基于MSA方法的测量系统误差分析研究.pdf

目 录 目 录.1 1 绪 论.3 1.1 测量系统分析介绍.3 1.1.1 MSA的术语.3 1.2 MSA 的概况.4 1.2.1 MSA的起源.4 1.2.2 MSA的发展.4 1.2.3 MSA的重要性.5 1.2.4 MSA的应用领域.5 1.2.5 论文结构.6 2 MSA 的研究方法和内容.8 2.1 MSA 的研究方法.8 2.2 MSA 研究内容.9 2.2.1 偏倚.9 2.2.2 稳定性.10 2.2.3 线性.11 2.2.4 重复性和再现性.12 2.3 MSA 研究的途径.16 3 MSA 软件的设计开发.17 3.1 MSA 的开发工具.17 3.1.1 VB简介.17 3.1.2 Access数据库介绍.17 3.2 MSA 软件的开发.18 3.2.1 MSA菜单界面的设计.18 3.2.2 MSA数据查询界面的设计.19 3.2.3 MSA数据处理界面的设计.20 3.2.4 MSA控制图界面的设计.20 3.2.5 MSA报告的设计.21 3.2.6 MSA帮助界面的设计.22 4 MSA 软 件 的 应 用.24 4.1 MSA 中“稳定性”应用举例.24 4.1.1 启动 MSA 软件.24 4.1.2“稳定性”的数据查询界面.25 4.1.3“稳定性”的数据分析界面.25 4.1.4“稳定性”的控制图界面.26 4.1.5“稳定性”的报告.27 4.2 MSA 中“GRR”应用举例.27 4.2.1 启动 MSA 软件.28 4.2.2“GRR”数据查询界面.28 4.2.3“GRR”数据分析界面.29 4.2.4“GRR”的控制图界面.29 4.2.5“GRR”的报告.30 5 结 论.32 1 绪 论 1.1 测量系统分析介绍 测量系统分析，简称 MSA（全称为 Measurement System Analysis），使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。测量系统的误差由稳定条件下运行的测量系统多次测量数据的统计特性：偏倚和方差来表征。偏倚指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系统的偏倚、线性和稳定性；而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的 R&R，包括测量系统的重复性和再现性。1.1.1 MSA 的术语（1）测量系统（Measurement System）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。测量系统可分为两类分别为“计量型”测量系统分析和“计数型”测量系统分析。前者测量后能够给出具体的测量数值；后者只能定性地给出测量结果。“计量型”测量系统分析通常包括五类的分析和评价，它们分别为：“偏倚”、“稳定性”、“线性”、“重复性”和“再现性”。在测量系统分析的实际运作过程中，可以分别进行，也可以同时进行，根据具体使用情况而定。（2）偏倚（Bias）偏倚是指对相同零件上同一特性的观测平均值与真值（参考值）的差异，是测量系统的系统误差所构成。（3）稳定性（Stability）稳定性（或漂移）是指经过一段长期时间下，用相同的测量系统对同一基准或零件的同一特性进行测量所获得的总变差。也就是说，稳定性是整个时间的偏倚变化。（4）线性（Linearity）线性是在测量设备预期的工作（测量）量程内，偏倚值的差异。线性可被视为偏倚对于量程大小不同所发生的变化。（5）重复性（Repeatability）传统上将重复性称为“评价人内部”的变异。重复性是用一个评价人使用相同的测量仪器对同一零件上的同一特性，进行多次测量所得到的测量变差；它是设备本身的固有的变差或能力。（6）再现性（Reproducibility）传统上将再现性称为“评价人之间”的变差。通常将再现性定义为用不同评价人使用相同的测量仪器对同一产品上的同一特性，进行测量所得的平均值的变差。（7）量具 R&R 或 GRR 量具的 R&R 是结合了重复性和再现性变差的估计值。换句话说，GRR 值等于系统内部变差和系统之间变差的和。1.2 MSA 的概况 1.2.1 MSA 的起源 1995年，美国三大汽车公司共同提出了 QS-9000 质量体系，作为主要附件的五本参考手册之一。首次完整地、明确地提出了测量系统分析的理念。