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MSA测量系统分析

MSA测量系统分析
MSA测量系统分析

测量系统分析

参考手册

第三版

1990年2月第一版

1995年2月第一版;1998年6月第二次印刷

2002年3月第三版

?1990?1995?2002版权

由戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司所有

前言

本参考手册是在美国质量协会(ASQ)及汽车工业行动集团(AIAG)主持下,由戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司供方质量要求特别工作组认可的测量系统分析(MSA)工作组编写,负责第三版的工作组成员是David Benham(戴姆勒克莱斯勒)、Michael Down (通用)、Peter Cvetkovski(福特),以及Gregory Gruska(第三代公司)、Tripp Martin(FM 公司)、以及Steve Stahley(SRS技术服务)。

过去,克莱斯勒、福特和通用汽车公司各有其用于保证供方产品一致性的指南和格式。这些指南的差异导致了对供方资源的额外要求。为了改善这种状况,特别工作组被特许将克莱斯勒、福特和通用汽车公司所使用的参考手册、程序、报告格式有及技术术语进行标准化处理。

因此,克莱斯勒、福特和通用汽车公司同意在1990年编写并以通过AIAG分发MSA手册。第一版发行后,供方反应良好,并根据实际应用经验,提出了一些修改建议,这些建议都已纳入第二版和第三版。由克莱斯勒、福特和通用汽车公司批准并承认的本手册是QS-9000的补充参考文件。

本手册对测量系统分析进行了介绍,它并不限制与特殊生产过程或特殊商品相适应的分析方法的发展。尽管这些指南非覆盖测量系统通常出现的情况,但可能还有一些问题没有考虑到。这些问题应直接向顾客的供方质量质量保证(SQA)部门提出。如果不知如何与有关的SQA部门联系,在顾客采购部的采购员可以提供帮助。

MSA工作组衷心感谢:戴姆勒克莱斯勒汽车公司副总裁Tom Sidlik、福特汽车公司Carlos Mazzorin,以及通用汽车公司Bo Andersson的指导和承诺;感谢AIAG在编写、出版、分发手册中提供的帮助;感谢特别工作组负责人Hank Gryn(戴姆勒克莱斯勒)、Russ Hopkins (福特)、Joe Bransky(通用),Jackie Parkhurst(通用(作为代表与ASQ及美国试验与材料协会(国际ASTM)的联系。编写这本手册以满足汽车工业界的特殊需要。

戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司于2002后取得了本手册的版权和所有权。如果需要,可向AIAG订购更多的本手册,和/或在得到AIAG的许可下,复制本手册的部分内容,在各供方组织内使用。(AIAG联系电话:248-358-3570)。

2002年3月

前言

本参考手册是在美国质量管理协会(ASQC)汽车部及汽车工业行动集团(AIAG)主持下,由克莱斯勒、福特和通用汽车公司供方质量要求特别工作组认可的测量系统分析(MSA)工作组编写,负责第二版的工作组成员是Ray Daugherty(克莱斯勒)、Victor Lowe,Jr.(福特)、Michael H.Down主席(通用),以及Gregory Gruska(第三代公司)。

过去,克莱斯勒、福特和通用汽车公司各有其用于保证供方产品一致性的指南和格式。这些指南的差异导致了对供方资源的额外要求。为了改善这种状况,特别工作组被特许将克莱斯勒、福特和通用汽车公司所使用的参考手册、程序、报告格式有及技术术语进行标准化处理。

因此,克莱斯勒、福特和通用汽车公司同意在1990年编写并以通过AIAG分发MSA 手册。第一版发行后,供方反应良好,并根据实际应用经验,提出了一些修改建议,这些建议都已纳入第二版。由克莱斯勒、福特和通用汽车公司批准并承认的本手册可由供方在制造过程和满足QS-9000要求中用来实现MSA技术。

本手册对测量系统分析进行了介绍,它并不限制与特殊生产过程或特殊商品相适应的分析方法的发展。尽管这些指南非覆盖测量系统通常出现的情况,但可能还有一些问题没有考虑到。这些问题应直接向顾客的供方质量质量保证(SQA)部门提出。如果不知如何与有关的SQA部门联系,在顾客采购部的采购员可以提供帮助。

特别工作组衷心感谢:戴姆勒克莱斯勒汽车公司副总裁Thomas T.Stallkamp、福特汽车公司Norman F.Ehlers,以及通用汽车公司Harold R.Kutner的指导和参与;感谢AIAG 在编写、出版、分发手册中提供的帮助;感谢特别工作组负责人Russell Jacobs(克莱斯勒)、Stephen Walsh(福特)、Dan Reid(通用)的指导,以及ASQC给予的关心帮助。因此,这本手册才得以编写出来,以满足汽车工业界的特殊需要。

AIAG于1994年取得了本手册的版权和所有权。如果需要,可向AIAG订购更多的本手册,和/或在得到AIAG的许可下,复制本手册的部分内容,在各供方组织内使用。(AIAG 联系电话:248-358-3570)。

