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1、2023/2/25,BSJ,1,测量系统分析(MSA),2023/2/25,BSJ,2,一、什么叫测量系统？,在你的企业里，什么时候需要进行测量？什么场合需要进行测量？质量管理原则中第七个原则是“基于事实的决策方法”，那么对产品放行的决策是基于何种事实？,2023/2/25,BSJ,3,一、什么叫测量系统?,在生产现场，是什么决定是否调整制造过程？检验发现不合格品；控制图显示可查明原因的八种模式；,2023/2/25,BSJ,4,一、什么叫测量系统？,由以上问题的答案，你觉得测量数据的质量有多重要？,2023/2/25,BSJ,5,一、什么叫测量系统？,测量系统：用来对被测特性赋值的量具和其它
2、设备、人员、标准、程序、软件、环境的集合。,2023/2/25,BSJ,6,一、什么叫测量系统？,过程：将输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。请描述“测量”这个过程的乌龟图。,2023/2/25,BSJ,7,一、什么叫测量系统？,请将测量过程的乌龟图与生产过程的乌龟图比较，分析不同点。,2023/2/25,BSJ,8,一、什么叫测量系统？,测量过程的乌龟图：,测量,量具、测量软件、实验室环境,经培训考核有资格的检验人员,检测标准检验程序检测设备操作指导,测量结果准确率,被测对象（待检品、过程参数）,测量结果,2023/2/25,BSJ,9,对测量过程的分析,设备（量具：制造/磨损误差）-
3、人员（熟练程度，认真程度）-原材料（被测对象：本身差别）-输出操作过程-环境（温度、湿度、灰尘、振动）-从以上对测量过程的分析可以看出，在测量过程中存在大量的随机因素的影响，使得测量过程的输出-测量值也是随机变量。,共同作用,测量值,2023/2/25,BSJ,10,测量过程的变差,测量值=被测特性+测量误差，这些误差来自于上页所述。因此我们可以通过测量值的统计特性来判断一个测量系统是不是稳定的，正常的。这跟用控制图去判断一个工序是不是受控的是一回事。但不同的是SPC所用的数据是随时间变化而随机得到的不同产品的测量值，测量系统分析是针对已选的标准样件，对样件用相同的或不同的测量系统多次测量，得
4、到了几组测量值，根据得到的结果分析测量系统的质量。,2023/2/25,BSJ,11,二、测量系统的统计特性,上页我们知道，可以通测量值的统计特性来研究测量系统，以判断它是否正常。那么，测量系统具有哪些统计特征呢？我们看下面几种：,2023/2/25,BSJ,12,二、测量系统的统计特性,1、一个人，用一把量具，对同一个零件，同一个被测特性，多次测量，得到的测量值之间的差别，叫测量系统的重复性。,2023/2/25,BSJ,13,二、测量系统的统计特性,2、二个人或三个人，用同一把量具，以同一人被测特性进行多次重复测量，所得到的测量值之间的差别（一般用不同的测量者所得到的测量值的平均值的差别来
5、表示），叫测量系统的再现性误差。,2023/2/25,BSJ,14,二、测量系统的统计特性3测量系统的偏倚：指对同一个被测特性多次测量的平均值与基准值的差值。基准值 观测平均值,偏倚,2023/2/25,BSJ,15,二、测量系统的统计特性,4测量系统的线性许多量具都有不同工作范围，当量具在其工作范围内测量不同大小的值时，其偏倚可能是不同的。测量系统的线性便是表现量具在其工作范围内其偏倚变化规律的一个统计特性。,2023/2/25,BSJ,16,二、测量系统的统计特性,5测量系统的稳定性测量系统在持续时间内，测量同一基准或零件的单一特性获得的测量值总变差。,2023/2/25,BSJ,17,三
6、、测量系统的分辨率,1,由设计决定的固有特性测量或仪器输出的最小刻度单位总是以测量单位报告1：10经验法则,2023/2/25,BSJ,18,四、测量系统的稳定性研究,1、选取一个样本，或选择一个产品作为标准样本，进行稳定性分析。2、定期（天、周）测量基准样品35次，记录测结果。3、绘制控制图。4、使用控制图法，确定测量系统是受控还是失控。5、没有用于稳定性分析的数值或指数。,2023/2/25,BSJ,19,五、偏倚研究方法指南确定偏倚的三种方法,2023/2/25,BSJ,20,五、偏倚研究-独立样本法,1、选择一个零件，在实验室里用高一级量具对其某一特性多次（n10次）测量，计算n次观测
