测量系统分析(MSA)教育培训资料

MSA基础知识教育资料2009年9月品证监查G22.11.测量系统的定义（注意点）21.10.测量系统的定义（选定）20.9.　测量系统的定义（GAUGE系统）19.8.　测量系统应具有的基本特性18.　7.　测量系统的定义17.　6.　MSA与校正的不同点16.　MSA体系图5.　测量系统的误差15.　MSA的频度与文书的提出4.　MSA目的14.　真值与基准值3.　MSA变动与工程变动的关系13.　特性的整理2.　MSA的重要性12.　MSA指南1.　MSA概况目录1/411、ＭＳＡ概况★　ＭＳＡ＝将测量系及测定器、实验装置的５个变动（偏倚性、直线性、安定性、反复性、再现性）的评价方法作为ＭＳＡ指南，制定了测量系统的评价方法。★　以工程能力/工程性能的评价为首，利用合格判定等的测量系统进行评价，但是这些测量系统的误差会对实测值产生影响。MSA就是为了调查影响程度的工具。★　所谓MSA就是指评价按要求测定的数据具有多大的信赖性的方法。2/412、ＭＳＡ的重要性★　为了评价部品（制品）的合格与否及工程能力，而测量部品（制品）。★　利用未进行安定性评价的测量系统，得到的测定数据，没有问题吗？★　利用未进行安定性评价（总之不能保证其信赖性）的测量系统测得的数据完全没有意义。3/41实际的工程变动测定的工程变动测量系统的变动3、ＭＳＡ变动与工程变动的关系★　测定的工程变动＝实际的工程变动＋测量系统的变动　例如、从测量数据得出的工程能力(Ppk)为1.2。　如果测量系统的变动为60%的话、实际的工程变动为2.0。　测量系统的变动越少，测得的工程变动就越接近实际的工程变动。4/414、ＭＳＡ目的将良品判定为不良品的将不良品判定为良品的可能性★　所谓MSA是指将进行错误判定的风险（区域Ⅱ）降低到最小限。LSLUSL基准值判定不良品的范围判定良品的范围判定不良品的范围作出错误判定的范围作出错误判定的范围特性5/415、测量系统的误差■　测量系统的误差有“正确性”和“精度”2个种类。■　正确性指测定值与部品的实际值间的差异。■　精度指用同一装置反复测量同一部品是的变动。■　无论是什么测量系统都会存在这两个误差中的一个或两者都存在。例如、某一测定器能够进行精度较高的测量（测定值基本上没有变动）、但不正确。或者某一测定器是正确的（测定值的平均非常接近 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 原器）、但精度不高（测定值的偏差较大）。正确且精度高精度高但不正确正确但精度低不正确且精度低6/416、ＭＳＡ与校正的不同点校正①　校正能够看出每个测定器的读取值偏出期待值多少。・・・计量法②　校正能够在认识偏出量的基础上进行再调整。・・・电波法③　以每个测定器为对象，不考虑组合。是“点”的评价⇒仅是校正时的评价测量系统的解析　　　①　MSA是指对测量系统进行评价的手法。②　将错误判定的可能性降低到最小限。③　不仅是个别测定器而是对人、方法、软件、环境等进行综合评价。是统计性调查⇒连续的“线”或“面”的评价。★　校正★　MSA7/417.测量系统的定义（S.W.I.P.E.）★　测量系统＝将评价的测定器、GAUGE、要员、方法、条件、软件、环境作为一个系（系统）进行考虑。　　　S标准W工件（如：零件）I仪器P人/程序E环境输出输入分析、决定8/417.测量系统的定义（S.W.I.P.E.）★　通过工件（部品）评价测量系，所以特定使用的部品。　　　人（要员）和方法工件（部品）测定器GAUGE方法/条件/软件环境9/41★　例如：寸法检查有以三次元测定器为中心的测定系，有以螺旋测微仪为中心的测定系，还有以卡尺为中心的测定系。7.测量系统的定义（S.W.I.P.E.）