1995年2月

MSA第三版快速指南

注:关于GRR标准差的使用

传统上,惯例是用99%的分布代表测量误差的“全”分布,由系数5.15表示(此处,σGRR 乘以5.15用来表示全分布的99%)。

99.73%的范围由系数6表示,是±3σ并代表“正态”曲线的全分布。

如果读者选择提高全部测量变差的覆盖水平或分布至99.73%,在计算中请使用系数6代替5.15。

在等式完整和结果计算中了解使用哪个系数是关键的。如果在测量系统变差和公差之间进行比较,这一点特别重要。

目录

第一章通用测量系统指南 (1)

第一章一第一节 (2)

引言、目的和术语 (2)

测量数据的质量 (2)

目的 (3)

术语 (3)

术语总结 (4)

真值 (9)

第一章—第二节 (10)

测量过程 (10)

测量系统的统计特性 (11)

变差来源 (13)

测量系统变异性的影响 (15)

对决策的影响 (15)

对产品决策的影响 (16)

对过程决策的影响 (17)

新过程的接受 (18)

过程设定/控制(漏斗实验) (20)

第一章—第三节 (22)

测量战略和策划 (22)

复杂性 (22)

确定测量过程的目的 (22)

测量寿命周期 (23)

测量过程设计选择的准则 (23)

研究不同测量过程方法 (24)

开发和设计概念以及建议 (24)

第一章—第四节 (25)

测量资源的开发 (25)

基准协调 (26)

先决条件和假设 (26)

量具来源选择过程 (27)

详细的工程概念 (27)

预防性维护的考虑 (27)

规范 (28)

评估报价 (28)

可交付的文件 (29)

在供应商处的资格 (30)

装运 (31)

在顾客处的资格 (31)

文件交付 (31)

测量系统开发检查表的建议要素 (33)

第一章—第五节 (37)

测量系统变差的类型 (37)

定义及潜在的变差源 (38)

测量过程变差 (45)

位置变差 (45)

宽度变差 (49)

测量系统变差 (53)

注释 (55)

第一章—第六节 (57)

测量不确定度 (57)

总则 (57)

测量的不确定度和MSA(测量系统分析) (57)

测量的溯源性 (58)

ISO表述测量中不确定度的指南 (58)

第一章—第七节 (59)

测量问题分析 (59)

第二章测量系统评定的通用概念 (61)

第二章—第一节 (62)

引言 (62)

第二章—第二节 (63)

选择/制定试验程序 (63)

第二章—第三节 (65)

测量系统研究的准备 (65)

第二章—第四节 (68)

结果分析 (68)

第三章- 简单测量推荐的实践 (69)

第三章- 第一节 (70)

试验程序示例 (70)

第三章- 第二节 (71)

计量型测量系统研究- 指南 (71)

确定稳定性的指南 (71)

确定偏倚的指南- 独立样本法 (73)

确定偏倚的指南- 控制图样本法 (76)

确定线性的指南 (78)

确定重复性和再现性的指南 (84)

极差法 (85)

均值极差法 (86)

均值图 (89)

极差图 (90)

链图 (91)

散点图 (92)

振荡图 (93)

误差图 (93)

归一化直方图 (94)

比较图 (96)

数值的计算 (97)

数据结果的分析 (101)

方差分析法(ANOV A) (103)

随机化及和统计独立性 (103)

第三章- 第三节 (109)

计数型测量系统研究 (109)

风险分析法 (109)

解析法 (119)

第四章- 复杂测量系统实践 (126)

第四章- 第一节 (127)

复杂的或非重复的测量系统的实践 (127)

第四章- 第二节 (129)

稳定性研究 (129)

S1:单个零件,每个循环单一测量 (129)

S2:n≥3个零件,每循环单一测量 (130)

S3:从稳定过程中大量取样 (132)

S4:分割样本(通用),每循环单一样本 (133)

S5:试验台 (133)

第四章- 第三节 (135)

变异性研究 (135)

V1:标准GRR研究 (135)

V2:p≥2台仪器的多重读数 (135)

V3:平分样本(m=2) (136)

V4:分割样本(通用), (136)

V5:与V1一样用于稳定化的零件 (137)

V6:时间序列分析 (137)

V7:线性分析 (138)

V8:特性(性能)随时间的衰变 (138)

V9—V2:同时用于多重读数和P≥3台仪器 (138)

第五章- 其他测量概念 (139)

第五章- 第一节 (140)

量化过度的零件内变差的影响 (140)

第五章- 第二节 (141)

均值极差法-附加处理 (141)

第五章–第三节 (148)

量具性能曲线 (148)

第五章–第四节 (154)

通过多次读数减少变差 (154)

第五章–第五节 (156)

GRR的合并标准偏差法 (156)

附录 (164)

附录A (165)

附录B (170)

GRR对能力指数Cp的影响 (170)

公式 (170)

分析 (170)

图形分析 (170)

附录C (173)

d2*表 (173)

附录D (174)

量具R(重复性)的研究 (174)

附录E (175)

使用误差修正术语替代PV计算 (175)

附录F (176)

P.I.S.M.O.E.A误差模型 (176)

术语 (179)

样表 (184)

M.S.A手册用户反馈过程 (187)

序号题目页码

1控制原理和驱动兴趣点 (15)

2偏倚研究数据 (75)

3偏倚研究–偏倚研究的分析 (76)

