TS16949五大工具培训教材之三MSA第四版PPT讲议

极 差 图

什么是MSA？
如何判断测量系统的分辨力是否足够？
判断准则：
当极差图显示可能只有一、二或三个极差值在控制限值内时，或 可能4个极差值在控制限值内且超过四分之一以上的极差为零时， 都反映了测量系统没有足够的分辨率/力。
建议：
可视分辨率最多是总过程的6σ（标准偏差）的十分之一（而不是 公差范围的十分之一）。

什么是MSA？
影响测量系统的因素:
量具(Gage) 人(People)
测量技术(Measurement Technique)
测量程序(Measurement Procedure) 软件(Software) 环境(Environment) 其它因素(Other Factors)
总过程变差
过程变差
测量系统变差
Sigma Sigma Sigma
2 t 2 p

2 m
为什么要进行MSA？
因此我们需要：
通过一系列的科学方法——确保具有合适 分辨力和小的测量系统误差的测量系统。

为什么要进行MSA？
MSA系统可以让你获得什么？
计划要使用的方法； 确定评价人的数量、样品数量及重复读数次数； 从日常操作该仪器的人中挑选评价人； 样品必须从过程中随机选取并代表整个工作范围； 仪器的分辨率应允许至少读取特性的预期过程变差的十分 之一； 确保测量方法（即评价人和仪器）在按照规定的测量步骤 测量特征尺寸。
3

什么是 MSA？
可利用平均值—极差控制图来研究稳定性
平均值失控表示：系统不再正确地测量（偏倚已 经改变） 可能的原因：需要校准等
极差图失控表示：不稳定的重复性 可能的原因：部件松动、气路堵塞、电压变化等

什么是MSA？
UCL 0.88
0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 1
R
0.12 0.11 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 1 2
CL 0.807 LCL 0.735
2
chart by Operator
3
UCL 0.125
CL
0.038
LCL 0
为什么要进行MSA？
我（你）的测量数据是可靠的吗？ 测量系统有足够的分辨力吗？ 两年内量具的结果能否保持一致？
为什么不同的测量人员得到的结果不同，我应该相信 谁？
量具测量重复测量时结果也不尽相同，应该如何取值？
……

为什么要进行MSA？
LSL USL
零件间变差：由同一或不同的评价人，采用同一
个的测量仪器，测量不同零件的同一特性时零件测量
平均值的变差。
零件间标准偏差：σp =Rp/d2（ Rp为样品平均 值极差）。
零件间变差：PV=5.15 Rp/d2 。(d2取值取决于 量具研究使用的零件数m和参与计算的极差个 数g=1，可从附表一中查得)。

什么是MSA？
测量系统的分辨率的意义：
如果测量系统没有足够的分辨率，它不能 识别过程变差以及定量表示单个零件的特 性值； 不适合的分辨率可以通过极差图方便地显 示出来。 请看下页的极差图

什么是MSA？
如何判断测量系统的分辨率是否足够？
什么是MSA？
再现性研究：
均值控制图（评价人对每个零件的平均值绘制而 成）
注意： 控制限 以重复性误差为 基础而不是零件 间变差。
如果只有30%或少于一半的平均值在限值外，则测量系统 不足以检测出零件间变差。

什么是MSA？
重复性与再现性之间比较：
如果重复性＞再现性：
2 测量系统标准偏差 m e2 o
测量系统的重复性占总 过程变差的百分比: % EV EV / TV 100% 测量系统的再现性占总 过程变差的百分比: % AV AV / TV 100% 测量系统变差占总过程 变差的百分比: % R & R [ R & R / TV ] 100% 零件间变差占总过程变 差的百分比: % PV PV / TV 100%

大于30% — 测量系统需要改进。

什么时候进行MSA？
传统上:
根据经验 制造商建议 无科学的方法
太短
资源浪费 不必要的活动
太长
采取不正确的测量系统的危险度增大

什么时候进行MSA？
测量系统研究准备

什么是 MSA？
测量系统变差的分布特征：
反映测量值相对于标准值的位臵：
• 偏倚(Bias) • 稳定性(Stability) • 线性(Linearity)
反映测量值的分散程度—方差，也即R&R：
• 重复性(Repeatability) • 再现性(Reproduc的工作量程内，偏倚值的差值。
量程较低部分
量程较高部分