★　如果同一测定器有多台或检查员有多人的情况下，如果考虑所有的组合。将是一个庞大的工作量。这种情况下、如果是同一等级的测定器系的话就要任意选出具有代表性的一个测定系进行。　GRR等如果按照检查员组合进行评价的话，请按任意组合进行。没有必要按所有组合进行。10/418.测量系统应具有的基本特性■　MSA是对测量系统的评价。通过部品（制品）取得测量值并解析，但是需要注意由于取得的数据确实是部品（制品）的，因此很容易与部品的评价混为一谈！足够的分辨率和灵敏度，其精度高于过程变差要求，一般精度为1/10。测量系统统计受控，变差只来自普通原因。测量系统变差与产品公差相对较小。测量系统变差与过程变差相对较小。MS统计特性随着被测项目的变化而改变。11/418.测量系统应具有的基本特性■例：对电气特性的评价时，很容易按照每个测定项目进行评价。如果要按照每个项目进行的话，就形成很大的工作量也毫无效率可言。那就整理一下吧！■　以机械特性为例・・・　　・・・以下、多数的特性6mV出力5%形变率4dBS/N比3mAPICKUP的激光电流2mA马达电流１单位特性（项目）mV电压系2mA电流系１单位特性（项目）不是对制品的评价！是对测量系统的评价。测量系统分析的目的：主要关注：对每个零件能重复读数的测量系统。评定测量数据的质量。测量系统分类：计量型测量系统计数型测量系统12/419.测量系统分析的目的及分类接受新测量设备的标准一种测量装置与另一种的比较评价有缺陷量具的基础维修前后测量设备的比较计算过程变差以及生产过程的可接受水平13/4110.测量系统分析的时机测量系统必须显示足够的灵敏性测量系统必须是稳定的统计特性在预期的范围内一致，并足以满足测量的目的。在适当的特性位置正在测量正确的变量确定测量系统需要具有何种特性才是可接受的14/4111.评价测量系统时必须考虑的问题1.确定方法2.评价人数量3.评价人选择4.样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围5.仪器的分辨率为直接读取特性的预期过程变差的十分之一6.确定测量方法的一致性7.保证各次读数的统计独立性,背靠背7.1测量应按照随机顺序7.2读数估计到最小刻度的一半7.3.研究工作的人员要求,知其重要性且仔细认真15/4112.测量系统分析的准备16/4112.测量系统分析的准备例：★没有能够看出实测值的样品的情况下，按照以下方法进行。但是、还需对确定为标准样品的工件（ｎ≧10）进行测定，将ｎ回的平均值作为基准值。■　将用精度较高的测定器测定的数值作为基准值。　　例如、评价卡尺的情况，用三次元测定器测量的数值作为基准值。　　※样品无要求。■　将请测量精度较高的专家测量的数值作为基准值。　　例如、射击的话，以13环为目标。　　　■　将大量实测值的平均值为基准。　　　用于评价检查机等情况。17/4113.样品的选择方法LSLUSL基准值判定不良品的范围判定良品的范围判定不良品的范围作出错误判定的范围作出错误判定的范围12435678910横跨LSL的样品在通常的母集团中的样品横跨USL的样品■样品要包含稍微超出LSL/USL中心（超出规格）的制品。■因为只在范围Ⅲ中取样品的话，不能够对可能错误判定的范围进行评价。18/41■所谓的真值就是指部品的“实际测量值”。14.真值与基准值■偏倚性与直线性的评价是运用统计性的手法解析出基准值与测定值之间的差异。实际上是为了求得与真值间的差异并解析。　但是、因为不知道真值，所以将基准值作为真值的近似值代用。需要注意的是，真值并不等同于基准值。■　如果在安定的状态下运用测量系统，每个部品测得的测定值大量存在的话，该实绩数据可以作为接近真值的数据使用。　　　有实绩的测量系统的话,将实绩数据的平均值作为基准值。