4偏倚研究- 偏听偏信倚的稳定性研究分析 (78)

5线性研究数据 (81)

6线性研究- 中间结果 (92)

7量具研究(极差法) (85)

8方差(ANOV A)表 (106)

9方差分析%变差和贡献 (106)

10ANOV A法和均值极差法的比较 (107)

11ANOV A法报告 (107)

12计数型研究数据表 (111)

13测量系统示例 (127)

14基于测量系统形式的方法 (128)

15合并标准偏差分析数据表 (160)

16方差分量的估算 (165)

17 5.15σ分布 (166)

18方差分析(ANOV A) (167)

19ANOV A结果列表(零件a&b) (168)

20观测和实际Cp的对比 (172)

序号题目页码

1长度测量溯源链的示例 (8)

2测量系统变异性–因果图 (14)

3不同标准之间的关系 (40)

4分辨力 (41)

5过程分布的分组数量(ndc)对控制和分析活动的影响 (42)

6过程控制图 (44)

7测量过程变差的特性 (45)

8偏倚和重复性的关系 (56)

9稳定性的控制图分析 (72)

10偏倚研究–偏倚研究直方图 (75)

11线性研究–作图分析 (82)

12量具重复性和再现性数据收集表 (88)

13均值图–“层叠的” (89)

14均值图–“不层叠的” (90)

15极差图–“层叠的” (91)

16极差图–“不层叠的” (91)

17零件链图 (92)

18散点图 (92)

19振荡图 (93)

20误差图 (94)

21归一化直方图 (95)

22均值- 基准值图 (96)

23比较图 (96)

24完整的GR&R数据收集表 (99)

25GR&R报告 (100)

26交互作用 (105)

27残留图 (105)

28过程举例 (110)

29灰色区域与测量系统有联系 (110)

30具有Pp=Ppk=1.33的过程 (116)

31绘制在正态概率纸上的计数型量具性能曲线 (124)

32计数型量具性能曲线 (125)

33(33 a & b)测量评价控制图 ......................................................................................... 144&145 34(34 a & b)评价测量过程的控制图法的计算 ............................................................. 146&147 35无误差的量具性能曲线. (151)

36量具性能曲线–示例 (152)

37绘制在正态概率纸上的量具性能曲线 (153)

38(38a, b & c)合成标准偏差研究图形分析...............................................................159,162,163 39观测的与实际的Cp(基于过程) . (171)

40观测Cp与实际Cp(基于公差) (172)

致谢

本手册是集体劳动的结晶。其中下面一些人士贡献了大量的时间和做出了很大努力。

ASQ及AIAG贡献了时间和设施,为本手册的编写提供了帮助。ASQ汽车部的代表Grey Gruska、修订工作组的前组长John Katona一直是编写及出版本手册的主要贡献者。

本手册第三章的技术部分是在Barney Flynn的指导和促进下,由雪佛莱产品质量保证部的Kazem Mirkhani首先调研并编写的。计量型量具研究是依据General Electric(1962SQC 会刊),把这些概念扩展到计数型研究和量具性能曲线中。这些技术由Bill Wiechec在1978年6月进行了总结和编辑,出版了雪佛莱的“测量系统分析”一书。

在后来的几年里,本手册又增补了新内容。特别是Oldsmobile的Sheryl Hansen和Ray BenneR编写了ANOV A法和置信区间的内容。八十年代,雪佛莱的Larry Marruffo和John Lazur修改了雪佛莱手册。John Lazur和Kazem Mirkhani提出了新的测量系统章节并强化了一些概念,如稳定性、线性和方差(ANOV A)。EDS的Jothi Shanker为供方开发人员进一步修改工作做了准备。最新的修改包括增加零件内变差的标识与鉴定概念,马对统计稳定性做了更全面的描述。这两处修改由通用汽车公司统计评审委员会完成。

最新的改进是:更新格式,以符合现行QS-9000文件要求;更清楚,更多的示例,使本手册用户使用方便;讨论测量不确定度的概念,增加在原手册编写中没有包括的部分或不存在的内容。这一改进还包括测量系统寿命周期以及测量分析向与常见过程分析相同发展的概念。通用公司动力传动系统内部测量过程的一部分:策划、使用或改进手册,1993年4月28日印刷,包括在本次修订中。

目前重新编写的小组由通用汽车公司的Mike Down主持,该小组由戴姆勒克莱斯勒公司的David Benham、福特汽车公司的Peter Cvetkovski、ASQ汽车部的代表Greg Gruska、FM 公司的Tripp Martin、SRS技术服务的Steve Stahley。来自Minitab的Yanling Zuo、ASTM国际的Neil Ullman和Rock Valley大学技术部的Gordon Skattum同样做出了重要贡献。AIAG 为本手册的开发贡献了时间和设施。

最后,分别代表通用、福特及克莱斯勒汽车公司的MSA工作组成员一致同意本文件内容,他们的批准签名如下:

Michael H.Down David .Benham Peter Cvetkovski

通用汽车公司戴姆勒克莱斯勒公司福特汽车公司

第一章

通用测量系统指南

第一章第一节

引言、目的和术语

引言

测量数据的使用比以前更频繁、更广泛。例如,现在普遍依据测量数据来决定是否调整制造过程,把测量数据或由它们计算出的一些统计量,与这一过程的统计控制限值相比较,如果比较结果表明这一过程统计失控,那么要做某种调整,否则,这一过程就允许运行而勿须高干呀。测量数据另一个用处是确定在两个或更多变量之间是否存在重要关系。例如,可能怀疑注塑料件上的一个关键尺寸和注射材料的温度有关。这种可能的关系可以通过采用所谓回归分析的统计方法来研究,即比较关键尺寸的测量值和注射材料的温度测量值

探索象这类关系的研究,是戴明博士称为分析研究的事例。通常,分析研究是增加对有关影响过程的各种原因的系统知识。各种分析研究是测量数据和最重要应用之一,因为这些分析研究最终导致更好地理解各种过程。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。如果测量数据质量低,则这种方法的收益很可能低。类似地,测量数据质量高,这一方法的收益也很可能高。

为了确保应用测量数据所得到的收益大于获得它们所花的费用,就必须把注意力集中在数据的质量上。

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。例如,假定用在稳定条件下运行的某测量系统,得到某一特性的多次测量数据。如果这些测量数据与这一特性的材料值都很“接近”,那么可以说这些测量数据的质量“高”,类似地,如果一些或全部测量数据“远离”标准值,那么可以说这些数据的质量“低”。

表征数据质量最通用的统计特性是测量系统的偏倚和方差。所谓偏倚的特性,是指数据相对基准(标准)值的位置,而所谓方差的特性,是指数据的分布。

低质量数据最通常的原因之一是数据变差太大。一组测量变差大多是由于测量系统和它的环境之间的交互作用造成的。例如,测量某容器内流体的容积,使用的测量系统可能对它周围的环境温度敏感,在这种情况下,数据的变差可能由于其体积的变化或周围温度的变化,使得解释这些数据很困难,因此这一测量系统是不理想的。

如果交互作用产生太大的变差,那么数据的质量可能会很低以至于数据没有用处。例如,一个具有大量变差的测量系统,在分析制造过程中使用是不适合的,因为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是监视和控制变差。这就是说,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。

目的

本手册的目的是为评定测量系统的质量提供指南。尽管这些指南足以用于任何测量系统,但希望它们主要用于工业界的测量系统。本手册不打算作为所有测量系统分析的汇编。它主要关注的是对每个零件能重复读数的测量系统。许多分析对于其它形式的测量系统也是很有用的,并且该手册的确包含了参考意见和建议。对更复杂或不常见的情况在此没有讨论,建议咨询有统计能力的资源。测量系统分析方法需要顾客批准,本手册没有覆盖。

术语

不建立一套涉及通用统计特性和测量系统相关要素的术语,对测量系统分析的讨论会使用权人迷惑和误解。本节提供了本手册中使用的这些术语。

在本手册使用以下术语:

●测量定义为赋值(或数)给具体事物以表示它们之间关于特定性的关系。这个定义由C.Eisenhart(1963)首次提出。赋值过程定义为测量过程,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;包括通过/不通过装置。

●测量系统:是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合;用来获得测量结果的整个过程。

根据定义,一个测量过程可以看成是一个制造过程,它产生数值(数据)作为输出。这样看待测量系统是有用的,因为这可以使用权我们运用那些早已在统计过程控制领域证明了有效性的所有概念、原理和工具。

术语总结1

标准

●用于比较的可接受的基准

●用于接受的准则

●已知数值,在表明的不确定度界限内,作为真值被接受

●基准值一个标准应该是一个可操作的定义:由供应商或顾客应用时,在昨天、今天和明天都具有同样的含义,产生同样的结果。

基本的设备

●分辨力、可读性、分辨率

√别名:最小的读数的单位、测量分辨率、刻度限度或探测度

√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

Andy注: (通常所知的10-1法则,表明仪器的分辨率应把公差(过程变差)分为十份或更多。这个规则是选择量具期望的实际最低起点。)

●有效分辨率

√对于一个特定的应用,测量系统对过程变差的灵敏性

√产生有用的测量输出信号的最小输入值

√总是以一个测量单位报告

●基准值

√人为规定的可接受值

√需要一个可操作的定义

√作为真值的替代

●真值

√物品的实际值

√未知的和不可知的

1见第一章第五节术语定义和讨论

位置变差

●准确度

√“接近”真值或可接受的基准值

√ASTM包括位置和宽度误差的影响

●偏倚

√测量的观测平均值和基准值之间的差异

√测量系统的系统误差分量

●稳定性

√偏倚随时间变化

√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

√整个正常操作范围的偏倚改变

√整个操作规程范围的多个并且独立的偏倚误差的相互关系

√测量系统的系统误差分量

宽度变差

●精密度2

√重复读数彼此之间的“接近度”

