企业产品质量测量系统分析.pptx

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1、测量系统分析测量系统分析Measurement Systems Analysis第九版：1999年2月0版权所有版权所有第第6 6版版版版 权权 所所 有有 ， 未未 经经 书书 面面 许许 可可 ， 不不 得得 以以 任任 何何 方方 式式 复复 制。制。 第九版：1999年2月1 测量系统分析（MSA）概述 MSA 和 QS-9000/TS16949的关系 MSA 3rd 新的变化 测量系统的统计特性 灵敏度 & APQP 偏倚、线形、稳定性 进行量具的重复性和再现性分析(GR&R) 计数型测量系统研究 MSA 技术总结 附件内容提要第九版：1999年2月2MSA 课程目的使参加培训的人员

2、：理解MSA在控制和改进过程中的重要性第三版和第二版的主要区别为测量不确定度建立量化的、可测量的和限制的指标和/或作出专业、有水平的评估所需的信息具备开展测量系统分析所需要的统计方法的实用知识第九版：1999年2月3第一章 测量系统分析概述第九版：1999年2月4MSA定义测量系统定义测量系统灵敏度灵敏度计量、校准计量、校准和追溯和追溯偏倚、线性偏倚、线性和稳定性和稳定性GR&R测量系统测量系统比较和分析工具比较和分析工具决策决策基于数据基于数据数据质量（偏倚数据质量（偏倚和方差）和方差）第九版：1999年2月5 测量：赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系。 测量系统：用来对被测特性

3、定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；是用来获得测量结果的整个过程。 评估这一系统的首要步骤是理解这一过程并确定其是否符合我们的要求什么是测量系统第九版：1999年2月6测量系统的范例 如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统应包括：被测量的零件人员测量仪器仪器使用方法进行测量的环境条件 作为测量活动的结果，我们产生一个数值，以此表示这个轴承孔的内径第九版：1999年2月7什么是测量系统分析 测量系统分析(MSA)MSA用于分析测量系统对测量值的影响强调仪器和人的影响 我们对测量系统作分析，以确定测量系统的统计特性的量化值，并与认可的标准相比

4、较第九版：1999年2月8MSA总目标 测量的不确定度 一个与测量结果有关的参数，其值分散的特性可以合理地归结于被测对象。 这些数据可表达为系列测量的统计分布、标准离差、概率、百分率、实测值减去实际值；在控制图或曲线图上的点等。第九版：1999年2月9测量系统分析典型的准备包括: 分析的作业指导书 评价人和样件的数量 重复读数和测试次数 尺寸的关键性 零件构造 在日常工作使用测量仪器的作业员 能代表整个工作范围的标准件 测量仪器的分辨率必须至少能够读出特性的过程变差的1/10第九版：1999年2月10持续改进的理念 与过程变差相关联，使测量系统分析对上述基本问题的确定变得更有意义。 针对日益强

5、调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公差的百分比来表达测量误差是不够的，而应该使用过程变差。第九版：1999年2月11测量系统分析的数据利用 用测量系统所收集的数据用于：控制过程评估影响过程结果的变量及其相互关系 利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影响的了解 把注意力放在测量系统上，以获得重复性和再现性第九版：1999年2月12测量系统变差的影响 决策是基于测量数据，因此测量值的“质量”决定了后续动作的质量。 测量系统变差的影响可分为：控制原理目的产品控制零件是否在规范之内？过程控制过程是否稳定和可接受？第九版：1999年2月13测量系统变差的影响 对产品决策的影响（P16）下限

6、下限上限上限目标目标第九版：1999年2月14测量系统变差的影响 对过程决策的影响第九版：1999年2月15基本问题评估测量系统，以确定：是否具备足够的灵敏度? a.仪器是否具有足够的分辨力？ b. 系统具有有效的分辨率？是否具备不随时间变化的统计稳定性？统计特性是否在期望范围内具备一致性，并为过程分析或过程控制的接受？（满足测量的目的？）第九版：1999年2月16测量系统变差源测量过程的构成因子（S、W、I、P、E）及其相互作用，产生了测量结果或数值的变差。测量值变差环境（E）方法（P）（程序）仪器（I）(机器)工件（W）人员（P）标准（S）第九版：1999年2月17环境如何影响测量数据 温

