测量系统分析MSA.ppt

1、测量系统分析 (MSA) Measurement System Analysis 1 课程内容 （基础篇） n MSA的重要性 n 测量系统分析的对象 n 测量系统误差来源 n 测量基础术语 n 测量系统统计特性 n 理想的测量系统 n 测量系统应有的特性 n 测量系统变异性的影响 n 测量 系统 策划 2 课程内容 (方法篇 ) n 测量系统研究准备 n 计量型分析 稳定性分析 偏倚分析 控制图法 偏倚分析 独立样本法 线性 分析 重复性和再现性 分析 n 计数型分析 风险分析法 小样 法 3 MSA 的重要性 n 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

2、的结果，此 时便不能得到真正的产品或过程特性。 过程原料 人 机 法 环 测量 测量 结果 好 不好 测量 4 MSA分析的对 象 ISO/TS16949之 7.6.1 测量系统分析 1.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。 2.此要求应适用于控制计划中提及的测量系统 。 3.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。 5 测量误差 y=x+ n 测量值 =真值 (True Value) + 测量误差 戴明说没有真 值的存在 一致性 6 测量误差来源 7 测量误差的来源 n 仪器

3、方面： Discrimination(分辩力 ) Precision 精密度 (Repeatability 重复性 ) Accuracy准确度 (Bias偏差 ) Damage损坏 Differences among instruments and fixtures(不同仪器和夹具间的差异 ) 8 测量误差的来源 n 不同检验者的差异 Difference in use by inspector (Reproducibility再现性 ) 训练 技能 疲劳 无聊 眼力 舒适 检验的速度 指导书的误解 9 测量误差的来源 n 不同环境所造成的差异 （ Differences due to env

4、ironment） 温度 湿度 振动 照明 腐蚀 污染 (油脂 ) 10 测量误差的来源 n 方法方面： Differences among methods of use 测试方法 测试标准 n 材料方面： 准备的样本本身有差异 收集的样本本身有差异 11 測量所造成之誤差來自 v被測量工件之間的差異 v執行測量之不完整性 ( 同一工件重複測量，得不到同一數據 ) v測量者之間，測量技術的差異 12 測量系統誤差之分類 v準確度之誤差 ( Accuracy ) 測量實際值與工件真值間之差異 v精密度之誤差 ( Precision ) 利用同一量具，重複測量相同工件同一 品質特性，所得數據之 變

5、異性 。 13 儀器測量之準確度與精密度 準確度 精密度 高 低 高低 14 测量基础术语 15 关于测量 n 测量： 赋值给具体事物以表示它们之间关于特 定特性的关系。赋值过程即为测量过程，而赋予 的值定义测量值。 n 量具 ：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，包括用来测量合格不 合格的装置。 n 测量系统 ：用来对 被测特性 赋值的 操作、程序 、量具、设备、软件以及操作人员的集合； 用来 获得测量结果的整个过程。 16 数据 n 一组条件下观察结果的集合，既可以是连 续的 (一个量值和测量单位 )又可以是离散 的 (属性数据或计数数据如成功失败、好 坏、过不通过等

6、统计数据 )。 17 标准 n 用于比较的可接受的基准； n 用于接受的准则； n 已知数值，在表明的不确定度界限内，作 为真值被接受； n 基准值。 18 准确度 n 观测值和可接受基准值之间一致的接近程 度。 19 校准 n 在规定的条件下，建立测量装置和已知基 准值和不确定度的可溯源标准之间的关系 的一组操作。校准可能也包括通过调整被 比较 的 测量装置的准确度差异而进行的探 测、相关性、报告或消除的步骤。 20 校准周期 n 两次校准间的规定时间总量或一组条件， 在此期间，测量装置的校准参数被认定为 有效的。 21 分辨力、可读性、分辨率 n 最小的读数单位、刻度限度； n 由设计决定

7、的固有特性； n 测量或仪器输出的最小刻度； n 1:10经验法则（过程变差与公差较小者） 。 22 GR&R n 一个测量系统的 重复性和再现性 的合成变 差的估计。 GRR变差等于系统内和系统间 变差之和。 23 测量系统误差 n 用于量具偏倚、重复性、再现性、稳定性 和线性产生的合成变差。 24 零件变差 n 与测量系统分析有关，对一个稳定过程零 件变差 (PV)代表预期的不同零件和不同时 间的变差。 25 概率 n 以已收集数据的特定分布为基础，描述特 定事件发生机会的一种估计 (用比例或分数 )。概率估计值范围从 0(不可能事件 )到 1( 必然事件 )。 26 过程控制 n 一种运