√测量系统的随机误差分量

●重复性

√由一位评价人多次使用一种测量仪器,测量同一零件的同一特性时获得的测量变差√在固定和规定的测量条件下连续(短期)试验

变差

√通常指E.V.-设备变差

√仪器(量具)的能力或潜能

√系统内变差

2在ASTM文件中,没有测量系统的精密度这样的说法;也就是说,精密度不能用单一数值表述。

●再现性

√由不同的评价人使用同一个量具,测量一个零件的一个特性时产生的测量平均值的变差。

√对于产品和过程条件,可能是评价人、环境(时间)或方法的误差

√通常指A.V- 评价人变差

√系统间(条件)变差

√ ASTM E456-96 包括重复性、实验室、环境及评价人影响

●GRR或量具R&R

√量具重复性和再现性;测量系统重复性和再现性合成的评估

√测量系统能力;依据使用的方法,可能包括或不包括时间影响

●测量系统能力

√测量系统变差的长期评估(长期控制图法)

●灵敏度

√最小的输入产生可探测出的输出信号

√在测量特性变化时测量系统的响应

√由量具设计(分辨率)、固有质量(OEM)、使用中的维修及仪器和标准的操作条件确定

√总是以一个测量单位报告

●一致性

√重复性随时间的变化程度

√一个一致的测量过程是考虑到宽度(变异性)下的统计受控

●均一性

√整个正常操作范围重复性的变化程度

√重复性的一致

系统变差

测量系统变差可以具有如下特征:

●能力

√短期获取读数的变异性

●性能

√长期获取读数的变异性

√以总变差为基础

●不确定度

√关于测量值的数值估计范围,相信真值包括在此范围内

测量系统总变差的所有特性均假设系统是稳定和

一致的。例如,变差分量可以包括第14页图2报示的各 项的合成。

国家标准和技术研究院(NIST )是美国的主要国 标准和溯源性 家测量研究院(NMI ),在美国商务部领导下提供服务。 NIST 以前称为国家标准局(NBS ),是美国计量学最高水 平的权力机构。NIST 的主要责任是提供测量服务和测量标 准,帮助美国工业进行可溯源的测量,最终帮助产品和服 务贸易。NIST 直接对许多类型的工业提供服务,但主要是 那些需要最高水平准确度的产品以及与之相配的生产过 程中进行精密测量的工业。

世界范围内大多数工业化国家都拥有自己的NMI 和与 NIST 相近的机构,他们为各自国家提供高水平的计量标准

或测量服务。美国NIST 与其他国家的NMI 机构合作,以 确保在一个国家的测量与其它国家相同。这通常是通过多 边认可协议(MRAs ),在NMI 之间进行国际实验室比对 完成的。有一点应该注意,这些NMI 的能力不同,并不是 所有类型的测量是在定期的基础上进行对比,所以存在着 差异。这就是为什么需要了解哪国的测量是溯源的以及是

怎样溯源的是很重要的。 溯源性

在商品和服务贸易中溯源性是一个重要概念。溯源到相 同或相近的标准的测量比那些没有溯源性的测量更容易 被认同。这为减少重新试验、拒收好的产品、接收坏的产 品提供了帮助。

溯源性在ISO 计量学基本和通用国际术语(VIM )中的定 义是:

“测量的特性或标准值,此标准是规定的基准,通 常是国家或国际标准,通过全部规定了不确定度的不间

断的比较链相联系。”

典型的测量溯源性是通过可返回到NMI 的比较链建立的。但在工业中的许多情况下,测量溯源性可能与返回到一致同意的基准值或顾客与供应商之间“认同的标准”有联系。 与这些“认同的标准”相关的返回到NMI 溯源性可能不总是理解得很清楚,因此最终测量可溯源到满足顾客需求是很关键的。随着测量技术的发展和工业中精密测量系统的使用,在哪里溯源以及怎样溯源的定义是一个不断发展的概

国家测量研究院 测量系统必须稳定和一致

念。

图1:长度测量溯源性链的示例

NMI与不同的国家实验室、量具供应商、精密制造公司等紧密合作,以确保他们的参考标准正确校准,并直接溯源到由NMI拥有他们的标准为他们客户的计量、量具实验室、校准工作、或其他私人标准提供校准和测量服务。这种连接或比较链最终达到厂,然后提供测量溯源性的基础。通过这个不间断的测量链又连接返回到NIST的测量称为可溯源到NIST。

并不是所有组织在其设施内都有计量或量具实验室,需要依靠外界的商业/独立实验室提供溯源性的校准或测量服务。这是一种达到溯源到NIST的可接受的且适当的方法,只要商业/独立实验室的能力通史通过如实验室认可等过程得到保证。

测量系统分析(MSA)方法82638

测量系统分析(MSA)方法 测量系统分析(MSA)方法**** 1.目的 对测量系统变差进行分析评估,以确定测量系统是否满足规定的要求,确保测量数据的质量。 2.范围 适用于本公司用以证实产品符合规定要求的所有测量系统分析管理。 3.职责 质管部负责测量系统分析的归口管理; 公司计量室负责每年对公司在用测量系统进行一次全面的分析; 各分公司(分厂)质检科负责新产品开发时测量系统分析的具体实施。 4.术语解释 测量系统(Measurement system):用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备以及操作人员的集合,用来获得测量结果的整个过程。 偏倚(Bias):指测量结果的观测平均值与基准值的差值。 稳定性(Stability):指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量平均值总变差,即偏倚随时间的增量。 重复性:重复性(Repeatability)是指由同一位检验员,采用同一量具,多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量值的变差。 再现性: 再现性(Reproductivity) 是指由不同检验员用同一量具,多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量平均值的变差。 分辨率(Resolution):测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。 可视分辨率(Apparent Resolution):测量仪器的最小增量的大小,如卡尺的可视分辨率为。有效分辨率(Effective Resolution):考虑整个测量系统变差时的数据等级大小。用测量系统变差的置信区间长度将制造过程变差(6δ)(或公差)划分的等级数量来表示。关于有效分辨率,在99%置信水平时其标准估计值为GR&R。 分辨力(Discrimination):对于单个读数系统,它是可视和有效分辨率中较差的。

