测量系统分析 (MSA) � MSA 介绍 � 测量系统的统计特性 � 分辨率 � 测量系统的量化 � 进行量具的重复性和再现性分析(GR&R) � 属性测量 � 比较方法-- 控制图和方差分析 � MSA 技术总结 � 附件 内容提要 使参加培训的人员： � 理解MSA 在控制和改进过程中的重要性 � 具备开展测量体系分析所需要的统计方法的实用知识 MSA 讲座的目的 测量体系分析 简 介 � 测量体系是我们给某一产品或服务特性给定数值的过程 � 评估这一体系的首要步骤是理解这一过程并确定其是否 符合我们的要求 什么是测量体系 � 如果要测量一个柱孔的内径，那么测量体系应包括： � 被测量的零件 � 人员 � 测量仪器 � 仪器使用方法 � 进行测量的环境条件 � 作为测量活动的结果，我们产生一个数值，以此表示内 径 测量体系的范例 � 测量体系分析(MSA) � MSA 用于分析测量体系对量测值的影响 � 强调仪器和人的影响 � 我们对测量体系作测试，以确定量测数值的统计特性， 并与可接受的标准相比较 � 测量系统是一个过程—测量过程 什么是测量体系分析 为了有效地控制任何过程变差，需要了解： � 过程应该做什么？ � 什么能导致错误 ？ � 过程在做什么？ � 规范和工程要求过程应该做什么？ 通过评价过程结果或参数，可以获得过程正在做什么的 知识。这种活动通常称为“检验”。是用适当的标准和测量 装置，检查过程参数、过程中零件、已装配的子系统。或者 是已完成的成品的活动这种能使观测者确定或否认过程是以 稳定的方式操作并具有对顾客规定的目标而言可接受的变差 这一前提。 测量过程 通用过程 输入 输出 需要控制 的过程 测量和分析活动是一个测量过程。所有的过程控制管 理，统计或逻辑技术均能应用。 •操 作 •测量过程 •测量值 •测量 •分析 评估测量体系，以确定： � 是否具备足够的分辨率? � 是否具备时间变化的统计稳定性？ � 是否在期望极差内具备统计特性的一致性，并为过程分析和 过程控制所接受？ 三个基本问题 � 与过程变差相关联，使测量体系分析对三个基本问题的 确定变得更有意义。 � 针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公 差的百分比来表达测量误差是不够的。 优胜者的方法 � 测量过程的构成因子及其相互作用，产生了测量结果或 数值的变差。 测量体系变差 测量值变差 环境 方法 仪器 (机器) 材料 人员 � 用测量体系所收集的数据用于： � 控制过程 � 估计影响过程产出的变量及其相互关系 � 利用数据分析，增进对测量体系中因果关系的了 解 � 把注意力放在测量体系上，以求获得重复性和再 现性 测量体系分析的数据利用 � 温度变化引起热涨冷缩，使同一零件的同一特性产生不 同的读数 � 光线不足妨碍正确读值 � 刺眼的光导致读值不正确 环境影响测量数据 � 在绞线制造中，电线绝缘层的厚度会因测量方法不同而 不同 测量方法影响测量结果 二种方法的 测量结果 不一样 � 扁平 � 圆形 � 同心轴 � 测量仪器的递增刻度必须小于规范值 � 测量仪器的种类，如尺，卡尺 测量仪器影响测量结果 � 材料： 材料和人员影响测量结果 � 人员： � I型错误(一个好的零件被误判为坏的，生产者风 险) � II型错误(一个坏的零件被误判为好的，消费者风 险) 测量系统变异性的影响 � LSL 中心值 USL � I II III II I � I区：坏零件永远被测量为坏零件 � II区：可能作出错误决定的区域 � III区：好零件永远被测量为好零件 零件—尺寸分区 II区的宽度是 多少？ 对于产品状况，我们的目的是最大限度地对其 作出正确的决定，有二种选择： � 改进生产过程：减少过程的变差，没有零件产生 在II区域。 � 改进测量系统：减少测量系统误差从而减小II区 域的面积，因此生产的所有零件将在III区域，这 样就可最小限度地降低做出错误决定的风险。 我们的目的 一零件的重量控制的目标为克，用一误差 为± 克的天平进行测量。作业指导书规定以一 样件为基础在作业准备时及每小时对重量进行过程 作业准备验证。如重量超过 克，应重新设 定过程。 