msa第三版_测量系统分析

第六版
MSA
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测量系统分析的数据利用
• 用测量系统所收集的数据用于：
–控制过程 –评估影响过程结果的变量及其相互关系
• 利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的 影响的了解
• 把注意力放在测量系统上，以获得重复性和再现性
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测量系统变差的影响
• 决策是基于测量数据，因此测量值的“质量”决 定了后续动作的质量。
– 在日常工作使用测量仪器的 作业员
– 能代表整个工作范围的标准件
– 测量仪器的分辨率必须至少能 够读出特性的过程变差的1/10
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持续改进的理念
• 与过程变差相关联，使测量系统分析对上述基本 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，而 应该使用过程变差。
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第四章 测量系统的统计特性
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理想的测量系统
• 每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与标准值一 致
• 有如下统计特性： – “零”变差 – “零”偏倚 – 对被测量产品错误分类为“零”概率
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量测系统数据
• 确定所需数据，如何在APQP中使用测量系统 • 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 • 测量系统的质量由其测量值的统计特性所决定：
你们有哪些种类的IMT设备？ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________
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第五章
• 测量系统：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、夹具、软件
、人员、环境和假设的集合；是用来获得测量结
果的整个过程。
• 评估这一系统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
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测量系统的范例
• 如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统应 包括：
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检验、测量和测试仪器的控制-4.11
总则 - 4.11.1
所有检验、测量和测试设备，包括硬件和软件，都必 须确定其测量不确定度，并使其在可接受的范围内
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检验、测量和测试仪器的控制-4.11
控制程序 - 4.11.2
–确定准确度和精密度（所要求的） –对使用校准失效量具检验并接受的产品必须重复检验 –校准和测试时的“环境条件”必须加以评估，以评定其对
a.仪器是否具有足够的分辨力？
b. 系统具有有效的分辨率？
–是否具备不随时间变化的统计稳定性？ –统计特性是否在期望范围内具备一致性，并为过程
分析或过程控制的接受？（满足测量的目的？）
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测量系统变差源
测量过程的构成因子（S、W、I、P、E）及其相 互作用，产生了测量结果或数值的变差。
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
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灵敏度
• 影响灵敏度的因素：
-- 使仪器减振的能力 -- 操作者的技能 -- 测量装置的重复性 -- 电子或气动量具提供无漂移运行的能力 -- 仪器正在使用的环境，如大气、灰尘、湿度
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理解分辨率
测量一个硬币的厚度 -
注意：绝大多数人把MSA理解为单纯的GR&R。本课程将证明这种错误观念与要求相差很远
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检验、测量和测试仪器的控制-4.11
测量系统分析 - 4.11.4
–对客户批准的控制计划中所确定的每一种检验、测 量和测试系统作统计分析
–供应商应当把统计分析的范围从量具种类延伸到产
品族
–分析方法和接受标准应符合客户批准的标准或MSA手 册的要求
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第三章 MSA 3rd的主要变化
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MSA 3rd的主要变化
• 系统地理解测量过程 • 测量开发和资源选择（第一章3、4节） • 改变和扩展了偏倚和线性 • 新的计数型测量系统分析方法 • 复杂的测量系统分析实践 • MSA与测量不确定度的比较 • 关于GRR标准差： 5.15 6
–偏倚：95%置信度下，0落在置信区间内（注意:不再是<10%） –线性：“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内 –GR&R<10%;介于10-30%和 –ndc≥5
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数学表达
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
–最大限度地减少量具种类 –最大限度地减少量具数量 –根据产品族添置量具 –根据MSA手册的要求，按产品族进行统计分析 –只采用符合MSA要求的量具 –不允许个人量具 –用6过程分布计算MSA结果，而不是规范或公差值
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三大汽车公司的要求
三大汽车公司对供应商实施MSA 3rd的要求： Big3 about MSA 3rd
哪个测量系统对这三个硬币提 供更好的变差信息?
分辨力: “系统检测并如实显示的参 考值的变化量。也可称为可读性 或分辨率.”
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分辨率和控制图
范例
–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 图) –观察分辨率分别为0.001和0.01的二个测量系统之间
的差别
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变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV
+ MSV
注：测量系统的变差必须尽可能小
•
MPV 总变差 (TV)
规范公差
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共同特性
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 – 测量精度不大于过程变差或规范容限中的较小者的十
测量系统分析
Measurement Systems Analysis
版权所有
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版 权 所 有 ， 未 经 书 面 许 可 ， 不 得 以 任 何 方 式 复 制。
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内容提要
• 测量系统分析（MSA）概述
• MSA 和 QS-9000/TS16949的关系
• MSA 3rd 新的变化
• 测量系统变差的影响可分为：
控制原理 产品控制 过程控制
目的
零件是否在规范之内？ 过程是否稳定和可接受？
第六版MSA13源自测量系统变差的影响• 对产品决策的影响（P16）
下限
上限
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
目标
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测量系统变差的影响
• 对过程决策的影响
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基本问题
评估测量系统，以确定：
–是否具备足够的灵敏度?
