【正文】 測(cè)量系統(tǒng)分析 Measurement Systems Analysis 第九版： 1999年 2月 0 MSA 版權(quán)所有 第 6版 版 權(quán) 所 有 ， 未 經(jīng) 書 面 許 可 ， 不 得 以 任 何 方 式 復(fù) 制。 第九版： 1999年 2月 1 MSA ? 測(cè)量系統(tǒng)分析（ MSA）概述 ? MSA 和 QS9000/TS16949的關(guān)系 ? MSA 3rd 新的變化 ? 測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 ? 靈敏度 APQP ? 偏倚、線形、穩(wěn)定性 ? 進(jìn)行量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性分析 (GRR) ? 計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)研究 ? MSA 技術(shù)總結(jié) ? 附件 內(nèi)容提要 第九版： 1999年 2月 2 MSA MSA 課程目的 使參加培訓(xùn)的人員： – 理解 MSA在控制和改進(jìn)過程中的重要性 – 第三版和第二版的主要區(qū)別 – 為測(cè)量不確定度建立量化的、可測(cè)量的和限制的指標(biāo)和 /或作出專業(yè)、有水平的評(píng)估所需的信息 – 具備開展測(cè)量系統(tǒng)分析所需要的統(tǒng)計(jì)方法的實(shí)用知識(shí) 第九版： 1999年 2月 3 MSA 第一章 測(cè)量系統(tǒng)分析概述 第九版： 1999年 2月 4 MSA MSA 定義測(cè)量系統(tǒng) 靈敏度 計(jì)量、校準(zhǔn) 和追溯 偏倚、線性 和穩(wěn)定性 GRR 測(cè)量系統(tǒng) 比較和分析工具 決策 — 基于數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)質(zhì)量（偏倚和方差） 第九版： 1999年 2月 5 MSA ? 測(cè)量 ：賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。 ? 測(cè)量系統(tǒng) ：用來對(duì)被測(cè)特性 定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和 假設(shè) 的 集合 ；是用來獲得測(cè)量結(jié)果的 整個(gè)過程 。 ? 評(píng)估這一系統(tǒng)的首要步驟是理解這一過程并確定其是否符合我們的要求 什么是測(cè)量系統(tǒng) 第九版： 1999年 2月 6 MSA 測(cè)量系統(tǒng)的范例 ? 如果要測(cè)量一個(gè)軸承孔的內(nèi)徑，那么這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)包括： – 被測(cè)量的零件 – 人員 – 測(cè)量?jī)x器 – 儀器使用方法 – 進(jìn)行測(cè)量的環(huán)境條件 ? 作為測(cè)量活動(dòng)的結(jié)果，我們產(chǎn)生一個(gè)數(shù)值，以此表示這個(gè)軸承孔的內(nèi)徑 第九版： 1999年 2月 7 MSA 什么是測(cè)量系統(tǒng)分析 ? 測(cè)量系統(tǒng)分析 (MSA) – MSA用于分析測(cè)量系統(tǒng)對(duì)測(cè)量值的影響 – 強(qiáng)調(diào)儀器和人的影響 ? 我們對(duì)測(cè)量系統(tǒng)作分析，以確定測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性的量化值，并與認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)相比較 第九版： 1999年 2月 8 MSA MSA總目標(biāo) ? 測(cè)量的不確定度 一個(gè)與測(cè)量結(jié)果有關(guān)的參數(shù)，其值分散的特性可以合理地歸結(jié)于被測(cè)對(duì)象。 這些數(shù)據(jù)可表達(dá)為系列測(cè)量的統(tǒng)計(jì)分布、標(biāo)準(zhǔn)離差、概率、百分率、實(shí)測(cè)值減去實(shí)際值；在控制圖或曲線圖上的點(diǎn)等。 第九版： 1999年 2月 9 MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析 典型的準(zhǔn)備包括 : – 分析的作業(yè)指導(dǎo)書 – 評(píng)價(jià)人和樣件的數(shù)量 – 重復(fù)讀數(shù)和測(cè)試次數(shù) – 尺寸的關(guān)鍵性 – 零件構(gòu)造 – 在日常工作使用測(cè)量?jī)x器的作業(yè)員 – 能代表整個(gè)工作范圍的標(biāo)準(zhǔn)件 – 測(cè)量?jī)x器的分辨率必須至少能夠讀出特性的過程變差的 1/10 第九版： 1999年 2月 10 MSA 持續(xù)改進(jìn)的理念 ? 