 4 0.5 1.0 -0.1 -0.3 -0.7 5 0.7 -0.2 0.0 -0.2 -0.6 6 0.3 -0.1 0.1 -0.2 -0.5 测量序号 7 0.5 -0.1 0.0 -0.2 -0.5 8 0.5 -0.1 0.1 -0.3 -0.5 9 0.4 -0.1 0.4 -0.2 -0.4 10 0.4 0.0 0.3 -0.5 -0.8 11 0.6 0.1 0.0 -0.4 -0.7 12 0.4 -0.2 0.1 -0.3 -0.6 偏倚yi 0.49 0.13 0.03 -0.29 -0.62 在线性图（见下图）上画出测量误差 和偏倚 在下图上，横坐标是基准值，纵坐标是偏倚或测量误差。iTjijixxB,mBBmjjii1,43核心工具核心工具- - MSAMSA 2 4 6 8 10 测量系统的线性图利用（ ）这些数据点（i=1, ，g；j=1, ，m）拟合出一条直线，来反映偏倚随基准值的变化规律。这条直线的方程为：利用最小二乘法进行拟合即可求出拟合直线的钭率a、截距b和线性拟合优度 。其中，n=gm=512=60。下面是计算过程。1.10.90.70.50.30.1-0.1-0.3-0.5-0.7-0.9-1.0 偏倚,测量误差基准值偏倚=0.73666-0.13167基准值拟合优度=0.71432线性图偏倚=0 回归 要 偏倚 - 95%置信区ijTBxi,axby2R44核心工具核心工具- - MSAMSA由于拟合优度 数值过低，表明线性模型对于数据是不适合的。从上图也可以看出，数据点比较分散，与拟合优度 提示的情况相符。这表明，测量数据的质量值得怀疑，应该找出原因，进行适当改进以后再徕进行测量。但是，在这里旨在介绍数据处理方法，所以继续进行数据处理。对于任意给定的基准值 水平下偏倚的置信带按照如下公式计算：2R2R131667.01212111niniiinininiiiiinxxnyxyxa736667.011niiniinxanyb714.01212121221212121221112niniiininiiininiiininiiinininiiiiinynynxnxanyynxxnyxyxR,0 x45核心工具核心工具- - MSAMSA 低限： 高限： 其中， 的默认值是0.05，自由度为 n=2，查附表示（t分布表）可以得到 =2.00172. 下表给出回直线和偏倚的95%置信限坐标的计算结果。 在线性图上画出回归直线和偏倚的95%置信限。画出“0偏倚线”，为了使测量系统线性可 以被接受，“0偏倚线”必须完全位于上述置信限之内。 239540.021112nyxaybysnininiiiiiniinxxxxnstaxb12202/1,201niinxxxxnstaxb12202/1,2010000.61nxxnii053333.01nyynii(58,0.975)t46核心工具核心工具- - MSAMSA在本例中，不满足这个要求，测量系统的线性是不可以接受的。 i (基准值）低限估计的偏倚 b+a 高限12.000.36610.47330.580624.000.13420.21000.285836.00-0.1152-0.05330.008648.00-0.3925-0.3167-0.2409510.00-0.6872-0.5800-0.47280 x0 x表 回归直线和偏倚的95%置信限坐标47测量系统分析测量系统分析 l 如回归线有好的拟合优度（接近直线）线性或线性百分比就可根据回归线的斜度来评估是否足够l 如回归线没有好的拟合优度（不接近直线）偏移平均值和主值可能没有线性关系，测量系统的线性是否可以接受就需要进一步的分析 如果一个测量系统有非线性度，要找出可能的原因1设备在操作范围的最低最高端没有适当2最大最小的标准有误差3设备磨损4设备内部的设计特性48核心工具核心工具- - MSAMSAn 测量系统的重复性和再现性测量系统的重复性和再现性n 测量系统的重复性测量系统的重复性 只有当测量系统处于统计稳定状态时,进行重复性研究才有意义. 如图所示,在重复性误差 分布上以0为中心的5.15 范围为重复性.在5.15 范 围内正态分布概率密度曲线下的面积为99%. 称为重复性标准差,有时也简称为重复性.重复性的意义：一个人用一把量具对同一个被测特性进行多次重复测量，测量值落在重复性（ ）范围内的概率为99%。eEeeee575. 2e99%eEfe15. 50eE测量系统的重复性：以0为中心的 范围e15. 5e15. 549核心工具核心工具- - MSAMSAn 测量系统的再现性测量系统的再现性只有当测量系统处于统计稳定状态时,进行再现性研究才有意义.如图所示,在再现性误差 分布上以0为中心的5.15 范围为再现性. 称为再现性标准差,有时也简称为再现性. 