奠定了 MSA 的基础。但为了便于在企业中尤其是在汽车行业等以批量生产为特征的企业中执 行和推广，相应的拓展工作仍在继续。1999 年，由知名的德国统计分析软件 Q-DS公司牵 头，组织欧美 11 家汽车工业巨头共同编写“测量系统能力(MSC,Measurement Systems Capacity）”这一技术指导手册，使 MSA 的贯彻、执行更具可操作性。1.2.2 MSA 的发展 测量系统分析在现代企业质量保证体系中占有重要地位，企业在进行以 ISO9000系列、QS9000 和 VDA6.1 为代表的质量认证时，都被要求确保“监视和测量装置的控制”。近几年来,汽车制造业在贯彻 ISOTS16949 标准时，更明确地提出了测量系统分析。近年来，测量系统分析已经逐渐成为企业质量改进中的一项重要工作，企业界和学术界都对测量系统分析给予了足够的重视。测量系统分析也已成为美国三大汽车公司质量体系 QS9000的要素之一，是 6 连续质量改进计划模式即为：确认(Define)、测量(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)和控制(Control),简称 DMAIC。市场的需要推动了 MSA在企业质量管理中的应用。随着越来越多的跨国公司进入中国市场投资建厂，为了降低成本，它们都在加速采购本地化的进程。在选择和评估供应商时，这些企业都非常重视供应商的质量保证体系，并把 SPC（统计过程控制）和 MSA（测量系统分析）的应用状况作为衡量供应商提供稳定的符合要求的产品的能力的重要参考指标。同时，这些成功企业的自身实践也证明 SPC和 MSA的成功运用是保证企业的质量保证体系稳定有效运作，提升企业竞争力的关键。为了在未来的市场竞争中获胜，许多市场意识超前的企业已经在企业质量管理中实施 MSA，并加大 SPC的应用。企业 MSA应用中大量的数据需要处理，传统的手工计算方法已经不能满足复杂的计算要求，计算机硬件价格的下降和市场的需要，促成了 MSA计算机软件的出现。MSA软件把信息技术与 MSA分析方法融合起来，以直观的图表分析加数字分析结果的方法来反映被研究的测量系统的误差成分，让您快速了解导致测量系统误差太大的原因。应用 MSA软件进行企业质量控制可给企业带来诸多益处：、减少数据处理的时间；、更准确的分析结果；、直观的图表工具；、更快的客户反应速度和更高的客户满意度。1.2.3 MSA 的重要性 随着科技信息的发展、自动化技术水平的提高，测量数据的使用比以前更加频繁、广泛，不仅仅能为企业领导的经营决策提供依据,而且企业普遍依据数据来解决是否调整制造或生产控制过程的问题，把测量数据或由它们计算出的一些统计量，与这一过程的统计控限值相比较,若过程统计失控，则要做某种调整，否则，这一过程允许继续运行，提高了自动化技术的控制程度。测量数据的另一个用途是确定在两个或更多变量之间是否存在重要关系，如注塑材料件上的一个关键尺寸量值与温度测量值的关系等。通过分析研究有关影响过程的各种因素的系统知识，更好 地理解并处理各种过程。应用以数据为基础的方法的收益与测量数据的质量成正比，而测量数据质量由在稳定条件下 运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确定。管理一个测量系统的许多工作是监视和控制变差。因此进行测量系统分析对一个生产、制造企业来讲很必要。1.2.4 MSA 的应用领域(1)在汽车制造业中 MSA最早是由美国的三大汽车公司共同提出的，它在汽车行业中的应用无疑是最早的。对于汽年零部件生产厂家来说，单纯对量具进行周期检定或定期校准。其结果只能代表该量具在特定条件下的某种“偏倚”状况。而不能完全反映出该量具在生产制 造现场可能出现的各种变差问题。也就是说，“检定合格”的量具未必能够确保产品最终的测量品质。因此为避免可能存在的潜在零件质量问题及其造成的产品可能被召 同的风险，必须对相关的“测量系统”进行分析。所以在 QS9000（或 ISO/TS16949等）汽车业质量体系中，均有针对测量系统分析的强制性要求。（2）在质检部门中 根据 ISO/,Ec17025-1999标准要求，引用应用于企业生产测量系统分析（MSA）的分析方法，通过对个别检测数据出现偏差的情况进行调查分析（对人员技术水平、仪器设备校准情况、环境条件及样品处理等逐项进行客观地分析），弄清了检测数据偏差的主要问题是什么，并采取相应的纠正措施进行纠正。