與過程變差相關(guān)聯(lián)，使測(cè)量系統(tǒng)分析對(duì)上述基本問題的確定變得更有意義。 ? 針對(duì)日益強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)的全球化市場(chǎng)，僅僅用相對(duì)于公差的百分比來表達(dá)測(cè)量誤差是不夠的，而應(yīng)該使用過程變差。 第九版： 1999年 2月 11 MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)利用 ? 用測(cè)量系統(tǒng)所收集的數(shù)據(jù)用于： – 控制過程 – 評(píng)估影響過程結(jié)果的變量及其相互關(guān)系 ? 利用數(shù)據(jù)分析，增進(jìn)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)中因果關(guān)系和對(duì)過程的影響的了解 ? 把注意力放在測(cè)量系統(tǒng)上，以獲得重復(fù)性和再現(xiàn)性 第九版： 1999年 2月 12 MSA 測(cè)量系統(tǒng)變差的影響 ? 決策是基于測(cè)量數(shù)據(jù)，因此測(cè)量值的“質(zhì)量”決定了后續(xù)動(dòng)作的質(zhì)量。 ? 測(cè)量系統(tǒng)變差的影響可分為： 控制原理 目的 產(chǎn)品控制 零件是否在規(guī)范之內(nèi)？ 過程控制 過程是否穩(wěn)定和可接受？ 第九版： 1999年 2月 13 MSA 測(cè)量系統(tǒng)變差的影響 ? 對(duì)產(chǎn)品決策的影響（ P16） Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅰ 下限 上限 目標(biāo) 第九版： 1999年 2月 14 MSA 測(cè)量系統(tǒng)變差的影響 ? 對(duì)過程決策的影響 第九版： 1999年 2月 15 MSA 基本問題 評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)，以確定： – 是否具備足夠的 靈敏度 ? ？ b. 系統(tǒng)具有有效的分辨率？ – 是否具備不隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性？ – 統(tǒng)計(jì)特性是否在期望范圍內(nèi)具備一致性，并為過程分析或過程控制的接受？（滿足測(cè)量的目的？） 第九版： 1999年 2月 16 MSA 測(cè)量系統(tǒng)變差源 測(cè)量過程的構(gòu)成因子（ S、 W、 I、 P、 E）及其相互作用，產(chǎn)生了測(cè)量結(jié)果或數(shù)值的變差。 測(cè)量值 變差 環(huán)境（ E） 方法（ P） （程序） 儀器（ I） (機(jī)器 ) 工件（ W） 人員（ P） 標(biāo)準(zhǔn)（ S） 第九版： 1999年 2月 17 MSA 環(huán)境如何影響測(cè)量數(shù)據(jù) ? 溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù) ? 光線不足妨礙正確讀值 ? 刺眼的光導(dǎo)致讀值不正確 ? 受時(shí)間影響的材料 如鋁、塑料、玻璃 ? 濕度 ? 污染 如電磁、灰塵 第九版： 1999年 2月 18 MSA 測(cè)量?jī)x器如何影響測(cè)量結(jié)果 ? 測(cè)量?jī)x器的精度必須小于規(guī)范值 ? 測(cè)量?jī)x器的種類，如尺，卡尺 ? 測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度和精密度 ? 偏倚和線性 ? 重復(fù)性和再現(xiàn)性 ? 穩(wěn)定性 第九版： 1999年 2月 19 MSA 材料、方法、人員如何影響測(cè)量結(jié)果 ? 材料： ? 人員： ? 方法（程序）： 第九版： 1999年 2月 20 MSA 測(cè)量值并不總是精確的 ? 測(cè)量系統(tǒng)的變差影響每個(gè)測(cè)量值和根據(jù)這些測(cè)量數(shù)據(jù)所作的判定 ? 測(cè)量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性和再現(xiàn)性 ? 在使用一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)前必須知道其測(cè)量變差 第九版： 1999年 2月 21 MSA MSA 應(yīng)用 ? 