作业准备时，若样件的真值为克，但由于 测量误差，操作者观测为克，根据作业指导书 规定向上调整克。再次验证，重量为克， 允许过程运行。 过程的过度调整会增加变差并会持续影响。 过度调整 � 测量体系的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所 作的判定； � 测量系统的误差可分为五类：偏倚、重复性、再现性、 稳定性和线性； � 必须在采纳一个测量系统前知道其测量变差。 测量值并不总是精确的 � 建立新量具的适用性和可接受性标准 � 把一个量具和另一个量具作比较 � 评估可疑的量具 � 量具维修前后的特性比较 � 计算测量系统变差 � 建立制造过程可接受性标准 � 管理和改进测量过程 MSA 应用 测量系统的统计特性 MSA 的应用 MSA MSA 测量系统的统计特性 测量系统的比较工具 分辨率 测量系统的量化 开发GRR 属性测量 � 每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与标 准件一致的统计特性： � “零”方差 � “零”偏倚 � “零”概率误判被测量产品 理想的测量系统 � 测量系统的质量由其测量值的统计特性所决定； 应当： � 很小的偏倚和变差 � 测量值接近标准件 � R&R 小于10% � 确定所需数据、如何使用测量系统、它的统计特 性和测量方法 � 值得花费时间和成本以确定测量系统的统计特性 是否满足要求 测量系统数据 测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说， 测量系统的变差不受特殊原因支配 1. 一般说来，当没有数值(点)落在特殊原因区域内时，测 量系统便处于统计控制状态 2. 如果没有如SPC 手册中描述的 数据趋势或漂移时，我们也 可认为是统计控制状态 统计控制 共 同原 因区 域 特殊原因区域 特殊原因区域 过程控制中所收集的数据包含二种不同的， 相对独立的变差来源： � 制造过程变差 (MPV) � 测量系统变差 (MSV) � 总变差 (TV)= MPV + MSV 数学表达 测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV 注：测量系统的变差必须尽可能小 变差 + MSV MPV 总变差 (TV) 规范公差 � 测量系统变差必须小于规范公差或过程容限 � 测量系统的增量标记必须小于规范公差的增量 � 规范: +/- � 测量系统增量: 规范 测量系统： � 必须处于统计控制状态 � 与制造过程变差和规范容限相比，测量系统变差必须很小 � 增量不大于过程变差或规范容限中的较小者的十分之一 � 最差变差必须比过程变差或规范容限中较小者为小 共同特性 采用可以追溯的标准，以便： � 作为比较的共同点 � 确认测量系统 � 估计测量系统准确性 � 解决来自不同方面的冲突 MSA 标准的优点 � 难于应用于破坏性测试 � 有些产品特性和过程结果无确定的行业或国家标准 � 有些测试无行业或国家标准 � 在设计开发、合同评审和APQP 的过程中讨论这些局限性 ；事关管理职责问题 标准的局限性 分辨率 MSA 的应用 MSA MSA 测量系统的统计特性 测量系统的比较工具 分辨率 测量系统的量化 开发GRR 属性测量 � 了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息 � 当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系统分析 � 当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用作过程控 制 分辨率 MSA 手册的定义 � 提供分辨率分别为”和”的二个测量系统之间的反 差 � 用二个系统测量同一组样本；建立如下页所示的均值和极差 图(X¯&R Chart) 分辨率的范例 过程控制图 � 当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨率不足 ： � 只有一、二或三个数值的极差可读 � 仅有四个极差点且有四分之一以上极差为零 � 选择分辨率按比例小于规范或过程变差，以获得足够的 分辨率 分辨率不足 � 分辨率应当为(容限)公差或分布的十分之一 � 在PPAP 之前，APQP 和测试期间进行量具分辨率的研究 研究制造过程的极差图；如果只有一、二或三 个极差图时，表示测量系统的分辨率不够 � 从不断改进的角度看，十分之一的公差值可能不够。 