MSA分析工作切记不要“公式化”

yangzhaosheng

    很多朋友在做MSA分析时通常第一反应是“公式化”。
    ——什么叫“公式化”呢？
    简单地说，就是将测量系统简单地分为几类，最常见的分类是计量型和计数型测量系统，然后根据计量型和计数型去套用MSA手册提供的参考方法。套用完这些参考方法之后，就认为很保险了，不会有什么差错。
    诚然，如果我们的测量系统的特点也正如MSA手册所举的例子中的测量系统类似，套用手册给出的参考方法当然没有问题。而且手册也对测量系统进行了分类，也根据不同类别给出了参考分析方法。但问题来了，我们接触到的测量系统形形色色，MSA手册提供的有限的参考方法真的可以像一把万能钥匙一样吗？细心思考一下，这是很难做到的。
    我们可以看一下MSA手册第四版第3页编写组就有言在先：
    “本手册的目的是为评定测量系统的质量提供指南。尽管这些指南足以用于任何测量系统，但主要用于工业界的测量系统。本手册不打算作为所有测量系统的一种分析总览，而是主要用于那些对于每个零件能重复读数的测量系统。许多分析对于其它形式的测量系统也是很有用的，并且该手册的确包含了参考意见和建议，但对更复杂的或不常用的方法在此没有讨论，建议使用者参考适宜的统计资源。本手册也不涵盖顾客对测量系统分析方法所要求的批准。”
    仔细品读这段话，我们可以挖出三点重要信息：
    第一、MSA手册主要用于工业界的测量系统。（根据手册产生的背景我们推断，编写组指的工业界主要是机械加工方面的测量系统）
    第二、每个零件能重复读书的测量系统意味着手册提供的参考方法和建议更适合于非破坏性的测量试验。
    第三、对于更复杂的或不常用的方法手册没有讨论，需要使用者自己找资源和标准，包括客户批准后的标准方法。（这些，手册均未涵盖）
    根据我们大家平时工作的特点，我们知道很多测量系统比如标准物质类测量系统、自动化测量系统、破坏性但又无法确定样品分布的测量系统、自动化且破坏性的复杂测量系统、自动化外观检测系统、非接触式测量系统等等，手册里面也举了一些例子，但大部分都没有我们实际碰到的复杂。
那是不是我们不要手册呢？当然不是，手册能帮我们解决大部分测量系统的分析工作，它是一种基础性、通用性的参考手册，也是一种国际上公认的MSA标准，这种先决条件肯定代表了一种价值，我们当然不能离开手册的要求和指导。
    然而，我这里要提的一个概念不是方法方面的指导，而是“MSA分析思路的指导”，即一种指导精神，虽然手册无法涵盖所有的测量系统，但手册的思路能为我们起到很好的启发作用，我们可以根据自己学到的知识尤其是统计学知识，根据自己企业的实际情况，来丰富和完善企业自身的MSA分析工作，形成一套具备企业自身特色的MSA管理模式，这种模式几乎是不可复制的，因为MSA不仅是技术上的规范、还有管理流程上的规范，这些需要沉淀在企业内部，形成一种MSA工作范式。
    我想举一两个例子来说明一下为什么我们的MSA工作不能生搬硬套、不能“公式化”。
    首先，我们先看下测量系统的分类。从不同的角度，可将测量系统进行如下分类：
    （1）从测量数据的离散与连续的性质可分为：
计量型测量系统、计数型测量系统
    （2）从自动化程度可分为：
手动测量系统、自动测量系统
    （3）从测量系统与被测对象的空间关系可分为：
接触式测量系统、非接触式测量系统
    （4）从试验对象的破坏性可分为：
破坏性测量系统、非破坏性测量系统
    当然，你也可以有其他分类，比如单一型测量系统、混合型测量系统，都可以，只要内在的分类逻辑是通的，就没有问题。
那好，知道测量系统的分类后，我们来看一个例子。
    A测量系统（测量样品的表面张力的）是B测量系统（测量样品的表面轮廓度的）的上游工序，有一天，生产主管告诉你发生了一件之前没有过的事情，就是A测过的样品，到了B总是超差，不合格。作为MSA工程师的你，之前有MSA分析报告档案啊，查了一下档案，A和B都符合MSA要求。而且分析周期还没过期呢！
    于是，你又安排一次A和B的MSA分析，发现结果都符合要求了啊？！怎么回事！
    此时，如果你把A测得的数据看作是输入，把B测得的数据看作是输出，然后用相关性R分析得出了A和B之间的相关性居然是正强相关。
    根据相关性分析报告，你找到了设备工程师，告诉他你怀疑A测量系统的主量具已经不具备超然性了，它把样品给破坏了，设备工程师通过仔细的排查居然发现A测量系统（表面张力）的主量具的测量面上裂开了一点，每次都把样品表面破坏了，导致B测量系统进行几何尺寸测量时（面轮廓度）不合格。
    通过维修，最后重复验证了一下MSA和相关性，均符合使用要求。（即无显著相关）
    咦？我们做MSA分析居然要额外用到相关性分析R？
    没错，这不奇怪，这就是手册的指导精神而非手册直接给你方法，我们要根据手册的指导精神，根据实际测量工况去分析，找到合适的方法。当然，找方法一定要严谨，不能随意拍脑袋就定下来，一定要分析情况，必要时从其他途经获取数据进行分析和决策。
    以上这个例子是我之前实际工作中碰到的一个案例加工而成的，当时这个案例如果仅仅是机械地执行手册的要求分别对A和B进行分析的话，那对改善测量系统是一点帮助都没有，其他部门又会说：“他们MSA工程师只会出报告，根本不会改善。”
    再举一个例子：
    有一天，你的测量系统M的GRR结果GRR%=9%，P/T%=15%，NDC=6
    而上一次分析的结果是GRR%=7%，P/T%=8%，NDC=11
    需不需要改善呢？根据控制计划的定义，M属于关键工序的测量系统，按内部规定，GRR结果一定要GRR%≤10%，P/T%≤10%，NDC≥10，这些规定都写在内部作业指导文件上，做PPAP的时候是有把上一次GRR结果提交给客户的。
因此，你每天加班，开会，定改善方案，找相关工程和设备人员进行探讨改善，最后怎么改都不行，而现实情况是生产线要继续，总不能让M罢工吧？
此时的你，苦恼了吗？嗯，曾经的我就苦恼过。
    后来的解决办法是：我们通过客情关系的同事把客户一起拉进改善小组，让他成为我们改善小组的过程监督员，我们努力想办法，测数据，定改善方案，最后把几套改善方案拿出来讨论，全程让客户参与。最后，通过不断沟通和努力改善，测量系统M的GRR结果依旧不理想，不过好了一点点，也规范了操作员手法，测量系统的σ2贡献率中再现性贡献率下降了，客户很高兴，也知道我们尽力了，最后通过这位客户大人找到了客户那边的项目经理，项目经理通过他们内部的会议确定此工序对产品最终质量影响并没有DFMEA里的那么大，于是对控制计划进行了变更，将这道工序特殊处理，降为了非关键工序。
    为什么客户可以随意批准我们对工艺文件进行更改呢？没错，这就是MSA手册指导精神，客户对自己产品质量风险当然是有考量的，但最初定产品规格限的时候（注意这里：P/T%=15%）夸大了一些，目的是降低自己的工艺设计风险，试问，这种事情每天还不是到处发生，每个部门都把自己要求提得很高，已经超出了实际风险控制的需要了。
    所以说，客户批准了，我们就可以变更，而不能说一味地按照内部标准做改善，也不去和客户沟通，也许你提供的产品只是客户的一个不重要的配件呢？
    可能有朋友要问了，你们是不是制定不出改善方案就用这种方式逃避呢？当然，方案我们是有的，但改善周期预估要三四个月，而这个产品的生命周期才半年，试问，改善的意义何在？因此，我更愿意用“规避”而非“逃避”来描述这种思路。
    另外，还有一个问题值得提一下，就是我们在看手册的时候，务必注意那些看似可有可无的描述。比如，我这里还有一段手册的原话：
    “偏倚通常被称作“准确度”。因为“准确度”有多种意思， 所以建议不要用准确度来替代 ‘偏倚’。”
    平时很多同事就说你做偏倚怎么像在校准量具的准确度呢？这时我就会说，准确度只是针对量具，而偏倚考量的却是整个测量系统，包括人、量具、方法、程序、环境、假设等。
    所以后续大家看到MSA手册有看到类似这样的话一定不要放过，要好好品读一下作者的善意，作者在提醒什么？这样提醒对自己是否有用？自己理解了吗？
    好了，因为篇幅原因，只能举两个稍微好理解的例子，旨在说明我们平时做MSA分析工作的时候，一定要结合实际状况选择分析方法，而不能“公式化”，希望本文能对大家有用，谢谢。