测量系统的重复性的再现性常用 R & R 或 GRR 表示，即测量系统的重复性和再现性的意义：在用测量系统进行测量时，所引入的重复性和再现性误差落在5.15 范围内的概率为99%。oEe00575. 2099%0Ef015. 500E图7-2 测量系统的再现性22015. 515. 5&emRRGRRm50核心工具核心工具- - MSAMSAn 确定测量系统重复性和再性的方法确定测量系统重复性和再性的方法n 极差法极差法为了用极差法确定一个测量系统的重复性和再现性GRR（或R&R),从过程的输出中选取5个零件作为样件;采用2个评价人,他们应用同一把量具对每个零件各测量一次,以两个人对同一个零件的测量值构成一个子组,下表列出子组和测量值.然后,计算平均极差、重复性和再现性标准差。 查附表可以得到 ，其中子组容量=2，子组数g=5。假设以前对该制造过程进行过过程能力研究，已知该过程的总变差TV=0.40，则有19. 1*2d07.0535.05151iiRR303.019.107.015.515.515.5&*2dRRRm%7.75%10040.0303.0%100&TVRRRR51 表表 应用极差法确定测量系统的重复性和再现性（子组和测量值）应用极差法确定测量系统的重复性和再现性（子组和测量值） 零件号 评价人A 评价人B 极差R 1 0.85 0.80 0.05 2 0.75 0.70 0.05 3 1.00 0.95 0.05 4 0.45 0.55 0.10 5 0.50 0.60 0.10 在MSA第3版上，把重复性和再现性标准差定义为重复性和再现性，即 假设通过以前的过程能力研究已知该过程的标准差 ，则有 应用极差法可以快速地评价一个测量系统的重复性的再现性。但是，由于测量数据较少，影响了其分析结果的效果。另外，极差法不能把测量系统的重复性和再现性分开。通常极差法所得结果不能用于通常极差法所得结果不能用于PPAPPPAP；0588.019.107.0&imdRRR07767.0tTV%7 .75%10007767.00588.0%100%100&tmTVRRRR52 均值均值-极差法极差法应该指出，第3版QS9000测量系统分析参考手册上的“测量系统重复性和再现性分析数据表（均值-极差法）“与第2版手册的完全相同.（5.151）均值-极差法的优点是可以把测量系统重复性和再现性分别求出；下表给出测量系统重复性的再现性分析数据表,利用这个表进行测量系统分析,最多允许安排3个评价人,10个零件,每个人对每个零件最多重复测量3次.注：2次试验时D4 =3.27，3次试验时 D4 =2.58。7次试验以内 D3 =0；UCLR 代表极差图（图）的上控限制。圈出那些超出上控制的限的值，查明原因并纠正。同一评价人采用相同的仪器重复这些读数或剔除这些值并由其余观测值再次平均计算和极限值。 53表表A 测量系统重复性和再现性分析数据表测量系统重复性和再现性分析数据表 (均值极差法均值极差法)评价人/试验次数零件零 件平均值123456789101.A10.651.000.850.850.551.000.950.851.000.600.832. 20.601.000.800.950.451.000.950.821.000.700.8253. 34.平均值0.6251.0000.8250.9000.5001.0000.9500.8251.0000.6505.极差0.050.000.050.100.100.000.000.050.000.106.B10.551.050.800.800.401.000.950.751.000.550.7857. 20.550.950.750.750.401.050.900.700.950.500.758. 39.平均值0.5501.0000.7750.7750.4001.0250.9250.7250.9750.52510.极差0.000.100.050.050.000.050.050.050.050.0511.C10.501.050.800.800.451.000.950.801.050.850.82512. 20.551.000.800.800.801.050.950.801.050.800.8313. 314.平均值0.5251.0250.8000.8000.4751.0250.9500.8001.0500.82515.极差0.050.050.000.000.050.050.000.000.000.0516.零件平均值( )0.5671.0080.8000.8250.4581.0170.9420.7831.0080.66717. 评价人数=318.0.0619.0.1320.0.00/025.0045.0045.0CBARRRDIFFinaxXXMXM7675.08275.0RUCLDR27.304.0#4RLCLDR00.004.0#38275. 