■连续数据测量系统的分析■离散数据测量系统的分析■破坏性的测量系统的分析测量系统的分析可以分为3大类：连续测量系统分析的对象为连续测量数据，例如：质量、长度、时间、高度、温度、电流值等等可以无限分下去的量。离散测量系统分析的对象为离散数据，例如：合格与不合格、通过与通不过、OK与NG等等除了可列的结果不能够再分的量。破坏性测量系统分析的对象主要是一些不可重复测量的制品。例如：测量CAS拔拉力、测量灯泡的使用寿命，胶的粘贴力等等。15.测量系统分析的类型19/41=+观测到的总误差（变异）σ2Totalσ2Processσ2MS测量对象误差（过程变异）测量系统的误差（变异）重複性σ2rpd再現性σ2rpd统计上的分析精密度(在准确度、线性、稳定度是在仪器校正期限内，我们可接受，正常生产时)：%GRR=6σMS6σTotal×100%%PT=6σMSUSL-LSL×100%统计上的两个度量：测量系统的变异在整个制品生产历史过程变异中的比重，注重过程。测量系统的变异在客户所给定的公差范围中的比重。能不能区分处良品！16.连续测量系统分析-120/41具体做法(通过Minitab分析)：选择能够代表整个过程范围的10台制品。■选择2—3名测量员。每个测量员对每个制品测量2—3次。■■数据存放在minitab中的形式是按照列来进行放置的，一一对应。16.连续测量系统分析-221/41进入分析软件的路径：Stat(统计分析)>QualityTools(质量工具)>Gagestudy(量具研究)>GageR＆Rstudy(crosed)量具研究（交叉）点击进入。MethodofAnalysis（分析方法）中:选择ANOVA,意思是需要识别测量员与部品之间的交互作用。■■MethodofAnalysis（分析方法）中:选择XbarandR,则不需要观察测量员与制品之间的交互作用。不但需要%GRR而且需要%PT值时（有公差范围的），点击Options，在上限—下限范围中，输入公差范围值，例如：客户给的公差范围为28.25±0.05mm，则输入0.1■16.连续测量系统分析-3■22/41OK后得到下页画面和计算结果：16.连续测量系统分析-423/41红色柱表示贡献率，是方差，因此具有可加性；其它不具有可加性。GRR是绿色的A的大小，这里给出一个视觉上的判断，大了或者小了。具体判断大小、合格与否的数值在计算结果中详细列出。ABCD■16.连续测量系统分析-524/41极差控制图，由总分布的标准差构成，每个点表示某个人同一台制品测量三次的极差，此图瘦一点为好，且不要跑出上下限为佳，若有跑出的则说明某个人的重复性不好。另外该图如果分层少于5层或者说有1/4的点落在0线上，则说明测量系统的分辨力不够。16.连续测量系统分析-625/41X的控制图，每个点表示同一台制品三次测量的平均值，上下限是由测量系统分布的标准差构成，因此此图越失控越好。另外，我们要看这三条线的走势应该大体上相似，否则说明某个人在测某台制品时，出现异常，或者在测量某台制品时出现什么问题。■■16.连续测量系统分析-726/41是观察点的波动或者系统的波动，此图中，点的波动越小，线的波动越大为佳。16.连续测量系统分析-827/41每个人测量制品的数值平均值的连线，这条线越平越好，如果弯曲的话，说明测量者之间有差异。16.连续测量系统分析-928/4129/41三条线分别为三个人测量每台制品平均值的连线图，这三条线重合或者平行比较好，交叉不好，如果交叉，说明某人测某台制品时出现异常，或者对某台制品有偏好，存在交互作用。16.连续测量系统分析-10我们要的%GRR数值我们要的%PT数值方差百分比贡献率16.连续测量系统分析-1130/4116.连续测量系统分析-1231/4132/41只有连续型的数据才有%GRR和%PT,离散型数据不存在，那离散型数据的测量系统我们如何进行分析呢？