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1、M S AM S A测量系统分析测量系统分析Measurement System AnalysisMeasurement System AnalysisVersion Version 2新版新版MSA 介绍介绍第四版第四版 2010.63若若我们我们要知道要知道过程输出过程输出是否是否达到达到要求及在控制之內要求及在控制之內, , 所用的所用的测量系统测量系统必須必須具备足够具备足够能力能力去量度去量度过程过程的的变差变差, , 原因是原因是测量过程测量过程本身亦存在一定的本身亦存在一定的变差变差, , 所以所以我们必须对我们必须对所所选用选用的的测量系统测量系统/ /仪器仪器先作一些先作一些
2、统计统计分析分析, ,才可決定才可決定这个测量系统这个测量系统/ /仪器仪器是否是否适用适用. . 输入/输出过程变差过程变差测量变差测量变差 输出 所得結果所得結果4要改进测量系统，而不是改进要改进测量系统，而不是改进数据！数据！不只是考虑单因素影响，还要不只是考虑单因素影响，还要考虑多因素交互作用！考虑多因素交互作用！5LSLUSLLSLUSL6LSLUSLII 区区II 区区III 区区合格永远合格合格永远合格潜在不合格区域潜在不合格区域潜在不合格区域潜在不合格区域I 区区不合格永远不合格不合格永远不合格I 区区不合格永远不合格不合格永远不合格7将普通原因报告为特殊原因；将普通原因报告为
3、特殊原因；将特殊原因报告为普通原因。将特殊原因报告为普通原因。GR&R=0.1Cp=1.96Cp=2.0清楚对过程能力结果的误判清楚对过程能力结果的误判GR&R=0.3Cp=1.71Cp=2.08测量系统的分析研究测量系统的分析研究 偏移偏移 线性线性 稳定性稳定性 重复性和再现性重复性和再现性 计数型量具研究计数型量具研究9INTRODUCTION 介绍介绍 10WHY MEASUREMENT？ 为何测量为何测量 11USE OF MEASUREMENT DATA 测量数据用途测量数据用途l l 以测量数据与控制上下限比较，判断是否需要以测量数据与控制上下限比较，判断是否需要 调整过程调整过
4、程l l 以测量数据判断以测量数据判断2个或以上变数之间的关系个或以上变数之间的关系l l 以测量数据了解过程表现以测量数据了解过程表现l l 如测量数据质量高，便可充分利用数据的效益如测量数据质量高，便可充分利用数据的效益l l 如测量数据质量低，数据便失去作用如测量数据质量低，数据便失去作用 12QUALITY MEASUREMENT DATA 测量数据的质量测量数据的质量l l 测量数据的质量是一个测量系统在稳定状态下操测量数据的质量是一个测量系统在稳定状态下操 作所得出重复测量数据中的统计性质作所得出重复测量数据中的统计性质l l 这些统计性质通常就是数据的偏倚和变差这些统计性质通常就
5、是数据的偏倚和变差l l 偏倚小和变差小，测量数据质量便高偏倚小和变差小，测量数据质量便高l l 测量数据质量低通常是测量系统和环境的交互作测量数据质量低通常是测量系统和环境的交互作 用造成的用造成的 13QUALITY SYSTEM REQUIREMENT 质量体系要求质量体系要求 14QUALITY SYSTEM REQUIREMENT 质量体系要求质量体系要求ISO 9001:2000 - 7.6 监视和测量装置的控制监视和测量装置的控制ISO/TS 16949:2002 - 7.6.1 测量系统分析测量系统分析PPAP REQUIREMENT PPAP要求要求 15AIAG MSA M
6、ANIAL AIAG MSA 手册手册1990/10 -1st ed. 第一版第一版1995/2 -2nd ed. 第二版第二版2002/3 -3rd ed. 第三版第三版2010/6 -4th ed. 第四版第四版 16引言引言n ISO/TS 16949 ISO/TS 16949 相关相关要求要求7.6.1 7.6.1 测量系统分析测量系统分析为分析每种测量和试验设备系统得出的结果中出现的变差,应进行统计研究。此要求应适用于控制计划中提及的测量系统。所用的分析方法及接受准则应符合顾客关于测量系统分析的参考手册的要求。如果得到顾客的批准，也可使用其他分析方法和接受准则。17GENERAL M