0AX045. 0AR7675. 0BX045. 0BR8275. 0CX025. 0CR8075. 0X559. 0PR04. 0R54核心工具核心工具- - MSAMSA 进行数据测量的方法进行数据测量的方法(1) 选择日常使用量具的人员进行测量,给他们编号为A，B，C；(2) 测量的零件数n5，它们应该代表实际的或期望的过程变差范围。取样方法是： 每天从过程中随机抽取件，共抽取n天。对这些零件进行编号；(3) 让测量者以随机顺序测量这n个零件，把测量值输入第行；(4) 让测量者，以相同的随机顺序测量这n个零件，而且他们之间不能看到彼此 的结果，把测量值分别输入第6,11行；(5) 以不同的随机测量顺序第2次重复该循环，把测量值分别输入到第2，7，12行；(6) 以不同的随机测量顺序第3次重复该循环，把测量值分别输入到第3，8，13行；(7) 当测量者属于不同的班次时，可以使用如下替代方法：让测量者A测量所有n个 零件并把读数输入第1行，然后，让测量者A以不同的顺序测量所有n个零件并把 读数分别输入第2，3行；让测量者B，C同样做。155核心工具核心工具- - MSAMSA 进行数据分析的方法进行数据分析的方法(1) 以每个人对同一零件进行的多次重复测量值为子组(容量为重复测量次数r)，计算均值 （表中的第4，9，14行）和极差 R （表8-2中的第5，10，15行）。其中，每一个这样的极差 都是在测量者、零件、量具一定时得到的，所以它只反映测量系统的重复性。而上述每下个 均值既反映重复性，又反映再现性；(2) 利用上述级差作极差图（R图） 在极差图中没有超出控制限的点.这表明,所有测量者的表现都是一样的.如果只是中一个测 量者的极差图中有点超出控制限,表明他的方法与其他人不同.如果在所有测量者的极差图 中都有点超出控制限,则表明测量系统对操作者的技术太敏感,需要改进才能获得有用的数据.计算结果如下表所示；如果量具公用于检验新产品是否合格,则应该按照下式计算（取公差而不是总变差）:LSLUSLLSLUSLRRmm66&%56n MSA练习 用前表A的数据完成GR&R研究（使用附表9的格式）57核心工具核心工具- - MSAMSA 测量系统重复性的再现性测量系统重复性的再现性R&RR&R的接受准则的接受准则 %R&R10% -说明测量系统可以接受; 10%R&R30% -说明测量系统不可以接受,需要进行改进. 测量系统数据分级测量系统数据分级 把在零件间变差( )范围内的零件分成的读数组的组数为 ng ，接受准则为p6RRPVngmpmpp&2223665&2RRPVng58核心工具核心工具- - MSAMSA注：所有计算都基于预期限 (在正态分布曲线之下99.0%的面积).K1为5.15/d2, d2取决于试验次数(m) 和零件数与评价人数的乘积(g),并假设该值大于15。d2数值来自附表。AV如果计算中根号下出现负值，评价人变差缺省为0。K2为 ，式中 取决于评价人数量（m)和（g），g为1，因为只有单极差计算。K3为 ，式中 取决于零件数（m）和 (g) ，g为1，因为只有单极差计算。 来自附表。 均值均值-极差法极差法 (MSA第第3版的数据版的数据) 见下表15. 5215. 5d215. 5d2d2d2d59核心工具核心工具- - MSAMSA表表 第第3 3版版QS9000QS9000测量系统分析参考手册上的测量系统分析参考手册上的“测量系统重复性的再现性分析报告表测量系统重复性的再现性分析报告表( (均值均值- -极差法极差法) )”量具重复性和再现性报告 零件号的名称： 量具名称： 日期：特性： 量具号： 完成人：规范： 量具类型： 测量单元分析 %总变差（TV）重复性-设备变差（EV）再现性-评价人变差（AV） n=零件数 r=实验次数3417. 0R4446.0DIFFX511. 3PR 试验 K1 2 0.8862 3 0.590820188.05908.03417.01KREV22963.0)310/(20188.05231.04446.0)/(22222nrEVKXAVDIFF 评价人 2 3 K2 0.7071 0.5231 %61.1714610.1/20188.0100/100%TVEVEV%04.2014610.1/22963.0100/100%TVAVAV60核心工具核心工具- - MSAMSA 重复性和再现性(GRR)零件变差(PV)总变差(TV) 综上所述，第3版QS9000测量系统分析参考手册上的“测量系统重复性和再现性分析报告表（均值-极差法）”（即表8-4）与第2版手册(即表8-3)的差别在于：EV，AV，GRR(R)，PV，TV 都仅是相应的标准差，而不是5.15倍标准差；K1，K2，K3都是相应 的倒数，而不是 的倒数的5.15倍。