MSA經(jīng)典講解課件

16四月2024MSA經(jīng)典講解MSAMSA（MeasurementSystemAnalysis）使用數(shù)理統(tǒng)計和圖表的方法對測量系統(tǒng)的分辨率和誤差進(jìn)行分析，以評估測量系統(tǒng)的分辨率和誤差對于被測量的參數(shù)來說是否合適，并確定測量系統(tǒng)誤差的主要成分。同時，MSA(maritimesafetyadministration）也是海事安全管理局的英文簡稱。外文名MeasurementSystemAnalysis它

意海事安全管理局的英文簡稱方

法數(shù)理統(tǒng)計和圖表作

用對測量系統(tǒng)的分辨率和誤差分析目

的評估測量系統(tǒng)的分辨率和誤差注

意本詞含義較多內(nèi)容提要一、測量系統(tǒng)分析的目的二、測量系統(tǒng)變差的來源及類別三、測量系統(tǒng)分析的基本概念四、計量型測量系統(tǒng)分析：（1）偏倚（2）線性（3）重復(fù)性和再現(xiàn)性分析–R&R（4）穩(wěn)定性五、計數(shù)型測量系統(tǒng)分析（1）小樣法（2）大樣法（3）案例分析第一章測量系統(tǒng)分析的目的什么是測量系統(tǒng)測量：賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。測量系統(tǒng)：用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；是用來獲得測量結(jié)果的整個過程。評估這一系統(tǒng)的首要步驟是理解這一過程并確定其是否符合我們的要求什么是測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析(MSA)－MSA用于分析測量系統(tǒng)對測量值的影響－強(qiáng)調(diào)儀器和人的影響我們對測量系統(tǒng)作分析，以確定測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性的量化值，并與認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)相比較MSA總目標(biāo)測量的不確定度一個與測量結(jié)果有關(guān)的參數(shù)，其值分散的特性可以合理地歸結(jié)于被測對象。這些數(shù)據(jù)可表達(dá)為系列測量的統(tǒng)計分布、標(biāo)準(zhǔn)離差、概率、百分率、實(shí)測值減去實(shí)際值；在控制圖或曲線圖上的點(diǎn)等。測量系統(tǒng)分析典型的準(zhǔn)備包括:－分析的作業(yè)指導(dǎo)書－評價人和樣件的數(shù)量－重復(fù)讀數(shù)和測試次數(shù)－尺寸的關(guān)鍵性－零件構(gòu)造－在日常工作使用測量儀器的作業(yè)員－能代表整個工作范圍的標(biāo)準(zhǔn)件－測量儀器的分辨率必須至少能夠讀出特性的過程變差的1/10持續(xù)改進(jìn)的理念與過程變差相關(guān)聯(lián)，使測量系統(tǒng)分析對上述基本問題的確定變得更有意義。針對日益強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)的全球化市場，僅僅用相對于公差的百分比來表達(dá)測量誤差是不夠的，而應(yīng)該使用過程變差。測量系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)利用用測量系統(tǒng)所收集的數(shù)據(jù)用于：－控制過程－評估影響過程結(jié)果的變量及其相互關(guān)系利用數(shù)據(jù)分析，增進(jìn)對測量系統(tǒng)中因果關(guān)系和對過程的影響的了解把注意力放在測量系統(tǒng)上，以獲得重復(fù)性和再現(xiàn)性第二章測量系統(tǒng)變差的來源及類別測量系統(tǒng)變差的影響決策是基于測量數(shù)據(jù)，因此測量值的“質(zhì)量”決定了后續(xù)動作的質(zhì)量。測量系統(tǒng)變差的影響可分為：控制原理目的產(chǎn)品控制零件是否在規(guī)范之內(nèi)？過程控制過程是否穩(wěn)定和可接受？基本問題評估測量系統(tǒng)，以確定：－是否具備足夠的靈敏度?a.儀器是否具有足夠的分辨力？b.系統(tǒng)具有有效的分辨率？－是否具備不隨時間變化的統(tǒng)計穩(wěn)定性？－統(tǒng)計特性是否在期望范圍內(nèi)具備一致性，并為過程分析或過程控制的接受？（滿足測量的目的？）測量系統(tǒng)變差源測量過程的構(gòu)成因子（S、W、I、P、E）及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果或數(shù)值的變差。測量變差值工件(W)人員(P)標(biāo)準(zhǔn)(S)儀器(I)機(jī)器方法(P)程序環(huán)境(E)環(huán)境如何影響測量數(shù)據(jù)溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù)光線不足妨礙正確讀值刺眼的光導(dǎo)致讀值不正確受時間影響的材料-如鋁、塑料、玻璃濕度污染-如電磁、灰塵測量儀器如何影響測量結(jié)果測量儀器的精度必須小于規(guī)范值測量儀器的種類，如尺，卡尺測量儀器的準(zhǔn)確度和精密度偏倚和線性重復(fù)性和再現(xiàn)性穩(wěn)定性材料、方法、人員如何影響測量結(jié)果材料人員方法（程序）測量值并不總是精確的測量系統(tǒng)的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)所作的判定測量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性和再現(xiàn)性?在使用一個測量系統(tǒng)前必須知道其測量變差第四章計量型測量系統(tǒng)分析偏倚、線性、穩(wěn)定性偏倚－測量觀察平均值與該零部件采用精密儀器測量的標(biāo)準(zhǔn)平均值的差值線性－表征量具預(yù)期工作范圍內(nèi)偏倚值的差別穩(wěn)定性－表征測量系統(tǒng)對于給定的零部件或標(biāo)準(zhǔn)件隨時間變化系統(tǒng)便倚中的總偏差量，與通常意義上的統(tǒng)計穩(wěn)定性是有區(qū)別的重復(fù)性－指同一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值（數(shù)據(jù)）的偏差。再現(xiàn)性－指由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的偏差。

