P-009-009MSA 量测系统分析.ppt

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1、MSA量测系统分析大纲一、量测系统的由来二、量测系统的统计特性二、量测系统的统计特性三、量测数据变异的类型三、量测数据变异的类型四、符合四、符合MSAMSA量测设备标示量测设备标示五、注意事项五、注意事项一、量测系统的由来在在ISO/TS16949ISO/TS16949标准中标准中,提供了一种量测系统分析方法提供了一种量测系统分析方法（Measurement Systems AnalysisMeasurement Systems Analysis）,简称简称MSA,MSA,是是ISO/TS16949ISO/TS16949标准的五大手册之一标准的五大手册之一 量测系统量测系统:测量系统是用来对被

2、测特性定量测量或定测量系统是用来对被测特性定量测量或定 性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、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；夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来用来 获得测量结果的整个过程。获得测量结果的整个过程。1.1.目的目的:为验证产品符合需求为验证产品符合需求,应运用适当的统计研究应运用适当的统计研究,藉以分析量测及试验设备系统的变异藉以分析量测及试验设备系统的变异,特定此特定此 办法办法.2.2.范围范围:适用于管制计划里所列的量测系统适用于管制计划里所列的量测系统.(对应对应 SPC)SPC)所采用的分析方法和允收准则应符合顾所采用的

3、分析方法和允收准则应符合顾 客量测系统分析参考手册的规定。客量测系统分析参考手册的规定。3.3.时机时机:当客户要求时当客户要求时,新产品、新设备新产品、新设备导入时、仪导入时、仪 器校正有问题时、量测手法改变时，每年选器校正有问题时、量测手法改变时，每年选 择择客户管制特性量测用量具客户管制特性量测用量具时，应评估量测时，应评估量测 系统，确保量测系统的适用性，安排于设备系统，确保量测系统的适用性，安排于设备 校正后执行。校正后执行。我们在量测某一个产品时我们在量测某一个产品时,是由检验者持检验设是由检验者持检验设备以规定的方法对产品作量测动作备以规定的方法对产品作量测动作.所以所以MSAM

4、SA就是检就是检验法、检验设备、规定方法及产品的组合。验法、检验设备、规定方法及产品的组合。二、量测系统的统计特性二、量测系统的统计特性1、量测系统均须在统计管制下，而其所产生量测系统均须在统计管制下，而其所产生 之变异应根源于共同原因，而非特殊原之变异应根源于共同原因，而非特殊原因。因。2、量测系统之差异须相对小于生产制程之量测系统之差异须相对小于生产制程之差异。差异。3、量测系统之最小刻度须相对小于产品制程量测系统之最小刻度须相对小于产品制程 变异或规格界限之较小者。变异或规格界限之较小者。量测过程量测过程：标准：标准：零件：零件：仪器：仪器：人：人/程序程序：环境：环境SW IPE量测量

5、测数数值值分析分析输入输入输出输出可接受可接受可能可接受可能可接受须改善须改善量量 测测 系系 统统分析分析 在了解量测系统后，接着就是要知道什么是量测系统分析在了解量测系统后，接着就是要知道什么是量测系统分析.所所谓量测系统分析就是分析并了解下列情形谓量测系统分析就是分析并了解下列情形这个量测系统是否具有足够的解析力。解析力就是所用的量这个量测系统是否具有足够的解析力。解析力就是所用的量 具系统，是否能够有效的侦测出制程的变异具系统，是否能够有效的侦测出制程的变异.例如一个产品的外例如一个产品的外径为径为5.405.40 0.03,0.03,若你使用一个最小刻度为若你使用一个最小刻度为0.0

6、10.01的量具来量测这个的量具来量测这个尺寸的话尺寸的话,则称为解析力不足则称为解析力不足.量具系统是否会因为时间之变化而产生不稳定之现象量具系统是否会因为时间之变化而产生不稳定之现象.量测的误差是否在可允许的范围内？量测的误差是否在可允许的范围内？解析力：解析力：仪器仪表对输入值微小变化的响应能力仪器仪表对输入值微小变化的响应能力（最小（最小刻度刻度/分辨率）分辨率）。三、量测数据变异的类型三、量测数据变异的类型(1)(1)偏倚偏倚 (Bias)(Bias)(2)(2)稳定性稳定性(Stability)(Stability)(3)(3)线性线性 (Linearity)(Linearity)

