測(cè)量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemAnalysis

（第三版）

EDITOR:STEVENXU測(cè)量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemAna1目錄（一）簡(jiǎn)介；（二）發(fā)展史；（三）詳細(xì)解釋.目錄（一）簡(jiǎn)介；2課程前言MSA的理論完全屬于統(tǒng)計(jì)學(xué)的范疇；手冊(cè)已將純粹的理論與實(shí)際很好的聯(lián)系了起來(lái)；本手冊(cè)并不覆蓋測(cè)量系統(tǒng)所有可能出現(xiàn)的情況，有些問(wèn)題并沒(méi)有考慮到；應(yīng)此，在遇到問(wèn)題時(shí)應(yīng)及時(shí)與顧客的SQA部門或采購(gòu)部門取得聯(lián)系，他們會(huì)對(duì)問(wèn)題的解決提供必要的幫助.課程前言MSA的理論完全屬于統(tǒng)計(jì)學(xué)的范疇；3儀器檢驗(yàn)如過(guò)時(shí)，立即召回不可遲。大家應(yīng)樹立學(xué)好MSA的信心和決心，從思想上確立“MSA沒(méi)有什么了不起！”的觀念.MSA就是紙老虎！儀器檢驗(yàn)如過(guò)時(shí)，立即召回不可遲。大家應(yīng)樹立學(xué)好MSA的信心和4（一）MSA簡(jiǎn)介本手冊(cè)是在美國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)(ASQ)汽車部和汽車工業(yè)行動(dòng)集團(tuán)(AIAG)主持下，由戴姆勒克萊斯勒、通用、福特汽車公司供方質(zhì)量要求特別工作組認(rèn)可的測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)工作組

編寫；現(xiàn)在使用的是2002年3月頒布的MSA手冊(cè)第三版，是QS-9000的補(bǔ)充參考文件；它是一門品質(zhì)管理的技術(shù)，并不僅限于汽車供應(yīng)鏈?zhǔn)褂?（一）MSA簡(jiǎn)介本手冊(cè)是在美國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)(ASQ)汽車部和汽車5（二）MSA發(fā)展史MSA的技術(shù)部分由雪佛萊（CHEVROLET屬于GM汽車公司的一個(gè)分部）產(chǎn)品質(zhì)量保證部KazenMirkhani起草；通用電器（GeneralElectric）的R.W.Traver在1962年的ASQC會(huì)刊中發(fā)表論文，闡述關(guān)于計(jì)量型量具的研究結(jié)果，由JimMccaslin校對(duì)；雪佛萊的JimMccaslin、GregoryGruska、TomBruzell在1976年ASQC會(huì)刊中把上述概念擴(kuò)展到計(jì)數(shù)型量具研究和量具性能曲線中；（二）MSA發(fā)展史MSA的技術(shù)部分由雪佛萊（CHEVROLE6上述技術(shù)由BillWiechec在1978年6月進(jìn)行總結(jié)，出版了雪佛萊的《測(cè)量系統(tǒng)分析》一書（手冊(cè)）；以后手冊(cè)增加了內(nèi)容：奧茲莫比爾（OLDSMOBILE是GM公司的子公司，生產(chǎn)Cadillac凱迪拉克汽車）的SheryHansen、RayBenner編寫了ANOVA法和關(guān)于置信區(qū)間的內(nèi)容；八十年代，雪佛萊的LaryMarruffo、JohnLazur修改了雪佛萊手冊(cè)，提出了新的測(cè)量系統(tǒng)章節(jié)并強(qiáng)化了一些概念，如：穩(wěn)定性、線性和方差（ANOVA）.GM統(tǒng)計(jì)評(píng)審委員會(huì)進(jìn)行了最新的修改，增加了零件內(nèi)變差的標(biāo)識(shí)和鑒定概念，并對(duì)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性做了更全面的描述上述技術(shù)由BillWiechec在1978年6月進(jìn)行總結(jié)，7（三）MSA詳細(xì)解釋第一章通用測(cè)量系統(tǒng)指南MSA目的：選擇各種方法來(lái)評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量。被檢產(chǎn)品特性檢驗(yàn)／測(cè)量數(shù)據(jù)／測(cè)量結(jié)果(輸入)(賦值過(guò)程)(輸出)