8、行状态，将测量目的和决定准则应 用于实时生产以评估过程稳定性和测量体 或评估自然过程变差的性质。测量结果显 示过程或者是稳定和 ”受控 ”，或者是 ”不受 控 ”。 27 产品控制 n 一种运行状态，将测量目的和决定准则应 用于评价特性符合某规范。测量结果显示 过程或者是 ”在公差内 ”或者是 ”在公差外 ”。 28 灵 敏 度 n 导致一个测量装置产生可探测 (可辨别 )输 出信号的最小输入信号。一个仪器应至少 和其分辨力单位同样敏感。敏感性是通过 固有量具的设计与质量、服务期内维护和 操作条件确定的。 29 溯源性 n 在商品和服务贸易中溯源性是一个重要概念， 溯源到相同或相近的标准的测量

9、比那些没有溯源 性的测量更容易被认同。这为减少重新试验、拒 收好的产品、接收坏的产品提供了帮助。 n 溯源性在 ISO计量学基本和通用国际术语 (VIM) 中的定义是 ”测量的特性或标准值，此标准是规 定的基准，通常是国家或国际标准，通过全部规 定了不确 定 度的不间断的比较链相联系。 30 溯源示例 国家 标准 引用标准 工作标准 生产量具 夹量具 千分尺 CMM 量块 激光干涉仪 引用量具量块比测 波长标准 干涉比测器 31 真值 n 测量过程的目标是零件的 ”真 ”值，希望任 何单独读数都尽可能地接近这一读值 (经济 地 )。遗憾的是真值永远也不可能知道是肯 定的。然而，通过使用一个基于

10、被很好地 规定了特性操作定义的 ”基准 ”值，使用较 高级别分辨率的测量系统的结果，且可溯 源到 NIST， 可以使不确定度减小。因为使 用基准作为真值的替代，这些术语通常互 换使用。 32 一致性 n 一致性是随时间得到测量变差的区别。它 也可以看成重复性随时间的变化。 n 影响一致性的因素是变差的特殊原因，如 ： 零件的温度 电子设备的预热要求 设备的磨损 33 均匀性 n 均匀性是量具在整个工作量程内变差的区 别。它也可被认为是重复性在量程上的均 一性 (同一性 )。 n 影响均匀性的因素包括： 夹紧装置对不同定位只接受较小较大尺寸 。 刻度的可读性不好 读数视差 34 测量不确定度 n

11、 不确定度是赋值给测量结果的范围，在规定 的置信水平内描述为预期包含有真测量结果 的范围。测量不确定度通常被描述为一个双 向量。简单的表达 式 ： 真测量值 =观测到的测量 (结果 ) U n U=扩 展 不确定度。扩展不确定度是测量过程 中合成标准误差 Uc， 乘以一个代表所希望的 置信范围中的正态分布的分布系数 (K)。 ISO/IEC确定了足以代 表正态分布的 95%的不确定度的分布系数。通 常认为 K=2， U=KUc。 35 测量不确定度 n 合成标准误差 Uc包括了在测量过程中变差的所 有重要组成部份。在大多数情况下，按着本手册 完成的测量系统分析的方法可以用来定量确定测 量不确定

12、度的众多来源。简单的表达式被定量表 示为： Uc2=2偏倚 + 2GRR+ 2稳定性 + 2一致性 + 2其它 n 定期重复评价与测量过程有关的不确定度以确 保持续保持所预计的准确度是适宜的。 36 测量不确定度和 MSA区别 n 测量不确定度和 MSA的主要区别是： MSA的重点是了解测量过程，确定在测量过 程中的 变 差总量，及评估用于生产和过程控制 中的测量系统的充 分 性。 MSA促进了解和改进 ( 减少变差 )。 不确定度是测量值的一个范围，由置信区间 来定义，与测量结果有关并希望包括测量真值 。 37 不确定度和测量误差区别 测量值概率分布曲线均值 +3-3 真值 1 测量误差 不

13、确定度范围 38 测量系统统计特性 39 测量系统的 统计 特性 n Bias偏 倚 (Accuracy准确性 ) n Repeatability重复性 (precision) n Reproducibility再现性 n Linearity线性 n Stability稳定性 40 偏 倚 偏倚： 是测量结果的观测平 均值与基准值的差值 。 基准值的取得可以通过采用 更高等级的测量设备进行多 次测量 ， 取其平均值 。 41 造成过份偏倚的可能原因 n 仪器需要校准 n 仪器、设备或夹紧装置 的磨损 n 磨损或损坏的基准，基 准出现误差 n 校准不当或调整基准的 使用不当 n 仪器质量差 设计