7、度变化引起热涨冷缩，使同一零件的同一特性产生不同的读数 光线不足妨碍正确读值 刺眼的光导致读值不正确 受时间影响的材料-如铝、塑料、玻璃 湿度 污染-如电磁、灰尘第九版：1999年2月18测量仪器如何影响测量结果 测量仪器的精度必须小于规范值 测量仪器的种类，如尺，卡尺 测量仪器的准确度和精密度 偏倚和线性 重复性和再现性 稳定性第九版：1999年2月19材料、方法、人员如何影响测量结果 材料： 人员： 方法（程序）：第九版：1999年2月20测量值并不总是精确的 测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作的判定 测量系统的误差可分为五类：偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性 在使用一个

8、测量系统前必须知道其测量变差第九版：1999年2月21MSA 应用 建立新量具的适用性和可接受性标准 把一个量具和另一个量具作比较 评估可疑的量具 量具维修前后的性能比较 计算测量系统变差 确定制造过程可接受性 绘制量具性能曲线（GPC）的必要信息第九版：1999年2月22从哪里开始？ 评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确保量测系统在符合使用它的要求状态下 把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和测量不确定性上 使用SPC的基本原理第九版：1999年2月23第二章 MSA 和 QS-9000/TS16949的关系第九版：1999年2月24检验、测量和测试仪器的控制-4.

9、11总则总则 - 4.11.1- 4.11.1所有检验、测量和测试设备，包括硬件和软件，都必须确定其测量不确定度，并使其在可接受的范围内第九版：1999年2月25检验、测量和测试仪器的控制-4.11控制程序 - 4.11.2确定准确度和精密度（所要求的）对使用校准失效量具检验并接受的产品必须重复检验校准和测试时的“环境条件”必须加以评估，以评定其对测量系统的影响确保搬运、保护和储存对测试用的硬件和软件作保护，以防止调整不当第九版：1999年2月26检验、测量和测试仪器的控制-4.11 检验、测量和测试仪器- 4.11.3记录必须包括员工自备量具在检查量具时，必须记录其条件和实际读数如果有可疑的

10、材料已被装运，应通知顾客确认测量系统分析的方法被顾客所批准。注意：绝大多数人把MSA理解为单纯的GR&R。本课程将证明这种错误观念与要求相差很远第九版：1999年2月27检验、测量和测试仪器的控制-4.11 测量系统分析 - 4.11.4对客户批准的控制计划中所确定的每一种检验、测量和测试系统作统计分析供应商应当把统计分析的范围从量具种类量具种类延伸到产品族分析方法和接受标准应符合客户批准的标准或MSA手册的要求第九版：1999年2月28实施 QS-9000的要求 - 4.11 标识所有检验、测量和测试设备（IMT），及其校准状态 确定量具（IMT）准确度和精密度 进行量具（IMT）的变差分析

11、 (MSA) 当量具（IMT）被发现处于非校准状态时，对其以前测量的结果作确认 确保所有量具（IMT）的搬运、保护、清洁、维护和存放 校准记录应包括个人量具 采用所有MSA手册中的标准第九版：1999年2月29TS16949:2002要求 测量系统分析7.6.1 -为分析各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须适用于在控制计划提及的测量系统。所用的分析方法及接受准则，必须与顾客关于测量系统分析的参考手册相一致。 第九版：1999年2月30卓越品质管理的方法卓越品质管理的方法最大限度地减少量具种类最大限度地减少量具数量根据产品族添置量具根据MSA手册的要求，按

12、产品族进行统计分析只采用符合MSA要求的量具不允许个人量具用6过程分布计算MSA结果，而不是规范或公差值 第九版：1999年2月31三大三大汽车公司的要求汽车公司的要求 三大汽车公司对供应商实施MSA 3rd的要求：Big3 about MSA 3rd第九版：1999年2月32第三章第三章MSA 3MSA 3rdrd的主要变化的主要变化第九版：1999年2月33MSA 3rd的主要变化的主要变化 系统地理解测量过程 测量开发和资源选择（第一章3、4节） 改变和扩展了偏倚和线性 新的计数型测量系统分析方法 复杂的测量系统分析实践 MSA与测量不确定度的比较 关于GRR标准差： 5.15 6第九版

