测量系统分析

测量系统分析（MSA）
什么是测量系统

*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

人
设备
材料             测量过程           数据
方法
环境
输入                                 输出

*测量系统应具备的特性
1）        处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因；
2）        测量系统的变异性小于过程变异性；
3）        测量系统的变异性小于技术规范界限；
4）        测量精度应高于过程变异性和技术规范宽度的1/10；
5）        当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于过程变差和规范宽度较小者；


什么是数据的质量

*数据的类型

——计量型数据
——计数型数据

*如何评定数据质量

——测量结果与“真”值的差越小越好
——数据质量是用多次测量的统计结果进
    行评定

*计量型数据的质量

——均值与真值（基准值）之差
——方差大小

*计数型数据的质量
——对产品特性产生错误分级的概率

测量系统评定的两个阶段


*第一阶段（使用前）

——确定统计特性是否满足需要
——确定环境因素是否有影响


*第二阶段（使用过程）

——确定是否持续的具备恰当的统计特性









测量系统特性及变差类型和定义

类型        定义        图示
分辨力
测量系统检出并如实指出被测定特性微小变化的能力       
评价均值质量        偏倚        观测平均值与基准值的差                基准值
            偏倚


        稳定性        在某种持续时间内测量同一基准或零件单一特性结果的总变差                          稳定性

                   时间2

                   时间1
        线性        量具的预期工作范围内偏倚的变化        观察平均值
   
     有偏倚
          无偏倚

             基准值
评价变差质量        重复性        同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差       



        再现性        不同评价人，测量同一特性观测平均值的变差                    B

              C
        A

        再现性

测量系统的分辨力

*建议的可视分辨率
     
     ≤6σ/10
σ——过程的标准差（不是公差宽度的1/10）

*分辨率不足对控制图的影响













测量系统的稳定性

*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。

*利用控制图评价测量系统稳定性。

——保持基准件或标准样件。
——极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定的重复性。
——均值图出现失控时，说明偏倚不稳定。






评价测量系统的三个基本问题

*是否有足够的分辨力

*是否统计稳定

*统计特性用于过程控制和分析是否可接受。

盲测法

*在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。

向传统观念挑战

*长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。





国际标准

国家标准

地方标准


公司标准                       检测设
                               备制造厂


测量结果



*追溯性：通过应用连接标准等级体系的适当标准程序，使单个测量结果与国家标准或国家接受的测量系统相联系。

测量系统的偏倚
实例

已知：基准值=0.8mm,             零件过程变差=0.7mm
一位评价人对样件测量十次结果（以mm为单位）
     0.75     0.75     0.80     0.80     0.65
     0.80     0.75     0.75     0.75     0.70
X = ∑X / 10 = 7.5 / 10 = 0.75
偏倚 = 0.75 - 0.8 = - 0.05
偏倚占过程变差百分比=%[∣偏倚∣/过程变差]
                    =100[0.05/0.70]=7.1%

*偏倚相对较大的可能原因：
——基准的误差
——元器件磨损
——仪器尺寸误差
——测量错误的特性
——仪器未经正确校准
——不正确使用仪器


测量系统的重复性与再现性

*测量数据

项目        评价人（1）        评价人（2）
零件        1    2     3    4    5        1    2     3    4    5
测量次序        1
2
3        217   220   217   214   216
216   216   216   212   219
216   218   216   212   220        216   216   216   216   220
219   216   215   212   220
220   220   216   212   220
均值x
极差R        216.3  218.0  216.3   212.7   218.3
1.0    4.0   1.0   2.0    4.0        218.3   217.3  215.7  213.3  220.0
4.0    4.0   1.0   4.0   0.0
X        216.3        216.9
R        2.5

重复性分析
——绘极差图             ——计算控制限
UCLR = R ※ D4 = 2.5 ※ 2.575 = 6.4 mm
LCLR = R ※ D3 = 0.00 mm

——分析控制图           ——计算重复性（量具变差）
EV = 5.15σe = 5.15R/d2 =5.15 ※ 2.5/1.72= 7.5 mm
*两个评价人乘五个零件试验三次


*再现性分析
——评价人均值极差
    R0 = X2 - X1 = 216.9 - 216.3 = 0.6
——计算再现性      
    AV = 5.15(R0/d2)2 -σe 2/nr
       = 5.15(0.6/1.41)2-1.452/5※3
       = 1.03
*由两个数产生的极差

*零件间变差分析

——计算均值控制限
     UCLx=X+A2R=216.6 +1.023 ※ 2.5= 219.2 mm（试验三次）
     LCLx=X-A2R=216.6-1.023 ※ 2.5= 214.1 mm
——分析控制图（一半以上点应在控制限外）
——计算零件间变差
      PV= 5.15 RP/d2 = 5.15 ※ (6.2/2.48) = 12.8 mm
*有五个零件

*计算双性
      R&R=√(EV)2+(AV)2=√(7.5)2+(1.0)2 = 7.6 mm



*计算过程总变差
       TV = (PV)2 + (R&R)2 = 12.82+7.62  = 14.9 mm

*计算双性对总变量差的比例
      R&R=R&R/TV※100%=7.6/14.9※100%=51%

*计算数据分级
分级数 =  PV/R&R ※ 1.41= 12.8/7.6 ※ 1.41 =2

*量具重复性和再现性(R&R)可接受性准则是：      
1.低于10%的误差 ------测量系统可接受；
2.10%至30%的误差----根据应用的重复性，   量具成本，维修费用等可能是可接受的；
3.大于30%的误差---测量系统需要改进，进 行各种努力发现问题并改进。

我觉得MSA这个东东太复杂了,研究不明白,要好好学习一下了:P

xlzhang

就R&R的取樣來說吧:都說取樣來自正常生產中的產品,但做出的最終結果往往就是不良,根據不停的實驗我個人認為所取的樣本要在上中下限範圍內有一定的比例才可能合格,可卻沒弄明白怎麼去掌握這個比例.不知哪位有這方面的知識可以分享一下,謝謝!