7、EASUREMENT 测量测量 赋值（或数）给具体事物以表示赋值（或数）给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系它们之间关于特定特性的关系 。18GENERAL GAGE 量具量具 任何用来获得测量结果的装置，任何用来获得测量结果的装置， 经常用来特指用在车间的装置；经常用来特指用在车间的装置； 包括通过包括通过/不通过装置。不通过装置。 19GENERALMEASUREMENT SYSTERM 测量系统测量系统是用来对被测特性定量测量或定性评价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、夹的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；具、软件、人
8、员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。用来获得测量结果的整个过程。 20GENERALCALIBRATION 校准校准在规定条件下，为确定测量仪器、测量系统的示在规定条件下，为确定测量仪器、测量系统的示值实物量具或标准物质所代表的值与相对应的参值实物量具或标准物质所代表的值与相对应的参考标准确定的量值之间关系的一组操作。考标准确定的量值之间关系的一组操作。VERIFICATION 验证验证/检定检定通过检查和提供客观证据，表明规定的要求已经通过检查和提供客观证据，表明规定的要求已经得到满足的一种确认。这里的客观证据，是指在得到满足的一种确认。这里的客观证据，是指在通过观察、测量、试
9、验或其他手段所获事实的基通过观察、测量、试验或其他手段所获事实的基础上，证明是真实的信息。础上，证明是真实的信息。 21GENERAL STANDARD 标准标准 l l 用于比较的可接受的基准用于比较的可接受的基准 l l 用于接受的准则用于接受的准则 l l 已知数值，在表明的不确定度界限内，已知数值，在表明的不确定度界限内， 作为真值被接受作为真值被接受 l l 基准值基准值 一个标准应该是一个可操作的定义：由供应商或一个标准应该是一个可操作的定义：由供应商或顾客应用时，在昨天、今天和明天都具有同样的顾客应用时，在昨天、今天和明天都具有同样的含义，产生同样的结果。含义，产生同样的结果。
10、22BASIC EQUIPMENT 基本设备基本设备l DISCRIMINATION, READABILITY, RESOLUTION 分辨力、可读性、分辨率分辨力、可读性、分辨率 别名：最小的读数的单位、测量分辨率、刻度、别名：最小的读数的单位、测量分辨率、刻度、 限度限度 或探测限度或探测限度 由设计决定的固有特性由设计决定的固有特性 测量或仪器输出的最小刻度单位测量或仪器输出的最小刻度单位 总是以测量单位报告总是以测量单位报告 1:10经验法则经验法则l EFFECTIVE RESOLUTION 有效分辨率有效分辨率 对于一个特定的应用，测量系统对过程变差的灵敏性对于一个特定的应用，测量
11、系统对过程变差的灵敏性 产生有用的测量输出信号的最小值产生有用的测量输出信号的最小值 总是以一个测量单位报告总是以一个测量单位报告23BASIC EQUIPMENT 基本设备基本设备l l REFERENCE VALUE 基准值基准值 规定的可接受值规定的可接受值 需要一个可操作的定义需要一个可操作的定义 作为真值的替代作为真值的替代l l TRUE VALUE 真值真值 物品的实际值物品的实际值 未知的和不可知的未知的和不可知的 24n真值-不可能知道-使用较高级别分辩率的测量系统的结果代替n测量值n目标值25LOCATION VARIATION 位置变差位置变差 lACCURACY 准确度
12、准确度 “接近接近”真值或可接受的基准值真值或可接受的基准值 ASTM包括位置和宽度误差包括位置和宽度误差 的影响的影响l BIAS 偏倚偏倚 测量的观测平均值和基准值测量的观测平均值和基准值 之之 间差异间差异 测量系统的系统误差分量测量系统的系统误差分量 26LOCATION VARIATION 位置变差位置变差 lSTABILITY 稳定性稳定性 偏移随时间的变化偏移随时间的变化 一个稳定的测量过程一个稳定的测量过程 是关于位置的统计受控是关于位置的统计受控 别名：漂移别名：漂移 27LOCATION VARIATION 位置变差位置变差 l l LINEARITY 线性线性 整个正常操
13、作范围的偏倚改变整个正常操作范围的偏倚改变 整个操作范围的多个并且独立的整个操作范围的多个并且独立的 偏倚误差的相互关系偏倚误差的相互关系 测量系统的系统误差分量测量系统的系统误差分量 28WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 l l PRECISION 精密度精密度 重复读数彼此之间的重复读数彼此之间的“接近度接近度” 测量系统的随机误差分量测量系统的随机误差分量 29WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 l l REPEATABILITY 重复性重复性 一位评价人多次使用一种测一位评价人多次使用一种测 量仪器，测量同一零件的同量仪器，测量同一零件的同 一特性时获得的
