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1、ISO/TS16949:2009标准培训标准培训讲师：段同知讲师：段同知五大技术手册产品质量先期策划和控制计划（APQP&CP）潜在失效模式和后果分析参考手册（FMEA）测量系统分析参考手册（MSA）统计过程控制参考手册（SPC）生产件批准程序（PPAP）重要的顾客手册重要的顾客手册ISO/TS16949:2009五大手册目录 1、测量系统分析(MSA-3)，(2003年5月第三版第二次印刷) 2、生产零件批准过程(PPAP-4)，(2006年3月第四版) 3、统计过程控制(SPC-2)，(2005年7月第二版) 4、潜在实效模式及后果分析实施手册(FMEA-4)，(2008年6月第四版) 5
2、、先期产品质量策划与控制计划实施手册(APQP-2)，(2008年7月第二版)MSAMSA测量系统分析测量系统分析Measurement System Analysis Measurement System Analysis MSAMSA理论培训理论培训讲师讲师:刘旭明刘旭明一、MSA简介 1.什么是MSA M: 指Measurement 测量 S: 指System 系统 A: 指 Analysis 分析 MSA也就是对量测系统进行分析的方法!2.MSA 的重要性 如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。PROCES
3、S原料人机 法环測量測量结果好不好測量l 新生产的产品存在较大的产品变差（PV）； l 引进新仪器时（EV）； l 测量操作更换新的人员时（AV）；l 易损耗之仪器必须注意其分析频率 ；3.什么情况下做MSA通过测量用数字体现的数据，并不是总能代表事实。通过测量用数字体现的数据，并不是总能代表事实。因此，有必要对数据的信赖性进行确认。因此，有必要对数据的信赖性进行确认。= 真实值真实值(实际产品变差实际产品变差)测量误差测量误差(测量变差测量变差 )测量值测量值(观察的变差观察的变差)4.测量值的组成要素 测量误差有多大? 测量误差的原因是什么? 测量工具是否具备分辨率? 重复测量也能得到相同
4、的结果 吗? 用别的测量工具也能得到相同结果吗 ? 测量工具随着时间的推移是否保持稳定状态 ? 怎样提高测量系统?5.MSA分析要确认的信息理想的测量系统应该是每次都能测出真实值。测量系统的质量通常仅仅取决于经过一段时间后产生数据的统计特性： Bias 偏倚 Repeatability 重复性 Reproducibility 再现性 Linearity 线性 Stability 稳定性6.MSA的统计属性要观察测量误差的主要原因要观察测量误差的主要原因, “ “重复性重复性(repeatability)” 和和“ “再现性再现性(reproducibility)”. 要想解决实际要想解决实际P
5、ROCESS的波动，应把握测量系统的波动，的波动，应把握测量系统的波动，并把它与并把它与PROCESS波动分离波动分离. 稳定性稳定性 线性线性长期长期PROCESS波动波动短期短期PROCESS波动波动样品的样品的 波动波动 实际实际PROCESS波动波动重复性重复性校正校正测量仪器波动测量仪器波动作业者波动作业者波动 (再现性再现性) 测量波动测量波动 观察到的观察到的PROCESS波动波动7.过程波动的主要来源Environme设备不稳定性设备不稳定性测量仪器测量仪器环境环境 方法方法配件磨损配件磨损电力不稳定性电力不稳定性 标准次序标准次序 测量系统变差测量系统变差湿度湿度清洁度清洁度
6、震动震动电压变化电压变化气温变化气温变化材料材料 测量者测量者灰尘灰尘/噪音噪音标准材料标准材料量产材料量产材料良品材料良品材料不良材料不良材料保管保管/管理管理感觉感觉,气氛气氛熟练度熟练度测量位测量位置置测量次数测量次数测量条件测量条件8.MSA变差的因果分析 用来获得表示产品或过程特性的数值的系统，称之为测量用来获得表示产品或过程特性的数值的系统，称之为测量系统。测量系统是与测量结果有关的系统。测量系统是与测量结果有关的仪器、设备、软件、测仪器、设备、软件、测量程序、测量人员、被测物品和环境量程序、测量人员、被测物品和环境的集合。的集合。 二、MSA相关术语1.测量系统定义12345好的