7、(4)(4)重复性重复性(Repeatability)(Repeatability)(5)(5)再现性再现性(Reproducibility(Reproducibility)(6)(6)重复性重复性+再现性再现性=GRR=GRR(7)Kappa(7)Kappa(计数型计数型)(1)偏倚偏倚(Bias)偏倚偏倚(Bias)：通常被称为准确性，但准确性：通常被称为准确性，但准确性有多种解释，故有不同涵盖意思。有多种解释，故有不同涵盖意思。偏倚是指对相同零件上量测多次所得平偏倚是指对相同零件上量测多次所得平 均值均值与与基准值基准值之之间的间的差异。差异。偏移偏移=平均值平均值-基准值基准值 VT：

8、基准值（可由较高等级量：基准值（可由较高等级量 具多次量测之平均值）具多次量测之平均值）VA：量测平均值：量测平均值（至少（至少10次）次）偏倚偏倚(Bias)VA量测平均值量测平均值VT造成过大偏倚的可能原因：造成过大偏倚的可能原因：F 仪器需要校正；仪器需要校正；F 线性误差；线性误差；F 基准的磨损或损坏，基准偏差；基准的磨损或损坏，基准偏差；F 不适当的校正或使用基准设定；不适当的校正或使用基准设定；F 仪器质量不良设计或符合性；仪器质量不良设计或符合性；F 仪器、设备或夹具磨损；仪器、设备或夹具磨损；F 使用了错误的量具；使用了错误的量具；F 不同的测量方法作业准备、加载、夹紧、技巧

9、；不同的测量方法作业准备、加载、夹紧、技巧；F 量测的特性不对；量测的特性不对；F 变形变形(量具或零件量具或零件)；F 环境温度、湿度、振动、清洁；环境温度、湿度、振动、清洁；F 错误的假设，应用的参数不对错误的假设，应用的参数不对F 应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差(易读性、易读性、视差视差)。(2)稳定性稳定性(Stability)稳定性稳定性(Stability)：又称漂移：又称漂移(Drift)，指经过一段长，指经过一段长 期时间下，用相同的量测系统标期时间下，用相同的量测系统标 准，对同一基准或零件的同一特准，对同一基准或零件

10、的同一特 性性，量测所得到的变异。，量测所得到的变异。時間時間造成稳定性的可能原因：造成稳定性的可能原因：F 仪器需要校正，缩短校正周期；仪器需要校正，缩短校正周期；F 仪器、设备或夹具的磨损；仪器、设备或夹具的磨损；F 正常的老化或损坏；正常的老化或损坏；F 维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁；维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁；F 基准的磨损或损坏，基准的误差；基准的磨损或损坏，基准的误差；F 不适当的校正或使用基准设定；不适当的校正或使用基准设定；F 仪器质量不好设计或符合性；仪器质量不好设计或符合性；F 仪器缺少稳健的设计或方法；仪器缺少稳健的设

11、计或方法；F 不同的测量方法作业准备、加载、夹紧、技巧；不同的测量方法作业准备、加载、夹紧、技巧；F 变形变形(量测或零件量测或零件)；F 环境变化温度、湿度、振动、清洁；环境变化温度、湿度、振动、清洁；F 错误的假设，应用的参数不对；错误的假设，应用的参数不对；F 应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差(易读性、易读性、视差视差)。(3)线性线性(Linearity)线性线性(Linearity)：线性是指量具在工作：线性是指量具在工作范范 围内，偏倚量之差异分布状况。围内，偏倚量之差异分布状况。數值數值A數值數值B偏倚偏倚小小偏倚偏倚大

12、大注：注：在量程范围内，偏倚不是基准值的线性函数。不具备线性的测量系统不是合格的，需要校正。观测的平均值 基准值 无偏倚有偏倚造成线性误差的可能原因：造成线性误差的可能原因：F 仪器需要校正，缩短校正周期；仪器需要校正，缩短校正周期；F 仪器、设备或夹具的磨损；仪器、设备或夹具的磨损；F 维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁；维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁；F 基准的磨损或损坏，基准的误差最小最大；基准的磨损或损坏，基准的误差最小最大；F 不适当的校正不适当的校正(没有涵盖操作范没有涵盖操作范圍圍)或使用基准设定；或使用基准设定；F 仪器质量不好设计或