离散连续测量系统的具体做法：取至少30件制品，其中至少10件合格，至少10件不合格，这个数量与过程无关，例如，不良率为2%和50%，取样的数量和合格与不合格的比例是一样的。然后选取2个以上的测量员，每人对每件制品重复测量2次以上（每件都必须有测量结果或者标准答案）■■■17.离散性测量系统分析-133/41需要确认的项目：标准答案，须是提前知道的，通过相对标准的仪器测定得出，或者由权威的人士、经验丰富的几个人员共同判断出来的结果（当然，测量员提前不知道答案是什么）。同人同件重测的结果不同。1〉重复性百分比----量化检验员个人误差。不同人同件结果不同。2〉再现性百分比----量化检验员之间的误差。所有人结果是否全相同(不考虑答案是怎样的)。3〉一致性的百分比----量化测量系统的总误差。所有人结果是否全相同（考虑答案）。4〉与标准的一致性的百分比----量化测量系统的准确度，即例似偏倚的概念。■■17.离散性测量系统分析-2最后，整理成如下表格：■17.离散性测量系统分析-334/41Stat>qualitytools>AttributeAgreementAnalysis进入后Attributecolumn:Samples:Appraisers:Knownstandard:测量者测出的结果，需要判断的纵事件，零件的序号测量者提前知道的标准答案在MINITAB中的具体操作：■17.离散性测量系统分析-435/41我们可以通过分析的结果和例似这样的一个图形来综合评判：■最终参考此图的一致性80%以上分析结果Kappa在0.7以上17.离散性测量系统分析-536/41在破坏性实验的测量系统分析时，样品不可能被多次重复的测量，因此我们就会想一些办法进行弥补。■常用的办法是：认为同批次内样品间的差异小到可以忽略不计，用同一个批次中的多个样品当作单个样品来用。■例如：正常情况下，我们选择10个样本，3个操作者，每个操作者重复测量2次的方法来进行测量系统评价，共进行了60次测量。那么在破坏性实验的下：类似的我们也选择10个批次，每个批次选择6个样本，用这些样本来替代在非破坏性情况下同一个样本测量6次的作用。■人员A人员C人员B人员A人员B人员C样品1样品2样品2样品3样品4样品5样品6样品1正常(交叉)破坏性(嵌套)18.破坏性测量系统分析-137/41制品1制品2制品3制品9制品10相当于路径：stat(统计)/qualitytools(质量工具)/gagestudy(量具研究)/gageR＆Rstudy(nasted)(量具研究嵌套)，其余同连续测量系统一样和离散系统一样。18.破坏性测量系统分析-238/41无论是连续型、离散型还是破坏性的测量系统评价，提供出来的一些参数，都是供大家来参考的，需要我们在实际生产中，结合实际，来具体判断是不是继续使用我们的测量系统。StandardWorkpieceInstrumentEnvironmentPersonProcedure19.测量系统分析39/4120.GR&R的实施频度★　1年1次　(客户有求时，按照客户要求实施)★　重要人员变更时・・・检察员的变更★　测定方法变更时★　测定器变更时・・・测定器变更★　环境有变化时・・・・移设/迁移等★　没有必要每个部品进行。★　按照公差法中，如果指定了比基准严格的公差的话,有必要进行GRR。　　例：±0.05　⇒±0.01的情况、按±0.05的GRR的结果不能用于±0.01的公差上。⇒按±0.01再评价　★　关于鉴定时的MSA文书的提出，请按照记载在CP中的特性的测量系统，选择并添付合适的MSA数据。40/41安定性偏倚性直线性反复性再现性位置的变动（正确性）范围的变动（精度）GPC21.ＭＳＡ体系图41/41以上