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1第三版中國汽車研究中心譯2002.10印刷MSA量測系統分析MeasurementSystemsAnalysisMSA2目錄第一章量測系統介紹一、量測----------------------------------------------------------------------------1二、量測系統----------------------------------------------------------------------1三、量測系統分析----------------------------------------------------------------1四、量測系統應具備的特性----------------------------------------------------1五、評估量測系統的三項基本的問題----------------------------------------2六、常用的名詞定義-------------------------------------------------------------2第二章量測系統變異之類型一、量測系統誤差種類----------------------------------------------------------4二、量測系統研究之應用------------------------------------------------------10第三章量測系統(GAGER&R)應用與判讀一、量測系統研究的準備------------------------------------------------------11二、計量植值量測系統研究---------------------------------------------------12三、判讀---------------------------------------------------------------------------18四、變異數分析法---------------------------------------------------------------19五、計數值量具研究------------------------------------------------------------20第四章附件附件一：量測設備的可接受性-------------------------------------------------24附件二：MSA變異計算式一覽表-----------------------------------------------25附件三：量具再現性和再生性數據表----------------------------------------26附件四：量具再現性和再生性報告表----------------------------------------27附件五：計數值GO/NO-GO量規數據---------------------------------------28第五章演練一、計量值、全距法二、計量值、平均值與全距法3第一章量測系統介紹˙一、量測藉由與預先設定的標準相比較，以確定使用多少個單位(英吋、公克等)來描述一個零組件的過程。˙量測結果由一個數字和一個標準的量測單位構成。˙量測結果是量測過程的輸出。二、量測系統指操作、準則、量具和其他設備、軟體及被指定之一群待量測特性等之集合，經由一完整程序而取得量測值。三、量測系統分析實施適當的統計研究，藉以分析各種型式之量測和試驗設備系統所得出的結果的變異，這類研究應留有證據。此項要求適用於經顧客核准的管制計劃中所有的量測系統。分析方法和允收標準應符合量測系統分析參考手冊內的規定(例如：量規量測再現性和再生性〔gageR&R〕研究)。其他的分析方法和允收標準則需經顧客核准後方可使用。四、量測系統應具備的特性4-1所有的量測系統應具備的特性1.量測系統必須處於統計管制狀態(可預見的)；這表示量測系統內的變異只是由於共通原因產生，而不是特殊原因。2.量測系統的變異性要小於製造過程的變異性。3.變異性要小於規格極限值和／或允許公差。4.當被量測項目改變時，量測系統的統計特性也可能會改變。果真如此，量測系統的最大(最糟)的變異必須相對小於製程變異或規格極限值中的較小者。44-2其他需要考慮的因素1.量測系統的管理涉及對變異的管制和監測。2.要對量測系統如何與環境相互作用有所理解。五、評估量測系統的三項基本的問題評估一量測系統時有三項基本的問題需加以定位(澄清)1.本量測系統是否具備適當的鑑別能力？2.是否具有全時之穩定統計性？3.量測誤差(變異)是否微小？六、常用名詞定義1.量具(Gage)：任一可用以量測之設備，通常是用以特別稱呼使用在生產現場者，包含GO/NO-GO設備。2.鑑別力：鑑別力是指一個量測裝置檢測出被量測的變異的能力。假定一個量測者要量測10個零組件的寬度。如果每個零組件的量測結果全部相同，則該量測裝置不具備指示零組件之間變化量的鑑別力。3.公差：是指一個零組件某一特性允許的變異。公差通常以一個公稱值±所允許的相對於公稱值的變異數來表示。一個零組件的寬度可以15.50±0.02英吋(一個介於15.48到15.52英吋的範圍)來表示。4.管制狀態：當一個製程顯示出本身固有的，且可預見的變異時則稱為「管制狀態」。例如：下面的管制圖即描述一個從剪切線上切上切下的零組件的預期垂直度變異。例如製程處於管制狀態。則無造成變異的特殊原因，我們便可以認定零組件在99.73%的狀況下也都能隨機地落在管制極限值之內。55.非管制狀態：描述一個造成變異的所有特殊原因均未消除的過程。這種狀態在管制圖上呈現出點落在管制極限值以外或在極限值內呈非隨機的型態。