MSA 建议用6o 制造标准差的十分之一。 分辨率的决定原则 测量硬币的厚度 哪种测量系统 能更好地提供三个 硬币厚度变差的信 息？ 定义：“测量 系统可能探测和 表达被测特性最 小变化的能力， 即分辨力” 理解分辨率 1. 选择一种量具测量以下硬币的直径：1分、5分、10 分和25 分 2. 选择一个记录人员，把读数记录在答卷上(编号) 3. 选择4个评鉴人测量每种硬币，报出最精确的读数 4. 描述测量系统 5. 您的结果怎样？ 6. 如何选择恰当分辨率的量具用于产品特性的测量或测试 ？ 练习一：分辨率 测量系统的量化 MSA 的应用 MSA MSA 测量系统的统计特性 测量系统的比较工具 分辨率 测量系统的量化 开发GRR 属性测量 � 目的 � 帮助理解测量系统的变差来源并量化其对测量结果的影响 � 范围 � 评估主要的统计特性： � 准确度和精确度 � 重复性 � 再现性 � 偏倚 � 稳定性 � 线性 测量系统量化 量化： � 准确度以偏倚评估 � 精确度以重复性和再现性评估 准确度和精确度 准确度和精确度范例 量具 A 量具 B 量具 C A 具有最佳准确度 B 具有最佳精确度 C 的准确度好于B 比比较较AA和和CC的的表表现现 量具 A的均值 量具 B的均值 量具 C的均值 观测值与基准值之差。 基准值可接受的参考值 或标准值，用作测量值 的认可基准。 基准值可以由更高级别 的测量设备而获得的测 量均值决定。 偏倚 偏倚范例 至 为 A 的偏倚 至 为 B 的偏倚 至 为 C 的偏倚 量具 A 量具 B 量具 C 量具 A 的均值 量具B 的均值 量具C 的均值 1. 用标准值或高等级量具，如完全尺寸检验设备 ，获得 基准值 2. 用测量室或完全尺寸检验设备 3. 由同一评鉴人对同一零件作至少10 次测量 4. 计算： � 读数的均值 � 偏倚= 观值均值-基准值 � 偏倚% =[(偏倚/过程变差(公差)]� 100 量具偏倚的工作指南 � 从比例上讲，不会象R&R 那么大，但有助于量化准确度 � 用于同一量具的稳定性和线性分析 � 基准值应与其它统计特性评估相同 � 在以后其他评鉴人作GR&R 分析时，作读数比较 (Xa, Xb, Xc) 为何作量具偏倚分析 � 标准值有误 � 测量设备： � 磨损 � 错误的尺寸 � 测量错误的特性 � 校准不当 � 作业员使用不当 量具偏倚大的原因 同一作业员对一条轴的外径作了10 次测量，数据如下：过程变差估 计为”,基准值为”，是一个名誉值，即假定产品与 原样一致。估计偏倚 偏倚范例 观测次数 外径观测值 (英寸) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 均值 (X-bar)= 偏倚= 观测均值-基准值 =- = % 偏倚=(|偏倚|/过程变差)×100 =( = % 观测值要比基准值平均小 ”,占过程变差的% 1. 分组估计量具的偏倚。选出一个记录员和四个评鉴 人 2. 用你们的零件和量具，否则用一组硬币 3. 将结果记录在练习纸上 4. 计算观测值和偏倚值；转换为百分数 你们必须知道完全尺寸检验值和如何使用量具测量这 一特性，参见下一页的基准值 5. 这一练习与上一个练习(练习一)有何不同？ 6.描述这一测量系统和你们从这些测量值中注意到了什么 练习二，偏倚 硬币 直径[英寸] [厘米] 1 美分 5 美分 10 美分 25 美分 基准值 稳定性(或漂移)是指一个测 量系统在一段时间(指几天 而不是几小时)获得的对同 一标准件或零件的一个单一 特性的测量总变差 稳定性 稳定性范例 量具A的第一次均值 量具A的第二次均值 至 为A的稳定性 � 稳定性是测量系统对特定零件或标准件在不同时间的偏 倚的总变差 � 当同时有多个测量系统介入时，偏倚最小的那个系统被 认为是稳定的系统 稳定性 � 一般没有R&R 问题大 � 有助于确定校准周期 � 当多个系统测量同一标准件并在不同时间内有显著的变 差时，有助于确定最稳定的测量系统 � 应追溯二次测试并图表化(至少应记录实际读数和其它相 关数据) 量具的稳定性 � 时间--长时间的不用或间歇使用 � 二次稳定性试验的测量数很大或很小 � 环境或系统变化，例如：湿度，气压 � 与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效应、磨损度、缺 乏维护、作业员或实验人员缺乏培训等 对量具稳定性的影响 � 校准频度不够或太过频繁 � 缺乏气压调节或过滤 � 电子或其它量具的预热期 � 缺少维护 � 不易观察的磨损和损坏 � 氧化(生锈) 量具稳定性错误的原因 量具稳定性工作指南 1. 取样并建立基准值，使之具备追溯性；确定稳定性 分 析的标准样件 � 如果不可能，选择处于中极差值(过程或公差)的生产 零件 � 最好的做法是选择低、中、高极差值的样本 -- 同时 图析/追踪三个类别 量具稳定性分析 量具稳定性工作指南(续) 2.对标准件在一天的不同时间作3至5次测量(根据测量系统的 具体情况而定) 3.把数据作成均值和极差图或均值和标准差图 4.根据通常的SPC 要求作评估 5.将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用性 量具稳定性分析 稳定性图析 均值和极差或均值和标准差控制图是测量系统稳定性分析 的好方法 如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非 控 制状态 � 均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不正确 � 偏倚改变了-- 确定原因并改正 � 如果原因是磨损 -- 重复校准、维修 � 测量系统控制图适用于标准件或期望测量的低/中/高 极差的标准 对稳定性图的分析 � 将稳定性控制图在低/中/高极差间和在不同时间的不同 测量系统间作比较 � 不必计算测量系统稳定性数值 -- 通过减少系统变差改善 稳定性 对稳定性图的分析 量具在期望的作业范围偏倚值的差 线性 � 量具的线性通过对量具期望作业范围内的偏倚分析而确 定 � 至少要作二次分析，在量具作业范围的开端和末端各一 次 � 量具作业范围的中部也应考虑 量具的线性 量具线性工作指南 1. 选择可供测量系统不同作业范围作测量的5-8 个零件 2. 用完全尺寸检验设备确定每个零件的基准值 3.由一个评鉴人和同一量具测量所有零件 4.每个零件重复10-12 次测量 5.计算零件的偏倚 偏倚 = 观察平均值 - 基准值 量具线性分析 量具线性工作指南(续) 6.将计算出的偏倚由小到大排序 7.以偏倚均值(Y-轴)对基准值(X轴)建立散布图 8. 线性由这些点的最佳拟合直线的斜率确定。一般说来，斜 率越小表示线性越好 9. 计算量具的线性指数 量具的线性指数 = 斜率�� 过程变差(或公差) 线性% = 100[线性/过程变差 (或公差)] 量具线性分析 线性图析 � 直线回归系数的符合性值(R2)反映了偏倚和基准值之间的 相关程度 � 如果符合性好且呈线性关系，评估回归线的可接受性 (> 或 < 45) � 如果不呈线性关系，应当采用其它工具分析测量系统的可接 受性 分析线性 � 量具的作业范围的开端和末端未经恰当的校准 � 用于最小和最大量程的标准件有误 � 量具磨损 � 量具的设计特性 非线性的原因 1. 计算第1、2组数据的偏倚和线性 2. 以标准值为X轴，以偏倚值为Y轴，将11 点作图 3. 