14、或一 致性不好 n 线性误差 n 应用错误的量具 n 不同的测量方法 设置 、安装、夹紧、技术 n 测量错误的特性 n 量具或零件的变形 n 环境 温度、湿度、振 动、清洁的影响 n 违背假定、在应用常量 上出错 n 应用 零件尺寸、位置 、操作者技能、疲劳、 观察错误 42 重 复 性 指由 同一个 操作人员用 同一 种量具 经多次测量 同一 个零件的 同一 特性 时获得的测量值变差 （四同） 43 重复 性 不好的可能原因 n 零件 (样品 )内部：形状、位 置、表面加工、锥度、样品 一致性。 n 仪器内部：修理、磨损、设 备或夹紧装置故障，质量差 或维护不当。 n 基准内部：质量、级别、

15、磨 损 n 方法内部：在设置、技术、 零位调整、夹持、夹紧、 精 密度的变差 n 评价人内部：技术、职位、 缺乏经验、操作技能或培训 、感觉、疲劳。 n 环境内部：温度、湿度、 振动、亮度、清洁度的短 期起伏变化。 n 违背假定：稳定、正确操 作 n 仪器设计或方法缺乏稳健 性，一致性不好 n 应用错误的量具 n 量具或零件变形，硬度不 足 n 应用：零件尺寸、位置、 操作者技能、疲劳、观察 误差 (易读性、视差 ) 44 再 现 性 由 不同 操作人员，采用 相 同 的测量仪器，测量 同一 零件的 同一 特性时测量平 均值的变差 （三同一异） 45 再现性不好的可能潜在原因 n 零件 (样品

16、 )之间：使用同 样的仪器、同样的操作者 和方法时，当测量零件的 类型为 A,B,C时的均值差 。 n 仪器之间：同样的零件、 操作者、和环境，使用仪 器 A,B,C等的均值差 n 标准之间：测量过程中不 同的设定标准的平均影响 n 方法之间：改变点密度， 手动与自动系统相比，零 点调整、夹持或夹紧方法 等导致的均值差 n 评价人 (操作者 )之间：评价人 A,B,C等的训练、技术、技能 和经验不同导致的均值差。对 于产品及过程资格以及一台手 动测量仪器，推蕮进行此研究 。 n 环境之间：在第 1,2,3等时间 段内测量，由环境循环引起的 均值差。这是对较高自动化系 统在产品和过程资格中最常见

17、 的研究。 n 违背研究中的假定 n 仪器设计或方法缺乏稳健性 n 操作者训练效果 n 应用 零件尺寸、位置、观察 误差 (易读性、视差 ) 46 稳 定 性 是测量系统在 某持续时间 内测 量 同一基准 或零件的单一特性 时获得的测量值总变差 。 47 不稳定的可能原因 n 仪器需要校准，需要减少校 准时间间隔 n 仪器、设备或夹紧装置的磨 损 n 正常老化或退化 n 缺乏维护 通风、动力、液压 、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁 n 磨损或损坏的基准，基准出 现误差 n 校准不当或调整基准的使用 不当 n 仪器质量差 设计或一致 性不好 n 仪器设计或方法缺乏稳健 性 n 不同的测量方法 装置、

18、安装、夹紧、技术 n 量具或零件变形 n 环境变化 温度、湿度、 振动、清洁度 n 违背假定、在应用常量上 出错 n 应用 零件尺寸、位置、 操作者技能、疲劳、观察 错误 48 线 性 指测量系统在预期的工作范围内偏倚的变化。 49 线性误差的可能原因 n 仪器需要校准，需减少校 准时间间隔； n 仪器、设备或夹紧装置磨 损； n 缺乏维护 通风、动力、 液压、腐蚀、清洁； n 基准磨损或已损坏； n 校准不当或调整基准使用 不当； n 仪器质量差； 设计或一 致性不好； n 仪器设计或方法缺乏稳 定 性； n 应用了错误的量具； n 不同的测量方法 设置 、安装、夹紧、技术； n 量具或零件

19、随零件尺寸 变化、变形； n 环境影响 温度、湿度 、震动、清洁度； n 其它 零件尺寸、位置 、操作者技能、疲劳、 读错。 50 理想的测量系统 n 理想的测量系统在每次使用时，应只产生 “ 正确 ”的测量结果。每次测量结果总应该与 一个标准值相符。一个能产生理想测量结 果的测量系统，应具有 零偏倚 和所测的任 何 产品错误分类为零 概率的统计特性。 51 n 足够的分辨率和灵敏度 。为了测量的目的，相对于 过程变差或规范控制限，测量的增量应该很小。通常 所有的十进制或 1 / 10法则，表明仪器的分辨率应把 公差 (过程变差 )分为十份或更多。这个规则是选择量 具期望的实际最低起点。 n