建立新量具的適用性和可接受性標(biāo)準(zhǔn) ? 把一個(gè)量具和另一個(gè)量具作比較 ? 評(píng)估可疑的量具 ? 量具維修前后的性能比較 ? 計(jì)算測(cè)量系統(tǒng)變差 ? 確定制造過程可接受性 ? 繪制量具性能曲線（ GPC）的必要信息 第九版： 1999年 2月 22 MSA 從哪里開始？ ? 評(píng)估量測(cè)系統(tǒng)的組成并盡可能控制量測(cè)系統(tǒng)的變差，以確保量測(cè)系統(tǒng)在符合使用它的要求狀態(tài)下 ? 把我們的關(guān)注從測(cè)量過程變差擴(kuò)展到測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性和測(cè)量不確定性上 ? 使用 SPC的基本原理 第九版： 1999年 2月 23 MSA 第二章 MSA 和 QS9000/TS16949的關(guān)系 第九版： 1999年 2月 24 MSA 檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試儀器的控制 總則 所有檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試設(shè)備，包括硬件和軟件，都必須確定其測(cè)量不確定度，并使其在可接受的范圍內(nèi) 第九版： 1999年 2月 25 MSA 檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試儀器的控制 控制程序 – 確定 準(zhǔn)確度 和 精密度 （所要求的） – 對(duì)使用校準(zhǔn)失效量具檢驗(yàn)并接受的產(chǎn)品必須重復(fù)檢驗(yàn) – 校準(zhǔn)和測(cè)試時(shí)的“ 環(huán)境條件 ”必須加以評(píng)估，以評(píng)定其對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響 – 確保搬運(yùn)、保護(hù)和儲(chǔ)存 – 對(duì)測(cè)試用的硬件和軟件作保護(hù)，以防止調(diào)整不當(dāng) 第九版： 1999年 2月 26 MSA 檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試儀器的控制 檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試儀器 – 記錄必須包括員工自備量具 – 在檢查量具時(shí)，必須記錄其條件和實(shí)際讀數(shù) – 如果有可疑的材料已被裝運(yùn)，應(yīng)通知顧客 – 確認(rèn)測(cè)量系統(tǒng)分析的方法 被顧客所批準(zhǔn) 。 注意：絕大多數(shù)人把 MSA理解為單純的 GRR。本課程將證明這種錯(cuò)誤觀念與要求相差很遠(yuǎn) 第九版： 1999年 2月 27 MSA 檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試儀器的控制 測(cè)量系統(tǒng)分析 – 對(duì)客戶批準(zhǔn)的控制計(jì)劃中所確定的 每一種檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試系統(tǒng)作統(tǒng)計(jì)分析 – 供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)把統(tǒng)計(jì)分析的范圍從 量具種類 延伸到 產(chǎn)品族 – 分析方法和接受標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)符合客戶批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)或 MSA手冊(cè) 的要求 第九版： 1999年 2月 28 MSA 實(shí)施 QS9000的要求 ? 標(biāo)識(shí)所有檢驗(yàn)、測(cè)量和測(cè)試設(shè)備（ IMT），及其校準(zhǔn)狀態(tài) ? 確定量具（ IMT）準(zhǔn)確度和精密度 ? 進(jìn)行量具（ IMT）的變差分析 (MSA) ? 當(dāng)量具（ IMT）被發(fā)現(xiàn)處于非校準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，對(duì)其以前測(cè)量的結(jié)果作確認(rèn) ? 確保所有量具（ IMT）的搬運(yùn)、保護(hù)、清潔、維護(hù)和存放 ? 校準(zhǔn)記錄應(yīng)包括個(gè)人量具 ? 采用所有 MSA手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn) 第九版： 1999年 2月 29 MSA TS16949:2023要求 ? 