偏倚測量的觀測均值與基準(zhǔn)值之差?；鶞?zhǔn)值，也稱為可接受的基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值，用作測量值的認(rèn)可基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)值可以通過更高級別的測量設(shè)備進(jìn)行測量而獲得的測量均值來確定。量具偏倚的工作指南用標(biāo)準(zhǔn)值或高等級量具，如完全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備，獲得可接受基準(zhǔn)值用測量室或完全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備由同一評價人對同一零件作至少10次測量相對基準(zhǔn)值作直方圖，以判斷是否存在特殊原因計算：讀數(shù)的均值偏倚=觀測值均值-基準(zhǔn)值公式P74為何做量具偏倚分析從比例上講，不會象GR&R那么大，但有助于量化準(zhǔn)確度用于同一量具的穩(wěn)定性和線性進(jìn)一步分析可接受基準(zhǔn)值應(yīng)與其它統(tǒng)計特性評估相同和以后其他評價人作GR&R分析時，作讀數(shù)比較量具偏倚大的原因儀器需要校準(zhǔn)儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)值有誤校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)儀器質(zhì)量差—設(shè)計或一致性不好線性誤差使用錯誤的量具不同的測量方法—設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)測量錯誤的特性變形環(huán)境在常量上出錯其他偏倚范例同一作業(yè)員對一個軸的外徑作了15次測量，數(shù)據(jù)如下：,基準(zhǔn)值為6.0，是一個基準(zhǔn)值，即假定產(chǎn)品與原樣一致。估計偏倚：均值(X-bar)=6.0067偏倚=觀測均值-基準(zhǔn)值=6.0067-6.0=0.0067標(biāo)準(zhǔn)偏差=(6.4-5.6)/3.553=0.22514均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.22514/(sqrt15)=0.05813t=0.0067/0.05813=0.115395%置信區(qū)間：-1.1185<0<0.1319結(jié)論：偏倚是可以接受的，同時假定實(shí)際使用不會導(dǎo)致附加變差源觀測次數(shù)外徑觀測值Bias15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156.00.0量具的線性量具的線性可以通過對量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)的偏倚分析而確定至少要作二次分析，在量具量程范圍的下限和上限各一次量具量程范圍的中部也應(yīng)考慮量具線性分析量具線性工作指南1.選擇可在測量系統(tǒng)不同工作范圍作測量的5-8個零件2.用完全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備確定每個零件的基準(zhǔn)值3.由一個評價人和同一量具測量所有零件4.每個零件重復(fù)m≥10次測量5.結(jié)果分析—作圖法（參見偏倚分析）6.計算零件的偏倚和偏倚均值。7.將計算出的偏倚由小到大排序8.以偏倚均值(Y-軸)對基準(zhǔn)值(X軸)建立散點(diǎn)圖9.線性由這些點(diǎn)的最佳擬合直線的斜率確定。一般說來，斜率越小表示線性越好10.計算量具的線性指數(shù)分析線性--如果測量系統(tǒng)存在線性問題，需要通過調(diào)整軟件、硬件或者同時調(diào)整兩者，再校準(zhǔn)以達(dá)到0偏倚。--如果在測量范圍內(nèi)偏倚不能被調(diào)整到0，只要測量系統(tǒng)保持穩(wěn)定，仍可以用于產(chǎn)品/過程控制，但不能進(jìn)行分析。線性誤差的原因儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時間間隔儀器、設(shè)備或夾緊裝置磨損缺乏維護(hù)磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差量具的工作范圍的上限和下限未經(jīng)正確的校準(zhǔn)儀器質(zhì)量差—設(shè)計或一致性不好儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性應(yīng)用錯誤的量具不同的測量方法—設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)測量錯誤的特性變形環(huán)境在常量上出錯其他穩(wěn)定性穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)對給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件在不同時間的偏倚的總變差當(dāng)同時有多個測量系統(tǒng)介入時，偏倚最小的那個系統(tǒng)被認(rèn)為是“穩(wěn)定”的系統(tǒng)量具的穩(wěn)定性一般沒有R&R問題大有助于確定校準(zhǔn)周期當(dāng)多個系統(tǒng)精確測量同一標(biāo)準(zhǔn)件并隨時間變化有顯著的變差時，有助于確定最穩(wěn)定的測量系統(tǒng)應(yīng)對測試跟蹤并圖表化(或至少在量具記錄中記錄實(shí)際讀數(shù)和其它相關(guān)數(shù)據(jù))對量具穩(wěn)定性的影響長時間的不用或間歇使用二次穩(wěn)定性試驗(yàn)的測量數(shù)很大或很小環(huán)境或系統(tǒng)變化，例如：濕度，氣壓－與統(tǒng)計穩(wěn)定性相混淆的其它因子，如預(yù)熱效應(yīng)、磨損度、缺乏維護(hù)、作業(yè)員或?qū)嶒?yàn)人員缺乏培訓(xùn)等量具穩(wěn)定性錯誤的原因儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時間間隔儀器、設(shè)備或夾緊裝置磨損正常老化或退化缺乏維護(hù)磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差量具校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)儀器質(zhì)量差—設(shè)計或一致性不好儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性不同的測量方法—設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)變形環(huán)境變化—溫度、濕度、振動、清潔度在常量上出錯其他量具穩(wěn)定性分析