20、测量系统应该是统计受控制的 。这意味着在可重复 条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是 特殊原因造成。这可称为统计稳定性且最好由图形法 评价。 测量系统 应有的特性 52 测量系统 应有的特性 对产品控制，测量系统的变异性与公差相比 必须小于依据特性的公差评价测量系统。 对于过程控制，测量系统的变异性应该显示 有效的分辨率并与过程变差相比要小。根据 6 变差和或来自 MSA研究的总变差评价测量系 统。 偏倚、重复性、再现性、线性可接受 53 测量系统变异性影响 54 产 品 决策 零件是否在明确的 规 格之内 过 程 决策 过 程是否 稳 定和可接受 测量系统变异性的影响 55 对产品

21、决策的影响 n TYPE I误差，将好的判成坏的。 其平均值是落在合格区的，但由于 GRR的影响可能 会将其判成不合格的。 LSL USL 56 对产品决策的影响 n TYPE II误差，将坏的判成好的。 其平均值是落在不合格区的，但由于 GRR的影响可 能会将其判成合格的。 LSL USL 57 对产品决策的影响 n 相对于公差，对零件做出错误决定的潜在 因素只 在测量系统误差与公差交叉时存在，下面给出三个 区分的区域。 LSL USL I II II IIII Bad is bad Bad is badGood is good Confused area Confused area 58

22、对产品决策的影响 n 对于产品状况，目标是最大限度地做 出正确决定，有二种选择： 改进生产区域 ：减少过程变差，没有零件产 生在 II区。 改进测量系统 ：减少测量系统误差从而减小 II区域的面积，因而生产的所有零件将在 III区 域，这样就可以最小限度地降低做出错误决定 的风险。 59 对 过程 决策的影响 n 对于过程控制，需要确定以下要求 统计 受 控 对准目标 可接受的变异性。 n 把普通原因报告为特殊原因 n 把特殊原因报告为普通原因 n 测量系统变异性可能影响过程的稳定性、目标以 及变差的决定。 60 测量系统策划 61 典型的进展 测量系统的设计开发 测量系统的制造 测量系统实施

23、（定期校准、统计分析 ） 62 测量系统设计和开发 要测量什么？ 特性的类型是什么？是动态还 是静态？是电性能吗？有重要的零件内变差？ 测量过程的结果 (输出 )用作什么目的？ 生产 改进、生产监控、实验室研究、过程审核、装 运检查、进货检查、对 doe的反馈吗？ 谁将使用过程？操作者、工程师、技师、检 查者、审核员？ 要求的培训 ：操作者、维护人员、工程师、 教室、实际应用、在职培训、学徒期间。 63 测量系统设计和开发 确定变差来源了吗？使用小组、头脑风暴、渊博 的过程知识、因果图或矩阵建立误差模型。 开发测量系统或专用的测量系统？ 测量系统可以 是永久的和专用的，或者也可以是柔性的且有可

24、以 测量不同类型零件的能力；如：仪器车量具、夹具 量具、三坐标测量机等。柔性的量具会更昂贵，但 长期运行可以省钱。 接触或不接触：可靠性、特性类型、样件计划、 成本、维护、校准、人员技能、兼容性、环境、速 度、传感器类型、零件偏差和图像处理。这可以由 控制计划要求和测量 (在连续抽样期间全面接触量具 可能有额外磨损 )频次确定。全表面接触传感、传感 器类型、空气反馈喷射、图像处理 ， CMM或光学比 较仪等。 64 测量系统设计和开发 环境： 污垢、潮湿、湿度、温度、振动、噪声、电 磁干扰、周围空气移动、空气污染物等。实验室、车 间、办公室等？以微米水平计算的紧密公差使环境成 为关键的问题。同

25、时，还有 cmm、 显示系统及超声波 等。这可能是过程内自动反馈类型测量的一个因素。 切削油、切削碎片和超高温也可能成为问题。需要干 净房间吗？ 测量和定位点：使用 GD&T清楚地确定固定和夹紧 点以及在零件的何处进行测量。 固定方法：自由状态或夹紧的零件定位。 零件方向：主要部份位置与其它部份。 65 测量系统设计和开发 零件准备：测量前零件应该干净、无油、温度稳定 吗？ 传感器定位：角度方向，到最初定位器或网络的距 离。 相互关系问题 1：在车间内或在车间之间需要加倍 ( 或更多 )的量具支持要求吗？制造的考虑、测量误差的 考虑、维修的考虑。那个被认定是标准？怎样使每项 有资格？ 相互关系