什么是MSA？
线 性 图
其中：x:基准值 y:偏倚 y=a+bx ，b：斜率

什么是MSA？
线性的表达方式：
a
y) ( xy x
n
( x ) 2 ( x 2 ) n

什么是MSA？
稳定性：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；（或称飘移）
稳定性
时间1
时间2

什么是MSA？
可利用平均值—极差控制图来研究稳定性
Xbar chart by Operator
1 0.9

什么是MSA？
好的测量系统应该具备：
统计稳定性： 只有正常原因 没有异常原因 测量系统的变差<过程的变差 测量的分辨率<=1/10*[5.15*过程变差] 线性较好 保证测量结果的一致性;


什么是MSA?
测量系统R&R计算公式
由于量具变差影响了该估计值，必须通过减去重复性部分来调整。
校正过的再现性 AV
Ro 2 (5.15 e ) 2 [5.15 ] [ ] d2 ( nr)
式中 : n 零件数量, r 试验次数 . 调整后的再现性的标准偏差：σo=AV/5.15

b

y x a ( ) n n [ xy x
2
R2
y]
n
2
( x 2 ) ( y ) 2 2 [ x ( )] [ y ( )] n n

什么是MSA？
线性的表达方式：
线性回归直线的拟合优度（R2）用来推断偏倚与 基准值之间的线性关系. 线性=|斜率|×（过程变差） %线性=100[线性/过程变差] 拟合优度（R2）用来推断偏倚与基准值之间的线 性关系,其取值范围为[0,1],越接近于1表示线性关 系越强。 注意: 线性是由最佳拟合直线的斜率而不是拟合优 度的值确定的，一般地，斜率越低，量具线性越 好。
测量同一零件的同一特性时获得的测量值的变差。 主要反映：量具变异。
重复性

什么是MSA？
重复性的计算公式：
重复性标准偏差或仪器 变差( e )的估计为R 式中R为重复测量的平均极差 . d2 ,
仪器变差或重复性 EV )为5.15 R (
d2
, 代表正态分
布测量结果的 %.(d 2 依赖于试验次数 及零件数 99 m 量乘以评价人数量 g ),可从附表一中查得 ( )

什么是MSA？
产生重复性的一般原因：
仪器自身； 零件在仪器中位臵变化。

什么是MSA？
极差控制图
分析重复性
如果所有极差都受控，则仪器变差和测量过程在 研究期间是一致的； 如果一名评价人失控，那么他的方法与其他人不 同； 如果所有评价人都失控，则必须改进测量技术；

什么是MSA？
测量系统非线性的可能原因：
在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准； 最小或最大值校准量具的误差； 磨损的仪器； 仪器固有的设计特性； … …

什么是MSA？
重复性：由一个评价人，采用同一种测量仪器，多次

专业工具书简介
IATFAIAG官方正版识别 如右图：1.中英文对照 2.封面没有打孔 3.16开本 4.封面覆膜 网上销售地址： 淘宝唯一授权旗舰店：


什么是MSA？
偏倚：测量结果的观测平均值与基准值的差值 （也叫准确度）；
基 准 值
偏倚
观测的平均值

什么是MSA？
偏倚较大，可能的原因：
标准或基准值误差；检验校准程序
仪器磨损； 维护或修理
制造的仪器尺寸不对； 仪器测量了错误的特性； 仪器校准不当； 复查校准方法 评价人员使用仪器不当； 复查检验说明书 仪器修正计算不正确
接受新测量设备的准则； 一种测量设备与另一种测量设备的比较； 评价怀疑有缺陷的量具的依据； 维修前后测量设备的比较； 计算过程变差所需的方法，以及生产过程的可接 受性水平；
想知道什么是MSA了吧？

什么是MSA？
测量系统：指被测试特性赋值的操作、程序、 量具、设备、软件以及操作人员的集合，是用 来获得测量结果的整个过程。 量具：指任何用来获得测量结果的装置；包括 用来测量合格/不合格的装置。 测量系统的分辨率：测量系统检出并如实指示 被测特性中极小变化的能力（也称为分辨力）。

什么是MSA？
再现性：由不同的评价人，采用同一个的测量仪器，
测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。
主要反映:人的变异
评价人B
评价人C 评价人A

什么是MSA？