13、符合性；仪器质量不好设计或符合性；F 缺乏稳健的仪器设计或方法；缺乏稳健的仪器设计或方法；F 应用了错误的量具；应用了错误的量具；F 不同的测量方法作业准备、加载、夹紧、技巧；不同的测量方法作业准备、加载、夹紧、技巧；F 随着测量尺寸不同，（量具或零件）变形量不同；随着测量尺寸不同，（量具或零件）变形量不同；F 环境温度、湿度、振动、清洁；环境温度、湿度、振动、清洁；F 错误的假设，应用的常数不对错误的假设，应用的常数不对F 应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差(易读性、视易读性、视差差)。(4)重复性重复性(Repeatability)重复

14、性重复性(Repeatability)：又称量具变异：又称量具变异(EquipmentVariation，EV)同一位作业者，同一位作业者，使用使用相同仪器相同仪器多次量测多次量测相同零件相同零件指定特性指定特性时的变异。时的变异。重複性重複性參考值參考值造成重复性的可能原因：造成重复性的可能原因：F 零件内部零件内部(抽样样本抽样样本):形状、位置、表面亮度、锥度、样本的一形状、位置、表面亮度、锥度、样本的一致性致性F零件内部零件内部:维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好F 标准内部标准内部:质量、等级、磨损质量、等级、磨损F 方法内部方法

15、内部:作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变异作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变异F 评价者内部评价者内部:技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳疲劳F 环境内部环境内部:对温度、湿度、震动、清洁的小幅度波动对温度、湿度、震动、清洁的小幅度波动F 错误的假設错误的假設:稳定，适当的操作稳定，适当的操作F 缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好F 量具误用量具误用F 失真失真(量具或零件量具或零件)、缺乏坚固性、缺乏坚固性F 应用应用:零件数量、位置、观测误差零件数量、位置、观测误差(易读性、

16、视差易读性、视差)(5)再现性再现性(Reproducibility)再现性再现性(Reproducibility)：又称评价者变异：又称评价者变异(AppraiserVariation,AV)，指，指不同评价者不同评价者以以相相同量具同量具，量測，量測相同产品相同产品特性时，量测平均数特性时，量测平均数之变异。之变异。再現性再現性評價者評價者A評價者評價者C評價者評價者B造成再现性误差的可能原因：造成再现性误差的可能原因：F 零件之间零件之间(抽样样本抽样样本)：使用相同的仪器、操作者和方法量测：使用相同的仪器、操作者和方法量测A、B 、C零件类型时的平均差异。零件类型时的平均差异。F 仪器

17、之间：在相同零件、操作者和环境下使用仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器量测仪器量测 的平均数的差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方的平均数的差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和或操作者的误差。法和或操作者的误差。F 标准之间：在量测过程中，不同的设定标准的平均影响。标准之间：在量测过程中，不同的设定标准的平均影响。F 方法之间：由于改变量测点密度、手动或自动系统、归零、固定方法之间：由于改变量测点密度、手动或自动系统、归零、固定 或夹紧方法等所造成的平均数差异。或夹紧方法等所造成的平均数差异。F 评价者评价者(操作者操作者)之间：评价者之间：评价

18、者A、B、C之间由于培训、技巧、技之间由于培训、技巧、技 能和经验所造成的平均数的差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用能和经验所造成的平均数的差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用 手动量测仪器时使用这种研究方法。手动量测仪器时使用这种研究方法。计量型的做法计量型的做法：(1)(1)取样取样:10:10个样品个样品,其中要有其中要有50%50%的不良品的不良品(偏上限偏上限,偏下限偏下限,超出规格的不良品均可超出规格的不良品均可),),分别装入胶袋并编好号分别装入胶袋并编好号.(2)(2)依量测者依量测者A A、B B、C C顺序持同一个量具随机量测这顺序持同一个量具随机量测这1010个个零件零件,

19、使他们不知道相互之间的量测值使他们不知道相互之间的量测值,输入输入GRRGRR计量计量型报告表内型报告表内.(3)(3)重复量测重复量测3 3次次.将结果填入将结果填入GRRGRR报告表里报告表里.（6 6）GRR(GRR(计量型计量型)：是结合量具重复性和再现性变异的估计值是结合量具重复性和再现性变异的估计值判读判读:A.重复性重复性(EV)再现性再现性(AV)。(1)量测仪器需加以保养。量测仪器需加以保养。(2)产品之变异出现异常。产品之变异出现异常。(3)量具之夹紧或定位（量具之夹紧或定位（OFFSET）不一致。）不一致。B.再现性再现性(AV)重复性重复性(EV)。(1)量具之校正未落