特殊原因区域
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特殊原因区域
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规范
• 测量系统变差必须小于规范公差或过程容限 • 测量系统的标记精度必须小于规范公差
–规范: 2.530 +/- 0.02 –测量系统精度: 0.001
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仪器范例
具有行业特点的检验、测量和测试仪器的种类
–粘度测量仪
–拉伸测试机 –轮廓仪 - 高倍显微镜 –X光测厚仪
• 测量系统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、线性、稳定 性、重复性和再现性
• 在使用一个测量系统前必须知道其测量变差
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MSA 应用
• 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 • 量具维修前后的性能比较 • 计算测量系统变差 • 确定制造过程可接受性 • 绘制量具性能曲线（GPC）的必要信息
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MSA总目标
• 测量的不确定度
一个与测量结果有关的参数，其值分散的特性可 以合理地归结于被测对象。
这些数据可表达为系列测量的统计分布、标准离 差、概率、百分率、实测值减去实际值；在控制 图或曲线图上的点等。
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测量系统分析
典型的准备包括:
– 分析的作业指导书 – 评价人和样件的数量 – 重复读数和测试次数 – 尺寸的关键性 – 零件构造
分之一 – 最大变差必须比过程变差或规范容限中较小者小
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统计控制
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
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实施 QS-9000的要求 - 4.11
• 标识所有检验、测量和测试设备（IMT），及其校准状态 • 确定量具（IMT）准确度和精密度 • 进行量具（IMT）的变差分析 (MSA) • 当量具（IMT）被发现处于非校准状态时，对其以前测量的结果
作确认 • 确保所有量具（IMT）的搬运、保护、清洁、维护和存放 • 校准记录应包括个人量具 • 采用所有MSA手册中的标准
测量系统的影响 –确保搬运、保护和储存 –对测试用的硬件和软件作保护，以防止调整不当
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检验、测量和测试仪器的控制-4.11
检验、测量和测试仪器- 4.11.3
–记录必须包括员工自备量具 –在检查量具时，必须记录其条件和实际读数 –如果有可疑的材料已被装运，应通知顾客 –确认测量系统分析的方法被顾客所批准。
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TS16949:2002要求
• 测量系统分析—7.6.1 --为分析各种测量和试验设备系统测量结果存在的
变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须适 用于在控制计划提及的测量系统。所用的分析方 法及接受准则，必须与顾客关于测量系统分析的 参考手册相一致。
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卓越品质管理的方法
• 测量系统的统计特性
• 灵敏度 & APQP
• 偏倚、线形、稳定性
• 进行量具的重复性和再现性分析(GR&R)
• 计数型测量系统研究
• MSA 技术总结
• 附件
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MSA 课程目的
使参加培训的人员：
–理解MSA在控制和改进过程中的重要性 –第三版和第二版的主要区别 –为测量不确定度建立量化的、可测量的和限制的指
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从哪里开始？
• 评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以 确保量测系统在符合使用它的要求状态下
• 把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性 和测量不确定性上
• 使用SPC的基本原理
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第二章 MSA 和 QS-9000/TS16949的关系
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标和/或作出专业、有水平的评估所需的信息 –具备开展测量系统分析所需要的统计方法的实用知
识
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第一章 测量系统分析概述
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决策—基于数据
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定义测量系统
灵敏度
计量、校准 和追溯
偏倚、线性 和稳定性
GR&R
数据质量（偏倚 和方差）
测量系统 比较和分析工具
什么是测量系统
• 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。
灵敏度
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灵敏度
• 灵敏度：最小的输入产生可探测出的输出信号， 是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（OEM）、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。
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灵敏度
• 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
–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 这个轴承孔的内径
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什么是测量系统分析
• 测量系统分析(MSA)
–MSA用于分析测量系统对测量值的影响 –强调仪器和人的影响
• 我们对测量系统作分析，以确定测量系统的统计 特性的量化值，并与认可的标准相比较
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测量仪器如何影响测量结果
• 测量仪器的精度必须小于规范值 • 测量仪器的种类，如尺，卡尺 • 测量仪器的准确度和精密度 • 偏倚和线性 • 重复性和再现性 • 稳定性
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材料、方法、人员如何影响测量结果
• 材料：
• 方法（程序）： • 人员：
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测量值并不总是精确的
工件（W） 人员（P）
标准（S）
测量值 变差
环境（E）
方法（P） （程序）
仪器（I） (机器)
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环境如何影响测量数据
• 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 • 受时间影响的材料-如铝、塑料、玻璃 • 湿度 • 污染-如电磁、灰尘