MSA基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

第一章通用測(cè)量系統(tǒng)指南MSA目的：選擇各種方法來(lái)評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量。被檢產(chǎn)品特性卜輸入檢驗(yàn)/測(cè)量，一數(shù)據(jù)二測(cè)量結(jié)果*輸出賦值過(guò)程受控：量具、儀器、檢測(cè)人員、程序、軟件活動(dòng)：測(cè)量、分析、校正適用范圍：用于對(duì)每一零件能重復(fù)讀數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量和測(cè)量過(guò)程：1）賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系；2）賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程；3）賦予的值定義為測(cè)量值；4）測(cè)量過(guò)程看成一個(gè)制造過(guò)程，它產(chǎn)生數(shù)字（數(shù)據(jù)）作為輸出。量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來(lái)特指在車間的裝置；包括用來(lái)測(cè)量合格/不合格的裝置。

測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件、以及操作人員的集合；用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。測(cè)量變差：?多次測(cè)量結(jié)果變異程度；常用。m表示；也可用測(cè)量過(guò)程過(guò)程變差R&R表示。注：測(cè)量過(guò)程（數(shù)據(jù)）服從正態(tài)分布；R&R=5.15%表征測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量最通用的統(tǒng)計(jì)特性是偏倚和方差。所謂偏倚特性，是指數(shù)據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值的位置，而所謂方差的特性，是指數(shù)據(jù)的分布。測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量特性：?測(cè)量成本；?測(cè)量的容易程度；?最重要的是測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性。常用統(tǒng)計(jì)特性：?重復(fù)性（針對(duì)同一人，反映量具本身情況）?再現(xiàn)性（針對(duì)不同人，反映測(cè)量方法情況）?穩(wěn)定性?偏倚?線性（針對(duì)不同尺寸的研究）注：對(duì)不同的測(cè)量系統(tǒng)可能需要有不同的統(tǒng)計(jì)特性（相對(duì)于顧客的要求）。測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其統(tǒng)計(jì)特性的基本要求：?測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中；?測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過(guò)程的變異??；?變異應(yīng)小于公差帶；?測(cè)量精度應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者（十分之一）；?測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化時(shí)，其最大的變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶中的較小者。評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)問(wèn)題：?有足夠的分辨力；（根據(jù)產(chǎn)品特性的需要）一定時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)上保持一致（穩(wěn)定性）；在預(yù)期范圍（被測(cè)項(xiàng)目）內(nèi)一致可用于過(guò)程分析或過(guò)程控制。?這些問(wèn)題的確定同過(guò)程的變差聯(lián)系起來(lái)是很有意義的。長(zhǎng)期存在的把測(cè)量誤差只作為公差范圍百分率來(lái)報(bào)告的傳統(tǒng)，是不適應(yīng)汽車行業(yè)的發(fā)展的。評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)：?確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有滿足要求的統(tǒng)計(jì)特性；?發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著的影響；?驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)特性持續(xù)滿足要求（R&R）。應(yīng)考慮使用盲測(cè)，還要考慮試驗(yàn)成本、時(shí)間。程序文件要求：?示例；選擇待測(cè)項(xiàng)目和環(huán)境規(guī)范；?規(guī)定收集、記錄、分析數(shù)據(jù)的詳細(xì)說(shuō)明；?關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和概念可操作的定義、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明、明確授權(quán)。包括：a.評(píng)定，b.評(píng)定機(jī)構(gòu)的職責(zé)，c.對(duì)評(píng)定結(jié)果的處理方式及責(zé)任第二章分析/評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的方法測(cè)量系統(tǒng)變差的類型：偏倚?重復(fù)性?再現(xiàn)性?穩(wěn)定性線性測(cè)量系統(tǒng)研究可提供：?接收新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則；?一種測(cè)量設(shè)備與另一種的比較；?評(píng)價(jià)懷疑有缺陷的量具的根據(jù)；?維修前后測(cè)量設(shè)備的比較；?計(jì)算過(guò)程變差，以及生產(chǎn)過(guò)程的可接收性水平；?作出量具特性曲線（GPC）的必要信息。GPC指示接收某一真值零件的概率。偏倚：?定義：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值。又稱為“準(zhǔn)確度”。注：基準(zhǔn)值可通過(guò)更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量取平均值。?確定方法：1）在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量；2）讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少10次；3）計(jì)算讀數(shù)的平均值。?偏倚原因：1）基準(zhǔn)的誤差；2）磨損的零件；3）制造的儀器尺寸不對(duì)；4）儀器測(cè)量非代表性的特性；5）儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；6）評(píng)價(jià)人員使用儀器不正確。

