測量系統(tǒng)分析(MSA)管理辦法VIP

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測量系統(tǒng)分析(MSA)管理辦法文件編號編制/日期會簽部門/職務(wù)簽字/日期部門/職務(wù)簽字/日期批準/日期首發(fā)日期生效日期測量系統(tǒng)分析(MSA)管理辦法一、目的1.1為規(guī)范地進行測量系統(tǒng)分析工作，確保測量系統(tǒng)分析準確、有效，特制定本文件。1.2本文件適用于新的或改進后的，用于產(chǎn)品測試和測量中的測量系統(tǒng)分析工作的管理。二、范圍適用于公司產(chǎn)品量測設(shè)備及量具的統(tǒng)計變差分析。三、術(shù)語和定義3.1MSA：即測量系統(tǒng)分析，對測量系統(tǒng)進行分析，目的是發(fā)現(xiàn)哪種因素對測量系統(tǒng)有顯著影響，驗證一個測量系統(tǒng)是否可行，并保持持續(xù)的恰當(dāng)統(tǒng)計特性。3.2測量系統(tǒng)：系指用來獲得測量結(jié)果的整體（包括：量具、測量者、測量方法等）。3.3“計量型”數(shù)據(jù)：測量后所給出的具體測量數(shù)值。3.4“計量型”測量系統(tǒng)分析的途徑：包括“穩(wěn)定性”、“重復(fù)性”、“再現(xiàn)性”、“偏倚”及“線性”（五性）的分析、評價。3.5穩(wěn)定性：系指測量系統(tǒng)變差隨時間變化的結(jié)果。3.6重復(fù)性：系指于測量某零件的某一特性時，一位測量者同一量具多次執(zhí)行這一測量所獲得的變差結(jié)果。3.7重復(fù)性：在確定的測量條件下，來源于連續(xù)試驗的普通原因隨機變差。3.8再現(xiàn)性：測量過程中由于正常條件改變所產(chǎn)生的測量均值的變差。系指于測量某零件的某一特性時，由不同測量者使用同一量具執(zhí)行這一測量所獲得的變差的結(jié)果。3.9偏倚：系指測量所得數(shù)值與基準值之間的差距。3.10線性：系指在量具預(yù)期工作量程內(nèi)，各量測數(shù)據(jù)與相應(yīng)基準值之間的差值（偏倚）之變化情況。3.11量具的分辨力：若被測特性的變差要求為0.01，測該量具應(yīng)能讀出0.001的變化（分辨能力），即：量具的分辨能力應(yīng)至少能直接讀取被測特性預(yù)期變差的十分之一。3.12計數(shù)型測量系統(tǒng)：屬于測量系統(tǒng)中的一類，其測量值是一種有限的分級數(shù)。與結(jié)果是連續(xù)值的計量型測量系統(tǒng)不同。最常見的是通/止量具，只可能有兩個結(jié)果。四、職責(zé)4.1品保部：負責(zé)制定并實施測量儀器及測量工具校驗計劃。4.2各使用部門負責(zé)使用儀器之變差分析（主要指重復(fù)性、再現(xiàn)性）及送校。4.3設(shè)備維修部負責(zé)測量設(shè)備（不包括工具）之維護保養(yǎng)；各使用部門負責(zé)測量工具之維護保養(yǎng)。五、工作流程5.1MSA計劃的制訂5.1.1MSA計劃編制時間：產(chǎn)品在進行質(zhì)量先期策劃時，體現(xiàn)在控制計劃中新的測量系統(tǒng)，按APQP工作流程編制MSA計劃；批產(chǎn)后測量系統(tǒng)新投入或發(fā)生變化時，對測量系統(tǒng)分析，編制MSA計劃，可體現(xiàn)為專項或年度計劃。5.1.2MSA計劃內(nèi)容：對控制計劃中所提到的測量系統(tǒng)進行分析，并確定實施方案、確定評價所使用的方法。測量系統(tǒng)根據(jù)工作原理的不同可分為計量型和計數(shù)型測量系統(tǒng)，針對不同的分類運用與之相適應(yīng)的計算分析方法。5.2MSA準備工作5.2.1品質(zhì)部根據(jù)選用的評價方法確定測試、測量人員人數(shù)，樣品數(shù)目及試驗次數(shù)，并對樣品進行編號，關(guān)鍵的尺寸需較多樣品或試驗；體積龐大的或沉重的樣品可要求較少樣品和較多試驗。5.2.2樣品必須從過程中選取并代表整個工作范圍，對樣品進行編號以便于識別，但編號必須是隨機的，要避免任何人為的偏向。5.2.3操作者對選中執(zhí)行測量作業(yè)的人員按《測量系統(tǒng)分析》手冊的要求進行操作培訓(xùn)。