分析图形和运算，以确定可接受性 练习三：线性 练习三：线性 同一评鉴人员用同一测 量仪器测量多次测量同 一零件的同一特性所获 得的测量变差 重复性 重复性范例 量具 A 量具 B 量具 C 量具 A的均值 量具 B的均值 量具 C的均值 不同评鉴人员用同一测量 仪器测量同一零件的同一 特性所获得的测量平均值 的变差 再现性 再现性范例 至 为A和 B 的再现性 至 为A和 C 的再现性 至 为B和 C 的再现性 评鉴人 A 评鉴人 B 评鉴人 C 评鉴人A 的均值 评鉴人B 的均值 评鉴人C 的均值 开展 量具的重复性和再现性 (GR&R) 分析 MSA 的应用 MSA MSA 测量系统的统计特性 测量系统的比较工具 分辨率 测量系统的量化 开发GRR 属性测量 � 目的 � 理解用AIAG 计算方法所作的GR&R � 注意: � 重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或开展度 � 偏倚、稳定性和线性用于对测量系统变差作定位 GR&R � 重复性 � 同一评鉴人员用同一测量 仪器测量多次测量同一零 件的同一特性所获得的测 量变差 R&R � 再现性 - 不同评鉴人员用同一 测量仪器测量同一零 件的同一特性所获得 的测量平均值的变差 量具R&R 工作指南 1.在测量系统使用者中选出2-3 个评鉴人 2.抽取10 个零件，以此代表实际或期望的过程变差极差 3. 把零件从1至10 编号，但号码不为被评鉴人所见 4. 如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准 5. 由评鉴员A随机地对10 个零件作测量，由一个观察 员记录测量结果 6. 由其他评鉴员重复第5步，隐藏其他评鉴员所获得的 读数 7. 重复第5和第6步，用不同的随机组合测量 8. 对每个评鉴员的读数计算均值和极差 量具R&R 分析 当重复性比再现性大时： � 量具需要维护 � 重新设计量具以更为严格 � 改进量具的夹紧或定位 � 零件内部变差太大 R&R 的应用 当再现性比重复性大时： •评鉴人员需要更好的量具使用 培训 •需要更好的操作定义 •量具的刻度可读性太差 •需要辅助装置，以求量具使用 的一 致性 1. 计算记录表中数据的结果 2. 分析数据以确定量具的可接受性 3. 用X和R图对结果作进一步图析 4. 用GR&R 数据完成GR&R 报告 练习四：GR&R 的计算和报告 R&R 数据记录表 R&R 报告 1. 选择一个测量系统，5-10 个零件进行GR&R 分 析 2. 每个小组选择2个评鉴员，一个记录员和一个督 导员 3. 分析结果必须能表明测量系统对分辨过程和用 于过程 控制的有效性 练习五：GR&R 属性的测量 MSA 的应用 MSA MSA 测量系统的统计特性 测量系统的比较工具 分辨率 测量系统的量化 开发GRR 属性测量 属性类量具： � 将每个零件与设定的容限作比较，当符合容限时零件 被接受 � 用于接收或拒收一组标准件 � 不能告知零件好、坏的程度，仅有接收/或拒收(通过/ 不通过)之分 属性的测量 1. 选择20(50)个零件 2. 包括几个处于规范容限上限或下降边缘的零件 3. 选出二个在日常工作中使用这种量具的评鉴员 4. 每个评鉴员对每个零件随机地测量二次 属性量具的工作指南 � 如果所有测量一致 -- 接受量具 � 如果所有测量不一致 -- 改进系统(单个不一致) � 如果量具不能改进，系统不能接收 -- 寻求其它测量系统 属性量具决策原则 二个评鉴员用属性量具对20 个零件作了测试，结果如下： 属性量具分析范例 零件1，9，13 和20 测量系统结果不一致，系统需要改进 1.选择二个评鉴员，一个记录员和一个督导员 2.用一个属性量具评估20 个零件；从正常允许的 过程极差内抽取零件，加以编号 3.随机评估每个零件 4.作一次性盲人试验，督导员控制 5.每个评鉴员对每个零件取二次读数，二个读数读 取于不同时间，有一定间隔 练习六：属性量具 测量系统的比较工具 -- 控制图和方差分析 MSA 的应用 MSA MSA 测量系统的统计特性 测量系统的比较工具 分辨率 测量系统的量化 开发GRR 属性测量 � 目的 � 了解如何用控制图和方差分析评估测量系统 � 范围 � 用SPC 技术、图析、GR&R 数据和方差分析等方法分析变差 比较工具 � 当GR&R 太大或碰到不能解释的问题时，用控制图发现问 题 用控制图作目视分析 重复性的极差控制图 � 根据SPC 手册，极差图的控制限为 UCL=D 4 ×R LCL = D 3 ×R D 3 和 D 4 为控制图常数估计值 � 在范例中，平均数和极差都是根据4个数值计算，所以 ，小组中有4个观测值 R = UCL = D4×R = × = LCL = D3×R = 0 × = 0 * 