13、：1999年2月34 第四章第四章测量系统的统计特性测量系统的统计特性第九版：1999年2月35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值一致 有如下统计特性： “零”变差 “零”偏倚 对被测量产品错误分类为“零”概率第九版：1999年2月36量测系统数据 确定所需数据，如何在APQP中使用测量系统 值得花费时间和成本以确定测量系统的统计特性是否满足要求 测量系统的质量由其测量值的统计特性所决定：偏倚：95%置信度下，0落在置信区间内（注意:不再是10%）线性：“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内GR&R10%;介于10-30%和ndc5第九版：1999年2月37数学表

14、达过程控制中所收集的数据包含二种不同的，相对独立的变差来源：制造过程变差 (MPV)测量系统变差 (MSV)总变差 (TV) = MPV + MSV第九版：1999年2月38测量系统的变差必须小于制造过程变差MSV MPVMSV MPV 注：测量系统的变差必须尽可能小注：测量系统的变差必须尽可能小 变差+ +MSVMSVMPVMPV 总变差总变差 (TV)(TV) 规范公差规范公差第九版：1999年2月39共同特性测量系统： 必须处于统计控制状态 与制造过程变差和规范容限相比，测量系统变差必须很小 测量精度不大于过程变差或规范容限中的较小者的十分之一 最大变差必须比过程变差或规范容限中较小者小

15、第九版：1999年2月40测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说，测量系统的变差不受特殊原因支配1.1. 一般说来，当没有数值(点)落在特殊原因区域内时，测量系统便处于统计控制状态2.2. 如果没有如SPC手册中描述的数据 趋势或漂移时，我们也可认为是统 计控制状态统计控制 普通原因区域普通原因区域特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域第九版：1999年2月41 测量系统变差必须小于规范公差或过程容限 测量系统的标记精度必须小于规范公差规范: 2.530 +/- 0.02测量系统精度: 0.001 规范第九版：1999年2月42仪器范例具有行业特点的检验、测量和测试仪器的种类粘度测量

16、仪拉伸测试机轮廓仪- 高倍显微镜X光测厚仪你们有哪些种类的IMT设备？_第九版：1999年2月43 第九版：1999年2月44第五章第五章灵敏度第九版：1999年2月45灵敏度灵敏度：最小的输入产生可探测出的输出信号，是在测量特性变化时测量系统的响应。 -由量具设计（分辨率）、固有质量（OEM）、使用中的维修及仪器和标准的操作条件确定。 -总是以一个测量单位报告。第九版：1999年2月46灵敏度 了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息 当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系统分析 当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用作过程控制第九版：1999年2月47灵敏度影响灵敏度的因素： - 使

17、仪器减振的能力 - 操作者的技能 - 测量装置的重复性 - 电子或气动量具提供无漂移运行的能力 - 仪器正在使用的环境，如大气、灰尘、湿度第九版：1999年2月48理解分辨率测量一个硬币的厚度 - 哪个测量系统对这三个硬币提供更好的变差信息?分辨力分辨力: “系统检测并如实显示的参考值的变化量。也可称为可读性或分辨率.” # S P- B- 0 0 1REPEATABI LI TY AND REPRODUCI BI LI TY REPORT7 - 0 2 - 9 7 NBR : A S - 0 0 7Eq u i p me n t De s c r i p t i o n : DA GE Da

18、 t e : MA R 0 7 . 9 8Ch a r a c t e r i s t i c s : BS T ( G/ W: 1 . 0 MI L) Pe r f o r me d b y :S p e c i f i c a t i o n : A BOV E 3 0 GRFr o m d a t a s h e e t : R=1 . 7 1Rp=2 6 . 7 9X d i f f =2 . 2 5 8Re a s o n f o r R&R s t u d y :Ne w Ga g e Qu a l i f i c a t i o n Ev a l u a t e Ga g e p

19、 e r f o r ma n c eXRo u t i n e Ev a l u a t e R&R o f g a g e Ot h e rMe a s u r e me n t Un i t A n a l y s i s % Pr o c e s s A n a l y s i sRe p e a t a b i l i t y - Eq u i p me n t V a r i a t i o n ( EV )T RI A LSK1EV =R* K124 . 6 5% EV =1 0 0 EV / T V =5 . 2 133 . 0 5=1 1 . 8 1% Re p r o d