14、测量变差一特性时获得的测量变差 在固定和规定的测量条件下在固定和规定的测量条件下 连续（短期）试验差连续（短期）试验差 通常指通常指E.V.-设备变差设备变差 仪器（量具）的能力或潜能仪器（量具）的能力或潜能 系统内变差系统内变差 WITHIN SYSTEM VARIATION 系统内部变差系统内部变差 30WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 lREPRODUCIBILITY 再现性再现性 由不同的评价人使用同一个量由不同的评价人使用同一个量 具，测量一个零件的一个特性具，测量一个零件的一个特性 时产生的测量平均值的变差时产生的测量平均值的变差 对于产品和过程条件，可能是对于产品
15、和过程条件，可能是 评价人、环境（时间）或方法评价人、环境（时间）或方法 的误差的误差 通常指通常指A.V.-评价人变差评价人变差 系统间（条件）变差系统间（条件）变差 ASTM E456-96包括重复性、包括重复性、 实验室、环境及评价人影响实验室、环境及评价人影响 31WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 l l GRR or GAGE R&R GRR 或量具或量具R&R 量具重复性和再现性：测量系统重复性量具重复性和再现性：测量系统重复性 和再现性合成的评估和再现性合成的评估 测量系统能力：依据使用的方法，可能测量系统能力：依据使用的方法，可能 包括或不包括时间影响包括或不包
16、括时间影响 32WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 l l MEASUREMENT SYSTEM CAPABILITY 测量系统能力测量系统能力 测量系统变差的短期评估测量系统变差的短期评估 （例如（例如“GRR”包括图形）包括图形） l MEASUREMENT SYSTEM PERFORMANCE 测量系统性能测量系统性能 测量系统变差的长期评估测量系统变差的长期评估 （长期控制图法）（长期控制图法） 33WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 l l SENSITIVITY 灵敏度灵敏度 最小的输入产生可探测出的输出信号最小的输入产生可探测出的输出信号 在测量特性变
17、化时测量系统的响应在测量特性变化时测量系统的响应 由量具设计（分辨率）、固有质量（由量具设计（分辨率）、固有质量（OEM）、）、 使用中的维修及仪器和标准的操作条件确定使用中的维修及仪器和标准的操作条件确定 总是以一个测量单位报告总是以一个测量单位报告 WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 l l CONSISTENCY 一致性一致性 重复性随时间的变化程度重复性随时间的变化程度 一个一致的测量过程是考虑到宽度一个一致的测量过程是考虑到宽度 （变异性）下的统计受控（变异性）下的统计受控 35WIDTH VARIATION 宽度变差宽度变差 l l UNIFORMITY 均一性均一性
18、 整个正常操作范围重复性的变化整个正常操作范围重复性的变化 重复性的线性重复性的线性 36SYSTEM VARIATION 系统变差系统变差 l CAPABILITY 能力能力 短期获取读数的变异性短期获取读数的变异性l PERFORMANCE 性能性能 长期获取读数的变异性长期获取读数的变异性 以总变差为基础以总变差为基础l UNCERTAINTY 不确定性不确定性 关于测量值的数值估计范围，相信真值包括关于测量值的数值估计范围，相信真值包括 在此范围内在此范围内 37STANDARD 标准标准INTERNATIONAL STANDARD 国际标准国际标准 国际协议承认的测量标准，在国际上作
19、为对有国际协议承认的测量标准，在国际上作为对有 关量的所有其他测量标准定值的根据关量的所有其他测量标准定值的根据NATIONAL STANDRAD 国家标准国家标准 经国家官方决定承认的测量标准，在国内作为经国家官方决定承认的测量标准，在国内作为 对有关量的所有其他测量标准定值的根据对有关量的所有其他测量标准定值的根据TRACEABILITY 溯源性溯源性 测量的特性或标准值，此标准时规定的基准，通常测量的特性或标准值，此标准时规定的基准，通常 是国家或国际标准，通过全部规定了不确定度的不是国家或国际标准，通过全部规定了不确定度的不 间断的比较联系。间断的比较联系。 38REFERENCE D