7、分辨率好的分辨率12345差的分辨率差的分辨率 是指测量装置能够测量到最小可检出的单位。测量刻度应为产品规格或过程波动的十分之一。2.分辨率仪器仪器 2平均值平均值真实值真实值平均值平均值仪器仪器 1仪器仪器 2 偏倚偏倚仪器仪器 1 偏倚偏倚某一物品理论上的真实值或参考值。测量值平均和真实值的差异。3.真实值4.偏倚（Bias)某标准件，已知值为某标准件，已知值为25.4mm，某机械检查工用精度为某机械检查工用精度为0.025mm的游标卡尺测量的游标卡尺测量10次，测量结果如下：次，测量结果如下：25.42525.42525.40025.40025.37525.40025.42525.400
8、25.42525.375把把10个测量值相加除以个测量值相加除以10，得到平均值：，得到平均值：25.4051mm偏倚等于平均值减去参考值：偏倚等于平均值减去参考值：25.405125.4000.0051mmq 计算偏倚举例仪器仪器 1 : 线形性有问题线形性有问题. 测量单位测量单位0仪器仪器 2 : 线形性没有问题线形性没有问题. 0测量单位测量单位v线性是指量具在其工作范围内偏倚的变化规律。v在全部测量范围内，测量值和基准值的差异保持稳定，说明其线性好。5.线性时间时间2时间时间 1时间时间 1时间时间 2真实值真实值真实值真实值时间时间 3时间时间 3v是指随时间变化的偏倚值。v根据时
9、间的推移测量结果互不相同时，说明该测量系统缺乏稳定性。6.稳定性 由一个人使用同一量具，对同一被测特性进行多次重复测量所得结果之间的偏差，即为测量系统的重复性。真实值真实值平均平均好的重复性好的重复性平均平均差的重复性差的重复性7.重复性 由不同的人使用同一量具，对同一被测特性进行多次重复测量所得结果之间的偏差，即为测量系统的再现性。真实值真实值好的再现性好的再现性作业者作业者 1差的再现性差的再现性作业者作业者 2作业者作业者 3作业者作业者 1作业者作业者 2作业者作业者 38.再现性现有硬度为5.0（真实值）的材料.方法1得到的测量值是 : 3.8, 4.4, 4.2, 4.0方法2得到
10、的测量值是 :6.5, 4.0, 3.2, 6.3哪一个方法更正确 ? 哪一个方法更精密 ? 应首先的方法是 ? 其理由是? 例例 题题1）计划要使用的方法；2）确定评价人的数量、样品数量及重复读数次数；3）从日常操作该仪器的人中挑选评价人；4）样品必须从过程中选取并代表整个工作范围；5）仪器的分辨力应允许至少读取特性的预期过程变差的十分之一；6）确保测量方法（即评价人和仪器）在按照规定的测量步骤测量特征尺寸；2.测量系统研究准备1）测量必须按照随机随机顺序进行；2）不应让评价人知道正在检查零件的编号；3）测量读数应估计到可得到的最接近的数字；4）研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行；5
11、）每一位评价人在整个研究过程中应采用相同的测量方法；3.测量系统研究注意事项计量型计量型MSA1)稳定性-均值极差法；2)偏倚-独立样本法；3)偏倚-均值极差法；4)线性-一元线性回归法；5)GRR-均值极差法；6)GRR-Crossed ANOVA；7)GRR-Nested ANOVA；计数型计数型MSA1)解析法；2)交叉表法；3)信号探测法；测量系统分析方法分类v 确定某一测量仪器的稳定性是否为可接受。v 同一评价人对同一样品进行多次测量的情况。通过对测量数据进行统计，得出分析结论。1）稳定性均值极差法1.计量型MSA(稳定性均值极差法）a) 取得包含1个零件的样本，选取了生产过程输出范
12、围中接近中间值的一个零件。（不能给评价人看到）b) 指定1位操作人员在不知情的状况下使用校验合格的量具，共测了5周（25个子组）以上个零件进行测量, 并重复3次，将操作员所读数据进行记录, 研究其设备的稳定性。c) 试验完后, 测试人员将量具测出数据计算均值、极差和控制限，并作成均值极差控制图。d) 计算结果均值、极差及控制限等。2）分析步骤计算出相应的数值。 前提条件: 只有当测量系统处于统计稳定状态时,进行偏倚研究才有意义。 什么是偏倚-独立样件法? 利用一个标准样件对量测系统进行偏倚的分析方法。1）偏倚独立样本法2.计量型MSA(偏倚独立样本法）a) 取得一个标准样件,并确定其参考值。参
13、考值=XT(注:如不能取得标准值,则选择一件落在生产测量范围中间的生产件作为基准件,将其用更精密的仪器测量该零件N10次,取平均值作为参考值)b) 让一名评价人以正常方式测量样件N10次,并记录结果。c) 画直方图：画出数据相对于参考值的直方图,根据专业知识判断是否存在特殊原因或出现异常.如果不存在,继续分析,当n30%,则表明系统不可接受。& 10%GRR%30,系统可接受亦可不接受。& GRR%t意义值=2.093,所以偏倚不能接受。 093. 2:86. 90073. 00023. 03 .313 .31025. 01 ,192/1 ,19ttRBt查表计算 评估不同的评价人一致性。 评