受控：量具、儀器、檢測(cè)人員、程序、軟件活動(dòng)：測(cè)量、分析、校正（三）MSA詳細(xì)解釋第一章通用測(cè)量系統(tǒng)指南8適用范圍：用于對(duì)每一零件能重復(fù)讀數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量和測(cè)量過(guò)程：賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系；賦值的過(guò)程定義為：測(cè)量過(guò)程賦予的值定義為：測(cè)量值測(cè)量過(guò)程看成一個(gè)制造過(guò)程，它產(chǎn)生數(shù)字（數(shù)據(jù)）作為輸出。適用范圍：9量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來(lái)特指在車間的裝置；包括用來(lái)測(cè)量合格／不合格的裝置。測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件、以及操作人員的集合；用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。量具：10測(cè)量變差：多次測(cè)量結(jié)果變異程度；常用σm表示；也可用測(cè)量過(guò)程變差R&R表示(GRR)。注：測(cè)量過(guò)程（數(shù)據(jù)）服從正態(tài)分布；R&R=5.15σm

R&R=5.15σm99%測(cè)量變差：測(cè)量過(guò)程（數(shù)據(jù)）服從正態(tài)分布；R&R=5.15σm11測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量特性：測(cè)量成本；測(cè)量的容易程度；最重要的是測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性。常用統(tǒng)計(jì)特性：重復(fù)性（針對(duì)同一人，反映量具本身情況）再現(xiàn)性（針對(duì)不同人，反映測(cè)量方法情況）穩(wěn)定性線性（針對(duì)不同尺寸的研究）注：對(duì)不同的測(cè)量系統(tǒng)可能需要有不同的統(tǒng)計(jì)特性（相對(duì)于顧客的要求）。測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量特性：12測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其統(tǒng)計(jì)特性的基本要求：測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中；測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過(guò)程的變異??；變異應(yīng)小于公差帶；測(cè)量精度應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者（十分之一）；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化時(shí)，其最大的變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶中的較小者。評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)問(wèn)題：有足夠的分辨力；（根據(jù)產(chǎn)品特性的需要）一定時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)上保持一致（穩(wěn)定性）；在預(yù)期范圍（被測(cè)項(xiàng)目）內(nèi)一致，可用于過(guò)程分析或過(guò)程控制。（線性）測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其統(tǒng)計(jì)特性的基本要求：13評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)：確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有滿足要求的統(tǒng)計(jì)特性；發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著的影響；驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)特性持續(xù)滿足要求（R&R）。程序文件要求：選擇待測(cè)項(xiàng)目和環(huán)境規(guī)范；規(guī)定收集、記錄、分析數(shù)據(jù)的詳細(xì)說(shuō)明；關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和概念可操作的定義、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明、明確授權(quán)。包括：a.評(píng)定，b.評(píng)定機(jī)構(gòu)的職責(zé)，c.對(duì)評(píng)定結(jié)果的處理方式及責(zé)任

評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)：14第二章分析/評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的方法測(cè)量系統(tǒng)變差的類型：偏倚重復(fù)性再現(xiàn)性穩(wěn)定性線性老大：MSA我搞定了！GRR(R&R)第二章分析/評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的方法老大：MSA我搞定了！G15偏倚：