20、OCUMENT 参考文件参考文件 ISO 10012GB/T 19022AIAG MEASUREMENT SYSTEMANALYSIS MANUAL 3rd ed. 39MEASUREMENT PROCESS 测量过程测量过程 40MEASUREMENT PROCESS 测量过程测量过程 l l 过程应该做什么？过程应该做什么？l l 什么能导致错误？什么能导致错误？l l 过程在做什么？过程在做什么？ 41MEASUREMENT PROCESS 测量过程测量过程 42STATISTICAL PROPERTIES OF MEASUREMENT SYSTEMS 测量系统的统计特性测量系统的统计特
21、性 AN IDEAL MEASUREMENT SYSTEM WOULD PRODUCE ONLY “CORRECT”MEASUREMENTS EACH TIME IT WAS USED.理想的测量系统在每次使用时，应只产生理想的测量系统在每次使用时，应只产生“正确正确”的测量结果。每次测量结果总应该与一个标准的测量结果。每次测量结果总应该与一个标准相一致。相一致。 43FUNDAMENTAL PROPERTIES OF A “GOOD”MEASUREMENT SYSTEM “好的好的”测量系统的基本特性测量系统的基本特性 1、 足够的分辨率和灵敏度足够的分辨率和灵敏度 10-1 法则法则2、
22、统计受控的统计受控的3、 对于产品控制对于产品控制 -测量系统的变异性与公差相比必须小测量系统的变异性与公差相比必须小4、 对于过程控制对于过程控制 -测量系统的变异性应该显示有效的测量系统的变异性应该显示有效的 分辨率并且与制造过程变差相比要小分辨率并且与制造过程变差相比要小 * 测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差测量系统最大的（最坏）变差应小于过程变差 和规范控制限两者中的较小者和规范控制限两者中的较小者 44测量问题分析测量问题分析n Step1 识别问题n Step2 识别小组n Step3 测量系统和过程的流程图n Step4 因果图n Step5 计划-实施-研究-行动PDS
23、An Step6 可能的解决方法及纠正证明n Step7 将变更制度化APSD45?46测量系统研究的准备测量系统研究的准备 n 测量系统分析计划和准备测量系统分析计划和准备 MSA常见问题 哪些测量系统需进行哪些测量系统需进行MSA?(MSA?(测量风险在哪测量风险在哪?)?) 需进行哪些研究需进行哪些研究?(?(测量风险来源测量风险来源?)?) 研究对象如何选取研究对象如何选取?(?(最大的测量风险最大的测量风险?)?) 用什么方法用什么方法?(?(计数型计数型/ /计量型计量型) ) 什么时间什么时间?(MSA?(MSA计划计划) ) 判断准则是什么判断准则是什么?(MSA?(MSA手册
24、手册) )47测量系统研究的准备测量系统研究的准备 n 测量系统分析计划和准备测量系统分析计划和准备 MSA常见问题l 哪些测量系统需进行MSA?(测量风险在哪?) 并不是所有产品和过程特性都需要对其测量系统进行如此详尽的研究。并不是所有产品和过程特性都需要对其测量系统进行如此详尽的研究。 简单的标准测量工具如千分尺、卡尺可能不需要这样深度的战略和计划简单的标准测量工具如千分尺、卡尺可能不需要这样深度的战略和计划。 一个基本的经验准则是被测量的零件或子系统的特性是否已在控制计一个基本的经验准则是被测量的零件或子系统的特性是否已在控制计 划中识别或该特性在确定产品或过程是否可接受时是重要的。另外
25、的划中识别或该特性在确定产品或过程是否可接受时是重要的。另外的 指南是对特定尺寸赋予的公差水平。指南是对特定尺寸赋予的公差水平。 常识是任何情况下的指导常识是任何情况下的指导!48测量系统研究的准备测量系统研究的准备 n 测量系统分析计划和准备测量系统分析计划和准备1计划所使用的方法2确定检验员人数，样本部件数量，量度次数。在此要考虑的因素包括： a)尺寸的关键性 - 关键尺寸需要较多部件数量和/或量度次数 b)部件外形 - 体积大或沉重的部件可能要较少的部件数量，但较多的量度 次数3因为目的是评估整个测量系统，检验员必须从正常操作设备的人员中选取4样本必须从过程中选取并能代表整个工作范围5设