30575.022963.020188.02222AVEVGRR10456.13146.0551.33KRPVP14610.110456.130575.02222PVGRRTV%68.2614610.1/30575.0100/100%TVGRRGRR%38.9614610.1/10456.1100/100%TVPVPV09475.530575.0/10456.141.1/41.1GRRPVndc 零件 K3 2 0.7071 3 0.5231 4 0.4467 5 0.4030 6 0.3742 7 0.3534 8 0.3375 9 0.3249 10 0.31462d2d61核心工具核心工具- - MSAMSA 引起测量系统重复性、再现性问题的可能原因引起测量系统重复性、再现性问题的可能原因一个测量系统重复性比较差的原因可能包括：（1）仪器需要维护；（2）量具应该徕设计以增大其刚度；（3）夹紧或测量点的位置需要改进；（4）存在过大的零件变差。一个测量系统再现性比较差的原因可能包括：（1）需要对测量者进行更好地培训，以使其能够更好地操作测量仪器；（2）量具刻度盘上的刻度不清楚；（3）需要某种夹紧来帮助测量者更一致地使用量具。 62计数型量具研究计数型量具研究 计数型量具研究（计数型量具研究（MSAMSA手册第二版小样法）手册第二版小样法） 所谓计数型量具就是把各个零件与某些指定限值相比较，如果满足限值则接受该零件，否则拒收。绝大多数这样的计数型量具用来接受或拒收一套基准件。不象计量型量具，计数型量具不能指示一个零件多么好或多么坏，它只指示该零件被接受还是拒收。 小样研究是通过选取20个零件来进行的。然后两位评价人以一种能防止评价人偏倚的方式（见第3节）两次测量所有零件。在选取20个零件中，一些零件会稍许低于或高于规范限值。 如果所有的测量结果（每个零件四次）一致则接受该量具，否则必须改进或重新评价该量具。如果不能改进该量具，则不能被接受并且必须找到一个可接受的替代测量系统。 一个典型的用于计数型量具研究小样法的表格见下表： 橡胶软管内径 通过/不通过塞规63计数型量具研究计数型量具研究计数型量具研究（小样法）A 评价人B 评价人12341234567891011121314151617181920GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG64核心工具核心工具- - MSAMSAn计数型量具研究计数型量具研究 (MSA第第3版信号探测法版信号探测法)在利用信号探测法进行分析时需要有3个测量者参加，需要测量的零件为50件。下面以一个例子说明这种分析方法。一个工厂需要对一个计数型测量系统进行研究。为了进行研究。从过程中随机抽取了50个零件作为研究的样件，并且都确定了它们的基准值。这种零件的规范限为：LSL=0.45，USL=0.55。选择3个日常使用这种量具的人参加测量，每人用这种计数型量具对每个零件测量3次。以随机顺序进行测量，表12-5给出测量结果。65核心工具核心工具- - MSAMSA表表12-5 50个零件的测量结果（信号探测法）个零件的测量结果（信号探测法）（0代表“拒绝”；1代表“接受”；代码“-”代表区；“”代表区；“+”代表区）零件A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1C-2C-3基准值代码11111111110。476901+21111111110。509015+30000000000。576459-40000000000。566152-50000000000。570360-61101101000。54495171111111010。46545481111111110。502295+90000000000。437817-101111111110。515573+111111111110。488905+120000000100。559918131111111110。542704+141101111000。454518151111111110。517377+161111111110。531939+171111111110。519694+181111111110。484167+191111111110。520496+201111111110。477236+66核心工具核心工具- - MSAMSA零件A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1C-2C-3基准值代码211101010100。452310220010101100。545604231111111110。529065+241111111110。5