对质检部门的检测系统中所涉及的人、机、样、法、环等诸多因素进行监控计划，定期开展比对试验。从而提高产品质量检验数据的准确度，以保证质检部门检测系统管理体系有效运行，最终对企业产品高质量的有效保证 （3）在产品质量管理中 产品质量离不开测量系统，若测量系统误差不可接受而企业自己还不知道，就会造成误判，把合格品判为不合格品或将不合格品判为合格品，给企业造成损失。而如何减少测量中的各种误差，对测量精度的影响，保证测量结果的准确性是检验人员必 须重视和值得探讨的问题。因此企业在产品质量管理中应开展测量系统分析，解决老 的测量方法测量结果准确性低、重复性差、不确定度大而导致的产品质量上不去、测量数据可靠性差等问题。测量系统的重复性再现性对测量数据的真实程度影响很大，故研究测量系统重复性再现性对测量系统的改进有指导性作用。总之，MSA的应用领域相当的广泛，它现在已经逐渐成为了很多企业在生产制造过程中不可或缺的一个关键部分了。1.2.5 论文结构 本文主要对 MSA 的若干问题进行了学习和研究，其由四个部分组成。以下是本论文的结构框图。论文结构 MSA MSA MSA 绪 的研 软件 软件 总 究方 的设 的应 论 法和 计开 用 结 内容 发 图 1.2.5 论文结构框图 “绪论”，该部分主要介绍关于 MSA的含义，概况，包括 MSA的起源，发展现状，重要性以及应用领域。“MSA 的研究方法和内容”，该部分主要介绍研究 MSA 的方法，内容和途径，着重解析了其研究的内容。“MSA 软件的设计开发”，该部分主要介绍了 MSA 软件的开发工具，设计过程以及设计的结果分析。“MSA 软件的应用”，该部分以举例分析的方法介绍了 MSA 软件的应用分析。“总结”，该部分是对全文的总结，并包括对 MSA 的广阔前景的展望。2 MSA的研究方法和内容 2.1 MSA 的研究方法 根据不同的测量系统类型，MSA的研究方法也是不一样的。如表 2.1所示：表 2.1 MSA研究方法 测量系统类型 MSA方法 基本的计量型 极差法、均值与极差法、方差分析（ANOVA）法、偏倚、线性、控制图法 基本的计数型 信号探测法、假设试验分析法 不可重复的（如：破坏试验）控制图法 复杂的计量型 极差法、均值与极差法、方差分析（ANOVA）法、偏倚、线性、控制图法 复合的系统、量具或试验标准 控制图法、方差分析（ANOVA）法、回归分析法 持续的过程 控制图法 其他 替代的方法 在实际应用中，可以根据具体应用场合来选择合适的方法进行研究。一般情况下，MSA的测量系统类型都是计量型的，因为它是通过数据的采集，然后再对数据进行分析研究，这样可操作性高，而且可信度也不低。而对于计数型的测量系统，大都是采用估计的方法进行研究，这样带来的可靠性比较低，难以让人信服。因此，在大多场合下看到的测量系统类型大部分都是计量型的，而本次的研究也主要是对计量型测量系统的研究。在计量型测量系统中，可以用“偏倚”、“稳定性”、“线性”、“重复性”和“再现性”这五类进行研究和分析。在测量系统分析的实际运作过程中，可以同时选用，也可以值选用其中的一类或一类以上，这个可以根据具体场合具体分析应用。计数型测量系统分析通常利用假设检验分析法来进行判定。2.2 MSA 研究内容 2.2.1 偏倚（1）分析过程 取得一个样件，并且建立其与可追溯到相关标准的参考值。如果不能的到这参考值，选择一件落在生产测量范围中间的生产件，并将它指定为偏倚分析的基准件。在工具室里测量该零件 n 10 次，并计算这 n 个读数的平均值。将该平均值视为“参考值”。让一个评价人以正常的方式测量样件 n 10 次。绘出这些数据相对于参考值的直方图。使用专业知识评审这直方图，从而确定是否存在任何特殊原因或异常点。如果不存在，继续分析。当 n 30 时，对任何的解释或分析时，要能特别注意。计算 n 个读数的平均值 1inixXn 计算重复性标准值 ii2-=d重复性最大值（X）最小值（X）公式中2d可以从附录 C 中查到，取 g=1,且 m=n。确定偏倚的 t 统计量（t-statistic）偏倚=观测到的平均测量值-参考值 b=重复性n（2）结果分析 如果 0 落在偏倚值附近的 1-自信度界限内，则偏倚在 水准上是可以接受的。,1,1220bvbvtt偏倚-偏倚+如果偏倚在统计上不等于 0，检查是否存在以下原因：基准件或参考值有误，检查确定标准件的程序；仪器磨损。