20、u c i b i l i t y - A p p r a i s e r V a r i a t i o n ( A V )A V =%A V =1 0 0 A V / T V =1 3 . 6 5%=6 . 0 2Op e r a t o r sK223 . 6 5 * * * n = n u mb e r o f p a r t sr = n u mb e r o f t r i a l s32 . 7 0Re p e a t a b i l i t y & Re p r o d u c i b i l i t y ( R & R) R & R =PA RTK3% R & R =1 0

21、0 R&R / T V =7 . 9 652 . 0 8=1 8 . 0 5%Pa r t V a i a t i o n ( PV )61 . 9 3% PV=1 0 0 PV / T V PV=Rp* K371 . 8 2=9 8 . 3 6%=4 3 . 481 . 7 4T o t a l V a r i a t i o n ( T V )91 . 6 7T V=1 01 . 6 2=4 4 . 1 2Co n c l u s i o n :S a t i s f a c t o r yMa r g i n a lUn a c c e p t a b l eRe p e a t T r

22、 a i lRe p e a t a b i l i t yXRe p r o d u c i b i l i t yXR & RXRe c o mme n d a t i o n :第九版：1999年2月49分辨率和控制图范例用二个系统测量同一组样本建立如下页所示的均值和极差图(X&R 图)观察分辨率分别为0.001和0.01的二个测量系统之间的差别第九版：1999年2月50过程控制图第九版：1999年2月51分辨率不足 当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨率不足： 只有一、二或三个极差值可读 四分之一以上极差为零 选择分辨力按比例小于规范或过程变差，以获得足够的分辨率第九版：1999

23、年2月52分辨率的决定原则 推荐分辨力最大为过程分布6的十分之一，而不是公差（规范）的十分之一 在APQP和测试期间进行量具分辨力的研究研究制造过程或相似过程的极差图，根据前页和范例 从不断改进的角度看，公差值的十分之一可能不够。 第九版：1999年2月53 第六章第六章基准件和测量不确定度第九版：1999年2月54基准值 为了比较的一个一致认可的值 有时也称为： 可接受的值 常规值 指定值 最佳估算值 标准测量 测量的标准第九版：1999年2月55基准件 具有非常精确制定的一个或更多特性的一种材料或物质，用于仪器的校准、测量方法的评估或给材料赋值。第九版：1999年2月56国家/国际测量标准

24、 一个材料测量，测量仪器，基准件或系统准备去定义、实现、保存或复制一个零件、一个或更多的数量值，为了将它们去和其他测量仪器比较 这些标准被一些国家专业机构或国际一致认可的国际性服务机构所承认，作为确定其他所有与数量有关的标准件的值的依据 一些例子： -1Kg质量标准 -氦-氖激光长度标准 -标准量块 -铯原子频率标准 -100标准电阻 -Josephson Array 电压标准 - 第九版：1999年2月57国家/国际测量标准使用一个可追溯的标准以提供： 比较的共同点 测量系统有效性 测量系统准确性评价 解决零件间的冲突 最直接的验证指导第九版：1999年2月58可追溯标准的局限 在破坏性测试

25、中很难使用 有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准 有些测试没有行业或国家标准 在设计和开发、合同评审和APQP期间讨论这些局限性.第九版：1999年2月59选择 为了校准可能需要使用非常精密的基准件, 其他在实验室内验证的零件和/或相互认同的标准件. 这些都是通过最高级别的测量设备评定的最好的产品. 比较分析产生精确的数据，将决定为校准而需要的调整数量. 内部实验室比较: 组织, 性能和2个或更多的实验室按照预定的条件对设备的相同或相似的部件的评估.第九版：1999年2月60测量不确定度 用于描述测量值的质量的术语 测量不确定度是给组成测量系统的变量赋值的所有可能性的总和.（P58） 总

26、的可能性应衡量并且要与在进行的测量的重要性和关键性相一致.第九版：1999年2月61测量不确定度和校准 测量系统的不确定度第一次是通过校准过程而产生 校准允许对测量仪器、测量系统、或标在尺上的刻度值等的指示的误差的评价第九版：1999年2月62测量不确定度和校准 基准件本身, 校准和环境以及个人的活动的表现都对测量不确定度有影响. 这就是要经鉴定合格的和/或有资格的实验室以及你应接受对你的测量、检验和实验设备要做或已做校准的数据的益处的原因.第九版：1999年2月63测量不确定度 根据测量系统分析而作出的决定包括: 使用现有的系统, 同时考虑它的测量不确定度. 改进系统以控制产生变差的因子.