测量系统分析(MSA)

测量系统分析(MSA) 1目得与范围 规范测量系统分析,明确实施方法、步骤及对数据得处理、分析。 2规范性引用文件 无 3定义 3.1测量系统:用来对测量单元进行量化或对被测得特性进行评估,其所使用得仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设得集合;也就就是说,用来获得测量结果得整个过程。 3.2稳定性:就是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件得单一特性时获得得测量值总变差。 稳定性就是整个时间得偏倚得变化。 3.3分辨率:为测量仪器能够读取得最小测量单位。别名:最小读数单位、刻度限度、或探测度、分辨力;要求低于过程变差或允许偏差(tolerance)得十分之一。Minitab中常用得分辨率指标:可区分得类别数ndc=(零件得标准偏差/ 总得量具偏差)* 1、41,一般要求它大于等于5才可接受,10以上更理想。 3.4过程总波动TV=6σ。σ——过程总得标准差 3.5准确性(准确度):测量得平均值就是否偏离了真值,一般通过量具计量鉴定或校准来保证。 3.5.1真值:理论正确值,又称为:参考值。 3.5.2偏倚:就是指对相同零件上同一特性得观测平均值与真值得差异。%偏倚=偏倚得平均绝对值/TV。 3.5.3线性:在测量设备预期得工作量程内,偏倚值得差值。用线性度、线性百分率表示。 3.6精确性(精密度):测量数据得波动。测量系统分析得重点,包括:重复性与再现性 3.6.1重复性:就是由一个评价人,采用一种测量仪器,多次测量同一零件得同一特性时获得得测量值变差。重复性又被称为设备波动(equipment variation,EV)。 3.6.2再现性:就是由不同得评价人,采用相同得测量仪器,测量同一零件得同一特性时测量平均值得变差。再现性又被称为“评价人之间”得波动(appraiser waration,AV)。 3.6.3精确性%公差(SV/Toler),又称为%P/T:就是测量系统得重复性与再现性波动与被测对象质量 σ/ (USL-LSL) *100%。 特性公差之比,%P/T=R&R/(USL-LSL)*100%=6 MS σ/6σ*100%。 3.6.4精确性%研究变异(%Gage R&R、%SV)= R&R/TV*100%=6 MS 线性

测量系统分析(MSA)

测量系统分析(MSA) 1目的和围 规测量系统分析,明确实施方法、步骤及对数据的处理、分析。 2规性引用文件 无 3定义 3.1测量系统:用来对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估,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;也就是说,用来获得测量结果的整个过程。 3.2稳定性:是测量系统在某持续时间测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差。 稳定性是整个时间的偏倚的变化。 3.3分辨率:为测量仪器能够读取的最小测量单位。别名:最小读数单位、刻度限度、或探测度、分辨力;要求低于过程变差或允许偏差(tolerance)的十分之一。Minitab中常用的分辨率指标:可区分的类别数ndc=(零件的标准偏差/ 总的量具偏差)* 1.41,一般要求它大于等于5才可接受,10以上更理想。 3.4过程总波动TV=6σ。σ——过程总的标准差 3.5准确性(准确度):测量的平均值是否偏离了真值,一般通过量具计量鉴定或校准来保证。 3.5.1真值:理论正确值,又称为:参考值。 3.5.2偏倚:是指对相同零件上同一特性的观测平均值与真值的差异。%偏倚=偏倚的平均绝对值/TV。 3.5.3线性:在测量设备预期的工作量程,偏倚值的差值。用线性度、线性百分率表示。 3.6精确性(精密度):测量数据的波动。测量系统分析的重点,包括:重复性和再现性 3.6.1重复性:是由一个评价人,采用一种测量仪器,多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。重复性又被称为设备波动(equipment variation,EV)。 3.6.2再现性:是由不同的评价人,采用相同的测量仪器,测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。再现性又被称为“评价人之间”的波动(appraiser waration,AV)。 3.6.3精确性%公差(SV/Toler),又称为%P/T:是测量系统的重复性和再现性波动与被测对象质量特性 σ/ (USL-LSL) *100%。 公差之比,%P/T=R&R/(USL-LSL)*100%=6 MS σ/6σ*100%。 3.6.4精确性%研究变异(%Gage R&R、%SV)= R&R/TV*100%=6 MS 线性