20、实。量具之校正未落实。(2)作业着对量具使用不熟。作业着对量具使用不熟。(3)可能需要辅助仪器协助作业者使用量具。可能需要辅助仪器协助作业者使用量具。主要从以下主要从以下4点判定点判定:1.量具重复性和再现性量具重复性和再现性(GRR)的可接受性准则的可接受性准则 a.数值数值10%表示该量具系统可接受。表示该量具系统可接受。b.10%数值数值30%表表示示该该量量具具系系统统可可接接受受或或不不接接受受，决决定定于于该该量量具具系系统统之之重重要要性性、修修理所需之费用等因素理所需之费用等因素。c.数值数值 30%表表示示该该量量具具系系统统不不能能接接受受，须须予予以改进。以改进。2.nd

21、c2.ndc:是一个分辨指数是一个分辨指数,一般要求一般要求5.3.R3.R图图:数据全部落在管制界限以内且呈随机分布数据全部落在管制界限以内且呈随机分布,则可接受则可接受.4.X-bar4.X-bar图图:表示测量系统有足够的分辨力来测量样本零件所代表示测量系统有足够的分辨力来测量样本零件所代表的过程变异，若表的过程变异，若50%50%或以上数据落在管制界限外，则可接受。或以上数据落在管制界限外，则可接受。7.7.Kappa(Kappa(计数型计数型)目前我们做的主要是针对外观做目前我们做的主要是针对外观做Kappa.Kappa.KappaKappa的做法：的做法：1.1.作业者分为作业者分

22、为A A、B B、C C三者，零件三者，零件5050个分别编号，但不让作业者看到编个分别编号，但不让作业者看到编号，零件中应含适量不合格件号，零件中应含适量不合格件(15(15个左右个左右)。2 2.依作业者依作业者A A、B B、C C顺序持同一量具随机量测顺序持同一量具随机量测5050个零件，合格者以个零件，合格者以”1 1”，不合格者以，不合格者以”0 0”符号分别记录在计数型符号分别记录在计数型KappaKappa报告书。重复第报告书。重复第2 2点点3 3次次.Kappa:Kappa:属一种计数型资料分析方式。为确定一致性的程属一种计数型资料分析方式。为确定一致性的程度，度，使用使用

23、CohenCohen的的KappaKappa，来衡量两个以上作业者对，来衡量两个以上作业者对同一物体同一物体进行判定时，其判定结论的一致性。进行判定时，其判定结论的一致性。决定测量系统决定测量系统有效性有效性错误率错误率错误警报率错误警报率KappaKappa评价者的可接受性评价者的可接受性90%90%2%2%5%5%75%75%可接受的评价者可接受的评价者-可能需要改进可能需要改进80%80%5%5%10%10%40%40%不可接受的评价不可接受的评价者者-需要改进需要改进80%80%5%5%10%10%40%40%3 3.依计算结果进行资料分析，可从：有效性、错误率、错误警报率、依计算结果

24、进行资料分析，可从：有效性、错误率、错误警报率、KappaKappa等着手，等着手，判读判读方式如下表：方式如下表：四、符合四、符合MSAMSA量测设备标示量测设备标示MSA确认识别号码：校验日期：发 证 人：PASS蓝色底色当设备以当设备以MSAMSA手法确认且符合允收标准时手法确认且符合允收标准时,须加上标须加上标签以清楚示别仪器设备状况签以清楚示别仪器设备状况,发证人为品保部量测设发证人为品保部量测设备管理人员备管理人员,其标签如下其标签如下5.5.注意事项注意事项1.建立必要之指导书文件，例如分析指导书等。建立必要之指导书文件，例如分析指导书等。2.2.建立必要之程序书，以管制所有量测系统维持在正常及最建立必要之程序书，以管制所有量测系统维持在正常及最 佳状态。佳状态。3.3.须有合格之分析人员，待分析之量具，以及必要之环境。须有合格之分析人员，待分析之量具，以及必要之环境。4.4.依据相关之指导书执行分析作业。依据相关之指导书执行分析作业。5.5.搜集足够之数据，再依据所使用之分析窗体执行分析作搜集足够之数据，再依据所使用之分析窗体执行分析作 业。业。6.6.应有分析结论判定此量测系统是处于可接受、勉强接受或应有分析结论判定此量测系统是处于可接受、勉强接受或 不能接受。不能接受。