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国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）MeasurementSystemsAnalysis测量系统分析（MSA）杨国平国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）（一）测量系统总指南1.目的和术语2.测量过程ccfriendgpyang1/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.1测量数据的用途:——产品决策（放行／隔离）。——作为过程调整的依据。——确定在两个或更多变量之间是否存在重要关系。——用于分析研究，更好地理解过程变差产生的原因。注：应用以数据为基础的方法的收益，很大程度上决定于所用测量数据的质量。ccfriendgpyang2/80关键词国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.2测量数据的质量:定义——测量数据质量由在稳定条件下运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确定。表达——表征数据质量最通用的统计特性是测量系统的偏倚和变差。偏倚——是指数据相对参考（基准）值的位置。变差——是指数据的分布宽度。ccfriendgpyang3/80分布位置分布宽度国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.3测量系统与数据变差：——低质量数据最普遍的原因之一是数据变差太大。——一组数据中的变差大多是由于测量系统及其环境之间的相互作用造成的。——测量系统变差可能会掩盖制造过程的变差。——管理一个测量系统的许多工作在监视和控制其变差。——应着重研究掌握环境对测量系统的影响，以使测量系统产生可接受的数据。ccfriendgpyang4/80-6σ-5σ-4σ-3σ-2σ-1σμ+1σ+2σ+3σ+4σ+5σ+6σ99.73%95%基本出发点国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.4MSA手册的目的：——为评估测量系统的质量提供指南。——主要用于工业界的测量系统。——主要关注的是对每个零件的数据可重复读数的测量系统。——不涵盖顾客对测量系统分析方法所要求的批准。（TS169497.6.3.1/2）ccfriendgpyang5/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.5测量系统有关术语：测量——对某具体事物赋以数字（或数值），以表示它们对于特定特性之间的关系。量具——任何用来获得测量的装置。测量系统——是对测量单位进行量化或对被测特性进行评估，其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合；也就是用来获得测量结果的整个过程。ccfriendgpyang6/80计数型/计量型国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.6标准有关术语：•标准——用于比较的可接受的偏倚；——接受的准则；——一已知的值，在不确定度的指定范围内，作为真值被接受；——参考值。ccfriendgpyang7/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.6标准有关术语：•标准量块的等和级ccfriendgpyang8/80标称长度100mm量块国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.7设备有关术语：分辨力、可读性、解析度——别名：最小可读单位、测量解析度、最小刻度极限或探测的最小极限；——由设计决定的固有特性；——一个仪器测量或输出的最小刻度单位；——总是以测量单位报告；——10：1经验法则（d/10或6σ/10）。ccfriendgpyang9/801.对于数字显示装置，就是当变化一个末位有效数字（跳动一个数字）时其示值的变化。2.对记录式装置，分辨力可为标尺分度值的一半。国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.7设备有关术语：有效解析度——特定应用条件下，一个测量系统对过程变差的敏感度；（测量系统的分辨力，包含了重复性和再现性误差，总比测量设备设计分辨力差）——可以导致测量有用的输出信号的最小输入；——通常被描述为一种测量单位。ccfriendgpyang10/80解析度：单位长度中所表达或撷取的像素数目。测量系统分辨力Δ=32σm。注：σm为测量系统重复性和再现性标准差。测量系统分辨力的意义：当不同零件的被测特性之间的差别≥32σm时，测量系统对它们错误分类的概率≤0.135%国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.7设备有关术语：有效解析度ccfriendgpyang11/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.7设备有关术语：有效解析度ccfriendgpyang12/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.7设备有关术语：有效解析度ccfriendgpyang13/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.7设备有关术语：参考值——某一个物品的可接受数的值；——需要一个可操作的定义；——常被用来替代真值使用。真实值——某一物品的真实数值；——不可知且无法知道。ccfriendgpyang13/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.8位置变差有关术语：•准确度——与真值或可接受的参考值“接近”的程度；——包括了位置及宽度误差的影响。•偏倚——观测到测量值的平均值与参考值之间的差值；——是测量系统的系统误差所构成。ccfriendgpyang14/80偏倚测量系统的平均值参考值-随机误差：是偶然发生、不可预测、可通过重复测量避免的一种误差。-系统误差：是一种不可能通过重复测量避免的一种误差。国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.8位置变差有关术语：稳定性——随时间变化的偏倚值；——一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控；——别名：漂移。线性——在量具正常工作量程内的偏倚的变化量；——多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系；——是测量系统的系统误差所构成。