注：这里的控制限常数是指测量过程，而不是制造过程 极差图的计算 2个评鉴人，4次测试，5个零件 极差图范例 零件 UCL = R = LCL = 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 评鉴人A 评鉴人 B � 二个评鉴人的所有观测极差值都在控制限内，即 二个评鉴人之间无差异 � 如果其中一个评鉴人有观测极差落在控制限外， 结论为二个人的方法有别 � 如果所有评鉴人(本例为二人)都有些点落在控制 限外，结论是测量系统对评鉴人的技术敏感，需 要改进以获得有用的数据 极差图结论 再现性的均值控制图 � 根据SPC 手册，均值图(X图)的控制限为 UCL = X + A 2R LCL = X - A2R � A2 是从控制图常数表中得到的估计值* A 2 = � 范例的计算： X = R = UCL = + ( x ) = LCL = - ( x ) = *适用于控制状态和正态分布；对非正态分布的数据应计算标准 差 sigma 均值图计算 二个评鉴人，4次试测，5个零件 均值图范例 零件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 评鉴人 A 评鉴人 B LCL= X= UCL= � 在本分析中10 个点中的4个点落在控制限外 � 由于不到半数，结论是测量系统不足以探测零件与零件 之间的变差 均值图结论 1. 用练习四GR&R 中的数据，作均值和极差图 2. 把图与练习四中的计算结果作比较 练习七：均值和极差图 � 产品不能再度利用，如破 坏性试验 � 拉力测试 � 抗拉强度测试 � 化学成分分析 � 产品由评估仪器而改变 如何使用方差分析 � 需要变差来源的知识: � 仪器 � 评鉴人员 � 测量单位(零件) � 交互作用 � 评估系统稳定性 ANOVA 范例 GR&R 的方差分析法 分析编号: 1 分析日期 :___________ 量具编号: ________________量具描述:______________ 量具类别: 3 评估: Special Study 分析描述: 3 个评鉴员; 10 个零件; 3 次试测 方差来源 估计方差 总变差% 贡献% 重复性 (EV) 再现性 (AV) 量具 R&R (R&R) 零件与零件 (PV) 总方差 (TV) 注: % 重复性的总变差 = (EV/TV) x 100 % 重复性的贡献份额 = (EV/TV) 2 x 100 R&R 的贡献份额为%, 仪器的贡献份额为% 测量系统基本问题 第一步 识别问题 当测量系统工作时，对于测量问题，可以用准确度、变差、 稳定性等形式来体现。要做的重要事情是努力将测量变差和其贡 献与过程变差相分离（可以立足于过程，而不是测量装置做出这 个判断）。问题的表述应该是任何人都能理解并能够对问题起作 用的一个充分的操作性定义。 第二步 确定小组 在这种情况下，问题解决小组将依据测量系统和问题的复杂 性而定。一个简单的测量系统可能只需要二三个人。当该系统和 问题更复杂时，小组在规模上可能需要扩大（最大的小组成员应 限制在十个人以内）。小组成员和他们代表的职能需要在问题解 决表中予以明确。 第三步 测量系统和过程流程图 小组成员应该评审所有已有的测量系统和过程流程图。这 将导致可能对测量和它们与测量过程的相互关系的已知和未知 的信息进行讨论。制定流程图可以识别是否对该小组补充成员 。 第四步 因果图 小组成员应该是复审所有已有的有关测量系统的因果图。 这在某些情况下就可能解决问题或部分解决问题。同样，这也 会引起对已知和未知的信息进行讨论。小组成员应该用专业知 识和初步识别那些对问题贡献最大的变量。为使结论具体化应 该作补允研究。 第五步 计划-实施-研究-措施（PDCA ） 计划-实施-研究-措施是一个科学的研究形式。计划各种 试验、收集数据、建立稳定性、作各种假设并加以证实，一直 到获得适当的解决。 第六步 可能的解决方法和对纠正的验证 将各步骤和解决方法文件化以对决定过程作出记录。进行 初步研究以确认解决方案。这可以用试验设计的形式来确认解 决方法。此外，还可以随时间的变化作额外的研究，包括环境 和材料变差。 