这个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；仪器产生错误的尺寸；仪器所测量的特性有误；仪器没有经过适当的校准，对校准程序进行评审；评价者使用仪器的方法不正确。对测量指导书进行评审；使用了错误的量具；环境温度、湿度、振动、清洁。2.2.2 稳定性（1）分析过程 取得一个样件，并且建立其与可追溯到相关标准的参考值。如果无法取得这样的样件，则选择一件落在生产测量范围中间的生产零件，指定它为基准样件以进行稳定性分析。跟踪测量系统稳定性时，不要求该已知的参考值。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该取决于对测量系统的认识；可能考虑的因素包括要求重新校准或维修的频率如何、使用测量系统的频率，以及操作条件的重要性等。应该在不同时间下取得多次读值，以代表测量系统的实际使用情况。这将考虑了在一天之中因为热机、周遭或其他因素可能发生的变化。数据按时间顺序花在&XR或&sX控制图上。建立控制限，使用控制图分析法来评价是否有不受控制或不稳定的情况。测量系统的判定准则：不能有点超出上、下控制限；连续 3 点中不能有 2 点落在 A 区或 A 区以外的区域；续 5 点中不能有 4 点落在 B 区或 B 区以外的区域；不能有连续 9 点（或更多的点）落在控制中心线同一侧；不能有连续 6 点（或更多的点）持续上升或下降；不能有连续 14 点交互升降；不能有连续 8 点在中心线的两侧，但 C 区并无点。（2）分析结果 如果分析结果满足测量系统的判定准则，则该测量系统为稳定，这些数值可以用来确定测量系统的偏倚。另外，测量的标准差可作为该测量系统重复性的一个近似值；重复性可以与过程的标准差相比较，以确定这测量系统重复性对这应用是合适的。如果分析结果不满足测量系统的判定准则，则该测量系统不稳定，这些数值将不能用于确定测量系统的偏倚，同时还要分析其出现不稳定的原因。出现该情况，可以从以下几方面来分析和检查：仪器需要校准，缩短校准周期；仪器、设备或夹具磨损；正常的老化或损坏；维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁；基准的磨损或损坏，基准的误差；不适当的校准或使用基准设定；仪器质量不好设计或符合性；仪器缺少稳健的设计或方法。2.2.3 线性（1）分析过程 由于存在过程变差，选择 g 5 个零件，使者测量涵盖量具的这个工作量程。对每个零件进行全尺寸测量，从而确定其参考值，并确定涵盖了这量具的工作量程。让经常使用该量具的操作者测量每个零件 m 10 次。计算零件每次测量的偏倚，以及每个零件的偏倚平均值。,=i ji jX偏倚（参考值）=mmi,jj=1i偏倚偏倚 在线性图上画出相对于参考值的每个偏倚及偏倚平均值。应用以下公式，计算并画出最合适的线及该线的自信度区间。对最合适的线，有公式：iiyaxb 式中 ix 参考值 iy 偏倚平均值 以及 22()xxx 1xy-(y)gma=斜率1gm b=y-ax=中心 对于一个已知的0 x，置信度区间为：式中22ii iybyaxysgm 上限：122002,1221gmixxbaxtsgmxx 下限：122002,1221gmixxbaxtsgmxx 画出“偏倚=0”的线，并对图进行评审，以观察是否存在特殊原因，以及线性是否可接受。（2）分析结果 如果“偏倚=0”的整个直线都位于置信度区间以内，则称该测量系统的线性是可接受的。如果测量系统的线性不能满足以上要求，则可以从一下方法中寻找原因：在工作范围的上限或下限内仪器没有校准；仪器、设备或夹具的磨损；基准的磨损或损坏，基准的误差最小/最大；不适当的校准（没有涵盖操作范围）或使用基准设定；缺乏稳健的仪器设计或方法；不同的测量方法作业准备、载入、夹紧、技巧；错误的假设，应用的常数不对；应用了错误的量具。2.2.4 重复性和再现性 对测量系统的重复性和再现性的研究中，可以使用以下三种方法进行：极差法：这是一种经修正的计量型量具研究方法，它能对测量变差提供一个 快速地近似值。这个方法只能对测量系统提供变差的整体情况，不能将变差分解成重复性和再现性。它通常用来快速地检查以验证GRR 是否有变化。均值极差法：这是一种可同时对测量系统提供重复性和再现性的估计值的研究方法。与极差法不同，这方法允许将测量系统的变差分解成两个独立的部分：重复性和再现性，但不能确定他们两者的相互作用。方差分析法：这是一种标准的统计技术，可用它来分析测量误差和一测量系统研究中的其他变差源。