±1SD=68%±2SD=95%±3SD=99.7%上管制極限值總平均值下管制極限值6第二章量測系統變異之類型一、量測系統誤差種類量測系統誤差可分為五種：偏性、穩定性、線性、再現性、再生性1-1偏性(ACCURACY)準確度是指觀測平均值與真值之差，真值可藉各種可得之最準確的量測設備之數次量測值之平均而得。真值準確度觀測平均值量具準確度如果量具準確度相對的大，則可能的原因是：1.主量測值錯誤2.量具磨損了3.量具之製造尺寸錯誤4.量具量測錯誤之特性5.量具未經適當校正6.作業者不適當的使用量具1-2穩定性穩定性(或偏差drift)是指一量具在量測相同樣件(master)時所得之全變異，或指相同條件在量測一單一特性時經過延伸時期所得之全變異。7量具穩定性1-3線性線性是指量具在預期作業範圍內準確值之差異。量具線性如果量具具有非直線性(non-linearity)，其可能原因如下：1.在作業範圍的高及低二端，量具校正不適當。2.最大或最小的標準值錯誤。3.量具磨損。4.可能須檢討量具內部之設計特性。時間2時間1穩定性觀測平均值真值(好)準確度值低觀測平均值真值(壞)準確度值高81-4再現性(REPEATABILITY)再現性是指一種量具、一位作業者，當多次量測相同零件之指定特性時所得之變異。量具再現性再現性作業單用一把遊標卡尺和標有1到5號的一套樣本，量測這5個樣本的厚度，並記錄量測結果。然後，再重複量測兩次。零組件編號量測次數12345199988899977766629998889997776663888999888666777平均值X888...666777888...333333888...666777666...666777666...333333全距111111111111111平均值X=同一樣本三組量測值之和÷3全距=每一樣本量測值中最大值－最小值X=平均值之和／5=777...777333444R=全距之和／5=111再現性9再現性演練再現性作業單分別計算全距的上、下管制極限值，UCLR和LCLRUCLR=R×D4=111×2.575=222...555777555LCLR=R×D3=111×0=000(D3和D4是用於計算全距管制極限值的常數。)分組量測次數計算LCL所用的D3計算UCL所用的D4203.267302.575402.282502.115602.00470.0761.92480.1361.86490.1841.816100.2231.777110.2561.744120.2681.716130.3081.692140.3291.671150.3481.652再現性作業單再現性的計算估計的再現性標準差或量規變異=R/d2===000...555777555再現性=5.15×(R/d2)=5.15×(/1.74)=222...999666d2取決於量測次數，(m=3)，以及零組件數和量測者的乘積，(g=5×1=5)。(公式中，5.15是代表信賴度的一個常數，它表示由這些量測者、零組件和設備所獲得的再現性結果落在計算的變異性全距內的信賴度為99%。)m102345678910111213141511.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.5521.281.812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.453.5131.231.772.122.382.582.752.893.013.113.213.293.373.433.5041.211.752.112.372.572.742.883.003.103.203.283.363.433.4951.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.283.353.423.4961.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4971.171.732.092.352.552.722.872.993.103.193.273.353.423.4881.171.722.082.352.552.722.872.983.093.193.273.353.423.4891.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48101.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.343.423.48111.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.343.413.48121.151.712.072.342.552.722.852.983.093.183.273.343.413.48131.151.712.072.342.552.712.852.983.093.183.273.343.413.48141.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.343.413.48151.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.263.343.413.48＞151.1282.0592.5342.8473.0783.2583.4071.6932.3262.7042.9703.1733.3363.472d2表1-5再生性(REPRODUCIBILITY)再生性是指不同作業者使用相同量具，當量測相同產品之特性時，量測平均值之變異。再生性量具再生性1.再生性作業單1)再生性的計算將第8頁表中你的X數據和你同伴的X數據抄入下表：零組件編號12345作業者B作業者C作業者Ag11量測者1的平均值X量測者2的平均值X估計的量測者標準差是藉由確定每位量測者的量測平均值，然後算出平均值的全距(R=X最大－X最小)，再除以d2而估算出來的。估計的量測者標準差=R/d2=(X最大－X最小)/d2當採用全距1(g)和量測者數(m)為2時，d2=1.41因此