7、到的平均值，将其平均值作为基准值，假定一个零件的基准值为10。2、让一位评价人用待评定的量具以生产中实际的测量方法对该产品重复测量n10次。,2023/2/25,BSJ,21,3、计算n个读数的平均值。(X=9.984)4、计算重复性标准差(r)：r=10.06-9.82/3.5533=0.06754,2023/2/25,BSJ,22,5、计算平均值的标准误差 b，确定偏倚的t统计值 偏倚=9.984-10=-0.016 b=0.06754/=0.01743 t=-0.016/0.01743=-0.917,2023/2/25,BSJ,23,6、计算偏倚为95%的置信度区间的上下限.-0.054
8、30 0.0238,2023/2/25,BSJ,24,7、判断：如果0落在偏倚值附近的1-就是95%自信度区间内，则偏倚是可接受的。(=0.05是预设定值，1-0.05即0.95）,2023/2/25,BSJ,25,六、线性研究指南,1、选择5个零件，它们的测量值应覆盖量具的工作量程。2、用高一级测量系统对每个零件多次测量，取各自平均值作为基准值，并确认是覆盖量具的工作量程。3、让经常使用该量具的检验员，用被研究的量具对每个零件测量m10次。,2023/2/25,BSJ,26,4、计算每次测量的偏倚，以及每个零件的偏倚平均值,5、在线性图上画出相对于参考值的每个偏倚及偏倚平均值。,2023/2
9、/25,BSJ,27,2023/2/25,BSJ,28,6、应用以下公式计算并画出最适合的线及该线的自信度区间。,2023/2/25,BSJ,29,7、画出偏倚=0的线，并对图进行评审，以观察是否存在特殊原因，以及线性是否可接受。8、线性判断:如果偏倚=0的整个直线都落在95%置信度区间内，则称该测量系统是可接受的。,2023/2/25,BSJ,30,重复性和再现性（RR）研究(平均值和极差法),一准备和测量的步骤取n5个样本，一般为10个。根据检验员的配置情况决定由二个还是三个检验员来进行研究。将样件从1到10编号，零件编号不要让检验员看到。评价人A以随机顺序测量10个零件，并将结果记录在第
10、1行。评价人B和C依次测量这10个零件，不要让他们知道别人的测量值，然后将结果分别记录在第6行和第11行。用不同的随机测量顺序重复以上循环，并将数值记录在第2、7和12行，如查需要三次测量，则重复以上循环，将数据记录在第3、8和13行中。,2023/2/25,BSJ,31,二、计算的步骤,2023/2/25,BSJ,32,利用控制图判断测量系统的灵敏度和测量过程是否受控1、均值图中如果少于一半的点落在控制线之外，则测量系统的有效分辨率不足，如选取的样本不能代表预期的变差。,2023/2/25,BSJ,33,2、极差图中，如果某个检验员有点落在控制线之外，说明她的测量方法与别人的不同，应改进其测
11、量方法。如果所有的检验员都有一些点超出控制线，则说明该量具对于人的测量技术比较敏感，需要改进量具。,2023/2/25,BSJ,34,2023/2/25,BSJ,35,2023/2/25,BSJ,36,2023/2/25,BSJ,37,重复性和再现性的判定,2023/2/25,BSJ,38,测量系统分析的接收准则,1.量具重复性和再现性(GRR)：测量系统中的重复性和再现性在总变差中所占的百分比R&R，对过程能力指数Cp的影响程度。运用“%R&R”判定该量具“重复性及再现性”是否适宜：%R&R10%：则该量具可接受（适宜）；10%R&R30%：需根据该测量作业的重要程度来判定是否适宜；测量系统
12、需要改进。%R&R30%：该量具不可接受（不适宜）。,2023/2/25,BSJ,39,2.稳定性 由该项分析之担当者使用X&R控制图进行描点分析、判定，其判定准则如下：不能有点超出上、下控制线；不能有连续7点位于平均值一侧；不能有连续6点上升或下降；不能有显著多于2/3以上的描点位于控制线中间1/3区域；不能有显著少于2/3以下的描点位于控制线中间1/3区域；当有违背上述“判定准则”时，该量具的“稳定性”则不可接受（有待进行维修或更换）,2023/2/25,BSJ,40,3.偏倚如果95%的置信区间内包含0(即0落在95%置信度区间内)，则偏倚是可接受的。,2023/2/25,BSJ,41,4.线性 如果“偏倚=0”的整个直线都位于置信度区间内，则该测量系统的线性是可接受的。,2023/2/25,BSJ,42,计数型测量系统的研究,风险分析法，见案例。,2023/2/25,BSJ,43,