重復(fù)性重復(fù)性:重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值變?定義:是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值變差。測(cè)量過(guò)程的重復(fù)性意味著測(cè)量系統(tǒng)自身的變異是一致的。?確定方法:1）采用極差圖;2）如果極差圖受控，則儀器變差及測(cè)量過(guò)程在研究期間是一致的;3）重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差距（。e）的估計(jì)為R/d2*;4）儀器變差或重復(fù)性將為5.15R/d2*或4.65R；（dj依賴于試驗(yàn)次數(shù)及零件乘以評(píng)價(jià)人數(shù)量從表中查處）注（假定為兩次重復(fù)測(cè)量，評(píng)價(jià)人數(shù)乘以零件數(shù)量大于15）5）此時(shí)代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99%。?極差圖失控：1）應(yīng)調(diào)查識(shí)別為失控的點(diǎn)的不一致性原因加以糾正;2）例外：當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分辨率不足時(shí)。

再現(xiàn)性:，?定義：，是由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。?確定方法：1）確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值；2）從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差（R0）來(lái)估計(jì)；3）再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差（。0）估計(jì)為R0/d2*；4）再現(xiàn)性為5.15R0/d2*或3.65R0；5）代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99%。6）由于量具變差影響了該估計(jì)值，必須通過(guò)減去重復(fù)性部分來(lái)校正。穩(wěn)定性：定義：是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。穩(wěn)定性有兩個(gè)概念一個(gè)是上面的概念，另一個(gè)是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性是測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性同樣可以應(yīng)用到重復(fù)性、偏倚、一般過(guò)程等。統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性結(jié)合專業(yè)知識(shí)，允許我們預(yù)測(cè)將來(lái)的過(guò)程性能。如果不了解一個(gè)測(cè)量過(guò)程控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)，而只有重復(fù)性、再現(xiàn)性等的數(shù)字對(duì)于將來(lái)的性能沒(méi)有任何意義。在不知道測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，評(píng)價(jià)該系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性可能弊大于利。分析穩(wěn)定性時(shí)，時(shí)間是重要因素，但更重要的因素是在穩(wěn)定性分析期間內(nèi)系統(tǒng)外部的條件。因此，沒(méi)有專業(yè)知識(shí)，不可能確定用于穩(wěn)定性分析的時(shí)間表。應(yīng)努力使產(chǎn)生不穩(wěn)定的條件不敏感，當(dāng)評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)，必須考慮到系統(tǒng)試驗(yàn)壽命周期間會(huì)遇到的預(yù)期環(huán)境、使用者、零件及方法。推薦使用控制圖來(lái)確定統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。沒(méi)有必要計(jì)算測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性的數(shù)值。系統(tǒng)的改進(jìn)可在圖上看出來(lái)。改進(jìn)的形式可能是排除特殊原因，可視為便窄了控制限等。線性：

?定義:是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值?；鶞?zhǔn)值基準(zhǔn)值偏倚較大i*―偏倚較小<i觀測(cè)的平均值觀測(cè)的平均值范圍的較低部分范圍的較高部分注：?在量程范圍內(nèi)，偏倚不是基準(zhǔn)值的線性函數(shù)。?不具備線性的測(cè)量系統(tǒng)不是合格的，需要校正。?確定方法：1）在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)選擇一些零件；2）被選零件的偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀察平均值之間的差值確定；3）最佳擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的直線的斜率乘以零件的過(guò)程變差是代表量具線性的指數(shù)；4）將線性乘以100然后除以過(guò)程變差得到“％線性”。?非線性原因:1）在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；2）最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差；3）磨損的儀器；儀器固有的設(shè)計(jì)特性。擬合優(yōu)度可用來(lái)推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的關(guān)系。但線性是由最佳擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)度（R2）的值確定的。一般地，斜率越低，量具線性越好;相反斜率越大，量具線性越差。零件間變差：?定義：一一零件間固有的差異；――不包含測(cè)量的變差。?確定方法：使用均值控制圖：1）子組平均值反映出零件間的差異；2）零件平均值的控制限值以重復(fù)性誤差為基礎(chǔ)，而不是零件間的變差；3）沒(méi)有一個(gè)子組平均值在這些限值之外，則零件間變差隱蔽在重復(fù)性中，測(cè)量變差支配著過(guò)程變差，如果這些零件用來(lái)代表過(guò)程變差，則此測(cè)量系統(tǒng)用于分析過(guò)程是不可接受的；4）如果越多的平均值落在限值之外，該測(cè)量越有用。（注：非受控，50%以上為好；即：R圖受控，X圖大部分點(diǎn)在界外）?測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差：。m="（0?+002）?零件之間標(biāo)準(zhǔn)偏差的確定：――可由測(cè)量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或由獨(dú)立的過(guò)程能力研究決定。1）確定每一零件平均值；2）找出樣品平均值極差（RP）；3）零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差（op）估計(jì)為RP/d2*；4）零件間變差PV為5.15Rp/d2*或3.65Rp；代表正態(tài)分布的99%測(cè)量結(jié)果。5）總過(guò)程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差：。「頂。：+。澆）；貝V零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差：op=..J（。2-。溫）；6）與測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的容差的百分比R&R為5.15*［。m/容差］100；產(chǎn)品尺寸的分級(jí)（數(shù)據(jù)分級(jí)）：［七/。帛*1.41或1.41（PV/R&R）確定。PV=5-15。PTV=5-15。T第三章測(cè)量系統(tǒng)研究程序準(zhǔn)備工作：1）先計(jì)劃將要使用的方法；2）確定評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)：?關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和/或試驗(yàn)；?大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)；3）從日常操作該儀器的人中挑選評(píng)價(jià)人；4）樣品必須從過(guò)程中選取并代表其整個(gè)工作范圍；5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一；6）確保測(cè)量方法（即評(píng)價(jià)人和儀器）在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸。測(cè)量順序：1）測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序；2）評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)；3）研究人應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)；艮即評(píng)價(jià)人A,零件1,第一次試驗(yàn)；評(píng)價(jià)人B,零件2,第二次試驗(yàn)等；4）讀數(shù)就取至最小刻度的一半；5）研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行；6）每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同的方法（包括所有步驟）來(lái)獲得讀數(shù)。