定義：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值,又稱為“準(zhǔn)確度”。注：基準(zhǔn)值可通過(guò)更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量取平均值。觀測(cè)的平均值偏倚基準(zhǔn)值偏倚：觀測(cè)的平均值偏倚基準(zhǔn)值16確定方法：在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量；讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少10次；計(jì)算讀數(shù)的平均值。偏倚原因：基準(zhǔn)的誤差；磨損的零件；制造的儀器尺寸不對(duì)；儀器測(cè)量非代表性的特性；儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；評(píng)價(jià)人員使用儀器不正確。確定方法：17重復(fù)性：定義：是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值變差。測(cè)量過(guò)程的重復(fù)性意味著測(cè)量系統(tǒng)自身的變異是一致的。確定方法：①采用極差圖；②如果極差圖受控，則儀器變差及測(cè)量過(guò)程在研究期間是一致的；③重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差距(σe)的估計(jì)為R／d2*；④儀器變差或重復(fù)性將為5.15R／d2*或4.65R；注（假定為兩次重復(fù)測(cè)量，評(píng)價(jià)人數(shù)乘以零件數(shù)量大于15）⑤此時(shí)代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99％.極差圖失控：調(diào)查識(shí)別為失控不一致性原因加以糾正；例外：當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分辨率不足時(shí)。重復(fù)性重復(fù)性：重復(fù)性18再現(xiàn)性：定義：是由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。確定方法：①確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值；②從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差(R0)來(lái)估計(jì)；③再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ0)估計(jì)為R0／d2*；④再現(xiàn)性為5.15R0／d2*或3.65R0；⑤代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99%。操作者A操作者A操作者A再現(xiàn)形再現(xiàn)性：操作者A操作者A操作者A再現(xiàn)形19穩(wěn)定性：

定義：是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性穩(wěn)定性：時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性20零件間變差：定義：――零件間固有的差異；――不包含測(cè)量的變差。確定方法：使用均值控制圖：①子組平均值反映出零件間的差異；②零件平均值的控制限值以重復(fù)性誤差為基礎(chǔ)，而不是零件間的變差；③如果子組平均值都在這些限值之內(nèi)，則說(shuō)明零件間變差隱蔽在重復(fù)性中，因?yàn)闇y(cè)量變差支配著過(guò)程變差，如果這些零件用來(lái)代表過(guò)程變差，則此測(cè)量系統(tǒng)用于分析過(guò)程是不可以的；④如果越多的平均值落在限值之外，該測(cè)量越有用。（注：非受控，50％以上為好；即：R圖受控，X圖大部分點(diǎn)在界外）測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差：

σm=√(σe2+σ02)零件間變差：21零件之間標(biāo)準(zhǔn)偏差的確定：可由測(cè)量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或由獨(dú)立的過(guò)程能力研究決定①確定每一零件平均值；②找出樣品平均值極差(RP)；③零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差(σP)估計(jì)為RP／d2*；④零件間變差PV為5.15RP／d2*或3.65RP；代表正態(tài)分布的99％測(cè)量結(jié)果。⑤總過(guò)程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差：σt=√(σp2+σm2)；則零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差：σP＝√

(σt2-σm2)；⑥與測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的容差的百分比R&R=5.15*[σm／容差]*100；產(chǎn)品尺寸的數(shù)：[σp/σm]*1.41或1.41(PV/R&R)確定。

PV=5.15σpTV=5.15σT零件之間標(biāo)準(zhǔn)偏差的確定：22線性：定義：是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。

