MSA测量系统分析(4400字)

发表于:2020.8.25来自:www.fanwen118.com字数:4400 手机看范文

测量系统分析(Measurement Systems Analysis,MSA)

数据是通过测量获得的,对测量定义是:测量是赋值给具体事物以表示他们之间关于特殊特性的关系。赋值过程定义为测量过程,而赋予的值定义为测量值。

从测量的定义可以看出,除了具体事物外,参于测量过程还应有量具、使用量具的合格操作者和规定的操作程序,以及一些必要的设备和软件,再把它们组合起来完成赋值的功能,获得测量数据。这样的测量过程可以看作为一个数据制造过程,它产生的数据就是该过程的输出。这样的测量过程又称为测量系统。它的完整叙述是:用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、夹具、软件、人员、环境和假设的集合,用来获得测量结果的整个过程称为测量过程或测量系统。

众所周知,在影响产品质量特征值变异的六个基本质量因素(人、机器、材料、操作方法、测量和环境)中,测量是其中之一。与其它五种基本质量因素所不同的是,测量因素对工序质量特征值的影响独立于五种基本质量因素综合作用的工序加工过程,这就使得单独对测量系统的研究成为可能。而正确的测量,永远是质量改进的第一步。如果没有科学的测量系统评价方法,缺少对测量系统的有效控制,质量改进就失去了基本的前提。为此,进行测量系统分析就成了企业实现连续质量改进的必经之路。

近年来,测量系统分析已逐渐成为企业质量改进中的一项重要工作,企业界和学术界都对测量系统分析给予了足够的重视。测量系统分析也已成为美国三大汽车公司质量体系QS9000的要素之一,是6σ质量计划的一项重要内容。目前,以通用电气(GE)为代表的6σ连续质量改进计划模式即为:确认(Define)、测量(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)和控制(Control),简称DMAIC。

从统计质量管理的角度来看,测量系统分析实质上属于变异分析的范畴,即分析测量系统所带来的变异相对于工序过程总变异的大小,以确保工序过程的主要变异源于工序过程本身,而非测量系统,并且测量系统能力可以满足工序要求。测量系统分析,针对的是整个测量系统的稳定性和准确性,它需要分析测量系统的位置变差、宽度变差。在位置变差中包括测量系统的偏倚、稳定性和线性。在宽度变差中包括测量系统的重复性、再现性。

测量系统可分为“计数型”及“计量型”测量系统两类。测量后能够给出具体的测

量数值的为计量型测量系统;只能定性地给出测量结果的为计数型测量系统。“计量型”测量系统分析通常包括偏倚(Bias)、稳定性(Stability)、线性(Linearity)、以及重复性和再现性(Repeatability&Reproducibility,简称R&R)。在测量系统分析的实际运作中可同时进行,亦可选项进行,根据具体使用情况确定。

“计数型”测量系统分析通常利用假设检验分析法来进行判定。

测量系统所应具有之统计特性

1.测量系统必须处于统计控制中,这意味着测量系统中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。这可称为统计稳定性。

2.测量系统的变差必须比制造过程的变差小。

3.变差应小于公差带。

4.测量精度应高于过程变差和公差带两者中精度较高者,一般来说,测量精度是过程变差和公差带两者中精度较高者的十分之一。

5.测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。若真的如此,则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。

测量系统分析的标准

1.国家标准;

2.第一级标准(连接国家标准和私人公司、科研机构等);

3.第二级标准(从第一级标准传递到第二级标准);

4.工作标准(从第二级标准传递到工作标准)。

测量系统分析的指标

1、测量系统

测量系统是指用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合;是用来获得测量结果的整个过程。测量系统是指测量设备、测量人、测量方法、测量环境、被测工标准这一套与测量结果紧密关联的一套系统,用在某处以获取数据时是否适宜,是否可以接受。测量系统分析按照分析数据类型来分,可以分为“计数型”和“计量型”测量系统分析两类。“计量型”测量系统分析通常包括“稳定性”、“重复性”、“再现性”、“偏倚”及“线性”的分

