MSA教程(第五版)

CONSULTINGTRAININGMSA（第五版）测量系统分析2018/5/61•MSA介绍•MSA和质量管理体系的关系•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2MSA讲座的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–具备开展测量体系分析所需要的统计方法的实用知识3测量体系分析简介4•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5测量体系的范例•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6什么是测量体系分析•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7三个基本问题评估测量体系，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？8优胜者的方法•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。9测量体系变差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。测量值变差环境方法仪器(机器)材料人员10测量体系分析的数据利用•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11环境影响测量数据•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12测量仪器影响测量结果•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13材料和人员影响测量结果•材料：•人员：14测量值并不总是精确的•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15MSA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16MSA和质量管理体系的关系17MSA和质量管理体系的关系目的使学员理解测量系统统计特性的重要性和其对符合质量管理要求的意义18检验和测试供应商实验室要求1对测量系统和实验室的要求•要有书面规定的范围、政策、程序和工作指导书•文件控制、批准的供应商、APQP、产品标识和过程控制•测试的可追溯性、测试状态的目视标识•不合格品程序、纠正和预防措施、严格问题解决方法19检验和测试供应商实验室要求2–检验、测量和测试仪器的清单–所有IMT仪器必须有独一无二的标识(编号)，并用适当的标记、标签、标识物或其它经批准的识别记录，以标明其校准状态–给定检验、测量和测试仪器的维护和校准周期20检验和测试供应商实验室要求3–对测试和校准活动作专业判定的人员必须具备相关经验并经过培训–记录对环境的控制和监控以证明相关技术活动在恰当的条件下进行–限定权限对测量系统中所用的硬件和软件的维护和使用21检验、测量和测试仪器的控制通用要求所有检验、测量和测试设备，包括硬件和软件，都应确定其测量不确定性，并使其在可接受的范围内22检验、测量和测试仪器的控制控制程序–确定准确度和精确度–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，以评定其对测量系统的影响–搬运、保护和储存–对测试用的硬件和软件作保护，以防止过度调整23检验、测量和测试仪器的控制检验、测量和测试仪器–记录必须包括员工自备量具–量具在检查时，必须记录其条件和实际读数–当有怀疑的产品装运后必须通知客户–确认测量系统分析的方法被客户所批准。注意：绝大多数人把MSA理解为单纯的GR&R。本讲座将证明这种错误观念与事实差之千里24检验、测量和测试仪器的控制测量系统分析–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25检验、测量和测试仪器的控制优胜者的检验、测量和测试设备控制方法–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26实施汽车质量体系的要求•标识所有检验、测量和测试设备，及其校准状态•确定其准确度和精确度•进行测量设备的变差分析(MSA)•当量具被发现处于非校准状态时，对其以前测量的结果作确认•量具的搬运、保护和存放•对量具作安全保护，防止•校准记录应包括个人量具•采用所有MSA手册中的标准27总结•汽车行业质量管理体系对MSA的要求详见ISO\TS-16949(2002版)之7.6.1条款。－MSA需考虑线性、偏倚、稳定性、重复性、再现性五个方面。－MSA的应用必须考虑范围、频率、时机、方法和接受准则的规定。－至少应对每种量具作属性类和变量类的研究。28测量系统的统计特性29MSA的应用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展GRR属性测量30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件一致•统计特性：–“零”–“零”偏倚–“零”概率误判被测量产品31测量系统数据•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32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特殊原因区域特殊原因区域33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+MSV34测量系统的变差必须小于制造过程变差MSVMPV注：测量系统的变差必须尽可能小变差+MSVMPV总变差(TV)规范公差35•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:2.530+/-0.005–测量系统增量:0.0001规范36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–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37MSA标准的优点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38标准的局限性•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39仪器范例具有行业特点的检验、测量和测试仪器的种类–Ballsheartest–拉丝测试–轮廓仪–刻度指示仪–高倍显微镜–X光测厚仪其它种类？______________________________________________________________________________________________________________40MSA的应用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展GRR属性测量41分辨率•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42分辨率的范例MSA手册的定义–提供分辨率分别为0.001”和0.01”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¯&RChart)43过程控制图44分辨率不足•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–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45分辨率的决定原则•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。46理解分辨率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”47测量系统的量化48MSA的应用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展GRR属性测量49测量系统量化•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50准确度和精确度量化：–准确度以偏倚评估–精确度以重复性和再现性评估51准确度和精确度范例量具A量具B量具CA具有最佳准确度B具有最佳精确度C的准确度好于B比较A和C的表现量具A的均值量具B的均值量具C的均值52偏倚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。53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54量具偏倚的工作指南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)]10055为何作量具偏倚分析•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)56量具偏倚大的原因•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57偏倚范例观测次数外径观测值(英寸)10.7266020.7244030.7253540.7263050.7271060.7274570.7263080.7251590.72525100.72570均值(X-bar)=0.72596偏倚=观测均值-基准值=0.72596-0.72650=0.00036%偏倚=(|偏倚|/过程变差)x100=(0.00036/0.00310)x100=11.6%观测值要比基准值平均小0.00036”,占过程变差的11.6%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0.00310”,基准值为0.72650”，是一个名誉值，即假定产品与原样一致。估计偏倚58练习二，偏倚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59基准值硬币直径[英寸][厘米]1美分0.75?1.9055美分0.85?2.15910美分0.70?1.77825美分0.9