26、问题 2：方法分歧：从不同的测量系统设 计但应用于可接受的实践和操作限制下相同零件和过 程的测量变差结果。 66 测量系统设计和开发 自动或手动：线上、线下、操作者信任。 破坏性或非破坏性的测量 ：示例：拉伸试验、 盐雾试验、电镀油漆涂层厚度、硬度、尺寸测量 、图像处理、化学分析、压力、耐久性、冲击、转 矩、扭矩、焊接强度、电性能等。 潜在测量范围：可能测量的尺寸和预期范围。 有效分辨率：使用时特殊应用的测量对物理变 化 (探测过程或产品变差的能力 )敏感情况可接受吗 ？ 灵敏度：最小输入信号形成测量设备可探测的 ( 可辨别的 )输出信号对应用这种测量装置可接受吗 ？灵敏度由固有的量具设计和质

27、量 (oem)及使用中 的维护和操作条件确定。 67 测量系统制造 (设备、标准、仪器 ) 在系统设计中提出的变差源识别了吗？设计评 审、验证和确认。 校准和控制系统：建议的校准计划及设备和文 件的审核。频率、内部的或外部的、参数、过程中 验证检查。 输入要求：机械的、电的、液压的、气动的、 浪涌抑制器、干燥器、过滤器、滤清器，准备和操 作问题、绝缘、分辨率和灵敏度。 输出要求：仿真或数字、文件和记录、档案、 存放、检索、文件备份。 成本：开发、采购、安装、操作和培训的预算 因素。 预防性维护 ：类型、进度表、成本、人员、培 训、文件。 68 测量系统制造 (设备、标准、仪器 ) 服务性：内部

28、的和外部的、位置、支持水平、 反应时间、备件的可提供性、标准零件清单。 人机工程学：经过长时间装载和操作机器不带 来伤害的能力。测量设备讨论需要聚焦于测量系统 与操作者是怎样相互依赖的问题上。 安全考虑：人员、操作、环境、锁止。 存储和定位：建立关于测量设备存储和定位的 要求。罩、环境、安全、可提供性 (接近 )问题。 测量周期时间 ：测量一个零件或特性要花多少 时间？测量周期与过程和产品控制相结合。 过程流程、批量完整性、记录、测量和返回零 件有中断吗？ 69 测量系统制造 (设备、标准、仪器 ) 材料处理：需要特殊架子、支撑夹具、运输设备或其它材料 处理设备处理被测量的零件或测量系统本身吗

29、？ 环境问题：不管是影响该测量过程或相邻过程，有任何特殊 环境要求、条件、限制吗？有特殊的排放要求吗？有温度和湿 度控制的必要吗？湿度、振动、噪声、 EMI、 清洁度。 有特殊的可靠性要求或考虑吗？过了一段时间设备能支持吗 ？在生产使用前有必要验证吗？ 备件：一般清单、适当的供应和定货系统，可提供性、理解 提前期准备。并有充分的和安全存储吗？ (轴承、软管、皮带 、开关、螺线管、阀门等。 ) 用户说明：夹紧顺序、清洁程序、数据解释、图表、目视帮 助、全面。可得到、适当的显示。 文件：工程图样、诊断树、用户手册、语言等。 70 测量系统制造 (设备、标准、仪器 ) 校准： 与可接受的标准比较。可

30、接受的标准的可提 供性和成本。建议频率、培训要求。要求下次的时间 吗？ 存储：有关测量设备的存储有特殊的要求或考虑吗 ？罩、环境、防损坏偷盗的安全性等。 防错：使用者能很容易地 (太容易？ )改正已知测量 程序的错误吗？数据登录、设备的误用、防错、错误 预防。 71 测量系统实施 n 支持：谁将支持测量过程？实验室技师、工程 师、生产、维修、外包服务。 n 培训： 需要对使用和维修测量过程的操作者 技师工程师培训什么？时间进度、资源和成 本问题。谁将培训？在那进行培训？提前期的 要求？与测量过程的实际使用互本配合。 n 数据管理 ：怎样管理测量过程输出的数据？人 工、用计算器处理、汇总方法、汇