析和评价。在测量系统分析的实际运作中可同时进行,亦可选项进行,根据具体使用情况确定。

2、稳定性

测量系统的稳定性是指测量系统的各个计量特性(主要是偏倚和精度)在时间范围内保持恒定的能力。经过一段长时间下,用相同的测量系统以同一基准或零件的同一特性进行测量所获得的总变差,稳定性是整个时间的偏倚变化。

3、偏倚

偏倚是指多次测量的理论上的平均值与其参考值之间的差异。参考值的来源主要有:多个准确测量设备所得重复测量值的平均值;专业团体认可的值;当事方达成一致的值或者法律规定的值。

4、线性

线性是指在测量系统预期的量程范围内,各点处的偏倚与参考值呈线性关系。线性就是要求这些偏倚量在数学上表现为是其对应参考值的线性回归关系。

5、重复性

重复性误差指的是同一个操作者使用同一套测量设备,对同一个测量部件的同一特性在较短的时间间隔内进行多次

测量系统分析时机

1).新生产之产品PV有不同时;

2).新仪器,EV有不同时;

3).新操作人员,AV有不同时;

4).易损耗之仪器必须注意其分析频率。

1.R&R之分析

决定研究主要变差形态的对象。

使用"全距及平均数"或"变差数分析"方法对量具进行分析。

于制程中随机抽取被测定材料需属统一制程。

选2-3位操作员在不知情的状况下使用校验合格的量具分别对10个零件进行测量, 测试人员将操作员所读数据进行记录, 研究其重复性及再现性(作业员应熟悉并了解一般

操作程序, 避免因操作不一致而影响系统的可靠度)同时评估量具对不同操作员熟练度。 针对重要特性(尤指是有特殊符号指定者)所使用量具的精确度应是被测量物品公差的1/10, (即其最小刻度应能读到1/10过程变差或规格公差较小者; 如: 过程中所需量具读数的精确度是0.01m/m, 则测量应选择精确度为0.001m/m), 以避免量具的鉴别力不足,一般之特性者所使用量具的精确度应是被测量物品公差的1/5。

试验完后, 测试人员将量具的重复性及再现性数据进行计算如附件一(R&R数据表), 附件二(R&R分析报告), 依公式计算并作成-R管制图或直接用表计算即可。

2.结果分析

1)当重复性(EV)变差值大于再现性(AV)时:

量具的结构需在设计增强。

量具的夹紧或零件定位的方式(检验点)需加以改善。

量具应加以保养。

2)当再现性(AV)变差值大于重复性(EV)时:

作业员对量具的操作方法及数据读取方式应加强教育, 作业标准应再明确订定或修订。 可能需要某些夹具协助操作员, 使其更具一致性的使用量具。

量具与夹治具校验频率于入厂及送修纠正后须再做测量系统分析, 并作记录。 进行测量系统分析的基本要求

(1)量具

拟执行测量系统分析的量具必须经过计量确认合格,同时其分辨力应至少能直 接读取被测特性预期变差的1/10。

(2)评价人

执行测量作业的人员,均应经过必要的量具使用、维护训练,不至于出现因人 员操作问题所造成的测量误差。

(3)编制测量系统分析计划

在计划中明确所要进行分析的量具以及评价人、开始日期和预计完成日期等。

(4)测量过程为盲测

最大可能地减少评价人在测量过程中的主观影响。

进行测量系统分析的步骤

测量系统分析的评定通常分为两个阶段:

1.第一阶段:验证测量系统是否满足其设计规范要求。主要有两个目的:

(1)确定该测量系统是否具有所需要的统计特性,此项必须在使用前进行。

(2)发现哪种环境因素对测量系统有显着的影响,例如温度、湿度等,以决定其使用之空间及环境。

2.第二阶段

(1)目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的,应持续具有恰当的统计特性。

(2)常见的就是“量具R&R”是其中的一种型式。

测量系统分析的案例

从选矿生产过程中选取10个铁精矿样品,选用3名化检验人员,使用同一套检验系统,按不同的顺序分别检测10个样品,重复3遍。检测结果数据如下表。

测量数据处理的结果及图表的解释

本实验的测量结果数据的处理采用Minitable软件处理。数据处理结果可用变差的方差分析表和图表两种方式来解释和说明。其中,变差的方差分析表从各项方差占总变差的百分比来说明变异情况,图表则以图来说明。