觀測(cè)的平均值觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值偏移較少偏移較大有偏移無(wú)偏移基準(zhǔn)值觀測(cè)的平均值注：①在量程范圍內(nèi)，偏倚不是基準(zhǔn)值的線性函數(shù)。②不具備線性的測(cè)量系統(tǒng)不是合格的，需要校正。線性：觀測(cè)的平均值觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值偏移較少偏移較23確定方法：①在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)選擇一些零件；②被選零件的偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀察平均值之間的差值確定；③最佳擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的直線的斜率乘以零件的過(guò)程變差是代表量具線性的指數(shù)；④將線性乘以100然后除以過(guò)程變差得到“%線性”。非線性原因：①在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；②最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差；③磨損的儀器；④儀器固有的設(shè)計(jì)特性。確定方法：24第三章測(cè)量系統(tǒng)研究程序1.準(zhǔn)備工作：1）先計(jì)劃將要使用的方法；2）確定評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)：關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和／或試驗(yàn)；大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)；3）從日常操作該儀器的人中挑選評(píng)價(jià)人；4）樣品必須從過(guò)程中選取并代表其整個(gè)工作范圍；5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一；6）確保測(cè)量方法（即評(píng)價(jià)人和儀器）在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸。第三章測(cè)量系統(tǒng)研究程序1.準(zhǔn)備工作：252.測(cè)量順序：①測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序；②評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)；③研究人應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)；即：評(píng)價(jià)人A，零件1，第一次試驗(yàn)評(píng)價(jià)人B，零件2，第二次試驗(yàn)④讀數(shù)就取至最小刻度的一半；⑤研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行；⑥每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同的方法（包括所有步驟）來(lái)獲得讀數(shù)。2.測(cè)量順序：263.計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南：A.確定穩(wěn)定性指南：①獲得一樣本，并確定其相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；②定期（天、周）測(cè)量基準(zhǔn)樣品3~5次；③在x&R或x&S控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)；④確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)；⑤計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測(cè)量過(guò)程偏差相比較，確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性是否適于應(yīng)用。3.計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南：27B.確定偏倚指南：獨(dú)立樣本法：①獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；②讓一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次；③計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值；④通過(guò)該平均值減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚：偏倚＝觀測(cè)平均值－基準(zhǔn)值過(guò)程變差＝6δ極差偏倚％＝偏倚/過(guò)程變差C.確定重復(fù)性和再現(xiàn)性指南：常用方法：極差法、均值和極差法．方差分析法等。極差法：極差法是一種改進(jìn)的計(jì)量型量具研究方法，可迅速提供一個(gè)測(cè)量變異的近似值。B.確定偏倚指南：28例如：使用兩名評(píng)價(jià)人和五個(gè)零件進(jìn)行分析：零件評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B極差（A－B）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10平均極差（R）＝∑Ri/5=0.35/5=0.07GR&R=5.15(R)/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303過(guò)程變差＝0.40%GR&G=100[GR&G/過(guò)程變差]＝100[0.303/0.40]=75.5%例如：29均值和極差法：均值和極差法是一種提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法。重復(fù)性比再現(xiàn)性大的原因：儀器需要維護(hù)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度；夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需要改進(jìn)；存在過(guò)大的零件變差。再現(xiàn)性比重復(fù)性大的原因：評(píng)價(jià)人需要更好的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)；量具刻度盤上的刻度不清楚；需要某種夾具幫助評(píng)價(jià)人提高使用量具的一致性。均值和極差法：30研究方法(1)取包含10個(gè)零件的一個(gè)樣本，代表過(guò)程變差的實(shí)際或預(yù)期范圍；(2)指定評(píng)價(jià)人A、B和C，并按1至10給零件編號(hào)（評(píng)價(jià)人不能看到數(shù)字）；(3)如果校準(zhǔn)是正常程序中的一部分，則對(duì)量具進(jìn)行校準(zhǔn)；(4)讓評(píng)價(jià)人A隨機(jī)測(cè)量10個(gè)零件，由觀測(cè)人記錄結(jié)果填入第1行，讓評(píng)價(jià)人B和C隨機(jī)測(cè)量這10個(gè)零件，由觀測(cè)人記錄結(jié)果填入第6、11行，三人測(cè)量時(shí)應(yīng)互相不看對(duì)方的數(shù)據(jù)；(5)使用不同的隨機(jī)順序重復(fù)上述操作過(guò)程；(6)數(shù)值計(jì)算：(7)從第1、2、3行的最大值減去它們中的最小值；把結(jié)果記入第5行。在第6、7和8行，11、12和13行重復(fù)這一步驟，并將結(jié)果記錄在第10和15行；研究方法(1)取包含10個(gè)零件的一個(gè)樣本，代表過(guò)程變差的實(shí)際31(8)把填入第5、10和15行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)；(9)將第5行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到第一個(gè)評(píng)價(jià)人的測(cè)量平均極差Ra。同樣對(duì)第10和15行的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到Rb和Rc；(10)將第5、10和15行的數(shù)據(jù)（Ra、Rb、Rc）轉(zhuǎn)記到第17行，將它們相加并除以評(píng)價(jià)人數(shù)，將結(jié)果記為R（所有極差的平均值）；(11)將R（平均值）記入第19和20行并與D3和D4相乘得到控制下限和上限。注意：如果進(jìn)行2次試驗(yàn)則，D3為零，D4為3.27。單個(gè)極差的上限值（UCLR）填入第19行。小于7次測(cè)量的控制下限極差值（LCLR）等于0；(12)使用原來(lái)的評(píng)價(jià)人和零件重復(fù)讀取任何極差大于計(jì)算的UCLR的讀數(shù)，或剔除那些值并重新計(jì)算平均值；(8)把填入第5、10和15行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)；32(13)將行（第1、2、3、6、7、8、11、12和13行）中的值相加。把每行的和除以零件數(shù)并將結(jié)果填入表中最右邊標(biāo)有“平均值“的列內(nèi)；(14)將第1、2第3行的平均值相加除以試驗(yàn)次數(shù)。結(jié)果填入第4行的Xa格內(nèi)。對(duì)第6，7和8；第11，12和13行重復(fù)這個(gè)過(guò)程，將結(jié)果分別填入第9和14行的Xb，Xc格內(nèi)；(15)將第4、9和14行的平均值中最大和最小值填入第18行中適當(dāng)?shù)目崭裉帲_定它們的差值，填入第18行XDiff處的空格內(nèi)；(16)將每個(gè)零件每次測(cè)量值相加并除以總的測(cè)量次數(shù)，填入第16行零件平均值的欄中；(17)從最大的零件平均值減去最小的零件平均值，將結(jié)果填入第16行標(biāo)有Rp的空格內(nèi)；(18)將R，Xdiff和Rp的計(jì)算值轉(zhuǎn)填入報(bào)告表格的欄中；(19)在表格左邊標(biāo)有“測(cè)量系統(tǒng)分析”的欄下進(jìn)行計(jì)算；(20)在表格右邊標(biāo)有“總變差％”的欄下進(jìn)行計(jì)算；(21)檢查結(jié)果確認(rèn)沒(méi)有產(chǎn)生錯(cuò)誤。(13)將行（第1、2、3、6、7、8、11、12和13行）33量具重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）的可接受準(zhǔn)則是：低于10％的誤差――測(cè)量系統(tǒng)可接受；10％至30％的誤差――根據(jù)應(yīng)用的重要性，量具成本，維修的費(fèi)用等可能是可接受的；大于30％的誤差――測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn)。量具重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）的可接受準(zhǔn)則是：34測(cè)量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemAnalysis

（第三版）

EDITOR:STEVENXU測(cè)量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemAna35目錄（一）簡(jiǎn)介；（二）發(fā)展史；（三）詳細(xì)解釋.目錄（一）簡(jiǎn)介；36課程前言MSA的理論完全屬于統(tǒng)計(jì)學(xué)的范疇；手冊(cè)已將純粹的理論與實(shí)際很好的聯(lián)系了起來(lái)；本手冊(cè)并不覆蓋測(cè)量系統(tǒng)所有可能出現(xiàn)的情況，有些問(wèn)題并沒(méi)有考慮到；應(yīng)此，在遇到問(wèn)題時(shí)應(yīng)及時(shí)與顧客的SQA部門或采購(gòu)部門取得聯(lián)系，他們會(huì)對(duì)問(wèn)題的解決提供必要的幫助.課程前言MSA的理論完全屬于統(tǒng)計(jì)學(xué)的范疇；37儀器檢驗(yàn)如過(guò)時(shí)，立即召回不可遲。大家應(yīng)樹立學(xué)好MSA的信心和決心，從思想上確立“MSA沒(méi)有什么了不起！”的觀念.MSA就是紙老虎！儀器檢驗(yàn)如過(guò)時(shí)，立即召回不可遲。大家應(yīng)樹立學(xué)好MSA的信心和38（一）MSA簡(jiǎn)介本手冊(cè)是在美國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)(ASQ)汽車部和汽車工業(yè)行動(dòng)集團(tuán)(AIAG)主持下，由戴姆勒克萊斯勒、通用、福特汽車公司供方質(zhì)量要求特別工作組認(rèn)可的測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)工作組