量具穩(wěn)定性工作指南1.使用在偏倚和線性分析中作為樣件的基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)件在保護(hù)環(huán)境下恰當(dāng)?shù)乇４嫠鼈?產(chǎn)品的生命期內(nèi))給它們標(biāo)上名稱和號碼以便于追溯和進(jìn)一步研究，包括低、中、高極差值的樣本2.定期（天、周）對標(biāo)準(zhǔn)件作3至5次測量(根據(jù)測量系統(tǒng)的具體情況而定)

3.把數(shù)據(jù)在均值和極差圖或均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖標(biāo)出注：要求對每個標(biāo)準(zhǔn)件按過程或規(guī)范容限做一個圖4.根據(jù)通常的SPC要求作評估（穩(wěn)定？）5.將測量標(biāo)準(zhǔn)差與過程變差相比較，以確定適用性對穩(wěn)定性圖的分析如果穩(wěn)定性有問題時，均值和極差圖會出現(xiàn)漂移或非控制狀態(tài)－均值圖出現(xiàn)非控制狀態(tài)時，表明測量系統(tǒng)測量不正確，檢查：偏倚改變了--確定原因并改正如果原因是磨損--重復(fù)校準(zhǔn)、維修－不必計算測量系統(tǒng)穩(wěn)定性數(shù)值--通過減少系統(tǒng)變差來改善穩(wěn)定性第五章GR&R分析GR&RGR&R：測量系統(tǒng)誤差由精確度、穩(wěn)定度、重復(fù)性、再現(xiàn)性合并而成,其中重復(fù)性跟再現(xiàn)性簡稱為GR&R注意:－重復(fù)性和再現(xiàn)性用于衡量測量系統(tǒng)變差的寬度或分布－偏倚、穩(wěn)定性和線性用于對測量系統(tǒng)變差作定位重復(fù)性、再現(xiàn)性重復(fù)性：同一評鑒人員用同一測量儀器測量多次測量同一零件的同一特性所獲得的測量時變異的總和（說明：其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須符合以下條件:同一人員、同一產(chǎn)品、同一環(huán)境、同一位置、同一儀器、短期時間內(nèi)）再現(xiàn)性：不同評價人員用同一測量儀器測量同一零件的同一特性所獲得的測量平均值的變異的總和（說明：其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須符合以下條件:不同人員同一產(chǎn)品、同一環(huán)境、同一位置、同一儀器、較長時間段）GR&R分析方法量具R&R工作指南（續(xù)下）1.準(zhǔn)備

檢查員人數(shù)：一般為3人。當(dāng)以前分析時的GR&R值低于20%時，也可為2人。

試驗(yàn)次數(shù)：與檢查員人數(shù)相同，即兩人時為每人兩次，三人時為每人3次。

零件數(shù)量：一般選10個可代表覆蓋整個工序變化范圍的樣品。當(dāng)以前分析時的GR&R值低于20%時，也可選5個。GR&R分析方法量具R&R工作指南（續(xù)下）2.實(shí)施

