1、2019/6/27,1,测量系统分析（MSA）,Measurement Systems Analysis,2019/6/27,2,一、MSA简介,2019/6/27,3,1、MSA分析之目的,保证用于测量数据和作出判断的仪器设备的准确 保证数据的准确性和可靠性 2、测量系统用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合。,2019/6/27,4,3、研究MSA的规则,同一类量具进行量具间的比对 单一量具在修理前与修理后之比较 对量具的量测能力的评估（精密度、量程、最小刻度等） 确定一个量规仪器的允收水准 对所有量具进行管制和编号,2019/6/27,5,4、MSA统计特性,测
2、量系统必须处于统计控制状态（变差应根源于共同原因，而非特殊原因）。 测量系统的变异必须比制造过程的变异小。 变异应小于公差带。 测量增量小于过程变异和技术规范宽度的1/10。 当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于制程变差和公差带之较小者。,2019/6/27,6,5、如何进行MSA（初期/定期分析）,对新购的仪器要编号（并编写保养规定和使用说明）的管制 进行校正并按允收标准进行判定 初始的MSA（所有的量规仪校） 根据测量工具的稳定性，确定MSA周期 进行定期的MSA，判定测试数据的可信度,2019/6/27,7,6、MSA的相关要求,MSA的人员：必须培训考核合格 MSA的样板：
3、界于合格和不合格的临界 样板 MSA的方法：书面明确化（比如抽样量） MSA的判定：严格依判定标准,2019/6/27,8,二、测量系统的分辨力,分辨力（率）：Discrimination (Resolution)测量系统检出并如实指出被测定特性微小变化的能力。 建议的可视分辨率 6/10过程的标准差 （不是公差宽度的1/10） 分辨率不足的影响,数据分级,2019/6/27,9,三、测量系统变异种类(计量型),偏倚 (Bias) 稳定性 (Stability) 线性 (Linearity) 重复性 (Repeatability) 再现性 (Reproducibility),2019/6/27
4、,10,1、偏倚（Bias）,是测量结果的观测平均值与基准值的差值 偏倚又被称为“准确度”,偏倚,观测平均值,基准值,偏倚相对较大的可能原因： 基准的误差； 元器件磨损； 仪器尺寸错误； 测量错误的特性； 仪器未经正确校准； 不正确使用仪器。,2019/6/27,11,1.1偏倚示例,一位评价人对一个样件测量10次 由全尺寸确定的基准值为0.80mm,过程变差为0.70mm.,观测平均值：X=0.75,偏倚= 观测平均值 - 基准值=0.75-0.80=-0.05 偏倚占过程变差的百分比： 偏倚%=100|偏倚|/过程变差 偏倚%=1000.05/0.70 =7.1%,X=0.75,0.80,
5、基准值,2019/6/27,12,2、稳定性（Stability）,是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值总变差 稳定性又称“漂移” 两种稳定性 一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差 统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差，而没有特殊原因变差 用Xbar-R控制图评价测量系统稳定性,稳定性,时间2,时间1,2019/6/27,13,3、线性（Linearity）,是在量具预期的工作量程内，偏倚值的差值,偏倚较小,基准值,偏倚较大,基准值,观测平均值,观测平均值,观 测 平 均 值,基准值,无偏倚,有偏倚,2019/6/27,14,3.1 线性示例,（1）测量数
6、据,2019/6/27,15,3.1 线性示例,（2）线性回归公式：Y=b+aXX：基准值 Y：偏倚 a：斜率拟合结果： 偏倚 =b+aX=0.7367-0.1317*(基准值)线性 =|斜率|*(过程变差)=0.1317*6.00=0.79%线性 =100*线性/过程变差=13.17%拟合优度(R2)=0.98,2019/6/27,16,3.1 线性示例,非线性的可能原因： 在工作范围上、下限内校准不正确； 仪器磨损； 最小或最大值校准量具的误差； 仪器固有的设计特性。,2019/6/27,17,四、量具双性研究G R&R分析法,2019/6/27,18,1 重复性（Repeatabilit
7、y)EV,重复性又称为量具变异，是指用同一种量具，同一个操作者，当多次量测相同零件之指定特性时所得之变异。EV=R*K1 %EV=100(EV/TV) 说明：EV为重复性，TV为全变异R为平均极差K1为重复性之系数，与测量次数有关（查表）TV为全变异，TV= (R&R)2+PV2) 其中：R&R为重复性与再现性，PV为零件变异,2019/6/27,19,（例1）三位作业者10个零件分别测量，每个零件测量两次，数值如下表所列：,2019/6/27,20,由上表先计算出Ra,Rb,Rc 因此R=1/3（Ra+Rb+Rc)=0.04EV=R*K1=0.04*4.56=0.18%EV=100*(EV/
8、TV)=100*(0.18/0.93)=18.7%,重复性,2019/6/27,21,再现性又称为作业者变异，是指不同作业者以相同量具测量相同产品之特性时，测量平均值之变异。AV=（Xdiff*K2)2-(EV2/nr)%AV=100(AV/TV)说明：AV 为再现性，TV为全变异Xdiff为最大均值差，即不同作业者所测量之平均最大 值与最小值之差K2 为再现性之系数，与作业者之人数有关（查表）n 为被测量之零件数目r 为每位作业者测量次数,2 再现性(Reproducibility)AV,2019/6/27,22,（例1）三位作业者10个零件分别测量，每个零件测量两次，数值如下表所列：,再现
9、性,操作者B,操作者A,操作者C,2019/6/27,23,依上表可先计算出个人每次测量10个零件之平均值Xa,Xb,Xc如上表所示Xdiff=Xa-Xb=0.83-0.77=0.06 查表得知 K2=2.70 (K2 =3.65/2人 2.70/3 人)TV=0.93,EV=0.18,且n=10,r=2AV=(Xdiff*K2)2-(EV2/nr)=(0.06*2.70)2-(0.182/10*2)=0.16%AV=100(AV/TV)=100*(0.16/0.93)=17.2%,2019/6/27,24,3 零件变异（Part Variation）,零件变异为制程中个别零件测量平均值之变异
10、PV=Rp*K3 说明：Rp为零件平均值的极差K3为系数，与零件数有关（查表）PV=Rp*K3=0.56*1.62=0.90,2019/6/27,25,重复性与再现性R&R=(AV)2+(EV)2 TV=(R&R)2+(PV)2 EV=R*K1 %EV=100*EV/TV % AV=(Xdiff*K2)2-(EV2/nr) %AV=100*AV/TV % R&R=(AV)2+(EV)2 % R&R=100*R&R/TV% PV=Rp*K3 %PV=100*PV/TV%,4 G R&R分析法,2019/6/27,26,5 G R&R判定标准,%R&R10% 可接受%R&R30% 不接受%R&R 10 30% 临界（用X-R分析）重复性极差控制图应受控零件评价人平均值图应不受控（考虑：贵重仪器、难修理仪器、测量重要特性等）,2019/6/27,27,2019/6/27,28,6 G R&R分析,重复性比再现性大： 仪器需要维护； 量具刚度不够； 夹紧和检测点需改进； 零件内变差（失圆、锥度等）过大。再现性比重复性大： 评价人培训不足； 刻度不清晰； 需要某种辅助器具。,2019/6/27,29,五、小样分析法（计数型）,样板,评价人,判 定,通过同一样板在不同测量员之间的判定方式来判定，如果有一个样板被不同的测量员有不同的判定结果，则此仪器 被判定为不合格。,