編寫；現(xiàn)在使用的是2002年3月頒布的MSA手冊(cè)第三版，是QS-9000的補(bǔ)充參考文件；它是一門品質(zhì)管理的技術(shù)，并不僅限于汽車供應(yīng)鏈?zhǔn)褂?（一）MSA簡(jiǎn)介本手冊(cè)是在美國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)(ASQ)汽車部和汽車39（二）MSA發(fā)展史MSA的技術(shù)部分由雪佛萊（CHEVROLET屬于GM汽車公司的一個(gè)分部）產(chǎn)品質(zhì)量保證部KazenMirkhani起草；通用電器（GeneralElectric）的R.W.Traver在1962年的ASQC會(huì)刊中發(fā)表論文，闡述關(guān)于計(jì)量型量具的研究結(jié)果，由JimMccaslin校對(duì)；雪佛萊的JimMccaslin、GregoryGruska、TomBruzell在1976年ASQC會(huì)刊中把上述概念擴(kuò)展到計(jì)數(shù)型量具研究和量具性能曲線中；（二）MSA發(fā)展史MSA的技術(shù)部分由雪佛萊（CHEVROLE40上述技術(shù)由BillWiechec在1978年6月進(jìn)行總結(jié)，出版了雪佛萊的《測(cè)量系統(tǒng)分析》一書（手冊(cè)）；以后手冊(cè)增加了內(nèi)容：奧茲莫比爾（OLDSMOBILE是GM公司的子公司，生產(chǎn)Cadillac凱迪拉克汽車）的SheryHansen、RayBenner編寫了ANOVA法和關(guān)于置信區(qū)間的內(nèi)容；八十年代，雪佛萊的LaryMarruffo、JohnLazur修改了雪佛萊手冊(cè)，提出了新的測(cè)量系統(tǒng)章節(jié)并強(qiáng)化了一些概念，如：穩(wěn)定性、線性和方差（ANOVA）.GM統(tǒng)計(jì)評(píng)審委員會(huì)進(jìn)行了最新的修改，增加了零件內(nèi)變差的標(biāo)識(shí)和鑒定概念，并對(duì)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性做了更全面的描述上述技術(shù)由BillWiechec在1978年6月進(jìn)行總結(jié)，41（三）MSA詳細(xì)解釋第一章通用測(cè)量系統(tǒng)指南MSA目的：選擇各種方法來(lái)評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量。被檢產(chǎn)品特性檢驗(yàn)／測(cè)量數(shù)據(jù)／測(cè)量結(jié)果(輸入)(賦值過(guò)程)(輸出)

受控：量具、儀器、檢測(cè)人員、程序、軟件活動(dòng)：測(cè)量、分析、校正（三）MSA詳細(xì)解釋第一章通用測(cè)量系統(tǒng)指南42適用范圍：用于對(duì)每一零件能重復(fù)讀數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量和測(cè)量過(guò)程：賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系；賦值的過(guò)程定義為：測(cè)量過(guò)程賦予的值定義為：測(cè)量值測(cè)量過(guò)程看成一個(gè)制造過(guò)程，它產(chǎn)生數(shù)字（數(shù)據(jù)）作為輸出。適用范圍：43量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來(lái)特指在車間的裝置；包括用來(lái)測(cè)量合格／不合格的裝置。測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件、以及操作人員的集合；用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。量具：44測(cè)量變差：多次測(cè)量結(jié)果變異程度；常用σm表示；也可用測(cè)量過(guò)程變差R&R表示(GRR)。注：測(cè)量過(guò)程（數(shù)據(jù)）服從正態(tài)分布；R&R=5.15σm