ccfriendgpyang15/80参考值时间偏倚偏倚size1sizeN国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.9宽度变差有关术语：精密度——每个重复读数之间的“接近”程度；——是测量系统的随机误差所构成。重复性——由一位评价人使用一件测量仪器，对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差；——是在固定和已定义的测量条件下，连续（短期内）多次测量中的变差；——通常被称为E.V.—设备变差（EquipmentVarition）；——设备（量具）的能力或潜能；——系统内部变差。ccfriendgpyang16/80重复性国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.9宽度变差有关术语：再现性——不同评价人使用相同的量具，测量一个零件的一个特性的测量平均值的变差；——在对产品和过程进行鉴定时，误差可能是评价人、环境（时间）或方法；——通常指A.V.—评价人变差（AppraiserVarition）；——系统之间（条件）的误差；——包括重复性、实验室、环境及评价人影响。ccfriendgpyang1780再现性ABC评价人国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.9宽度变差有关术语：GRR或量具的重复性和再现性（GageR＆R）——测量系统重复性和再现性联合估计值。测量系统能力——测量系统变差的短期估计值（例如：“GRR”，短期控制图法）；测量系统性能——测量系统变差的长期估计值（例如：长期控制图法）ccfriendgpyang18/80参考值ABCGRR国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.9宽度变差有关术语：敏感度——能导致可探测到的输出信号的最小输入；——测量系统对被测特性变化的感应度；——取决于量具设计（分辨力）、固有质量（OEM）、使用期间的维修，以及测量仪器与标准的操作情况——通常被描述为测量单位。ccfriendgpyang19/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.9宽度变差有关术语：一致性——重复性随时间的变化程度；——一致的测量过程是在宽度（变差）方面处于统计上受控状态。均一性——在正常工作范围内重复性的变化；——重复性的同义词。ccfriendgpyang20/80size1sizeNUCLLCL平均极差国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.10系统变差有关术语：•能力——短期内读数的变化量。——以标准偏差为基础（仅存在普能原因产生的变差）•性能——长期读数的变化量；——以总变差为基础（包含了普通和特殊原因产生的变差）ccfriendgpyang21/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.10系统变差有关术语：•不确定度——有关被测值的数值估计范围，相信真值被包括在该范围内。——是国际上用来描述一测量值质量的术语。注：即对测量结果的不可信程度或对测量结果的有效性的怀疑程度。表征被测量值分散性的参数，一般用标准差或置信区间的半宽度来表示。在给出测量结果时，必须给出其测量不确定度。ccfriendgpyang22/80由样本统计量所构造的总体参数的估计区间测量系统分辨力Δ=32σm。注：σm为测量系统重复性和再现性标准差。不确定度分辩力（测量结果显示最小刻度）有效解析度（测量系统分辨力）误差基准值测量实际值＝测量的观测值（结果）±UU＝kUc，U为扩展不确定度，k称为涵盖常数，与置信区间有关，Uc为组合标准差，一般取k=2，Uc2＝σ性能2＋σ其它2国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）1.目的和术语1.11可追溯性：——通过一个完整的比较链追溯到规定的参考标准（通常为国家或国际标准）的测量特性或标准值，都具有一定的不确定度。ccfriendgpyang23/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）2.测量过程2.1为有效地控制任何过程的变差，需要了解：——过程应该做什么？（由规范和工程要求规定）——会出什么错？（通过PFMEA进行分析）——过程正在做什么？（通过检验和SPC来确定）ccfriendgpyang24/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）2.测量过程2.2一般过程模型：2.3被控制的过程模型：注：不幸的是，工业界传统上认为测量和分析活动是一种“黑箱作业”。表现为：——很少考虑仪器的适用性。——仪器与过程和环境的匹配性。——仪器本身的可用性。ccfriendgpyang25/80操作输入输出测量分析测量过程测量值决定输入国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）2.测量过程2.4如何理解测量过程：☻测量分析活动是一个过程——测量过程。☻测量过程中可应用所有过程控制有关的管理、统计及逻辑技术。☻希望用最小的努力获得正确的决定。☻配置最好的或最新的测量技术，不一定能够确保能做出正确的生产过程控制决定。☻设备只是测量过程的一部分，必须了解如何正确使用测量设备，以及如何分析和解释结果。☻必须监控和控制测量过程，从而确保获得稳定和正确的结果，包括整个测量系统分析方法——对量具、程序、使用者和环境的研究。ccfriendgpyang26/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）2.测量过程2.5对测量系统的希望：一个理想的测量系统是每次使用时均能产生“正确的”测量结果。每个测量都会遵循某个标准（基准值/参考值）。一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有零方差、零偏倚和对所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。测量系统的质量通常仅仅取决于经过一段时间后产生数据的统计特性（稳定性）。ccfriendgpyang27/80国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（五）2.测量过程2.6定义“好的”测量系统的统计特性包括：——足够的分辨力和敏感度（10：1经验法则）；——测量系统应处于统计受控状态（稳定性）,仅存在普通原因产生的变差，无特殊原因产生的变差。——为了产品控制，测量系统的变差必须小于规范限值（公差）——为了过程控制，测量系统的变差应该能证明具