31、总频率、评 审方法、评审频率、顾客要求、内部要求。可 提供性、存储、检索、备份、安全、数据解释 。 72 测量系统实施 n 人员：需要雇用人员支持这一测量过程吗？成本、 时间进度、可提供性。当前的或新的。 n 改进方法：经过一段时间谁将改进测量过程？工程 师、生产、维护、质量人员？使用什么样的评估方法 ？是否有一个系统确定改进？ n 长期稳定性 ：评定方法、形式、频率及长期研究的 需要。漂移、磨损、污染、操作完整性。这种长期误 差能测量、控制、理解和预见吗？ n 特殊考虑 ：检查者的素质、身体限制或健康问题： 色盲、视力、力量、疲劳、持久力、人机工程学。 73 测量系统研究准备 74 测量系统

32、的评定 n 第一阶段：了解该测量过程并确定该测量 系统是否满足我们的需要。主要有二个目 的 确定该测量系统是否具有所需要的统计特性 ，此项必须 在使用前 进行。 发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响 ，例如温度、湿度等，以决定其使用之空间及 环境。 75 测量系统的评定 n 第二阶段的评定 n 目的是在验证一个测量系统一旦被认为是 可行时，应 持续 具有恰当的统计特性。 n 通常用稳定性分析、偏倚分析、 R&R分析 等方法。 76 测量系统研究的淮备 n 先计划将要使用的方法。例如，通过利用 工程决策，直观观察或量具研究决定，是 否评价人在校准或使用仪器中产生影响。 有些测量系统的再现性 (

33、不同人之间 )影响可 以忽略，例如按按钮，打印出一个数字。 77 测量系统研究的淮备 n 评价人的数量，样品数量及重复读数次数 应预先确定。在此选择中应考虑的因素如 下： 尺寸的关键性 ：关键尺寸需要更多的零件和 或试验，原因是量具研究评价所需的置信度 。 零件结构 ：大或重的零件可规定较少样品和 较多试验。 78 测量系统研究的淮备 n 由于其目的是评价整个测量系统，评价人的选 择应 从日常操作该仪器的人中挑选 。 n 样品必须从过程中选取并 代表其整个工作范围 。有时每一天取一个样本，持续若干天。这样做 是有必要的，因为分析中这些 零件被认为生产过 程中产品变差的全部范围 。由于每一零件将

34、被测 量若干次，必须对每一零件编号以便识别。 79 取样的代表性 不具代表性的取法 80 取样的代表性 具代表性的取法 81 测量系统研究的淮备 n 仪器的分辨力应允许至少 直接读取 特性的 预期过程变差的十分之一，例如特性的变 差为 0.001，仪器应能读取 0.0001的变化。 n 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。 82 测量系统分析执行注意点 n 测量应按照 随机 顺序，以确保整个研究过程中 产生的任何漂移或变化将随机分布。评价人 不应 知道 正在检查零件的编号，以避免可能的偏倚。 但是进行研究的人应知道正在检查那一零件，并 记下数据。 n 在设备读

35、数中，读数应估计到可得到的最接近 的数字。如果可能，读数应取至 最小刻度的一半 。例如，如果最小刻度为 0.0001，则每个读数的 估计应圆整为 0.00005。 n 研究工作 应由知其重要性且仔细认真的人员进 行。 n 每一位评价人应采用相同方法，包括所有步骤 来获得读数。 83 结果分析 n 位置误差 位置误差通常是通过分析偏倚和线性来确定 。 一般地，一个测量系统的偏倚或线性的误差 若是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，那么它是不可接受的 。在这种情况下，应对测量系统重新进行校准 或偏差校正以尽可能地减少该误差。 84 结果分析 n 宽度误差 测量系统变异性是否

36、令人满意的准则取决于 被测量系统变差所掩盖掉的生产制造过程变异 性的百分比或零件公差的百分比。对特定的测 量系统最终的接受准则取决于测量系统的环境 和目的，而且应该取得顾客的同意。 对于以分析过程为目的的测量系统，通常单 凭经验来确定测量系统的可接受性的规则如下 ： 85 结果分析 误差 10%，通常认为测量系统是可接受的 。 10%30%， 基于应用的重要性、测量装置 的成本、维修成本等方面的考虑，可能是可以 接受的 。 超过 30%，认为是不可接受的，应该做出各 种努力来改进测量系统。 此外，过程能被测量系统区分开的分级数 (ndc)应该大于或等于 5。 86 分析时机 n 新生产之产品