R&R=5.15σm99%測(cè)量變差：測(cè)量過(guò)程（數(shù)據(jù)）服從正態(tài)分布；R&R=5.15σm45測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量特性：測(cè)量成本；測(cè)量的容易程度；最重要的是測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性。常用統(tǒng)計(jì)特性：重復(fù)性（針對(duì)同一人，反映量具本身情況）再現(xiàn)性（針對(duì)不同人，反映測(cè)量方法情況）穩(wěn)定性線性（針對(duì)不同尺寸的研究）注：對(duì)不同的測(cè)量系統(tǒng)可能需要有不同的統(tǒng)計(jì)特性（相對(duì)于顧客的要求）。測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量特性：46測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其統(tǒng)計(jì)特性的基本要求：測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中；測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過(guò)程的變異??；變異應(yīng)小于公差帶；測(cè)量精度應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者（十分之一）；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化時(shí)，其最大的變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶中的較小者。評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)問(wèn)題：有足夠的分辨力；（根據(jù)產(chǎn)品特性的需要）一定時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)上保持一致（穩(wěn)定性）；在預(yù)期范圍（被測(cè)項(xiàng)目）內(nèi)一致，可用于過(guò)程分析或過(guò)程控制。（線性）測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其統(tǒng)計(jì)特性的基本要求：47評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)：確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有滿足要求的統(tǒng)計(jì)特性；發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著的影響；驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)特性持續(xù)滿足要求（R&R）。程序文件要求：選擇待測(cè)項(xiàng)目和環(huán)境規(guī)范；規(guī)定收集、記錄、分析數(shù)據(jù)的詳細(xì)說(shuō)明；關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和概念可操作的定義、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明、明確授權(quán)。包括：a.評(píng)定，b.評(píng)定機(jī)構(gòu)的職責(zé)，c.對(duì)評(píng)定結(jié)果的處理方式及責(zé)任

評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)：48第二章分析/評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的方法測(cè)量系統(tǒng)變差的類型：偏倚重復(fù)性再現(xiàn)性穩(wěn)定性線性老大：MSA我搞定了！GRR(R&R)第二章分析/評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的方法老大：MSA我搞定了！G49偏倚：

定義：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值,又稱為“準(zhǔn)確度”。注：基準(zhǔn)值可通過(guò)更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量取平均值。觀測(cè)的平均值偏倚基準(zhǔn)值偏倚：觀測(cè)的平均值偏倚基準(zhǔn)值50確定方法：在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量；讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少10次；計(jì)算讀數(shù)的平均值。偏倚原因：基準(zhǔn)的誤差；磨損的零件；制造的儀器尺寸不對(duì)；儀器測(cè)量非代表性的特性；儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；評(píng)價(jià)人員使用儀器不正確。確定方法：51重復(fù)性：定義：是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值變差。測(cè)量過(guò)程的重復(fù)性意味著測(cè)量系統(tǒng)自身的變異是一致的。確定方法：①采用極差圖；②如果極差圖受控，則儀器變差及測(cè)量過(guò)程在研究期間是一致的；③重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差距(σe)的估計(jì)為R／d2*；④儀器變差或重復(fù)性將為5.15R／d2*或4.65R；注（假定為兩次重復(fù)測(cè)量，評(píng)價(jià)人數(shù)乘以零件數(shù)量大于15）⑤此時(shí)代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99％.極差圖失控：調(diào)查識(shí)別為失控不一致性原因加以糾正；例外：當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分辨率不足時(shí)。重復(fù)性重復(fù)性：重復(fù)性52再現(xiàn)性：定義：是由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。確定方法：①確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值；②從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差(R0)來(lái)估計(jì)；③再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ0)估計(jì)為R0／d2*；④再現(xiàn)性為5.15R0／d2*或3.65R0；⑤代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99%。操作者A操作者A操作者A再現(xiàn)形再現(xiàn)性：操作者A操作者A操作者A再現(xiàn)形53穩(wěn)定性：

定義：是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性穩(wěn)定性：時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性54零件間變差：定義：――零件間固有的差異；――不包含測(cè)量的變差。確定方法：使用均值控制圖：①子組平均值反映出零件間的差異；②零件平均值的控制限值以重復(fù)性誤差為基礎(chǔ)，而不是零件間的變差；③如果子組平均值都在這些限值之內(nèi)，則說(shuō)明零件間變差隱蔽在重復(fù)性中，因?yàn)闇y(cè)量變差支配著過(guò)程變差，如果這些零件用來(lái)代表過(guò)程變差，則此測(cè)量系統(tǒng)用于分析過(guò)程是不可以的；④如果越多的平均值落在限值之外，該測(cè)量越有用。（注：非受控，50％以上為好；即：R圖受控，X圖大部分點(diǎn)在界外）測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差：

