MSA(测量系统分析 )培训教材

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线性分析

线性按以下方法评价： 1）选择5个零件作为分析样本，这些零件测量值应覆盖 量具的正常工作范围。 2）由分析人员采用高一级测量仪器测量每个零件以确定 其“基准值”，并确认是否包括量具的正常工作范围。 3）通常由使用量具的操作者中的一人测量每个零件 m≥10次。
备注：随机的选择零件以使评价人对测量偏倚的“记忆”最小化。
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测量系统分析的策划
0 确定 范围 0
1 2 3 4 5
1 计划和 定义
2 3 4 5 产品设计 过程设计 产品和 反馈、 和开发 和开发 过程确认 评定和 纠正措施
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产品质量先期策划
资源?
谁做?
输入
产品标准 图纸 零件明细表
过程设计 和开发 流程,活動
怎么做?
输出 制造过程流程图 试生产控制计划 作业指导书 测量系统分析计划 过程能力研究计划 等… 绩效测量指标
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输出-制造过程流程图


过程流程图系统地显示了现有或提出的过程流程， 它可用来分析制造、装配过程自始至终的机器、材料、 方法和人力变化原因。它是用来强调过程变化原因的影 响。流程图有助于分析总的过程而不是过程中的单个步 骤。当制定控制计划时，流程图有助于产品策划小组将 注意力集中在过程上。 必须评审制造过程流程图是否明确了所有需控制 的工步以及产品特性和过程特性（工艺参数）。
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制造过程流程图
产品名称： 零件名称/图号： 序 号 制 造 移 动 贮 存 检 验 操作描述 制定 审核 产品特性 版本 批准 控制特性
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输出- 试生产控制计划



控制计划是规定试生产过程进行的尺寸测量和材料、 功能试验的描述。产品策划小组负责制定并在试生产之 前完成。 试生产控制计划应包括正式生产过程前要实施的附 加产品／过程控制。 试生产控制计划必须明确在制造流程图中所识别出 来的产品特性和控制特性的控制方法系统。
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计算偏倚:偏倚= 观测平均值 – 基准值 过程变差= 6δ 画图: X軸=基准值 Y軸=偏倚 其方程式为: y= ax +b 再分別计算其： 截距，斜率，拟合度，线性，线性%等

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公式
xy ( x x
2
截距=a= 斜率

n ( x ) 2 n
y)

7.6.2 校准／验证记录 用以证明产品符合规定要求的所有量具、测量和试验 设备（包括员工和顾客所有的设备），其校准／验证记录 必须包括： —设备标识，包括校准设备时所用的测量标准； —由工程更改所发生的修订； —在校准/验证时获得任何偏离规范的读数； —超出规范条件时的影响的评估； —在校准／验证后，有关符合规范的说明； —如果可疑材料或产品已被发运，给顾客的通知。
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X X
课堂练习



工艺工程师在评价一个用来监控生产过程的新的测量 系统：电子秤，工程师准备评价测量系统的偏倚，选择一 个零件作为评价样本。这个零件经测量确定其基准值为 3530.2克,而后这个零件交由现场操作人员测量了10次， 数据如下，请进行偏倚分析并判定是否可接收？ 已知该产品重量的控制范围为3500+/-70克，重量为特 殊特性。 15次测量数据为： 3533、3531、3532、3535、3535、 3532、3529、3530、3534、3532
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课堂练习：

选择目前公司生产的一种产品，制定测量系统分析计划 请各组分别进行，要求在30分钟内完成。
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测量系统分析的实施

计量型测量系统分析的实施 1）偏倚 2）线性 3）重复性和再现性（R&R） 4）稳定性 计数型测量系统分析的实施 1）小样法
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偏倚分析
偏倚

进行研究 1）分析人员选择一个落在生产测量的中程数的生产零件， 指定其为偏倚分析的标准样本。采用高一级测量仪器测量 这个零件并计算出“基准值”。 2）让一个生产现场使用该量具的操作人员，以通常方法 测量样本10次以上并计算这些数据的均值，把均值作为 “观测平均值”。
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案例
X1=0.75 X2=0.75 X3=0.80 X6=0.80 X7=0.75 X8=0.75
X4=0.80
X5=0.65 基准值为0.80mm，
X9=0.75
X10=0.70 过程变差为0.70mm
7.5 0.75 10 10 偏倚 0.75 0.80 0.05 偏倚% 100 (0.05 / 0.70) 7.1%
测量系统分析
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课程大纲：


