MSA--测量系统分析V3.0.ppt

1、221015内部资料，仅供参考，严禁外传1测量系统分析测量系统分析 Measurement System Analysis MSA第三版第三版221015内部资料，仅供参考，严禁外传2一、什么是一、什么是 MSA1.MSA 是是 Measurement System Analysis 的缩写，的缩写，中文名称是测量系统分析中文名称是测量系统分析。2.MSA 有效版本：有效版本：1990 年年 2 月第一版；月第一版；19951995 年年 2 2 月第月第一版，一版，19981998 年年 6 6 月第二次印刷；月第二次印刷；20022002 年年 3 3 月第三版月第三版。221015内部资

2、料，仅供参考，严禁外传3二、二、MSA 的目的的目的1.MSA 第三版手册第三版手册的目的是为评定测量系统的质量提的目的是为评定测量系统的质量提供指南；供指南；2.2.本本 MSA 手册手册主要用于工业界的测量系统；主要用于工业界的测量系统；3.3.本本 MSA 手册主要关注的是对每个零件能重复读数的手册主要关注的是对每个零件能重复读数的测量系统；测量系统；4.4.测量系统研究的测量系统研究的目的目的之一是获得测量系统与其环境相之一是获得测量系统与其环境相互作用时，有关该系统测量变差大小和类型的信息。互作用时，有关该系统测量变差大小和类型的信息。221015内部资料，仅供参考，严禁外传4三、术

3、语三、术语1.1.测量：测量：赋值（或数）给具体事物以表示它们之间关于赋值（或数）给具体事物以表示它们之间关于特定性的关系。特定性的关系。2.2.量具：量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指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；包括通过用在车间的装置；包括通过/不通过装置。不通过装置。3.3.测量系统：测量系统：是用来对被测特性定量测量或定性评价的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。、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。

4、221015内部资料，仅供参考，严禁外传5三、术语（续）三、术语（续）4.4.分辨力、可读性、分辨率：分辨力、可读性、分辨率：仪器可以探测到并如实显示的参考值仪器可以探测到并如实显示的参考值的变化量。它也可以称为可读性或分辨率。的变化量。它也可以称为可读性或分辨率。1)1)典型地，此能力的度量是看仪器的最小刻度值。如果仪器刻度“粗”，那典型地，此能力的度量是看仪器的最小刻度值。如果仪器刻度“粗”，那么就可以使用它的半刻度；么就可以使用它的半刻度；2)10 比比 1 规则被解释为测量设备能够分辨至少十分之一的过程变差。规则被解释为测量设备能够分辨至少十分之一的过程变差。221015内部资料，仅供

5、参考，严禁外传6三、术语（续）三、术语（续）5.5.基准值：基准值：人为规定的可接受值人为规定的可接受值 。6.6.稳定性稳定性(或飘移或飘移)：是测量系统在某持续时间内测量同一基准或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。零件的相同特性时获得的测量值的总变差。7.7.偏倚：偏倚：是测量结果的是测量结果的观测平均值观测平均值与与基准值基准值的差值。的差值。8.8.线性线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。9.9.重复性重复性是由是由一个一个评价人，采用评价人，采用一种一种测量仪器，多次测量测量仪器，多次测量同一同一零件零件的的同一同一特性时获得的测量值

6、变差。特性时获得的测量值变差。10.10.再现性再现性是由是由不同不同的评价人，采用的评价人，采用相同相同的测量仪器，测量的测量仪器，测量同一同一零件零件的的同一同一特性时测量平均值的变差。特性时测量平均值的变差。221015内部资料，仅供参考，严禁外传7四、测量系统质量评估四、测量系统质量评估1.1.足够的分辨率和灵敏度。（仪器的分辨率应把公差足够的分辨率和灵敏度。（仪器的分辨率应把公差（过程变差）分为十份或更多。）（过程变差）分为十份或更多。）2.2.测量系统应该是统计受控制的。测量系统应该是统计受控制的。3.3.对于对于产品控制产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须，测量系统的变异性与