測(cè)量系統(tǒng)分析 — 為分析各種測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果存在的變差，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)?統(tǒng)計(jì)研究 。此要求必須適用于在控制計(jì)劃提及的測(cè)量系統(tǒng)。所用的分析方法及接受準(zhǔn)則， 必須與顧客關(guān)于測(cè)量系統(tǒng)分析的參考手冊(cè)相一致 。 第九版： 1999年 2月 30 MSA 卓越品質(zhì)管理的方法 – 最大限度地減少量具種類 – 最大限度地減少量具數(shù)量 – 根據(jù)產(chǎn)品族添置量具 – 根據(jù) MSA手冊(cè)的要求，按產(chǎn)品族進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 – 只采用符合 MSA要求的量具 – 不允許個(gè)人量具 – 用 6?過程分布計(jì)算 MSA結(jié)果，而不是規(guī)范或公差值 第九版： 1999年 2月 31 MSA 三大汽車公司的要求 三大汽車公司對(duì)供應(yīng)商實(shí)施 MSA 3rd的要求：Big3 about MSA 3rd 第九版： 1999年 2月 32 MSA 第三章 MSA 3rd的主要變化 第九版： 1999年 2月 33 MSA MSA 3rd的主要變化 ? 系統(tǒng)地理解測(cè)量 過程 ? 測(cè)量開發(fā)和資源選擇（第一章 4節(jié)） ? 改變和擴(kuò)展了偏倚和線性 ? 新的計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)分析方法 ? 復(fù)雜的測(cè)量系統(tǒng)分析實(shí)踐 ? MSA與測(cè)量不確定度的比較 ? 關(guān)于 GRR標(biāo)準(zhǔn)差： ? 6? 第九版： 1999年 2月 34 MSA 第四章 測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 第九版： 1999年 2月 35 MSA 理想的測(cè)量系統(tǒng) ? 每次都能獲得正確的測(cè)量值，每個(gè)測(cè)量值都與標(biāo)準(zhǔn)值一致 ? 有如下統(tǒng)計(jì)特性： – “零”變差 – “零”偏倚 – 對(duì)被測(cè)量產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為“零”概率 第九版： 1999年 2月 36 MSA 量測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù) ? 確定所需數(shù)據(jù)，如何在 APQP中使用測(cè)量系統(tǒng) ? 值得花費(fèi)時(shí)間和成本以確定測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性是否滿足要求 ? 測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量由其測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)特性所決定： – 偏倚： 95%置信度下， 0落在置信區(qū)間內(nèi)（ 注意 :不再是 10%） – 線性：“偏倚 =0”線必須完全在擬合線置信帶以內(nèi) – GRR10%。介于 1030%和 – ndc≥5 第九版： 1999年 2月 37 MSA 數(shù)學(xué)表達(dá) 過程控制中所收集的數(shù)據(jù)包含二種不同的，相對(duì)獨(dú)立的變差來源： – 制造過程變差 (MPV) – 測(cè)量系統(tǒng)變差 (MSV) – 總變差 (TV) = MPV + MSV 第九版： 1999年 2月 38 MSA 測(cè)量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程變差 MSV MPV 注：測(cè)量系統(tǒng)的變差必須盡可能小 ? 變差 + MSV MPV 總變差 (TV) 規(guī)范公差 第九版： 1999年 2月 39 MSA 共同特性 測(cè)量系統(tǒng)： – 必須處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài) – 與制造過程變差和規(guī)范容限相比，測(cè)量系統(tǒng)變差必須很小 – 測(cè)量精度不大于過程變差或規(guī)范容限中的較小者的十分之一 – 最大變差必須比過程變差或規(guī)范容限中較小者小 第九版： 1999年 2月 40 MSA 測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說，測(cè)量系統(tǒng)的變差不受特殊原因支配 1.