在变差的分析中，变差可分解为四类：零件、评价人、零件和评价人之间的相互作用，以及由于测量造成的重复误差。该方法与均值极差法相比较，具有解决任何实验的作业准备能力；能更准确的估计变差；可从实验数据中得到更多的信息。同时该方法也有其缺点：其数值计算更加复杂，而且要求一定程度的统计学知识解释它的结果。以下讲解的是采用均值极差法对测量系统的重复性和再现性进行研究。（1）分析过程 尽管评价人的人数、测量次数及零件数量均可会不同，但下面的讨论呈现进行研究的最佳情况。参见表 2.2.1，详细的程序如下：取得一个能代表过程变差实际或预期范围的样本，为 n 5 个零件的样本。给评价人编号为 A、B、C 等，并将零件从 1 到 n 进行编号，但零件编号不能让评价人看到。对量具进行校准，如果这是正常测量系统程序中的一部分的话。让评价人 A以随机顺序测量 n 个零件，并将结果记录在第 1 行。让评价人 B 和 C 依次测量这些一样的 n 个零件不要让他们知道别人的读值；然后将结果分别的记录在第 6 行和第 11 行。用不同的随机测量顺序重复以上循环，并将数据记录在第 2、7 和 12 行；注意将数据记录在适当的栏位中，例如：如果首先被测量的是零件 7，然后将数据记录在标有零件 7的栏位中。如果需要进行三次测量，则重复以上循环，并将数据记录在第 3、8 和 13 行中。当测量大型零件或不可能同时获得数个零件时，第 3 步到第 5 步将变更成以下顺序：让评价人 A 测量第一个零件并将读值记录在第 1 行；让评价人 B 测量第一个零件并将读值记录在第 6 行；让评价人 C 测量第一个零件并将读值记录在第11 行。让评价人 A 重新测量第一个零件并将读值记录在第 2 行；让评价人 B 重新测量第一个零件并将读值记录在第 8 行；让评价人 C重新测量第一个零件并将读值记录在第 12 行。如果需要进行三次测量，则重复以上循环，并将数据记录在第3、8 和13 行中。如果评价人处于不同的班次，可以使用同一个替代的方法。让评价人 A 测量所有 10 个零件，并将读值记录在第 1 行；然后让评价人 A 按照不同的顺序重新测量，并把读值记录在第 2 行和第 3 行，评价人 B 和评价人 C 也同样做。当数据记录完成之后，再根据表格要求计算平均值、极差、零件平均值、均值上控限和均值下控限等。根据计算出来的平均值和极差画出均值图和极差图，并标出均值和极差的上、下控限。表 2.2.1 量具重复性和再现性 X-R分析数据表 序 号 评价人/试验次数 零 件 平均值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A 1 2 2 3 3 4 平均值 Xa=5 极差 Ra=6 B 1 7 2 8 3 9 平均值 Xb=10 极差 Rb=11 C 1 12 2 13 3 14 平均值 Xc=15 极差 Rc=16 零 件 平均值（Xp）X=Rp=17 R=Ra=+Rb=+Rc=/评价人数量=18 XDIFF=MaxX=-MinX=19 UCLR=R=*D4=20 LCLR=R=*D3=备注 1 D4=327（两次试验），D4=258（三次试验）；D3=0（不大于 7 次试验）。UCLR代表单个R 的限 值，圈出那些超限值的值，查明原因并纠正；同一评价人采用最初的仪器重复这些超限读数或 者剔除这些超限值，由剩余观测值再次平均并计算 R 和限值。（2）分析结果 表 2.2.2 量具重复性和再现性 X-R分析报告（均值和极差法）零件号和名称：量具名称：日 期：被 测 特 性：量 具 号：操作者：特 性 规 格：量具型式：A B C 根据数据表：R=XDiff=Rp=测 量 系 统 分 析%总 变 差（TV）重复性设备变差（EV）EV=RK1 =%EV=100EV/TV =100 /=%=试验次数 K1 2 3 4 56 3 05 再现性评价人变差（AV）AV=（XDIFFK2）2（EV2/nr）=（）2（2/）=%AV=100AV/TV =100 /=%n=零件数量 r=试验次数 评价人 2 3 K2 3 65 2 70 重复性和再现性（R&R）R&R=（EV2+AV2）=（2+2）=%R&R=100R&R/TV =100 /=%PV=100PV/TV =100 /=零件变差（PV）PV=RpK3 =分析结论：%R&R10%，该量具可接受；10%R&R30%，依据量具的重要 性、成本及维修费用等因素，确定该 量具是可接受；%R&R 30%，该量具不能接受，通知 多方论证小组，必须对量具进行改 进。