26、备的分辨力必须至少能量度出特性的预期过程变差的十分之一6保证测量方法（检验员和设备,量具特性）按规定的程序进行 1). 测量必须是随机进行的 2). 在设备上读数时，必须该估读到能得到的最近似数。如可能，读数必 须低致最小刻度的一半;例如:刻度是0.001，读数则要估计到0.0005 3). 观察研究的人必须充分了解对进行可靠研究所要求的注意事项的重要性 4)每个检验员必须用相同的程序相同的步骤去拿取数据49测量系统研究的准备测量系统研究的准备 测量系统的分辩力测量系统的分辩力l 选择和分析测量系统时，必须了解测量系统的分辨能力 - 即测量系统检测量度特性的轻微变化的能力 - 亦即分辨力l 由
27、于经济和物质的限制，测量系统不一定会把个别数据精细地表现出来 一般会对数据分为不同的数据组。l 如测量系统的分辨能力不足，系统可能不能够确定过程变化或将个别部 件的特性数据展现出来l 如系统不能检测过程的变化，即表示分辨能力不可接受l 如系统不能检测特殊原因变化，即表示分辨能力不可接受50S.W.I.P.E STANDARD 标准标准WORKPIECE(PART) 工件（零件）工件（零件）INSTRUMENT 仪器仪器PERSON/PROCEDURE 人人/程序程序ENVIRONMENT 环境环境 5152S.W.I.P.E 53MEASUREMENT ERROR 测量误差测量误差 MEASU
28、REMENT SYSTEM CAPABILITY 测量系统能力测量系统能力 短期时间的测量系统误差短期时间的测量系统误差 线性均一性、重复性和再现性线性均一性、重复性和再现性MEASUREMENT SYSTEM PERFORMANCE 测量系统性能测量系统性能 所以变差源随时间的影响所以变差源随时间的影响 过程是否受控过程是否受控 稳定性、一致性稳定性、一致性 5455 i.e. Average measured value Vs Actual value平均观测值平均观测值 Vs 基准值基准值 i.e. Spread of measurement - Precision 测量的分布测量的分布
29、 精密度精密度56接受的准则接受的准则- -位置误差位置误差偏倚和线性偏倚和线性 - - 当测量系统的偏倚与线性误差与零误差差别较明显当测量系统的偏倚与线性误差与零误差差别较明显或是超出量具校准程序确立的最大允许误差，这是或是超出量具校准程序确立的最大允许误差，这是不可接受的；不可接受的； - - 重新进行校准或者偏差校正，以便尽可能减少这种重新进行校准或者偏差校正，以便尽可能减少这种偏差。偏差。57接受的准则接受的准则- -宽度误差宽度误差测量系统变差所掩盖掉的生产中变差的百分比或者零测量系统变差所掩盖掉的生产中变差的百分比或者零件公差的百分比；件公差的百分比；对特定的测量系统的最终接受准则
30、，取决于该测量系对特定的测量系统的最终接受准则，取决于该测量系统的环境和目的，而且还要去的顾客的同意；统的环境和目的，而且还要去的顾客的同意；误差小于误差小于10%-10%-通常认为可以接受；通常认为可以接受；误差在误差在10%-30%10%-30%之间之间- -基于测量的重要性、测量装置的基于测量的重要性、测量装置的成本、维修的成本等因素进行考虑，可能是可接收的成本、维修的成本等因素进行考虑，可能是可接收的；超过超过30%-30%-不可接受，应通过努力改进该测量系统。不可接受，应通过努力改进该测量系统。58测量系统分析的时机测量系统分析的时机新生产的产品新生产的产品PVPV有不同时有不同时新
31、仪器新仪器EVEV有不同时有不同时新的操作人员新的操作人员AV AV 有不同时有不同时5)。首先把它们送到比要研究的测量系统更高级别的测量系统上进行多次测量，取多次测量值的平均值作为它们各自的基准值，如表9-1所示。根据以往的研究经验，要研究的测量系统只具有重复性而不具有再现性问题，所以界用一个评价人进行研究即可。这个评价人对每个零件重复测量12次（一般要求不少于10次，即重复测量次数m10），表9-1列出测量值。在进行这种测量时，应注意保持各次测量结果之间的统计独立性，即使后面的测量读数不受前面读数千的影响，具体方法就是使各个零件和测量次数的组合随机化。 线性分析线性分析第第4版版MSA手册
32、手册采用如下方法对下表中的测量值进行处理的：计算对每个零件多次重复测量值的平均值，用它减去同一个零件的基准值，便得到用这个测量系统测量这个零件的偏倚。74核心工具核心工具- - MSAMSA 线性分析线性分析第第4版版MSA手册手册第4版测量系统分析参考手册中采用了不同的方法对上表中的数据进行处理。具体方法介绍如下。计算对每个零件(基准值为 )的每个测量值 对应的测量误差 及其平均值 .按照定义， 也就是偏倚（ ）的估计值，即于是可得到下表。iTxjix,jiB,iBiBITjiJIxxB,mjBiBMji1,mBBmjjii1,75核心工具核心工具- - MSAMSA 表 对测量系统的线性进