默默潜水的鱼

学习，  比较不错。

grey0708

非常不错，很适合新学习的再认真看一遍书了

大漠孤烟

老师好，如果是组合测量，怎么做MSA比较好？单台设备做还是组合起来做一次？比如进行产品分析时，需要天平、移液管、电位滴定仪组合起来才能出结果。谢谢！

yangzhaosheng

大漠孤烟 发表于 2018-8-23 14:35
老师好，如果是组合测量，怎么做MSA比较好？单台设备做还是组合起来做一次？比如进行产品分析时，需要天平 ...

很抱歉，最近没空上论坛，刚看到你的问题。您指的组合测量情况在实际工作非常多见，原则上都是要按组合所得的最终结果作为测量数据来做。
另外，如果分析出现了异常，需要排查各个环节时，需要对每一个环节的测量系统逐一进行分析。

大漠孤烟

yangzhaosheng 发表于 2018-10-10 21:51
很抱歉，最近没空上论坛，刚看到你的问题。您指的组合测量情况在实际工作非常多见，原则上都是要按组合所 ...

谢谢回复。最终结果的MSA结果不好。还是先做分项的，看看那个环节问题多

韦斯牛

非常高的文章

yangzhaosheng

韦斯牛 发表于 2018-11-14 08:12
非常高的文章

谢谢鼓励！

豆花

还是不懂
估计太笨

大漠孤烟

请教杨老师。关于MSA的方差分析法（ANOVA），在看手册的时候有个地方看不明白，可否赐教？
         计算F的时候手册（第四版）P118和P182的计算模式不同，区别在哪？
        P118的F_A和F_P计算时除的都是MS_E；P182的F_A和F_P计算时除的都是MS_AXP?
         Minitab的F值计算是P182的模式？
        谢谢
      

西秋海棠

非常不错，很适合新学习的再认真看一遍书了

zm123456

感谢分享，谢谢

@wmh3216

学习，  比较不错。

Mia

感谢楼主分享