第七步 使更改制度化 最后的解决方法在报告中文件化，在程序、标准及培训材 料上做出更改。这是整个过程中最重要的步骤之一。因为大多 数问题在以前在某一时间已发生。 测量系统分析基本任务 需要对两个重要的方面进行评审 1）验证在适当的特性位置正在测量正确的变量。若适用， 还要验 证夹紧和锁紧。另外，还要识别与测量相互依赖的任何 关键的 环境因素。（第Ⅰ阶段） 2）确定测量系统需要具有何种统计特性才是可接受的。统 计特性 确定之后，必须对测量系统进行评定，以便了解它实际 上是否 具有这些特性。（第Ⅱ阶段） 引言 第Ⅰ、Ⅱ阶段 了解测量过程，以及该过程是否满足要求？ 第Ⅰ阶段试验是一项评定，用以验证是否按照测量系统的 设计规范，在适当的特性位置正在测量正确的变量。另外如果 有与测量相互依赖的任何关键的环境因素，也要考虑。 第Ⅰ阶段可以利用从统计角度设计的实验来评价操作环境 对测量系统参数的影响（例如：偏倚、线性、重复性和再现 性）。 第Ⅰ阶段的试验结果可能表明操作环境对测量系统的总变 差贡献不是很明显。此外，测量装置可归因于偏倚和线性的变 差同重复性和再现性部分相比应该是小的。 在第Ⅰ阶段试验中所获得的结果应该用作开发测量 统计维护计划的输入，并用作应该在第Ⅱ阶段使用的试 验类型。环境问题可能会引起位置变化或测量装置需要 受控的环境。 测量过程随时间的推移是否满足要求？ 第Ⅱ阶段试验提出对测量系统持续置信的主要变 差源持续的监视和/或测量系统经过一定的时间后降级 的信号。 MSA 技术总结 典型的准备工作包括： � 分析的操作定义 � 评鉴员和样件数量 � 重复读数或试测次数 � 尺寸的关键性 � 零件构造 � 作业员在作业时使用测量仪器 � 样件能代表完整的作业极差 � 测量仪器的分辨率必须能够读出特性的过程变差 测量系统分析 � 假定每个读数都具有统计独立性 � 所有测量都随机 � 一次盲人试测以降低评鉴人的偏倚 � 读出最小递增单位的一半 � 每个评鉴人必须用相同的程序 � 分析由对分析可靠性作出承诺的人督导 分析方法 根据估计的系统R&R 值，接受标准为: � %R&R<10%, 接收 � 10%<%R&R<30%, 视应用的重要性、量具成本、维修成本 等决定是否接受 � %R&R>30%, 系统需要改进 GR&R 接受标准 MSA 总结 偏倚 分辨率 准确度 选择测量系统的基本要求(可通过极差图 作目视分析) 通过测定偏倚值衡量 通过对GR&R 估计的重复性衡量 通过观测均值减去基准值衡量 精确度 MSA 总结 控制图,方差分析 稳定性 线性 当测量系统间歇使用或较长时间不用后 作分析 至少应该在作业范围内作2-3 次偏倚分 析 对相同样件作重复测量的行业测量系统 用于分析异常或过大的变差 GR&R � MSA - 测量系统分析，用于分析测量系统对数量化测量 值 的影响 � 变差 - 由人、材料、方法、仪器和环境所致 � 分辨率 - 测量系统探测被测值最小变化的能力 � 准确度 - 测量值对照已知标准的绝对正确程度 MSA 的定义 � 精确度 - 测量系统再现性和复制读数的能力 � 偏倚 - 测量均值与基准值之差(的绝对值) � 稳定性 - 无特殊原因变差(漂移)的统计控制状 态，是测量系统在某一扩展的时间内， 测量同一标准件或零件的单一特性所获 得的测量值总变差 � 线性 - 在量具作业范围(量程)内偏倚值的差 MSA 定义 � GR&R - 量具重复性和再现性 = (仪器 + 人员)变差 � 重复性 - 同一评鉴人员用同一测量仪器测量多次测量 同一 零件的同一特性所获得的测量变差 � 再现性 - 不同评鉴人员用同一测量仪器测量同一零件 的同 一特性所获得的测量平均值的变差 � 总变差 = 制造过程变差 + 测量系统变差 � 控制图 - 把系统或过程数据即时图示，以帮助分析变差 ，并在 出现非控制状态时对特殊原因作出反应 � ANOVA - 用数学方法，如复杂运算、统计表、平方 和、控 制图和图析比较法，分析数据中存在的变差 MSA 定义 附录 控制图常数 XRF R&R 数据 XRF GR&R 报告 Ball Shear Test R&R 数据 BST GR&R 报告 BST 偏倚和线性 Ball Pull Test R&R 数据 BPT GR&R 报告 BPT 偏倚和线性