总变差（TV）TV=（R&R2+PV2）=（2+2）=零件数 K3 2 3.65 3 2.79 4 2.30 5 2.08 6 1.93 7 1.82 8 1.74 9 1.67 10 1.62 按照表 2.2.2，制作测量系统的重复性和再现性报告，通过查看报告可知测量系统是否可以接受。若报告中计算得“%R&R10%”，则该测量系统是可接受的；若报告中计算得“10%R&R30%”，可依据测量系统的重要性、成本及维修费用等因素，确定该测量系统是可接受的；若报告中计算得“%R&R30%”，则该测量系统是不可接受的。分析原因如下：如果重复性大于再现性，原因可能是：仪器需要维护；可能需要对量具进行重新设计，以获得更好的严格度；需要对量具的夹紧或固定装置进行改进；零件内变差太大。如果再现性大于重复性，原因可能是：需要更好的对评价人进行如何使用和判断该量具仪器的培训；量具校准，刻度的不清晰。2.3 MSA 研究的途径 研究 MSA 的途径有很多种，但为了方便操作和实现，选择采用与计算机结合的方法来实现。与计算机的结合，要通过相应的软件来实现。而采用 Microsoft Visual Basic 6.0（以下简称 VB）软件对 MSA 进行研究可以实现其与计算机的结合。VB 系统操作简单，易懂。它可以对 MSA 中的各项内容进行相应的研究，并作出对应的分析报告。3 MSA软件的设计开发 3.1 MSA 的开发工具 3.1.1 VB 简介 VB是 Visual Basic 的缩写，是微软公司推出的可视化编程工具之一，也是目前世界上使用人数较多的优秀程序开发工具。在目前各种编程语言共存的时代，VB 具有广泛的应用前景。VB 有以下几方面的优点：易于学习和使用 VB基于图形界面的开发环境使开发者能对各种功能一目了然、容易理解，用户仅仅通过鼠标的简单操作就可构建出一个复杂的软件图形界面。开发高效，功能强大 程序员可以轻松使用 VB 提供的各种功能组件快速搭建一个应用程序。在数据库编程方面，使用 DAO、RDO、ADO 等控件可以直观、高效地完成各种数据库的操作。3.1.2 Access 数据库介绍 Access 是由微软发布的关联式数据库管理系统。它结合了 Microsoft Jet Database Engine 和图形用户界面两项特点，是 Microsoft Office 的系统程式之一。它提供了 7种用来建立数据库系统的对象分别为表、查询、窗体、报表、页、宏、模块；还提供了多种向导、生成器、模板，而且还将把数据存储、数据查询、界面设计、报表生成规范化操作；给建立功能完善的数据库管理系统带来了方便，使得普通用户不用编写代码，就能完成大部分的数据管理任务。Access 是关系型数据库管理系统中的一种，它的主要特点有以下几个方面：（1）存储方式单一 Access 管理的对象主要有表、查询、窗体、报表、页、宏和模块，这些对象都被存放在后缀为（.mdb）的数据库文件中，方便被用户操作和管理。（2）界面友好、易操作 Access 是一个可视化工具，风格与 Windows 非常相似，只要使用鼠标进行拖放，用户就可生成并应用对象，非常地直观和方便。系统还提供了查询生成器、表生成器、报表设计器以及报表向导、数据库向导、查询向导、表向导、窗体向导等工具，使操作简便，容易被用户使用并被掌握。（3）面向对象 Access 同时也是一个面向对象的开发工具，通过利用面向对象的方式可以将数据库系统中的各种功能对象化，将数据库管理的各种功能封装在各类对象中。对数据库的操作和管理可以通过对象、属性来完成，为用户的开发工作提供了极大的便利。同时，这种基于面向对象的开发方式，使得开发应用程序更为简便。（4）集成环境、处理多种数据信息 Access 是基于 Windows 操作系统下的集成开发环境，该环境集成了各种向导和生成器工具，使开发人员的工作效率得到了极大地提高，还可以使建立数据库、创建表、设计数据查询、设计用户界面、报表打印等都可以方便有序地进行。（5）Access 支持 ODBC（开发数据库互连，Open Data Base Connectivity），利用 Access 中 DDE（动态数据交换）和 OLE（对象的联接和嵌入）特性的强大功能，可以在一个数据表中嵌入位图、声音、Word 文档、Excel 表格等，还能建立动态的数据库报表和窗体。Access 还具有将程序应用于网络的功能，通过该功能可以与网络上的动态数据相联接。