5.2.4執(zhí)行測量作業(yè)的人員，均應(yīng)經(jīng)過必要的量具使用、維護訓(xùn)練，不致于出現(xiàn)因人員操作問題所造成的測量誤差；擬執(zhí)行分析的量具均已經(jīng)過“校正”（于“校正有效期”之內(nèi)），同時其分辨力亦能符合要求。5.2.5由測試、測量人員獨立進行測試測量工作，測試測量過程中確保任一操作者不應(yīng)得知其他操作者的測試測量結(jié)果，保證測試測量工作的獨立性，以保證評價結(jié)果的正確。5.3測量系統(tǒng)分析流程取樣→測量→收集數(shù)據(jù)→分析→判定→測量系統(tǒng)運用或改進、重新確定測量系統(tǒng)5.4測量系統(tǒng)分析運作辦法5.4.1“計量型”測量系統(tǒng)的“穩(wěn)定性”分析方法：5.4.1.1取樣：可選擇標準件作為測量樣本（如：塊規(guī)、標準樣件等）。5.4.1.2測量執(zhí)行者：該量具的現(xiàn)行使用者。5.4.1.3測量及收集數(shù)據(jù)：每天（或每班）對相關(guān)樣本進行一次測量，且每次測量4遍（得一組數(shù)據(jù)），并記錄數(shù)據(jù)；需要至少測量25組數(shù)據(jù)。5.4.1.4由品質(zhì)人員使用Mintab軟件輸入數(shù)據(jù)并生成出—R控制圖進行分析、判定，其判定準則如下：不能有點超出上、下控制線；不能有連續(xù)7點位于平均值一側(cè)；不能有連續(xù)7點上升或下降；不能有顯著多于2/3以上的描點位于控制線中間1/3區(qū)域；不能有顯著少于2/3以下的描點位于控制線中間1/3區(qū)域。當(dāng)有違背上述“判定準則”時，該量具的“穩(wěn)定性”則不可接受（有待進行維修或更換）。5.4.2“計量型”測量系統(tǒng)的“重復(fù)性”和“再現(xiàn)性”分析方法：5.4.2.1取樣：從現(xiàn)行產(chǎn)品中取樣，共取10個產(chǎn)品（零件）；5.4.2.2測量執(zhí)行者：選三位專業(yè)從事測量的人員，編號為A、B、C，且使用同一個量具（擬用于分析的量具）；5.4.2.3測量及收集數(shù)據(jù)：測量人A以隨機順序測量10個零件，另兩測量人一人記錄、一人校對，將測量結(jié)果填入“量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表”(見附表一)第1行。測量人B和C測量同樣的10個零件，而且他們之間不能看到彼此的結(jié)果。一人記錄、一人校對，輸入數(shù)據(jù)到第6和11行。用不同的隨機測量順序重復(fù)該循環(huán)。輸入數(shù)據(jù)到第2，7，12行。在適當(dāng)?shù)牧杏涗洈?shù)據(jù)。例如如果第一測量的是第7號零件，那么將結(jié)果記錄在標示著零件7的列。重復(fù)循環(huán)并輸入數(shù)據(jù)到3，8，13行。5.4.2.4用Minitab軟件進行量具重復(fù)性和在線性分析：將測量出的數(shù)據(jù)值登錄在Minitab的表中，并使用Minitab量具研究功能自動生成，重復(fù)性再現(xiàn)性相關(guān)圖表。5.4.2.5《量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表》手段填寫計算方式:第1，2，3行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù)；結(jié)果記入第5行。用同樣方法處理6，7，8行和11，12，13行，將結(jié)果記入對應(yīng)第10，15行；求第5行的總和除以零件樣本的數(shù)量，得到第一個評價人試驗的極差均值a用同樣方法處理第10，15行得到b和c；將第5，10，15（a，b，c）行的數(shù)據(jù)記到第17行。將其求和再除以評價人數(shù)，結(jié)果記為（所有極差的均值）；將（平均值）輸入到19和20行，乘以D4得到上下控制限。注意如果做2次試驗，D4為3.27。單個極差的上控制限（UCLR）記到第19行。試驗少于7次時，下控制限（LCLR）為0；對于任何大于計算的UCLR值的極差讀數(shù)，使用原來的評價人和零件重新讀數(shù)，或者晚剔除那些值，基于新的樣本容量重新計算和UCLR值。糾正造成失控的特殊原因。