7、公差相比必须小。依据特性的公差评价测量系统。小。依据特性的公差评价测量系统。4.4.对于对于过程控制过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并且与制造过程变差相比要小。分辨率并且与制造过程变差相比要小。221015内部资料，仅供参考，严禁外传8五、测量系统的变差类型五、测量系统的变差类型1.1.表示表示位置变差的：位置变差的：1)1)稳定性稳定性2)2)偏倚偏倚3)3)线性；线性；2.2.表示宽度变差的：表示宽度变差的：1)1)重复性重复性2)2)再现性再现性表示宽度变表示宽度变差差表示位置变表示位置变差差221015内部资料，仅供参考，严禁外传91.1.

8、变差源：变差源：1)S 标准标准2)W 工件（如：零件）工件（如：零件）3)I 仪器仪器4)P 人人/程序程序5)E 环境环境 注：测量系统潜在变差源的因果分析见注：测量系统潜在变差源的因果分析见附表1附表1六、测量系统的变差源六、测量系统的变差源221015内部资料，仅供参考，严禁外传10返回返回返回返回附表附表 1 测量系统潜在变差源的因果分测量系统潜在变差源的因果分析析221015内部资料，仅供参考，严禁外传11计量型计量型测量系统分析测量系统分析221015内部资料，仅供参考，严禁外传12稳定性研究稳定性研究221015内部资料，仅供参考，严禁外传13一、稳定性概念一、稳定性概念稳定性

9、（或漂移）稳定性（或漂移）是测量系统是测量系统在某一阶段时间内，测量同一基在某一阶段时间内，测量同一基准或零件的单一特性时获得的测准或零件的单一特性时获得的测量总变差。换句话说，稳定性是量总变差。换句话说，稳定性是偏倚随时间的变化。偏倚随时间的变化。221015内部资料，仅供参考，严禁外传14二、稳定性研究步骤二、稳定性研究步骤1.1.取一样本并建立相对于可溯源标准的基准值。取一样本并建立相对于可溯源标准的基准值。注：如果该样品不可获得，选择一个落在产品测量中程数的生产零件。注：如果该样品不可获得，选择一个落在产品测量中程数的生产零件。对于追踪测量系统稳定性，不需要一个已知基准值。具备预期测量

10、的对于追踪测量系统稳定性，不需要一个已知基准值。具备预期测量的最低值，最高值和中程数的标准样本是较理想的。建议对每个标准样最低值，最高值和中程数的标准样本是较理想的。建议对每个标准样本分别做测量与控制图。本分别做测量与控制图。2.2.定期（天、周）测量标准样本定期（天、周）测量标准样本 3 3 5 5 次，样本次，样本容量和频率应该基于对测量系统的了解。容量和频率应该基于对测量系统的了解。注：注：应在不同的时间读数以代表测量系统的实际使用情况，以便说明应在不同的时间读数以代表测量系统的实际使用情况，以便说明在一天中预热、周围环境和其他因素发生的变化。在一天中预热、周围环境和其他因素发生的变化。

11、221015内部资料，仅供参考，严禁外传15二、稳定性研究步骤（续）二、稳定性研究步骤（续）3.3.将数据按时间顺序画在将数据按时间顺序画在 XBar&RXBar&R 或或 XBar&SXBar&S 控制控制图上。图上。4.4.建立控制限并用标准化控制图分析评价失控或建立控制限并用标准化控制图分析评价失控或不稳定状态。不稳定状态。5.5.如果测量过程的稳定的，数据可以用于确定测如果测量过程的稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏倚。量系统的偏倚。221015内部资料，仅供参考，严禁外传16三、稳定性研究案例三、稳定性研究案例 为了确定一个新的测量装置稳定性是否可以接为了确定一个新的测量装置稳定性