还可以利用数据库访问页对象来生成 HTML 文件，轻松构建Internet/Intranet 的应用。3.2 MSA 软件的开发 3.2.1 MSA 菜单界面的设计 MSA 的菜单界面如图 3.2.1 所示。图 3.2.1 菜单界面 该界面主要使用的是菜单编辑器，只需在工具栏中点击菜单编辑器就可以在窗体中添加菜单了。菜单的编辑，可根据编辑器一步步进行即可。菜单栏中主要包括“登录系统”、“数据查询”、“数据分析”、“控制图”、“报告”和“帮助”这几个菜单项，有一部分菜单项还设有子菜单，如“数据分析”菜单项中就报还有子菜单项“稳定性数据”、“偏倚数据”、“线性数据”和“GRR数据”。3.2.2 MSA 数据查询界面的设计 数据查询界面如图 3.2.2所示。图 3.2.2 数据查询界面 该界面主要用到了命令按钮、Listbox、Label、DataGrid、Adodc、MSFlexGrid这几个控件。使用这些控件时，需要修改它们的一些属性。如为了让 Label 控件的名称在窗体中显示为“来自 TXT 文本数据”，只需将它的 Caption 属性修改成“来自 TXT文本数据”即可。其他的控件如有需要也是如此操作。而对于 DataGrid 控件中的DataSource属性的设置，要根据具体的情况来选择。比如，对于 Caption为“偏倚数据”的 DataGrid控件，它的数据源为 Name 属性为“Ad1”的 Adodc 控件。想要调用 Adodc 控件，就必须要先使用该控件链接 Access 数据库中的数据。该界面的主要功能是，实现存储与不同文件下的数据的调用，这里提供了存储于3 中不同文件下的数据的调用，这 3 中文件分别为“TXT 文本”、“Excel 表”和“Access数据库”。如想调用存储于 TXT 文本下的“偏倚数据”时，只需选择在“来自 TXT文本数据”下的 Listbox 控件的下拉菜单中的“偏倚数据”，然后点击“导出数据 1”按钮就可以将存于 TXT 文本格式下的“偏倚数据”导出。其他来自不同文件下的数据也是类似的操作。3.2.3 MSA 数据处理界面的设计 本软件主要设计了四个数据处理界面，分别为“偏倚”、“稳定性”、“线性”和“GRR”数据处理界面。下面主要介绍“稳定性”数据处理界面，其他的三个界面的设计也是类似的方法。“稳定性”数据处理界面如图 3.2.3 所示。图 3.2.3“稳定性”数据处理界面 该界面主要包括 Frame、命令按钮、文本框、Label、MSFlexGrid 这几个控件。根据需要可以设置这些控件的 Caption 属性、Font 属性和 Name 属性等。该界面的主要功能是对“稳定性”数据的处理，单击“显示数据”将数据导出，然后根据命令按钮键是否可用，若可用则单击来一步一步的进行下去，直到所有的命令按钮键均为可用为止，如此就可完成对“稳定性”数据的处理。3.2.4 MSA 控制图界面的设计 与数据处理界面相对应的，控制图界面也有四个，它们分别为“偏倚”、“稳定性”、“线性”和“GRR”控制图界面。不同性质的数据所需要做出的控制图是不一样的，但这四个控制图界面的设计却是大同小异的，下面主要介绍的是“稳定性”控制图的设计。“稳定性”控制图界面如图 3.2.4 所示。图 3.2.4“稳定性”控制图界面 该界面所使用的控件主要有命令按钮和 PictureBox 控件。将 PictureBox 中的Appearance属性设置为 0-Flat 就可以达到如上图所示的的效果。对于命令按钮则可根据具体情况更改其 Caption 属性来达到以上效果。该界面的主要功能是，显示数据处理后的“稳定性”的“均值图”和“极差图”，在未完成数据处理之前，该界面的命令按钮是不可用的，只有当“稳定性”数据处理界面中的数据处理完成之后才可显示控制图。3.2.5 MSA 报告的设计 MSA 报告是通过 Excel 表来完成的。想要查看相应的报告则需要调用对应的Excel表。MSA 的报告同样有四个，分别为“偏倚”、“稳定性”、“线性”和“GRR”报告。下面主要介绍“稳定性”报告的设计，如图 3.2.5 所示。图 3.2.5“稳定性”报告 该报告的作用是显示数据处理完成后判定测量系统“稳定性”是否合格。3.2.6 MSA 帮助界面的设计 MSA 帮助界面如图 3.2.6 所示。图 3.2.6 帮助界面 该界面的控件有 Label、命令按钮、文本框、ListBox 和 SSTab。