37、PV有不同时 n 新仪器， EV有不同时 n 新操作人员， AV有不同时 n 易损耗之仪器必须注意其分析频率。 第一阶段 第二阶段 87 测量系统分析方法 88 MSA方法的分类 MSA 计量型 计数型 破坏型 89 计量型 MSA 计量型 位置分析 离散分析 稳定性分析 偏倚分析 线性分析 重复性分析 再现性分析 稳定性分析 90 稳定性分析的做法 决定要分析的测量系统 选取一标准样本，取值参考值 请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量 25次 输入数据到 EXCEL， Xbar-R表格中 计算控制界限，并用图判定是否稳定 后续持续点图，判图 保留记录 91 稳定性分析的做法 n自控制计

38、划中去寻找需要分析的测量系 统，主要的考虑来自： n控制计划中所提及的产品特性 n控制计划中所提及的过程特性 決定要分析的測量系統 選取一標准樣本，取值參考值 請現場測量人員連續測量 25組數據每次測量 25次 輸入數據到 EXCEL， Xbar-R表格中 計算控制界限，並用圖判定是否穩定 後續持續點圖，判圖 保留記錄 92 稳定性分析的做法 n选取一标准样品 n控制计划中所提及的产品特性 n控制计划中所提及的过程特性 n取出对产品特性或过程特性有代表性 的样本。 n针对样本使用更高精密度等级的仪器 进行精密测量十次，加以平均，做为 参考值。 n如果标准样本为可溯源的基准值，则直 接作为参考值

39、。 決定要分析的測量系統 選取一標准樣本，取值參考值 請現場測量人員連續測量 25組數據每次測量 25次 輸入數據到 EXCEL， Xbar-R表格中 計算控制界限，並用圖判定是否穩定 後續持續點圖，判圖 保留記錄 93 稳定性分析的做法 n请现场测量人员连续测量 25组数据，每 次测量 25次。 n记录下这些数据。 n一般而言初期的 25组数据最好在短的时 间内收集，利用这些数据来了解仪器的稳 定状况 。可能的频次如： n每小时 1组； n每天 1组； n每周 1组。 決定要分析的測量系統 選取一標准樣本，取值參考值 請現場測量人員連續測量 25組數據每次測量 25次 輸入數據到 EXCEL

40、， Xbar-R表格中 計算控制界限，並用圖判定是否穩定 後續持續點圖，判圖 保留記錄 94 稳定性分析的做法 n将数据输入到 excel中。 n计算每一组的平均值 n计算每一组的 R值。 n计算出平均值的平均值 n计算出 R的平均值。 決定要分析的測量系統 選取一標准樣本，取值參考值 請現場測量人員連續測量 25組數據每次測量 25次 輸入數據到 EXCEL， Xbar-R表格中 計算控制界限，並用圖判定是否穩定 後續持續點圖，判圖 保留記錄 95 稳定性分析的做法 n计算控制界限 n平均值图： Xbarbar+-A2Rbar, Xbarbar nR值图： D4Rbar, Rbar, D3R

41、bar n划出控制界限 n将点子绘上 n先检查 R图，以判定重复性是否稳定。 n再看 Xbar图，以判定偏移是否稳定。 n若控制图稳定， 可以利用 Xbarbar-标准值，进行 偏差检定，看是否有偏差。 n若控制图稳定， 可以利用 Rbar/d2来了解仪器的 重复性。 決定要分析的測量系統 選取一標准樣本，取值參考值 請現場測量人員連續測量 25組數據每次測量 25次 輸入數據到 EXCEL， Xbar-R表格中 計算控制界限，並用圖判定是否穩定 後續持續點圖，判圖 保留記錄 96 稳定性分析的做法 n后续持续点图、判图 n如果前面的控制图是稳定的，那么就可以将此 控制界限做为控制用控制界限。

42、 n我们后续就固定时间，使用同样的样本、同样 的测量仪器，同样的测量人员。 n此时由于样本、仪 器 、人都是固定的，所以如 果绘出来的图形有异常，一般就代表仪器有问 题，要进行相应的处理。 n异常的判定 n采用 点 、线、面原则识别异常因素 n异常的处理 nR图失控，表明不稳定的重复性，可能什么东 西松动、阻塞、变化等。 nX-BAR失控，表明测量系统不再正确测量， 可能磨损，可能需重新校准。 決定要分析的測量系統 選取一標准樣本，取值參考值 請現場測量人員連續測量 25組數據每次測量 25次 輸入數據到 EXCEL， Xbar-R表格中 計算控制界限，並用圖判定是否穩定 後續持續點圖，判圖