27、考虑其他具有更高级别的分辨率和能力的测量系统 (这通常会花更多的资金但你的 MSA 数据将帮助你确定并证实适当的资源.)第九版：1999年2月64第七章第七章偏倚、线性和稳定性第九版：1999年2月65准确度和精密度量化： 准确度准确度以偏倚评估 ISO和ASTM使用的准确度包括偏倚和重复性 精密度精密度以重复性和再现性评估第九版：1999年2月66准确度和精密度范例量具 A量具 B量具 CA 具有最佳准确度B 具有最佳精密度C 的准确度好于B量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值第九版：1999年2月67偏倚测量的观测观测均值与基准基准值之差。基准值，也称为可接受的基准值或标准值，用作测

28、量值的认可基准。基准值可以通过更高级别的测量设备进行测量而获得的测量均值来确定。第九版：1999年2月68偏倚范例 至 为 A的偏倚 至 为 B的偏倚 至 为 C的偏倚 量具 A量具 B量具 C量具 A的均值量具B的均值量具C的均值第九版：1999年2月69量具偏倚的工作指南1.1. 用标准值或高等级量具，如完全尺寸检验设备，获得可接受基 准值2.2. 用测量室或完全尺寸检验设备3.3. 由同一评价人对同一零件作至少10次测量4. 相对基准值作直方图，以判断是否存在特殊原因5.5. 计算：读数的均值偏倚= 观测值均值-基准值公式P74第九版：1999年2月70为何做量具偏倚分析 从比例上讲，不

29、会象GR&R那么大，但有助于量化准确度 用于同一量具的稳定性和线性进一步分析 可接受基准值应与其它统计特性评估相同 和以后其他评价人作GR&R分析时，作读数比较 第九版：1999年2月71量具偏倚大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，基准值有误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使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变形环境在常量上出错其他第九版：1999年2月72偏倚范例观测次数观测次数 外径观测值外径观测值 BiasBias 1 5.8 -0.2 2 5.7 -0.3 3 5.9 -0.1 4 5.9 -0.1

30、5 6.0 0.0 6 6.1 0.1 7 6.0 0.0 8 6.1 0.1 9 6.4 0.4 10 6.3 0.3 11 6.0 0.0 12 6.1 0.1 13 6.2 0.2 14 5.6 -0.4 15 6.0 0.0均值 (X-bar) = 6.0067偏倚 = 观测均值 - 基准值 =6.0067- 6.0 = 0.0067标准偏差= (6.4-5.6)/3.553 =0.22514均值的标准偏差= =0.22514/(sqrt15)=0.05813t=0.0067/0.05813=0.115395%置信区间：-1.118500.1319结论：偏倚是可以接受的，同时假定实际使

31、用不会导致附加变差源同一作业员对一个轴的外径作了15次测量，数据如下：,基准值为6.0，是一个基准值，即假定产品与原样一致。估计偏倚：第九版：1999年2月73线 性在在量具预期的工作范围内偏倚值的差值量具预期的工作范围内偏倚值的差值第九版：1999年2月74量具的线性 量具的线性可以通过对量具预期的工作范围内的偏倚分析而确定 至少要作二次分析，在量具量程范围的下限和上限各一次 量具量程范围的中部也应考虑第九版：1999年2月75量具线性分析量具线性工作指南1.1. 选择可在测量系统不同工作范围作测量的5-8个零件2.2. 用完全尺寸检验设备确定每个零件的基准值3 3. .由一个评价人和同一量

32、具测量所有零件4.4.每个零件重复m10次测量5.结果分析作图法（参见偏倚分析）第九版：1999年2月76量具线性分析量具线性工作指南(续)6.6.计算零件的偏倚和偏倚均值。7.7.将计算出的偏倚由小到大排序8.8.以偏倚均值(Y-轴)对基准值(X轴)建立散点图第九版：1999年2月77量具线性分析量具线性工作指南(续)9.9. 线性由这些点的最佳拟合直线的斜率确定。一般说来，斜率越小表示线性越好10.10. 计算量具的线性指数第九版：1999年2月78线性图析第九版：1999年2月79分析线性-如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬件或者同时调整两者，再校准以达到0偏倚。 -如果在测