3.計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南：確定穩(wěn)定性用指南：獲得一樣本并確定其相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；定期(天、周)測(cè)量基準(zhǔn)樣品3?5次；在X&R或X&S控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)；確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)；計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測(cè)量過(guò)程偏差相比較，確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性是否適于應(yīng)用。確定偏倚用指南：獨(dú)立樣本法：獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值;讓一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次；計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值；通過(guò)該平均值減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚：偏倚=觀測(cè)平均值一基準(zhǔn)值過(guò)程變差=66極差偏倚％=偏倚％=偏倚過(guò)程變差確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南：常用方法：極差法、均值和極差法.方差分析法等。極差法：極差法是一種改進(jìn)的計(jì)量型量具研究方法，可迅速提供一個(gè)測(cè)量變異的近似值。使用兩名評(píng)價(jià)人和五個(gè)零件進(jìn)行分析:例：零件評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B極差（A—B）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10平均極差(R)=ERi/5=0.35/5=0.07GR&R=5.15(R)/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303過(guò)程變差=0.40%GR&G=100[GR&G/過(guò)程變差]=100[0.303/0.40]=75.5%均值和極差法：均值和極差法是一種提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法。重復(fù)性比再現(xiàn)性大的原因：儀器需要維護(hù)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度；夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需要改進(jìn)；存在過(guò)大的零件變差。再現(xiàn)性比重復(fù)性大的原因：評(píng)價(jià)人需要更好的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)；量具刻度盤上的刻度不清楚；需要某種夾具幫助評(píng)價(jià)人提高使用量具的一致性。研究程序：取等得包含10個(gè)零件的一個(gè)樣本，代表過(guò)程變差的實(shí)際或預(yù)期范圍；指定評(píng)價(jià)人A、B和C,并按1至10給零件編號(hào)(評(píng)價(jià)人不能看到數(shù)字)；如果校準(zhǔn)是正常程序中的一部分，則對(duì)量具進(jìn)行校準(zhǔn)；讓評(píng)價(jià)人A隨機(jī)測(cè)量10個(gè)零件，由觀測(cè)人記錄結(jié)果填入第1行，讓評(píng)價(jià)人B和C隨機(jī)測(cè)量這10個(gè)零件，由觀測(cè)人記錄結(jié)果填入第6、11行，三人測(cè)量時(shí)應(yīng)互相不看對(duì)方的數(shù)據(jù)；使用不同的隨機(jī)順序重復(fù)上述操作過(guò)程；數(shù)值計(jì)算：1）從第1、2、3行的最大值減去它們中的最小值；把結(jié)果記入第5行。在第6、7和8行，11、12和13行重復(fù)這一步驟，并將結(jié)果記錄在第10和15彳丁;2）把填入第5、10和15行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)；3）將第5行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到第一個(gè)評(píng)價(jià)頊測(cè)量平均極差Ra。同樣對(duì)第10和15行的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到R；和R；；4）將第5、10和15行的數(shù)據(jù)（R；、R；；原轉(zhuǎn)記到第17行，將它們相加并除以評(píng)價(jià)人數(shù)，將結(jié)果記為RT所有極差的平均值）；5）將市（平均值）記入第19和20行并與D3和D4相乘得到控制下限和上限。注意：如果進(jìn)行2次試驗(yàn)則，D3為零，D4為3.27。單個(gè)極差的上限值（UCLr）填入第19行。小于7次測(cè)量的控制下限極差值（LCLr）等于0；6）使用原來(lái)的評(píng)價(jià)人和零件重復(fù)讀取任何差大于計(jì)算的UCLr的讀數(shù)，或剔除那些值并重新計(jì)算平均值；7）將行（第1、2、3、6、7、8、11、12和13行）中的值相加。把每行的和除以零件數(shù)并將結(jié)果填入表中最右邊標(biāo)有“平均值“的列內(nèi)；8）將第1、2第3行的平均值相加除以試驗(yàn)次數(shù)。結(jié)果填入第4行的Xa格內(nèi)。對(duì)第6,7和8；第11，12和13行重復(fù)這個(gè)過(guò)程，將結(jié)果分別填入第9和14行的Xb，Xc格內(nèi)；9）將第4、9和14行的平均值中最大和最小值填入第18行中適當(dāng)?shù)目崭裉帲_定它們的差值，填入第18行TDiff處的空格內(nèi)；10）將