12、是否可以接受，工艺小组在生产工艺中程数附近选择了一受，工艺小组在生产工艺中程数附近选择了一个零件。这个零件被送到测量实验室，确定基个零件。这个零件被送到测量实验室，确定基准值为准值为 6.01.。组每平班测量这个零件。组每平班测量这个零件 5 次次，共，共测量测量 4 周周（20 个子组）。收集所有数据以个子组）。收集所有数据以后，后，XBar&R 图就可以做出来了。图就可以做出来了。（如下图所示）（如下图所示）案例案例221015内部资料，仅供参考，严禁外传17控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现明显可见的特殊原因影响。控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现明显可见的特殊原

13、因影响。稳定性的稳定性的 Xbar-R图图案例案例221015内部资料，仅供参考，严禁外传18四、不稳定可能的原因分析四、不稳定可能的原因分析1.1.仪器需要校准，需要减少校准时间间隔；仪器需要校准，需要减少校准时间间隔；2.2.仪器、设备或夹紧装置的磨损；仪器、设备或夹紧装置的磨损；3.3.正常老化或退化；正常老化或退化；4.4.缺乏维护通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、缺乏维护通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁；锈蚀、清洁；5.5.磨损或损坏的基准，基准出现误差；磨损或损坏的基准，基准出现误差；6.6.校准不当或调整基准的使用不当；校准不当或调整基准的使用不当；7.7.仪器质量差设计

14、或一致性不好；仪器质量差设计或一致性不好；221015内部资料，仅供参考，严禁外传19四、不稳定可能的原因分析（续）四、不稳定可能的原因分析（续）8.8.仪器设计或方法缺乏稳健性；仪器设计或方法缺乏稳健性；9.9.不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术；不同的测量方法设置、安装、夹紧、技术；10.10.量具或零件变形；量具或零件变形；11.11.环境变化温度、湿度、振动、清洁度；环境变化温度、湿度、振动、清洁度；12.12.违背假定，在应用常量上出错；违背假定，在应用常量上出错；13.13.应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观应用零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误（易读性、视差）。察

15、错误（易读性、视差）。221015内部资料，仅供参考，严禁外传20偏倚研究偏倚研究221015内部资料，仅供参考，严禁外传21一、偏倚概念一、偏倚概念偏倚偏倚是是对同样的零件的同样特性，真值（基准值）是是对同样的零件的同样特性，真值（基准值）和观测到的测量平均值的差值。和观测到的测量平均值的差值。221015内部资料，仅供参考，严禁外传22二、偏倚研究步骤二、偏倚研究步骤-独立样本法独立样本法1.1.获取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准获取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。值。（在工具室测量这个零件（在工具室测量这个零件 n10n10 次，并计算这次，并计算这 n n 个读数的均值。

16、把均个读数的均值。把均值作为“基准值”。可能需要具备预期测量值的最低值、最高值及中值作为“基准值”。可能需要具备预期测量值的最低值、最高值及中程数的标准样本是理想的。完成此步后，用线性研究分析数据。）程数的标准样本是理想的。完成此步后，用线性研究分析数据。）2.2.让一个评价人，以通常方法测量样本让一个评价人，以通常方法测量样本 1010 次以上次以上（通常：取（通常：取 1515 次）。次）。3.3.相对于基准值将数据画出直方图。评审直方图相对于基准值将数据画出直方图。评审直方图，用专业知识确定是否存在特殊原因或出现异，用专业知识确定是否存在特殊原因或出现异常。如果没有，继续分析。常。如果没有，继续分析。221015内部资料，仅供参考，严禁外传23二、偏倚研究步骤二、偏倚研究步骤-独立样本法独立样本法（续）（续）4.4.计算计算 n 个读数的均值：个读数的均值：5.5.计算可重复性标准偏差：计算可重复性标准偏差：221015内部资料，仅供参考，严禁外传24二、偏倚研究步骤二、偏倚研究步骤-独立样本法独立样本法（续）（续）6.6.确定偏倚的确定偏倚的 t t 统计量：统计量：7)7)如