σm=√(σe2+σ02)零件間變差：55零件之間標(biāo)準(zhǔn)偏差的確定：可由測(cè)量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或由獨(dú)立的過(guò)程能力研究決定①確定每一零件平均值；②找出樣品平均值極差(RP)；③零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差(σP)估計(jì)為RP／d2*；④零件間變差PV為5.15RP／d2*或3.65RP；代表正態(tài)分布的99％測(cè)量結(jié)果。⑤總過(guò)程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差：σt=√(σp2+σm2)；則零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差：σP＝√

(σt2-σm2)；⑥與測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的容差的百分比R&R=5.15*[σm／容差]*100；產(chǎn)品尺寸的數(shù)：[σp/σm]*1.41或1.41(PV/R&R)確定。

PV=5.15σpTV=5.15σT零件之間標(biāo)準(zhǔn)偏差的確定：56線性：定義：是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。

觀測(cè)的平均值觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值偏移較少偏移較大有偏移無(wú)偏移基準(zhǔn)值觀測(cè)的平均值注：①在量程范圍內(nèi)，偏倚不是基準(zhǔn)值的線性函數(shù)。②不具備線性的測(cè)量系統(tǒng)不是合格的，需要校正。線性：觀測(cè)的平均值觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值偏移較少偏移較57確定方法：①在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)選擇一些零件；②被選零件的偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀察平均值之間的差值確定；③最佳擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的直線的斜率乘以零件的過(guò)程變差是代表量具線性的指數(shù)；④將線性乘以100然后除以過(guò)程變差得到“%線性”。非線性原因：①在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；②最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差；③磨損的儀器；④儀器固有的設(shè)計(jì)特性。確定方法：58第三章測(cè)量系統(tǒng)研究程序1.準(zhǔn)備工作：1）先計(jì)劃將要使用的方法；2）確定評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)：關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和／或試驗(yàn)；大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)；3）從日常操作該儀器的人中挑選評(píng)價(jià)人；4）樣品必須從過(guò)程中選取并代表其整個(gè)工作范圍；5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一；6）確保測(cè)量方法（即評(píng)價(jià)人和儀器）在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸。第三章測(cè)量系統(tǒng)研究程序1.準(zhǔn)備工作：592.測(cè)量順序：①測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序；②評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)；③研究人應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)；即：評(píng)價(jià)人A，零件1，第一次試驗(yàn)評(píng)價(jià)人B，零件2，第二次試驗(yàn)④讀數(shù)就取至最小刻度的一半；⑤研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行；⑥每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同的方法（包括所有步驟）來(lái)獲得讀數(shù)。2.測(cè)量順序：603.計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南：A.確定穩(wěn)定性指南：①獲得一樣本，并確定其相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；②定期（天、周）測(cè)量基準(zhǔn)樣品3~5次；③在x&R或x&S控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)；④確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)；⑤計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測(cè)量過(guò)程偏差相比較，確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性是否適于應(yīng)用。3.計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南：61B.確定偏倚指南：獨(dú)立樣本法：①獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；②讓一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次；③計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值；④通過(guò)該平均值減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚：偏倚＝觀測(cè)平均值－基準(zhǔn)值過(guò)程變差＝6δ極差偏倚％＝偏倚/過(guò)程變差C.確定重復(fù)性和再現(xiàn)性指南：常用方法：極差法、均值和極差法．方差分析法等。極差法：極差法是一種改進(jìn)的計(jì)量型量具研究方法，可迅速提供一個(gè)測(cè)量變異的近似值。B.確定偏倚指南：62例如：使用兩名評(píng)價(jià)人和五個(gè)零件進(jìn)行分析：零件評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B極差（A－B）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10平均極差（R）＝∑Ri/5=0.35/5=0.07GR&R=5.15(R)/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303過(guò)程變差＝0.40%GR&G=100[GR&G/過(guò)程變差]＝100[0.303/0.40]=75.5%例如：63均值和極差法：均值和極差法是一種提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法。重復(fù)性比再現(xiàn)性大的原因：儀器需要維護(hù)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度；夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需要改進(jìn)；存在過(guò)大的零件變差。再現(xiàn)性比重復(fù)性大的原因：評(píng)價(jià)人需要更好的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)；量具刻度盤上的刻度不清楚；需要某種夾具幫助