MSA测量系统分析与结果解释

量具R&R 研究(交叉): 摘要: 每次测量过程结果时都会发现某些变异。产生这样的变异的变异源有两个:一是任何按照过程制造的部件都会存在差别,二是任何测量方法都不是完美无缺的?因此,重复测量同一部件不一定会产生同样的测量结果。 使用量具R&R 可以确定测量产生的变异性中哪一部分是由测量系统本身引起的。测量系统变异性包括由量具本身和操作员之间的变异性引起的变异。 此方法适用于非破坏性试验。当满足下列假定条件时它也可用于进行破坏性实验: (1)同一批内的所有部件都极为相似,以至于可以认为是同一种部件; (2)所有操作员都测量同一批部件。 可使用方差分析法、均值和R 法进行交叉量具R&R 研究。其中使用均值和R 法时计算更为简单,而方差分析法则更为准确。 在进行量具R&R 研究时,测量应按随机顺序进行,所选部件在可能的响应范围内提供了代表性样本,这一点非常重要。 1.1.1 数据说明 选择了十个表示过程变异预期极差的部件。由三名操作员按照随机顺序测量每个部件的厚度,每个部件测量两次。 1.1.2 方差分析法与均值-R 法的比较 由于利用控制图进行计算比较简单,因而首先产生了均值-R 法。但是,在某些方面方差分析法更为准确: (1)利用方差分析法可以研究操作员和部件之间会产生哪些交互作用,而均值-R 法却不同。 (2)利用方差分析法所用的方差分量对变异性进行的估计比使用均值-R 法的极差进行估计更准确。 1.1.3 量具R&R 的破坏性实验 量具R&R 研究的主要目的之一是要查看同一个操作员或多个操作员对同一个部件的重复测量结果是否相似。如果要进行破坏性实验,则无法进行重复测量。 要对破坏性测试应用Minitab 的量具R&R 研究,则需要假定某些部件“完全相同”,可视为同一个部件。如果假定是合理的,则可将同一批产品中的部件当作同一个部件。 如果上述情形满足该条件,则可以根据部件具体的测试方法选择使用交叉量具R&R 研究或嵌套量具R&R 研究。 如果每个操作员都要对每批部件进行检验,则使用交叉量具R&R 研究比较适合。 如果仅由一名操作员检验每批部件,则可使用嵌套量具R&R 研究。 2. 方差分析法 包含交互作用的双因子方差分析 通过双因子方差分析(方差分析)可以知道两个不同水平的因子是否可产生不同的响应变量平均值。 双因子方差分析表中列出了以下产生变异性的变异源: (1)部件,它表示由于测量不同的部件而产生的变异性。 (2)操作员,它表示由于进行测量的操作员不同而产生的变异性。 (3)操作员*部件,它表示测量过程中由于操作员和部件的不同组合而产生的变异性。如果操作员*部件项的p 值大于0.25,方差分析将在无交互作用项的情况下重新运行。 (4)误差或重复性,它表示在测量过程中不是由部件、操作员或者操作员与部件交互作用产生的变异性。

《MSA测量系统分析作业指导书》

《MSA测量系统分析作业指导书》 题目: 测量系统分析MSA作业指导书分发号: xxxxxx 页码:第9页共9页编号:xxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxx 1、目的提供一种评定测量系统质量的方法,从而对必要的测量系统进行评估,以保证本公司所使用的测量系统均能满足于正常的质量评定活动。 2、范围适用于证实产品符合规定要求的所有测量系统。 3、职责品质部负责确定MSA项目,定义测量方法及对数据的处理和对结果的分析。APQP小组负责协助质量管理员完成测量系统的分析和改进。 4、定义 4、1 测量设备:实现测量过程所必需的测量仪器,软件,测量标准,标准样品或辅助设备或它们的组合。 4、2 测量系统:是对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件、环境以及操作人员的集合。 4、3 偏倚:对相同零件上同一特性的观测平均值与真值(参考值)的差异。 4、4 稳定性:经过一段长期时间下,用相同的测量系统对同一基准或零件的同一特性进行测量所获得的总变差。 4、5 线性:在测量设备预期的工作(测量)量程内,偏倚值的差异。

4、6 重复性:用一位评价人使用相同的测量仪器对同一特性,进行多次测量所得到的测量变差。 4、7 再现性:不同评价人使用相同的测量仪器对同一产品上的同一特性,进行测量所得的平均值的变差。 4、8 零件间变差:是指包括测量系统变差在内的全部过程变差。 4、9 评价人变差:评价人方法间差异导致的变差。 4、10 总变差:是指过程中单个零件平均值的变差。 4、11 量具:任何用来获得测量结果的装置,包括判断通过/不通过的装置。 5、工作程序 5、1 测量系统分析实施时机 5、1、1 新产品在生产初期,参见“产品实现策划控制程序”HNFH QP-08。 5、1、2 控制计划中指定的检验项目每年需做MSA。 5、1、3 客户有特殊要求时,按客户要求进行。 5、1、4 测量系统不合格改善后需重新进行分析。 5、2 测量设备的选择 a) 有关人员在制定控制计划及作业指导书时,应选择适宜的测量设备,既要经济合理,又要确保测量设备具有足够的分辩率,使用测量结果真实有效。b )