第一名檢查員以隨機(jī)方式對所給的零件進(jìn)行第一次測量，將測量結(jié)果填入表格第二列。然后第二名檢查員同樣以隨機(jī)方式對這些零件進(jìn)行第一次測量，將測量結(jié)果填入表格第六列。第三名檢查員做法相同，將測量結(jié)果填入表格第十列。

重復(fù)上述步驟，進(jìn)行第二次、第三次測量，并將測量結(jié)果填入其余空白表格。GR&R分析方法量具R&R工作指南（續(xù)下）3.計算出設(shè)備變異EV、人員差異以及GR&R等百分比4.判異標(biāo)準(zhǔn)：（1）如果GR&R小于所測零件公差的10%，則此系統(tǒng)無問題。

（2）如果GR&R大于所測零件公差的10%而小于20%，那么此系統(tǒng)是可以接受的。

（3）如果GR&R大于所測零件公差的20%而小于30%，則接受的依據(jù)是數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的重要程度和改善所花費(fèi)的商業(yè)成本。

（4）如果GR&R大于所測零件公差的30%，那么此測量系統(tǒng)不能接受，并且需要進(jìn)行改善。GR&R分析方法5.處置方式：（EV即重復(fù)性，AV即再現(xiàn)性）

%EV，%AV分別表明了測量儀器（設(shè)備）變異、評價人差異在總變異中所占比例，可據(jù)此把握現(xiàn)有測量系統(tǒng)中所存主要問題，并采取相應(yīng)的措施。

（兩種情況）如下：（續(xù)）

GR&R分析方法1)當(dāng)重復(fù)性比再現(xiàn)性大時:

－量具需要加以保養(yǎng)；

－量具需要重新設(shè)計，以提升適切性；

－量具的夾緊或零件定位的方式需要改進(jìn)；

－存在過大的零件變異；GR&R分析方法2)當(dāng)再現(xiàn)性比重復(fù)性大時:

－量測人員需要更好的培訓(xùn)如何使用量具及數(shù)據(jù)讀取方式

－量具刻度盤上的刻度不清楚或校正不良；

－需要某些夾具協(xié)助評價人員來提高使用量具的一致性

第六章AR&R分析AR&R概述、分析AR&R：挑選30個產(chǎn)品，里面的不良品很和良品自己知道就可以了。給現(xiàn)場QC，QA判定，然后拿到結(jié)果分析了。AR&R是考核現(xiàn)場QC，QA對外觀判定標(biāo)準(zhǔn)掌握的程度測試的值，再現(xiàn)性和重復(fù)性必須保持90%與標(biāo)準(zhǔn)值一致，才判定為合格。第七章計數(shù)型測量系統(tǒng)分析計數(shù)型測量系統(tǒng)一個計數(shù)型量具:－將每個零件與一個給定的限制相比較,如果滿足－這個限制則接受這個零件－用于接受/拒收一組標(biāo)準(zhǔn)件－不能指出一個零件有多好或多壞,只能指出這個－零件是接受或拒受(通過/不通過)附錄計數(shù)型測量系統(tǒng)分析（小樣法）量具名稱：塞規(guī)