如果用先前討論過的控制圖作圖或分析數(shù)據(jù)，這種情況已經(jīng)被修正了，在這里就不會出現(xiàn)；求這些行（第1，2，3，6，7，8，11，12和13行）的和。用每行的總和除以樣本零件數(shù)。將計算值輸入最右邊標有“平均值”的列；將行1，2，3的均值加起來，用總數(shù)除以試驗次數(shù)，將結(jié)果輸入第4行a格中。第6，7，8和11，12，13行重復(fù)同樣的計算，將結(jié)果輸入第9，14行的相應(yīng)b，c格中；將第4，9，14行的最大和最小的均值輸入第18行對應(yīng)位置，確定他們的差值，將差值填入第18行標有DIFF的位置以確定差異；對于每個零件的每次試驗的測量值求和，用總和除試驗次數(shù)（試驗次數(shù)乘以評價人數(shù)）。將結(jié)果輸入第16行零件均值格內(nèi)；用最大的零件均值減去最小的零件均值，將結(jié)果輸入到第16行標有RP格中，表示零件均值的極差；將計算的結(jié)果值，DIFF，RP轉(zhuǎn)記到提供的報告表格欄中；在表格左邊標以“測量單元分析”的列進行計算；在表格右邊標以“總變差%”的列進行計算；檢查結(jié)果確認沒有發(fā)生錯誤。5.4.2.6《量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報告》填寫計算：將上述計算的結(jié)果值，DIFF，RP轉(zhuǎn)記到報告表格欄中：在表格左邊標以“測量單元分析”的列進行計算；在表格右邊標以“總變差%”的列進行計算；檢查結(jié)果確認沒有發(fā)生錯誤。5.4.2.7作圖分析:作均值圖分析：每個評價人對每個零件多個讀數(shù)的均值由評價人畫于均值圖中，并標以零件號碼為代碼，以確定評價人之間的一致性；將通過極差均值確定的全部均值和控制限制畫出。均值圖的結(jié)果提供測量系統(tǒng)的“可用性”指示?？刂葡迌?nèi)部區(qū)域表示的是測量靈敏度（“噪聲”）。因為研究中使用的零件子組代表過程變差，大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制限以外。如果數(shù)據(jù)顯示出這種圖形，那么測量系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分探測零件-零件之間的變差并且測量系統(tǒng)能夠提供過程分析和過程控制有用的信息。如果少于一半的均值落在控制限外邊，則測量系統(tǒng)缺乏足夠的分辨率或樣本不能代表期望的過程變差。作極差圖分析：極差控制圖用于確定過程是否受控。在包括平均極差和控制限的標準化的極差圖上畫出由每個評價人對每個零件測量的多個讀數(shù)范圍。如果所有的極差都受控，則所有評價人的工作狀態(tài)是相同的。如果一個評價人不受控，說明他的方法與其他人不同。如果所有評價人都不受控，則測量系統(tǒng)對評價人的技術(shù)很敏感，需要改善以獲得有用的數(shù)據(jù)。5.4.2.8結(jié)果分析及根據(jù)結(jié)果采取相應(yīng)措施：品質(zhì)人員根據(jù)“量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報告”表(見附表二)上計算出的EV、AV、GRR、PV、TV及前四者所占的百分比以及分級數(shù)ndc,按如下三種情況分析：當(dāng)測量系統(tǒng)%GR﹠R≤10%時，表示測量系統(tǒng)可接受；當(dāng)測量系統(tǒng)10%≤%GR﹠R≤30%時應(yīng)基于應(yīng)用的重要性、測量裝置的成本、維修的成本等方面來考慮是否可接受，若不能接受，相關(guān)人員應(yīng)及時進行原因分析，并按《糾正和預(yù)防措施程序》提出糾正措施，限期整改、驗證和重新進行分析，直至符合要求；當(dāng)測量系統(tǒng)%GR﹠R≥30%時，表求該測量系統(tǒng)不符合要求，相關(guān)人員應(yīng)及時進行原因分析，并按《糾正和預(yù)防措施程序》提出糾正措施，限期整改、驗證和重新進行分析，直至符合要求。5.4.3“計量型”測量系統(tǒng)的“線性”和“偏倚”的分析方法：5.4.3.1取樣：取5個大小不一的零件或標準件（如：塊規(guī)、標準樣件等）；其中：最小測量特性≤該量具正常作業(yè)預(yù)計的最小測量值；最大測量特性≥該量具正常作業(yè)預(yù)計的最大測量值。