14、估不同评价人与参考决定之间的一致性。1）交叉表法4.计数型MSA(交叉表法）a)取样(50个)及选择评价人(3名)。b)确定样本的参考值(0,1)。c)要求每一位评价人对每一个零件进行n次(n=3)测量,如果可按受则记录为1,如果不接受记录为0.详见下表:d)分析Kappa结果：2）分析步骤11111111111+21111111111+30000000000400000000005000000000061101101001x71111111111x81111111111+90000000000101111111111+111111111111+120000000000 x1311111111
15、11+141101111001x151111111111+161111111111+171111111111+181111111111+191111111111+201111111111+211101010101x220010101010 x231111111111+241111111111+250000000000零件A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1代码C-2C-3参考交叉表研究数据表v设定用1表示可接受的决定，0为不可接受的决定。表中的参考值一开始还有确定。显示“代码”列，分别“+”、“x”、” “代表III区，II区，I区。B总计01A0.0 计算期望的计算15.7634.35
16、050.01.0 计算 期望的计算331.39768.7100100.0总计 计算 期望的计算4747.0103103.0150150.0A与B 交叉表C总计01B0.0 计算 期望的计算4216.0531.04747.01.0 计算 期望的计算935.09468.0103103.0总计 计算 期望的计算5151.09999.0150150.0B与C 交叉表A与C 交叉表C总计01A0.0 计算 期望的计算4317.07335050.01.0 计算 期望的计算834.09266.0100100.0总计 计算 期望的计算5151.09999.0150150.0 使用kappa来衡量两个评价人对同
17、一物体进行评价，其评定结论的一致性：通用的法则是kappa大于0.75表示好的一致性；小于0.4表示一致性差，计算结果如下；kappaABCA0.860.78B0.860.79C0.780.79n P0=对角线单元中观测值的总和n Pe=对角线单元中期望值的总和n kappa=(P0 - Pe )/(1- Pe)3）判定规则参考总计01B0.0 计算 期望的计算4515.0232.04747.01.0 计算 期望的计算333.010070.0103103.0总计 计算 期望的计算4848.0102102.0150150.0B参考 交叉表参考总计01C0.0 计算 期望的计算4216.3934.
18、75151.01.0 计算 期望的计算631.79367.39999.0总计 计算 期望的计算4848.0102102.0150150.0C参考 交叉表 这些值可以被解释为每个评价人与参考值有好的一致。然后，过程小组计算了测量系统的有效性:有效性有效性=正确判断的数量判断的机会总数正确判断的数量判断的机会总数ABCkappa0.880.920.77结果分析:判定规则：& 评价人的重复性正确百分比90%；& 评价人和参考值相比较的正确百分比90%；& 所有评价人一致的百分比90%；& 所有评价人和标准一致的百分比90%；q 实验目的实验目的 为了更深层次地对装有水的杯子的水深度进行研究，决定对水
19、为了更深层次地对装有水的杯子的水深度进行研究，决定对水深度进行深度进行MSA,MSA,从而提高测量信赖性。从而提高测量信赖性。 准备事项准备事项 * * 直尺直尺 * * 杯子杯子1010个个 ( (杯子水深差异越大越好杯子水深差异越大越好 ) ) 四、MSAq 精密都评价精密都评价 (Gage R&R) 对被选人员（对被选人员（3名）进行精密性评价名）进行精密性评价 插入插入Data SampleData Sample测量对象数测量对象数重复测量数重复测量数测量者数测量者数总测量数总测量数 q MSA 结果分析？结果分析？q 问题点把握及改善对策树立？问题点把握及改善对策树立？q 改善后的精密度改善后的精密度谢谢大家谢谢大家! !