测量系统分析(MSA)控制程序

测量系统分析(MSA)控制程序 1 目的 对测量系统变差进行分析评价,以确定测量系统是否满足规定要求。 2 适用范围 本程序适用于证实产品符合要求的所有测量系统。 3职责 3.1 质管部负责制定测量系统分析计划并实施测量系统分析。 3.2APQP小组负责对检测能力不足的量具适用性重新进行评价。 3.3生产部配合测量系统分析工作。 4作业程序 4.1测量系统分析范围 对控制计划中规定的测量系统进行分析,也包括更新的量具。 4.2 测量系统分析的频率、计划 4.2.1对常规产品粗加工工序测量系统分析的频率为两年一次。对关键工序(四精加工)测量系统分析频率为一年一次。对于新产品粗加工工序的测量系统分析频率为一年一次,对其中的特殊特性暂定为半年一次。 4.2.2质管部负责制定测量系统分析计划,经管理代表批准后,由质管部组织生产部实施。 4.2.3新产品开发过程中根据试生产控制计划由质管部组织实施测量系统分析。 4.3 计量型量具重复性和再现性分析—(均值—极差法) 4.3.1 随机抽取10个零件,确定某一尺寸/特性做为评价样本。 4.3.2 对零件进行编号1~10,编号应覆盖且不被操作员知道某一零件具体编号。 4.3.3 指定3个操作员,每一个操作员单独地以随机动性顺序选取零件,并对零件的尺寸/特性进行测量,负责组织此项研究的人员观察编号并在表格中对应记录数值。3个操作员测完一次后,再从头开始重复测量1~2次。 4.3.4 将测量结果依次记录在?重复性极差控制图?上。 4.3.5 负责组织此项研究的人员,依据数据表和质量特性规格,按标准规定的格式出具报告。 4.3.6 结果分析 1)当重复性(EV)变异值大于再现性(A V)时,可采取下列措施: a)增强量具的设计结构。 b)改进量具的使用方式。 c)对量具进行保养。 2)当再现性(A V)变异值大于重复性(EV)时应考虑: a)修订作业标准,加强对操作员的操作技能培训。 b)是否需采用夹具协助操作,以提高操作的一致性。 c)量具校准后再进行R&R分析。 4.3.7 R&R接收准则 1)R&R<10%可接受。 2)10≤R&R≤30%,依据量具的重要性、成本及维修费用,决定是否接受。 3)R&R%>30%不能接受,必须改进。 4.4计量型量具研究极差法

测量系统分析(MSA)控制程序

【MeiWei_81重点借鉴文档】 测量系统分析(MSA控制程序 1目的 对测量系统变差进行分析评价,以确定测量系统是否满足规定要求。 2适用范围 本程序适用于证实产品符合要求的所有测量系统。 3职责 3.1质管部负责制定测量系统分析计划并实施测量系统分析。 3.2 APQP小组负责对检测能力不足的量具适用性重新进行评价。 3.3生产部配合测量系统分析工作。 4作业程序 4.1测量系统分析范围 对控制计划中规定的测量系统进行分析,也包括更新的量具。 4.2测量系统分析的频率、计划 4.2.1对常规产品粗加工工序测量系统分析的频率为两年一次。对关键工序(四精加工)测量系统分析频率为一年一次。对于新产品粗加工工序的测量系统分析频率为一年一次,对其中的 特殊特性暂定为半年一次。 4.2.2质管部负责制定测量系统分析计划,经管理代表批准后,由质管部组织生产部实施。 4.2.3新产品开发过程中根据试生产控制计划由质管部组织实施测量系统分析。 4.3计量型量具重复性和再现性分析一(均值一极差法) 4.3.1随机抽取10个零件,确定某一尺寸/特性做为评价样本。 4.3.2对零件进行编号1~10,编号应覆盖且不被操作员知道某一零件具体编号。 4.3.3指定3个操作员,每一个操作员单独地以随机动性顺序选取零件,并对零件的尺寸/特性进行测量,负责组织此项研究的人员观察编号并在表格中对应记录数值。3个操作员测完一次后,再从头开始重复测量1~2次。 4.3.4将测量结果依次记录在?重复性极差控制图?上。 4.3.5负责组织此项研究的人员,依据数据表和质量特性规格,按标准规定的格式出具报告。 4.3.6结果分析 1)当重复性(EV)变异值大于再现性(AV)时,可采取下列措施: a)增强量具的设计结构。 b)改进量具的使用方式。 c)对量具进行保养。 2)当再现性(AV)变异值大于重复性(EV)时应考虑: a)修订作业标准,加强对操作员的操作技能培训。 b)是否需采用夹具协助操作,以提高操作的一致性。 c)量具校准后再进行R&R分析。 4.3.7R&R接收准则 1)R&R<10% 可接受。 2)10眾&R W0%,依据量具的重要性、成本及维修费用,决定是否接受。 3)R&R% >3 0%不能接受,必须改进。 4.4计量型量具研究极差法 4.4.1随机抽取5个零件确定某一尺寸/特性做为评价样本。 4.4.2指定2名操作员对5个零件的某一尺寸/性进行测量,并把测量结果填入?测量系并联析极差法统计表?中 4.4.3负责组织此项研究的人员依据数据表和质量特性规格对测量结果进行分析,并出具报告 4.4.4R&R接收准则同4.3.7 4.5计数型量具小样法分析

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