5.4.3.2測量者：該量具的使用者。5.4.3.3基準值Xi的確定：對各樣品測10次，求得其平均值，以作為“基準值”；若為標準件（如塊規(guī)等），可直接取其標準值。5.4.3.4測量：由選定的測量者對每個樣品（共5個）各測量12次，并記錄結(jié)果。5.4.3.5品質(zhì)人員對上述測量數(shù)據(jù)進行匯總和計算：各樣品零件公差或計算出6б；各樣品基準值Xi；各樣品測量數(shù)據(jù)（12個）之平均值Mi；各樣品偏倚平均值Yi=MiXi；各樣品“偏倚%”=100*Yi/過程變差（“過程變差”可使用6б或各樣品的零件公差）。線性計算：%線性=［∑Xi*Yi(∑Xi*Yi/n)］/［∑Xi2/n(∑Xi)2/n］*100%（或直接在電腦上使用Minitab計算得出）。5.4.3.6分析、判定：“偏倚”判定準則：偏倚%≤10%：可用于測量重要特性；偏倚%≤30%：可用于測量一般特性；偏倚%＞30%：該量具不可接受?！熬€性”判定準則：線性%≤5%：該量具可接受；線性%≤10%：應(yīng)根據(jù)該測量的重要程度決定是否可接受；線性%＞10%：該量具不可接受。5.4.4“計數(shù)型”測量系統(tǒng)假設(shè)檢驗分析法：5.4.4.1取樣：隨機地從過程中抽取50個零件樣件，以獲得覆蓋過程范圍的零件，并編號(注：不能讓測量人看到零件編號)。5.4.4.2測量者：品質(zhì)處或產(chǎn)品生產(chǎn)線專業(yè)從事測量的人員3名,編號為A、B、C。5.4.4.3檢具：已校準合格的檢具（如通/止量具），主觀判斷的接收或拒絕等。5.4.4.4測量記錄：測量人A以隨機順序檢測50個零件，另兩測量人一人記錄、一人校對，將測量結(jié)果填入A-1列“計數(shù)型研究數(shù)據(jù)記錄單”(見附表三)；接受為1，拒絕為0。測量人B和C測量同樣的50個零件，而且他們之間不能看到彼此的結(jié)果，一人記錄、一人校對，輸入數(shù)據(jù)到B-1列和C-1列。用不同的隨機測量順序重復(fù)該上述循環(huán)，分別輸入數(shù)據(jù)到A-2、B-2、C-2、A-3、B-3、C-3各列，并在適當(dāng)?shù)男杏涗洈?shù)據(jù)，例如如果測量的是第20號零件，那么將結(jié)果記錄在標示著零件20的行。5.4.5測量數(shù)據(jù)匯總和計算：計算A-1=1而且B-1=1的次數(shù)A11B11（也就是說在檢查的50個零件中，A和B在他們第一次檢查時對A11B11個零件都判為1）。計算A-2=1而且B-2=1的次數(shù)A12B12；計算A-3=1而且B-3=1的次數(shù)A13B13；總計：三次檢查中A=1且B=1的次數(shù)A1B1=A11B11+A12B12+A13B13，將數(shù)據(jù)填入“A*B交叉表”（附表四）。重復(fù)上述a～d的步驟，分別計算A=0且B=0的次數(shù)A0B0，分別計算A=1且B=0的次數(shù)A1Bo，分別計算A=0且B=1的次數(shù)AoB1，填入“A*B交叉表”?？傆嫶螖?shù)計算：Ao=AoBo+AoB1，A1=A1Bo+A1B1，Bo=AoBo+A1Bo，B1=AoB1+A1B1。期望次數(shù)的計算：期望次數(shù)=總列數(shù)×（總行數(shù)/總數(shù)之和）例如：在總計150次中，A有50次判斷為0，那么在B判斷為0的47次中，有多少機會判斷為0呢？47×（50/150）=16.7同理可得：47×（100/150）=31.3103×（50/150）=34.2103×（100/150）=68.7。示例A與B交叉表B總計01A0次數(shù)44650期望的次數(shù)16.734.350.01次數(shù)397100期望的次數(shù)31.368.7100.0總計次數(shù)47103150期望的次數(shù)47.0103.0150.0Kappa系數(shù)的計算：Kappa=(Po-Pe)/(1-Pe)式中Po=對角線單元中觀測值的總和/檢查總次數(shù)；Pe=對角線單元中期望值的總和/檢查總次數(shù)；上例中：Po=（44+97）/150=0.94；Po=(16.7+68.7)/150=0.56；Kappa=(0.94-0.56)/(1-0.56)=0.86。重復(fù)上述步驟，可得