2
测量 测量误差 测量系统的基本概念 测量系统分析的策划 测量系统分析的实施 计量型测量系统的分析 1）偏倚 2）线性 3）重复性和再现性（R&R） 4）稳定性 计数型测量系统的分析 1）小样法
测量
人 机 法 环 测量
测量 原辅料 测量 合格 结果 不合格
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确定每一零件的“观察平均值”，基准值与观察平均值之 间的差值为偏倚，要确定各个被选零件的偏倚。线性图就 是在整个工作范围内的这些偏倚与基准值之间描绘的。如 果线性图显示可用一根直线表示这些标绘点，则偏倚与基 准值之间的最佳线性回归直线表示两个参数之间的线性。 线性回归直线的拟合优度R2确定偏倚与基准值是否有良好 的线性关系。
操作者A
操作者B
再現性 16
稳定性(Stability)：
稳定性
时间2
稳定性：是测量系统在某 持续时间内测量同一基准 或零件的相同特性时获得 的测量值的总变差。
时间1
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线性(Linearity)：
线性是在测量设备正常操作范围内，偏倚值的差值
基准值
基准值
观测平均值 18
量程
线性(Linearity)：

制造过程
如果测量出现问题（出现较大的测量误差）时，那么合格的 产品可能被判为不合格，不合格的产品可能被判为合格，此 时便不能得到真正的产品或过程特性信息。
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测量误差的来源：
Discrimination 分辨能力 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) Difference in use by inspector 不 同 使 用 人 员 的 差 异 (Reproducibility再现性) Differences among methods of use (使用不同的方法所造成差异)
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测量系统的统计特性
通常使用测量数据的统计特性来衡量测量系统的质量： Discrimination 分辨力(ability to tell things apart)； Bias 偏倚； Repeatability 重复性； Reproducibility再现性； Linearity 线性 ； Stability 稳定性 。
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测量系统的基本概念


术语； 测量系统的统计特性； 分辨力、 稳定性、 偏倚 、 重复性、 再现性、 线性 理想的测量系统 ；
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术语



测量：赋值给具体事物以表示他们之间的关系。而赋予的 值定义为测量值。 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。 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、方法、夹具、软件、人员、环境的集合； 用来获得测量结果的整个过程。
测量系统的 观测平均值 基准值
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计算偏倚: 偏倚= 观测平均值 – 基准值 过程变差= 6δ %偏倚=偏倚/过程变差（或公差） 判定： 根据《测量系统分析管理办法》中规定的接 收准则进行判定。
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如果偏倚分析不可接收，查看下述可能的原因： 标准或基准值误差； 仪器磨损。这在稳定性分析可以表现出，建议按 计划保养或修整； 仪器制造尺寸有误； 仪器测量了错误的特性； 仪器未得到完善的校准，评审校准规程； 评价人设备操作不当，评审测量说明书等；
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ISO/TS16949:2002标准7.6的要求


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7.6 监控和测量装置的控制 组织必须确定需实施的监控和测量以及所需的监控和 测量装置,为产品符合确定的要求提供证据。 组织必须建立过程，以确保监控和测量活动可行并与 监控和测量的要求相一致的方式实施。 为确保结果有效，必要时，测量设备必须： a）对照能溯源到国际或国家基准的测量基准，按照规 定的时间间隔或在使用前进行校准和检定。当不存在上 述标准时，必须记录校准或检定的依据； b) 进行调整或必要时再调整； c）得到标识，以确定其校准状态； d) 防止可能使测量结果失效的调整； e）在搬运、保养和贮存期间防止损坏或失效；
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分辨力（率）


定义：指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的 能力。 传统是公差范围的十分之一。建议的要求是总过程变差 6σ(标准偏差)的十分之一。
10
T
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偏倚(Bias)：
基准值 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 用更高级别的测量设备进 行多次测量，取其平均值 来确定。



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此外，当发现设备不符合要求时，组织必须对以往测 量结果的有效性进行评价和记录。组织必须对该设备和任 何受影响的产品采取适当的措施。校准和验证的记录必须 予以保持。 当计算机软件用于规定要求的监控和测量时，必须确 认其满足预期用途的能力。确认必须在初次使用前进行， 必要时重新确认。 7.6.1 测量系统分析 为分析各种类型的测量和试验设备系统的测量结果的 变差，必须进行统计研究。此要求必须适用于在控制计划 中提及的测量系统。所用的分析方法及接收准则必须符合 顾客关于测量系统分析的参考手册。如果得到顾客的批准， 也可采用其他的分析方法和接收准则。