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1、测量系统分析与实践测量系统分析与实践MSA(Measurement System Analysis)&Practice 今天我们主要讲什么，不讲什么今天我们主要讲什么，不讲什么 测量系统分析的工具，Minitab，Qdas，Excel Module等， 不是我们讲课的重点。 相对于测量系统分析过程中的计算，测量系统特性和测量系统分析的基本原理以及结果的评估，将是我们讲课的重点。 测量系统分析的步骤以及案例实践分析也将是我们讲课的主要内容。2什么是什么是MSAMSA测量系统分析测量系统分析 为什么我们每次用同样的量具测量同样零件的同一特性，测量的结果有时会不一样？ 为什么我们不同的检验员用同样的
2、量具测量同样零件的同一特性，测量的结果有时也会不一样？ 我们测量到的数值是产品特性的真实值吗？让我们先思考几个问题：让我们先思考几个问题：MSAMSA就是研究这些问题的。就是研究这些问题的。什么是什么是MSAMSA测量系统分析测量系统分析 AIAG汽车工业行动小组发布的MSA手册 手册中有这样的描述： “The purpose of this document is to present guidelines for assessing the quality of a measurement system”本手册的目的是为评估测量系统的质量提供指导方针。 用统计的方法评估测量变差。 用标准的
3、方法来判定用于不同需求的测量系统的质量。 确定测量能力。4为什么分析测量能力很重要为什么分析测量能力很重要 测量就是为了获得数据，并依据测量数据调整改进制造过程。 确定两个或更多变量之间是否存在重要关系。 统计（过程控制）质量管理都是以数据为基础的。 应用以数据为基础的方法的收益，很大程度上决定于所用数据的质量。如果测量数据的质量高，这一方法的收益可能很高。 如果测量数据的质量低，则这一方法的收益可能很低。为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。5为什么分析测量能力很重要为什么分析测量能力很重要 如果测量数据与标准值很接近，则可以说这些测量数据的
4、质量“高”； 如果测量数据远离标准值，则可以说这些测量数据的质量“低”。 表征数据质量的最通用的统计特性是测量系统获得的数据的准确性（偏倚）和精确性（方差），所谓偏倚的特性，是指数据相对于基准值的位置，而所谓方差的特性，是指数据的分布宽度。 最理想的数据是零偏倚和零方差。6测量过程的模型测量过程的模型7工艺过程（产品）工艺过程（产品）测量系统（赋值）测量系统（赋值）数据结果数据结果测量的过程是一个赋值的过程，是一个制造数据的过程。测量系统分析的基本模型测量系统分析的基本模型 Total2Product2Measurement System2 总方差等于真正的产品的方差和测量系统方差之和总方差等
5、于真正的产品的方差和测量系统方差之和 测量值等于产品真值与测量系统的偏倚之和测量值等于产品真值与测量系统的偏倚之和Systemt MeasuremenProductObsBiasXX Minitab Minitab 练习练习/ /演示演示 假设我们有一个流程，实际的标准差是4个sigma ，平均数是70个单位 假设我们有一个测量系统来测量此流程，并且测量系统的误差和流程一样是4个sigma 让我们用Minitab模拟测量误差对过程能力的影响变差的来源变差的来源 Sources of VariationSources of Variation产品的变差产品的变差( (真正的变差真正的变差) )测
6、量系统测量系统的变的变差差总体变差总体变差( (观察到的变差观察到的变差) )MSAMSA测量系统分析的目的测量系统分析的目的 确信测量系统能尽可能产生理想的测量结果； 确信测量系统处于统计控制中，处于受控状态； 可靠评定接受新测量设备的准则； 评价怀疑有缺陷的量具的根据； 维修前后测量设备的比较。 外部客户以及内部客户的需求 介绍选择各种方法来评定测量系统的质量，分析测量系统在工作时产生的变差是否可以被接受。11测量系统分析相关的术语和定义测量系统分析相关的术语和定义 测量过程测量过程 给具体事物赋值以表示他们在指定特性上的（大小、多少）关系。 赋值过程称为测量过程。 赋值的结果即为数据。
7、测量过程可以看作为一个数据制造过程。 把测量系统看作为一个数据制造过程很有用，可以用SPC的方法对测量系统进行控制。12术语和定义术语和定义- -测量系统测量系统 测量系统测量系统 用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器、量具、标准、操作、方法、夹具、软件、环境和假设的集合。13测试规范方法测量设备（量具）测量系统测试工件测试标准测试环境测试人员术语和定义术语和定义- -分辨率分辨率 分辨率分辨率 最小的读数单位、刻度值。 1：10的经验法则。 千分尺？游标卡尺？ 有效分辨率（狭义：数显设备） 有效分辨率（广义：分辨实际过程变差）1412345好的好的分辨率分辨率12345差的差的分辨率分辨率
8、真值真值测量测量均值均值1 1量具量具1 1量具量具2 2测量测量均值均值2 2量具量具2 2 的偏倚的偏倚量具量具1 1 的偏倚的偏倚术语和定义术语和定义- -偏倚偏倚BiasBias 偏倚： 是测量结果的观测平均值与基准值的差值。 基准值，也称为可接受的基准值或标准值，是充当测量值的偏倚一致认可的基准， 基准值可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量，取其平均值来确定。术语和定义术语和定义- -重复性重复性RepeatabilityRepeatability 重复性： 是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。 真值测量均值测量均值良好的重复
9、性较差的重复性术语和定义术语和定义- -再现性再现性ReproducibilityReproducibility 再现性 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。真值真值 好的好的再现性再现性操作员操作员1 1不好的不好的再现性再现性操作员操作员2 2 操作员操作员3 3操作员操作员1 1操作员操作员2 2操作员操作员3 3术语和定义术语和定义- -线性线性LinearityLinearity 线性 测量仪器量程范围内，偏倚的变差误差误差Error 量具量具1 1 :线性在这里是个线性在这里是个问题问题测量范围测量范围0误差误差Error 量具量具
10、2 2 :线性在这里线性在这里不是不是问题问题0测量范围测量范围时间点时间点1 1 时间点时间点1 1 时间点时间点2 2 术语和定义术语和定义- -稳定性稳定性StabilityStability 稳定性 稳定性（或飘移），是测量系统在某个持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时得到测量值总变差。 对测量变差进行长时间的评估 真值真值真值真值较好的较好的稳稳定性定性不好的不好的稳稳定性定性时间点时间点3 3时间点时间点3 3时间点时间点2 2 分析实践案例分析实践案例 我们测量某一铜垫片的厚度，规格要求为1.35+/-0.25mm。假定此量具已经经过校准，偏倚和线性都是好的，试分析测量系统的重复性和再现性。20GR&RGR&R分析步骤分析步骤 确定分析小组 明确分析特性 直径，圆度，厚度 公差要求/过程工艺要求 制定策划分析方案 偏倚，线性，重复性再现性，稳定性 分析目的 零件选取，人员或其他选取 实施测量系统分析 量具分辨率是否合适 量具是否校准 人员是否经过培训 零件编号，测量位置，盲测等21 分析结果评估和改进 评判规范，接收准则 图形分析 改进（七步法，CAR跟踪）