33、量范围内偏倚不能被调整到0，只要测量系统保持稳定，仍可以用于产品/过程控制，但不能进行分析。第九版：1999年2月80线性误差的原因仪器需要校准，需要减少校准时间间隔仪器、设备或夹紧装置磨损缺乏维护磨损或损坏的基准，基准出现误差量具的工作范围的上限和下限未经正确的校准仪器质量差设计或一致性不好仪器设计或方法缺乏稳健性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变形环境在常量上出错其他第九版：1999年2月81稳定性稳定性(或漂移)是指一个测量系统在某一持续时间(指几天而不是几小时)获得的对同一基准或零件的一个单一特性的测量值总变差。 或者：偏倚随时间的变化第九版：1999年

34、2月82稳定性范例量具A的第一次均值量具A的第二次均值至 为A的稳定性第九版：1999年2月83稳定性 稳定性是测量系统对给定零件或标准零件在不同时间的偏倚的总变差 当同时有多个测量系统介入时，偏倚最小的那个系统被认为是“稳定”的系统第九版：1999年2月84量具的稳定性 一般没有R&R问题大 有助于确定校准周期 当多个系统精确测量同一标准件并随时间变化有显著的变差时，有助于确定最稳定的测量系统 应对测试跟踪并图表化(或至少在量具记录中记录实际读数和其它相关数据)第九版：1999年2月85对量具稳定性的影响 长时间的不用或间歇使用 二次稳定性试验的测量数很大或很小 环境或系统变化，例如：湿度，

35、气压与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效应、磨损度、缺乏维护、作业员或实验人员缺乏培训等第九版：1999年2月86量具稳定性错误的原因仪器需要校准，需要减少校准时间间隔仪器、设备或夹紧装置磨损正常老化或退化缺乏维护磨损或损坏的基准，基准出现误差量具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仪器设计或方法缺乏稳健性不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术变形环境变化温度、湿度、振动、清洁度在常量上出错其他第九版：1999年2月87量具稳定性分析量具稳定性工作指南1.1.使用在偏倚和线性分析中作为样件的基准/标准件 在保护环境下恰当地保存它们(产品的生命期内) 给它们标上名称和号码以便于

36、追溯和进一步研究，包括低、中、高极差值的样本2.2.定期（天、周）对标准件作3至5次测量(根据测量系统的具体情况而定)第九版：1999年2月88量具稳定性分析量具稳定性工作指南(续)3.3.把数据在均值和极差图或均值和标准差图标出 注：要求对每个标准件按过程或规范容限做一个图4.4.根据通常的SPC要求作评估（稳定？）5.5.将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用性第九版：1999年2月89对稳定性图的分析如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制状态均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不正确，检查检查： 偏倚改变了- 确定原因并改正 如果原因是磨损 - 重复校准、维修 -不必计

37、算测量系统稳定性数值 - 通过减少系统变差来改善稳 定性第九版：1999年2月90 第八章第八章 量具量具R&R分析分析第九版：1999年2月91GR&R 目的目的理解用AIAG计算方法所作的GR&R 注意注意:重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或分布偏倚、稳定性和线性用于对测量系统变差作定位第九版：1999年2月92重复性同一同一评鉴人员用同一测同一测量仪器量仪器测量多次测量同一零件的同一特性所获得的测量变差第九版：1999年2月93重复性范例量具 A量具 B量具 C量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值第九版：1999年2月94再现性不同不同评价人员用同一测量仪同一测量仪器器测量

38、同一零件同一零件的同一特性所获得的测量平均值的变差第九版：1999年2月95再现性范例 至 为A和 B的再现性 至 为A和 C的再现性 至 为B和 C的再现性量具 A量具 B量具 C量具A的均值量具B的均值量具C的均值第九版：1999年2月96量具R&R分析量具R&R工作指南1.1. 在测量系统使用者中选出2-3个评价人2.2. 抽取10个零件，以此代表实际或期望的过程变差3.3. 把零件从1至10编号，但号码不为被评价人所见4.4. 如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准第九版：1999年2月97量具R&R分析量具R&R工作指南(续)5.5. 由评价员A随机地对10个零件作测量，由一个观察