33、行研究的数据表 零件i 1 2 3 4 5 基准值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 测量误差 1 0.7 1.1 -0.2 -0.4 -0.9 2 0.5 -0.1 -0.3 -0.3 -0.7 3 0.4 0.2 -0.1 -0.2 -0.5 4 0.5 1.0 -0.1 -0.3 -0.7 5 0.7 -0.2 0.0 -0.2 -0.6 6 0.3 -0.1 0.1 -0.2 -0.5 测量序号 7 0.5 -0.1 0.0 -0.2 -0.5 8 0.5 -0.1 0.1 -0.3 -0.5 9 0.4 -0.1 0.4 -0.2 -0.4 10 0.4 0.0 0
34、.3 -0.5 -0.8 11 0.6 0.1 0.0 -0.4 -0.7 12 0.4 -0.2 0.1 -0.3 -0.6 偏倚yi 0.49 0.13 0.03 -0.29 -0.62 在线性图（见下图）上画出测量误差 和偏倚 在下图上，横坐标是基准值，纵坐标是偏倚或测量误差。iTjijixxB,mBBmjjii1,76核心工具核心工具- - MSAMSA 2 4 6 8 10 测量系统的线性图利用（ ）这些数据点（i=1, ，g；j=1, ，m）拟合出一条直线，来反映偏倚随基准值的变化规律。这条直线的方程为：利用最小二乘法进行拟合即可求出拟合直线的钭率a、截距b和线性拟合优度 。其中，
35、n=gm=512=60。下面是计算过程。1.10.90.70.50.30.1-0.1-0.3-0.5-0.7-0.9-1.0 偏倚,测量误差基准值偏倚=0.73666-0.13167基准值拟合优度=0.71432线性图偏倚=0 回归 要 偏倚 - 95%置信区ijTBxi,axby2R77核心工具核心工具- - MSAMSA由于拟合优度 数值过低，表明线性模型对于数据是不适合的。从上图也可以看出，数据点比较分散，与拟合优度 提示的情况相符。这表明，测量数据的质量值得怀疑，应该找出原因，进行适当改进以后再徕进行测量。但是，在这里旨在介绍数据处理方法，所以继续进行数据处理。对于任意给定的基准值 水
36、平下偏倚的置信带按照如下公式计算：2R2R131667.01212111niniiinininiiiiinxxnyxyxa736667.011niiniinxanyb714.01212121221212121221112niniiininiiininiiininiiinininiiiiinynynxnxanyynxxnyxyxR,0 x78核心工具核心工具- - MSAMSA 低限： 高限： 其中， 的默认值是0.05，自由度为 n=2，查附表示（t分布表）可以得到 =2.00172. 下表给出回直线和偏倚的95%置信限坐标的计算结果。 在线性图上画出回归直线和偏倚的95%置信限。画出“0偏倚
37、线”，为了使测量系统线性可 以被接受，“0偏倚线”必须完全位于上述置信限之内。斜率大线性越差 239540.021112nyxaybysnininiiiiiniinxxxxnstaxb12202/1,201niinxxxxnstaxb12202/1,2010000.61nxxnii053333.01nyynii(58,0.975)t79核心工具核心工具- - MSAMSA在本例中，不满足这个要求，测量系统的线性是不可以接受的。 i (基准值）低限估计的偏倚 b+a 高限12.000.36610.47330.580624.000.13420.21000.285836.00-0.1152-0.05
38、330.008648.00-0.3925-0.3167-0.2409510.00-0.6872-0.5800-0.47280 x0 x表 回归直线和偏倚的95%置信限坐标80测量系统分析测量系统分析 l 如回归线有好的拟合优度（接近直线）线性或线性百分比就可根据回归线的斜度来评估是否足够l 如回归线没有好的拟合优度（不接近直线）偏移平均值和主值可能没有线性关系，测量系统的线性是否可以接受就需要进一步的分析 如果一个测量系统有非线性度，要找出可能的原因1设备在操作范围的最低最高端没有适当2最大最小的标准有误差3设备磨损4设备内部的设计特性81核心工具核心工具- - MSAMSAn 测量系统的重复