SSTab 控件是一个选项卡控件，每个选项卡都充当一个容器，包含了其他控件，控件中每次都只有一个选项卡是活动的，提供了其所包含的所有控件，而其他选项卡都是隐藏的，设置Tab 和 TabsPerRow 属性来创建选项卡并将他们安排成多行显示。然后在设置时选择每个选项卡。对于每个选项卡，可以绘制每个你想显示的控件。如果有必要，还可以设置 Caption，Picture，TabHeight 和 TabMaxWidth 属性来安排选项卡来安排选项卡的上部。该界面的主要作用是介绍 MSA 软件的操作。4 MSA 软 件 的 应 用 4.1 MSA 中“稳定性”应用举例 MSA 中“稳定性”在 MSA 软件系统中的操作流程图。启动软件 稳定性数据查询 稳定性数据分析 稳定性控制图 稳定性报告 图 4.1 “稳定性”操作流程图 4.1.1 启动 MSA 软件 打开 VB，调出 MSA 软件，按 F5 运行软件。运行成功后，界面如图 4.1.1 所示。.图 4.1.1 启动界面 菜单项中只有登录系统和帮助两个菜单项可用其他均为不可用状态。单击菜单栏中的登录系统，选择用户登录，在弹出的登录界面中输入用户名和密码，均为“test”。输入完成后，单击登录，进入操作界面。此时，菜单栏中的菜单项均为可用。4.1.2“稳定性”的数据查询界面 单击数据查询菜单项，弹出如图 4.1.2 所示的界面。图 4.1.2 数据查询界面 在“来自 TXT 文本数据”下的组合文本框中选择“稳定性数据.txt”，单击“导出数据 1”可以将稳定性的数据导出。如果想以其他方式导出数据可以选择相应的方式，操作与前者一样。查完数据后，单击退出，回到菜单栏界面。4.1.3“稳定性”的数据分析界面 单击菜单栏界面中的菜单项“数据分析”选择下拉菜单中的“稳定性数据”选项，进入“稳定性数据”处理界面，按照命令按钮是否可用的步骤，一步一步对其数据进行处理，处理完成之后，得到的界面如图 4.1.3 所示。图 4.1.3“稳定性”数据处理完成界面 4.1.4“稳定性”的控制图界面 处理完成“稳定性”数据后，“显示图形”按钮可用，单击该按钮，可以切换到控制图的显示界面。单击控制图界面中的“均值图”和“极差图”就可以显示相应的控制图。界面如图 4.1.4 所示。图 4.1.4“稳定性”控制图显示界面 4.1.5“稳定性”的报告 单击命令按钮“退出”，可以退出该界面，回到菜单栏界面。单击菜单栏中的“报告”菜单项，选择下拉菜单中的“稳定性报告”，弹出“稳定性数据的分析报告”，如图 4.1.5 所示。图 4.1.5“稳定性”完成报告 4.2 MSA 中“GRR”应用举例 MSA 中“GRR”在 MSA 软件系统中的操作流程图。启动软件 GRR 数据查询 GRR 数据分析 GRR 控制图 GRR 稳定性报告 图 4.2 “稳定性”操作流程图 4.2.1 启动 MSA 软件 打开 VB，调出 MSA 软件，按 F5 运行软件。运行成功后，界面如图 4.2.1 所示。.图 4.2.1 启动界面 菜单项中只有登录系统和帮助两个菜单项可用其他均为不可用状态。单击菜单栏中的登录系统，选择用户登录，在弹出的登录界面中输入用户名和密码，均为“test”。输入完成后，单击登录，进入操作界面。此时，菜单栏中的菜单项均为可用。4.2.2“GRR”数据查询界面 单击数据查询菜单项，弹出如图 4.1.2 所示的界面。图 4.1.2 数据查询界面 在“来自 Excel 表数据”下的组合文本框中选择“GRR 数据.xls”，单击“导出数据 2”可以将稳定性的数据导出。如果想以其他方式导出数据可以选择相应的方式，操作与前者一样。查完数据后，单击退出，回到菜单栏界面。4.2.3“GRR”数据分析界面 单击菜单栏界面中的菜单项“数据分析”选择下拉菜单中的“GRR 数据”选项，进入“GRR 数据”处理界面，按照命令按钮是否可用的步骤，一步一步对其数据进行处理，处理完成之后，得到的界面如图 4.2.3 所示。图 4.2.3“GRR”数据处理完成界面 4.2.4“GRR”的控制图界面 处理完成“GRR”数据后，“显示图形”按钮可用，单击该按钮，可以切换到控制图的显示界面。单击控制图界面中的“均值图”和“极差图”就可以显示相应的控制图。界面如图 4.2.4 所示。图 4.2.4“GRR”控制图显示界面 4.2.5“GRR”的报告 单击命令按钮“退出”，可以退出该界面，回到菜单栏界面。单击菜单栏中的“报告”菜单项，选择下拉菜单中的“GRR 报告”，弹出“GRR 数据的分析报告”，如图4.2.5 所示。图 4.2.5“GRR”