43、保留記錄 97 控制图的判读 n 超出控制界限的点：出现一个或多个点超出任何一个控 制界限是该点处于失控状态的主要证据 UCL CL LCL 异常异常 98 控制图的判读 n 链：有下列现象之一即表明过程已改变 n 连续 7点位于平均值的一侧 n 连续 7点上升 (后点等于或大于前点 )或下降。 UCL CL LCL 99 控制图的判读 n 明显的非随机图形：应依正态分布来判定图形，正常 应是有 2/3的点落于中间 1/3的区域。 UCL CL LCL 100 稳定性分析的做法 n不可以发生 重复性之 标准差大于制程标 准差之现象，如果有发生此现象，代表测 量之变异大于制程变异，此项仪器是不可

44、 接受的 n保留记录 n各项的分析记录要保存下来，可以和 PPAP档案存放在一起，以有效证明公 司的测量仪器其测量能力是足够的。 決定要分析的測量系統 選取一標准樣本，取值參考值 請現場測量人員連續測量 25組數據每次測量 25次 輸入數據到 EXCEL， Xbar-R表格中 計算控制界限，並用圖判定是否穩定 後續持續點圖，判圖 保留記錄 101 范例 10/16 10/22 10/28 11/12 11/18 11/19 1/15 6/19 10/12 11/20 12/9 48.6 48.4 48.9 48.9 48.9 48.5 48.4 48.7 47.8 47.9 48.1 48.7

45、 48.8 48.6 47.9 50.1 49.0 48.2 48.0 48.6 48.3 48.6 48.3 48.0 48.9 48.0 49.2 49.0 48.3 47.7 48.7 48.4 48.7 1/12 2/13 3/20 4/11 5/20 6/19 6/28 7/6 07/21 8/9 8/22 48.2 48.1 48.3 48.0 48.1 48.1 48.3 48.1 48.0 48.2 47.9 48.5 48.7 48.9 48.7 48.4 48.4 48.6 48.6 48.6 48.4 48.3 48.9 48.5 48.6 48.6 48.7 48.7

46、48.5 48.7 48.7 48.9 48.7 9/7 9/11 10/9 48.0 48.1 47.9 48.4 48.6 48.3 48.8 48.9 48.4 102 103 偏倚分析的做法 决定要分析的测量系统 抽取样本，取值参考值 请现场测量人员测量 15次 输入数据到 EXCEL表格中 计算 t值，并判定 是否合格，是否要加补正值 保留记录 104 偏倚研究分析 n 如果偏倚从统计上非 0，寻找以下可能的原因 标准或基准值误差，检查标准程序 仪器磨损。这在稳定性分析 (xbar-chart失控 )可以 表现出，建议按计划维护或修整。 仪器制造尺寸有误 差 仪器测量了错误的特性 （

47、零件变差过大） 仪器未得到完善的校准，评审校准程序 评价人设备操作不当，评审测量说明书 仪器修正运算不正确。 105 測量系統分析前的準備工作測量系統分析前的準備工作 在進行 Gauge R&R試驗之前 操作員的人數、被測量的零 件數目、每一個零件被反覆測量的次數、被測量的零件特 性、與測量的環境都必須先行決定。通常考慮重點如下： 操作員： 隨機選取幾個日常使用量具的操作員。這可以 讓我們評估量具對不同操作員的 敏感度。 零件： 自同一規格的零件中隨機選取 5 到 10 個 零件進 行測量。 ( 包含整個工作範圍 ) 反覆測量的次數： 每一個零件的測量特性被每一個 操作員反覆測量 至少二次。

48、測量系統的讀值精度，應比被測零件之規格位數 低一位 ，如被測件要求 0.01 ，則測量系統要能讀出 0.001 。 106 v為確保測量數據具有統計之獨立性，在測 量過程中必須注意下列事項： v 測量數據之取得，必須是隨機的，測量者事先 不能得之前一位測量者對同一工件之測量數據 。 v 每一位測量者之測量程序必須是一致的。 v 測量數據之分析，需由對測量分析有經驗的人 來進行。 v 被測零件之讀值，要以測量系統最小之刻度為 主。 測量系統分析前的準備工作測量系統分析前的準備工作 107 測量系統的變異 量具產生的變異 操作者的變異 零件間的變異 重複性 ( EV ) EV 再現性 ( AV ) AV ( PV ) PV TV = = EV + AV + PV 22 2 2 R & R = EV + AV 2 2 2 108 R&R分析之执行 n 使用全距及平均数或方差分析方法对 量具进行分析 . n 取得包含 10个零件的样本，代表 过程变差或预期 范围 .并对 10个零件进行编号。（不能给评价人 看到） n 指定 2-3位操作人员在不知情的状况下 使用校验 合格 的量具，分别对 1