測量日期：2015.9.25

量具規(guī)格：100B17/0.02~1.00MM被測產(chǎn)品：檢驗(yàn)離縫量具功能：量出離縫寬度，參照外觀標(biāo)準(zhǔn)判定合格或不合格操作者:QC組盤美英、張水愛、黃敏怡QA組梁煥珍、吳海怡、曾曉慧

將測量結(jié)果添入下表中（用G/NG，Y/N，GOOD/NOGOOD等術(shù)語）

序號盤美英張水愛黃敏怡梁煥珍吳海怡曾曉慧

第一次第二次第一次第二次第一次第二次第一次第二次第一次第二次第一次第二次結(jié)論

1GGGGGGGGGGGGOK

2GGGGGGGGGGGGOK

3GGGGGGGGGGGGOK

4GGGGGGGGGGGGOK

5NGNGNGNGNGNGNGNGNGNGNGNGOK

6GGGGGGGGGGGGOK

7GGGGGGGGGGGGOK

8GGGGGGGGGGGGOK

9GGGGGGGGGGGGOK

10GGGGGGGGGGGGOK

11GGGGGGGGGGGGOK

12NGNGNGNGNGNGNGNGNGNGNGNGOK

13GGGGGGGGGGGGOK

14GGGGGGGGGGGGOK

15GGGGGGGGGGGGOK

16GGGGGGGGGGGGOK

17GGGGGGGGGGGGOK

18GGGGGGGGGGGGOK

19NGNGNGNGNGNGNGNGNGNGNGNGOK

20GGGGGGGGGGGGOK

結(jié)論：量具可以識別所有設(shè)置的質(zhì)量狀態(tài)，測量系統(tǒng)可以接受！備注：1.量測結(jié)果：合格＝G；不合格＝NG。

2.選擇20個樣板，由作業(yè)者量測所有兩次。

3.此20個部件有一些大于或小于規(guī)格值。

4.如果所有量測結(jié)果相同，則接受該量具。

制定：肖時偉

審核：劉清華

計數(shù)型測量系統(tǒng)分析-AttributeR&R分析時間DateSep-15分析人員

Trainer

肖時偉報告編號

ReptNO.20150901報告版本

VersionV0零件名稱

PartName裸機(jī)零件編號

PartNo.T400(UBU.B004.153R)零件特性

PartSpec.外觀量具名稱

GaugeNameVisulcheck量具編號

GaugeNo./

樣品編號SampleNo.標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)

MasterData操作員1#

Operator1#操作員2#

Operator2#操作員3#

Operator3#操作員4#

Operator4#姓名

Name:黃敏怡（QC)姓名

Name:張水愛（QC)姓名

Name:吳海怡(QA)姓名

Name:劉志煥(QA)測試1#

Trial1#測試2#

Trial2#測試1#

Trial1#測試2#

Trial2#測試1#

Trial1#測試2#

Trial2#測試1#

Trial1#測試2#

Trial2#1#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG2#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG3#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG4#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG5#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG6#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG7#臨界NGNGNGNGNGNGNGNGNG8#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG9#良品OKOKOKOKOKOKOKOK10#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG11#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG12#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG13#臨界OKOKOKOKOKOKOKOKOK14#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG15#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG16#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG17#良品OKOKOKOKOKOKOKOK18#良品OKOKOKOKOKOKOKOK19#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG20#不良品NGNGNGNGNGNGNGNG21#良品OKOKOKOKOKOKOKOK22#良品OKOKOKOKOKNGNGNG23#臨界OKOKOKOKOKNGNGNGNG24#臨界OKOKOKOKOKOKOKOKOK25#臨界OKOKOK