39、性和再现性测量系统的重复性和再现性n 测量系统的重复性测量系统的重复性 只有当测量系统处于统计稳定状态时,进行重复性研究才有意义. 如图所示,在重复性误差 分布上以0为中心的5.15 范围为重复性.在5.15 范 围内正态分布概率密度曲线下的面积为99%. 称为重复性标准差,有时也简称为重复性.重复性的意义：一个人用一把量具对同一个被测特性进行多次重复测量，测量值落在重复性（ ）范围内的概率为99%。eEeeee575. 2e99%eEfe15. 50eE测量系统的重复性：以0为中心的 范围e15. 5e15. 582核心工具核心工具- - MSAMSA 进行数据测量的方法进行数据测量的方法(
40、1) 选择日常使用量具的人员进行测量,给他们编号为A，B，C；(2) 测量的零件数n5，它们应该代表实际的或期望的过程变差范围。取样方法是： 每天从过程中随机抽取件，共抽取n天。对这些零件进行编号；(3) 让测量者以随机顺序测量这n个零件，把测量值输入第行；(4) 让测量者，以相同的随机顺序测量这n个零件，而且他们之间不能看到彼此 的结果，把测量值分别输入第6,11行；(5) 以不同的随机测量顺序第2次重复该循环，把测量值分别输入到第2，7，12行；(6) 以不同的随机测量顺序第3次重复该循环，把测量值分别输入到第3，8，13行；(7) 当测量者属于不同的班次时，可以使用如下替代方法：让测量者
41、A测量所有n个 零件并把读数输入第1行，然后，让测量者A以不同的顺序测量所有n个零件并把 读数分别输入第2，3行；让测量者B，C同样做。183核心工具核心工具- - MSAMSA 进行数据分析的方法进行数据分析的方法(1) 以每个人对同一零件进行的多次重复测量值为子组(容量为重复测量次数r)，计算均值 （表中的第4，9，14行）和极差 R （表8-2中的第5，10，15行）。其中，每一个这样的极差 都是在测量者、零件、量具一定时得到的，所以它只反映测量系统的重复性。而上述每下个 均值既反映重复性，又反映再现性；(2) 利用上述级差作极差图（R图） 在极差图中没有超出控制限的点.这表明,所有测量
42、者的表现都是一样的.如果只是中一个测 量者的极差图中有点超出控制限,表明他的方法与其他人不同.如果在所有测量者的极差图 中都有点超出控制限,则表明测量系统对操作者的技术太敏感,需要改进才能获得有用的数据.计算结果如下表所示；如果量具公用于检验新产品是否合格,则应该按照下式计算（取公差而不是总变差）:LSLUSLLSLUSLRRmm66&%84核心工具核心工具- - MSAMSA 测量系统重复性的再现性测量系统重复性的再现性R&RR&R的接受准则的接受准则 %R&R10% -说明测量系统可以接受; 10%R&R30% -说明测量系统不可以接受,需要进行改进. 测量系统数据分级测量系统数据分级 把
43、在零件间变差( )范围内的零件分成的读数组的组数为 ng ，接受准则为p6RRPVngmpmpp&2223665&2RRPVng85核心工具核心工具- - MSAMSA表表 第第4版版测量系统分析参考手册上的测量系统分析参考手册上的“测量系统重复性的再现性分析报告表测量系统重复性的再现性分析报告表(均值均值-极差法极差法)”量具重复性和再现性报告 零件号的名称： 量具名称： 日期：特性： 量具号： 完成人：规范： 量具类型： 测量单元分析 %总变差（TV）重复性-设备变差（EV）再现性-评价人变差（AV） n=零件数 r=实验次数3417. 0R4446.0DIFFX511. 3PR 试验 K
44、1 2 0.8862 3 0.590820188.05908.03417.01KREV22963.0)310/(20188.05231.04446.0)/(22222nrEVKXAVDIFF 评价人 2 3 K2 0.7071 0.5231 %61.1714610.1/20188.0100/100%TVEVEV%04.2014610.1/22963.0100/100%TVAVAV86核心工具核心工具- - MSAMSA 重复性和再现性(GRR)零件变差(PV)总变差(TV) 综上所述，第3版QS9000测量系统分析参考手册上的“测量系统重复性和再现性分析报告表（均值-极差法）”（即表8-4）与
45、第2版手册(即表8-3)的差别在于：EV，AV，GRR(R)，PV，TV 都仅是相应的标准差，而不是5.15倍标准差；K1，K2，K3都是相应 的倒数，而不是 的倒数的5.15倍。30575.022963.020188.02222AVEVGRR10456.13146.0551.33KRPVP14610.110456.130575.02222PVGRRTV%68.2614610.1/30575.0100/100%TVGRRGRR%38.9614610.1/10456.1100/100%TVPVPV09475.530575.0/10456.141.1/41.1GRRPVndc 零件 K3 2 0.