39、员记录测量结果6.6. 由其他评价员重复第5步，隐藏其他评鉴员所获得的读数7.7. 重复第5和第6步，用不同的随机组合测量8.8. 对每个评鉴员的读数计算均值和极差第九版：1999年2月98量具R&R分析量具R&R工作指南(续)9.9. 用所附GR&R报告表，记录零件均值和极差均值10.10.计算表示设备变差的重复性11.11.计算表示评鉴人员变差的再现性12.12.计算GR&R并转换成百分比13.13.计算零件变差并转换为百分比14.14.计算总变差第九版：1999年2月99GR&R分析 第二版和第三版都介绍了三种方法： -极差法 -均值极差法 -ANOVE法（方差分析法） MSA 3rd

40、有比较明显地推荐ANOVE法的意图。 采用何种方法取决与测量系统的目的和顾客要求！第九版：1999年2月100GR&R 方差分析法方差分析法 分析号 #: 1 分析日期:_ 量具 #: _ 量具描述: _量具类别: 3 Comment: Special Study 分析描述: 3个评价人; 10 个零件; 3 试验 变差来源变差来源 评估变差评估变差 总变差总变差% 贡献贡献 %重复性 (EV) 7.828 9.14 0.8再现性 (AV) 8.5757 10.01 1.0量具R&R (R&R) 11.611 13.56 1.8零件间变差 (PV) 84.843 99.08 98.2总变差 (

41、TV) 85.634注: % 重复性的总变差 = (EV/TV) x 100 % 重复的贡献份额 = (EV/TV)2 x 100% R&R贡献份额是 1.8 %, 仪器贡献份额0.8 %ANOVA 范例第九版：1999年2月101R&R 重复性重复性 -同一同一评鉴人员用同一测量仪同一测量仪器器测量多次测量同一零件的同一特性所获得的测量变差。 做极差图 再现性 -不同不同评价人员用同一测量仪同一测量仪器器测量同一零件同一零件的同一特性所获得的测量平均值的变差 做均值图第九版：1999年2月102极差图范例 2个评价人,3次实验，5个零件UCL = 0.055R = 0.024LCL = 01

42、234512345评价人 A评价人 B第九版：1999年2月103极差图结论 对于两个评价人,所有的点都在控制限制内,因此，评价人没有区别 如果其中一个评价人的测量值超出控制限制，那么结论是他的方法与另外一个不同 如果两个评价人都有一些点超出控制限制，那么结论是测量系统对评价人的技术敏感，需要改进以获得有用的数据第九版：1999年2月104均值图范例2名评价人; 4次试验; 5 个零件parts3.101234512345评价人 A评价人 B3.11LCL= 3.15.43.15X=3.1715UCL= 3.1893.20第九版：1999年2月105极差图结论 在这次分析中，10个点中的4个超

43、出控制限制 因为这少于总点数的一半，结论是测量系统不足以检查出零件间变差第九版：1999年2月106 练习6 GR&R图析第九版：1999年2月107GR&R可接受指南可接受的标准根据系统的R&R(R&R%)的评价值:_如果R&R%10%,系统可接受;_如果10% R&R%30%,系统需要做改进第九版：1999年2月108R&R的应用当重复性比再现性大时: -量具需要维修 -量具应重新设计来提高刚度 -改进量具的加紧和定位点 -存在过大的零件内变差第九版：1999年2月109R&R的应用当再现性比重复性大时: -评价人需要更好的使用量具的培训 -需要更好的操作定义 -量具上的刻度不清楚 -需要

44、夹具来提高使用量具的一致性第九版：1999年2月110第九章第九章计数型测量系统研究第九版：1999年2月111计数型测量系统一个计数型量具: -将每个零件与一个给定的限制相比较,如果满足 这个限制则接受这个零件 -用于接受/拒收一组标准件 -不能指出一个零件有多好或多坏,只能指出这个 零件是接受或拒受(通过/不通过)第九版：1999年2月112属性量具工作指南解析法（大样法）：解析法（大样法）： -对于计数型量具，用量具特性曲线(GPC)的概念来进行测量系统分析，用于评价量具的重复性和偏倚 。 -这种量具研究可用于单限值和双限值量具 。 - 对于双限值量具，假定误差是线性一致的，只需检查一个