46、7071 3 0.5231 4 0.4467 5 0.4030 6 0.3742 7 0.3534 8 0.3375 9 0.3249 10 0.31462d2d87核心工具核心工具- - MSAMSA 引起测量系统重复性、再现性问题的可能原因引起测量系统重复性、再现性问题的可能原因一个测量系统重复性比较差的原因可能包括：（1）仪器需要维护；（2）量具应该徕设计以增大其刚度；（3）夹紧或测量点的位置需要改进；（4）存在过大的零件变差。一个测量系统再现性比较差的原因可能包括：（1）需要对测量者进行更好地培训，以使其能够更好地操作测量仪器；（2）量具刻度盘上的刻度不清楚；（3）需要某种夹紧来帮助测
47、量者更一致地使用量具。 88计数型测量系属于测量系统中的一类，其测量值是一种有限的计数型测量系属于测量系统中的一类，其测量值是一种有限的分级数，与结果是连读值的计量型测量系统原同。最常见的是分级数，与结果是连读值的计量型测量系统原同。最常见的是通过通过/ /不通过量具不通过量具( (Go/No Go Gage)Go/No Go Gage)。由于这些方法不能量化测。由于这些方法不能量化测量系统变异性，只有当顾客同意的情况下才能使用。量系统变异性，只有当顾客同意的情况下才能使用。计数型测量系统变差源应该通过人的因素和人机工程学研究的计数型测量系统变差源应该通过人的因素和人机工程学研究的结果最小化。
48、判断的风险可以用以下方法评价。结果最小化。判断的风险可以用以下方法评价。 o o 假设检验分析假设检验分析 Hypothesis Test AnalysisHypothesis Test Analysis o o 信号探测理论信号探测理论 Signal Detection TheorySignal Detection Theory 0.75 - 一致性好 Kappa 0.4 - 一致性差0PeP0()/(1)eeKappaPPPKappaABCA-.86.78B.86-.79C.78.79-116核心工具核心工具- - MSAMSA在此分析中并未告诉测量系统区分好与不好的能力，只是分析了评价人
49、之间表现出来的差异；如果要确定评价人与基准之间的一致性，则需开发下表：A与基准判断交叉表基准总计.001.00A.00 计算 期望的计算4516.0534.05050.01.00 计算 期望的计算332.09768.0100100.0总计计算 期望的计算4848.0102102.0150150.0117核心工具核心工具- - MSAMSA基准总计.001.00B.00 计算 期望的计算4515.0232.04747.01.00 计算 期望的计算333.010070.0103103.0总计计算 期望的计算4848.0102102.0150150.0基准总计.001.00A.00 计算 期望的计算
50、4216.3934.75151.01.00 计算 期望的计算631.79367.39999.0总计计算 期望的计算4848.0102102.0150150.0B与基准判断交叉表C与基准判断交叉表118核心工具核心工具- - MSAMSA 这些值可以分析评价人与基准之间的一致性；ABCKappa.88.92.77119术语方差分析（方差分析（Analysis of Variance） (ANOVA)评价一个设计试验数据的统计方法。可视分辩率（可视分辩率（Apparent Resolution）测量仪器的最小增量的大小即可视分辩率。该数值通常用在广告中来划分测量仪器的分级。评价评价人变差（人变差（