45、界限线性 。 第九版：1999年2月113属性量具工作指南 一般地，计数型量具研究包括获得多个被选零件的基准值。这些零件经过多次(m)评价，连同接受总次数(a)，逐个零件地记录，从这些结果就能估计重复性和偏倚 。 第九版：1999年2月114属性量具工作指南第一步骤第一步骤选取零件。最根本的是已知研究中所用零件的基准值。应尽可能按实际情况等间隔选取八个零件，其最大和最小值应代表该过程范围八个零件必须用量具测量m=20,并记录接受的次数(a) 。第二步骤第二步骤对于整个研究，最小的零件必须a=0，最大的零件a=20，记录接受的次数(a)。其余1a19 。如果不满足这些准则，必须用量具测量更多的已

46、知其基准值的零件(X)。直到满足上述条件 。如果最小值零件的a0，那么选取越来越小的零件所评价直至a=0 如果，最大值零件的a20,那么选取越来越大的零件并评价直至a=20。如果六个零件不满足1a19，在全范围内的选取点选取额外零件，这些点可选在量具研究已测量的零件测量中间点。 第九版：1999年2月115属性量具工作指南第九版：1999年2月116自动测试系统 在APQP期间提出最重要的 -测量系统指明的软件 -控制限、范围、目标和界限的确定 -调整时间，设备、机器和环境因子的启动和停止时间 的补偿 确定所需的分辨力级别和过程控制计划 为IC过程选择一套适当的名义值第九版：1999年2月11

47、7自动测试系统 为了过程控制，指明产品参数变化范围，如2.9-3.9或3.8-4.0， 对测量/测试系统做偏倚、线性和GR&R分析 使用设备的能力去读出变化的数据或至少存储起来以在需要时再恢复 对每个变量和/或指定范围做分析并改进第九版：1999年2月118自动测试系统 试验设定 -优化测量窗口延时和测量窗口长度. -认真计划试验顺序. -不能对试验夹具或基座单独做做MSA，必须把它们作 为系统的一部分来做. -做分析时要考虑所有的正常变量，在做实验的地方， 由指派的人员去启动和运行它们.第九版：1999年2月119 第十章第十章 总 结第九版：1999年2月120MSA定义 MSA 测量系统

48、分析用于分析测量系统对量化 测量值的影响 变差变差 由人、材料、方法、仪器和/或环境引起 分辨力分辨力 测量系统探测被测值最小变化的能力 准确度准确度 测量值对照已知标准值的绝对正确程度第九版：1999年2月121MSA 定义 精密度精密度 测量系统产生或复制读数的能力 偏偏 倚倚 观测均值和基准之间的差别 稳定性稳定性 - 没有特殊原因变差 (也称为漂移)的统计控制状态，是测量系统在某个延展的时间内，测量同一标准件或零件的的单一特性所获得的总变差 。第九版：1999年2月122MSA 定义 线性线性 量具的量程内偏倚值的差 GR&R 量具的重复性和再现性 = (仪器 +评价人)变差重复性重复

49、性 同一同一评鉴人员用同一测量仪器同一测量仪器测量多次测量同一零件的同一特性所获得的测量变差。再现性再现性 -不同评鉴人员用同一测量仪器测量同一零件的同一特性所获得的测量平均值的变差第九版：1999年2月123MSA 定义 总变差总变差 = 制造过程变差 + 测量系统变差 控制图控制图 把系统或过程数据即时用图形表示，以帮助分析变差，并在过程失控时对失控原因作出反应第九版：1999年2月124MSA 定义 方差分析（方差分析（ANOVA） 使用数学的方法，如复杂运算统计表, 平方和, 控制图和图形比较，分析方差或分析数据中发现的变量。第九版：1999年2月125MSA 总结分分 辨辨 率率准准

50、 确确 性性精精 确确 度度偏偏 倚倚选择一个测量系统的基本要求 (通过检查极差图做目视分析)由测量的偏倚来衡量通过进行GRR的重复性评估来衡量通过观测均值减去基准值来量化第九版：1999年2月126MSA 总结控制图、方差分析控制图、方差分析稳稳 定定 性性线线 性性当测量系统间歇使用或较长时间不用后做分析 在量程范围内至少要做两次或三次偏倚分析 对相同样件做重复测量的工业测量系统用于分析异常或过大的变差 GR&R第九版：1999年2月127附录附录第九版：1999年2月128控制图常数控制图常数第九版：1999年2月129Ball Shear Test R&R 数据#SP-B-001NBR