1.变差的方差分析表

本方法运用极差来计算方差,然后通过方差来计算各种变差及各变差占合计变异的比例,从而确定各变差的影响程度。计算结果如表2。由表2可知:。

MSA测量系统分析

(1)测量系统的合计量具R&R的研究变异值为17.38%,介于10%~20%之间,化检验系统变差较小,化验系统可以接受。

(2)测量系统的重复性为16.26%,介于10%~20%之间,波动较小,说明设备系统变差在可接受范围内。但重复性(16.26%)较大,也是引起合计量具R&R偏高的主要原因,应引起注意,查明原因。

(3)测量系统的再现性和检验人员的变异都为6.15%,小于10%,说明检验人员间的变差波动很小。化检验人员操作一致性较好。

(4)样品间的变异值为98.48%,变异显著,检验系统明显表示出样品间的品质差异。

(5)区别分类数(ndc)为7,大于5。因此,化验系统能够满足测量的需要。

2.图表结果

图表以较直观的方式来说明检验情况,并可以看出较细微的差异:

(1)各变异分量各变异分量情况由图1显示,从图1可以看出样品间的变异是变异的主要来源,系统能够区分试样品位的变化。

MSA测量系统分析

(2)Xbar控制图图2Xbar控制图(平均值图)显示A,B,C三位化检验人员每件样品3次化验的平均值情况。趋势基本一致,手法和条件控制基本一样。3位化检验人员3次化验结果的平均值超过半数的点在控制线以外,化验系统能够反应样品的区别。

3)R控制图图3为R控制图,显示了A,B,C三位化验人员每件样品3次化验结果的极差。图中显示每名检验人员的3次结果的极差小于0.33%;同时小于国家标准中误差(<0.5%)的要求。图中没有超出极差上限(UCL=0.33%)的值。

MSA测量系统分析

MSA测量系统分析

数据统计计算的结果与图表结果一致,可以确定:检验系统变差较小,检验人员之间差别不大,检验系统对样品的分辨率符合要求(区别分类数大于5),能够体现样品间的品质变化,化检验系统可以接受,系统可正常发报结果。但应进一步规范检验人员的标准化操作,稳定检验系统操作条件。

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第二篇:MSA测量系统分析控制程序 3000字

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MSA测量系统分析控制程序

1 目的

明确测量系统的评价方法,从而确定测量系统变差,并利用研究结果采取措施,减

少测量系统的变差,确保测量系统始终处于可接受状态。

2 适用范围

适用于対产品控制计划所渋及到的测量系统的分析、评定的管理。

3 基本职责

3.1 品管部门负责测量系统稳定性、偏倚、线性、重复性、再现性数据的采集、分析、评

定。

4 工作程序

4.1 测量系统分析対象范围

4.1.1 在如下情况下须进行测量系统分析:新产品的试生产阶段、采用了新的量具的分析。

4.2 测量系统必须具备以下统计特性

a) 测量系统必须处于统计控制中,変差只能由普通原因产生而不是特殊原因产生;

b) 测量系统的変异小于制造过程的変异,并小于制品公差带(设定界限値);

c) 测量系统精度是过程変差和公差带两者中精度较高者的十分之一;

d) 测量系统的最大変差是小于过程変差和公差带两者中的较小者。

4.3 测量系统分析方法的要求

4.3.1 能正确反映测量系统的统计特性:偏倚、稳定性、线性、重复性和再现性。

4.3.2 评定并确认测量系统是否在测量正确的変量。

4.4 测量系统分析方法

4.4.1 偏倚:

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4.4.1.1 在精密测量设备上获得被测样件或标准器件的基准値。

4.4.1.2 使用被研究的测量系统测量该样件或标准器件,次数应≧10,求出观测平均値。

4.4.1.3 计算公式: 偏倚=观测平均値-基准値

偏倚 偏倚占过程変差百分比= ×100% 过程変差

4.4.1.4 如果偏倚相对比较大,应分析其可能原因并作相应措施,可参考以下几方面:

a) 标准或基准值误差,应检讨校准程序;

b) 仪器磨损,应制定维护或重新修理计划;

c) 制造的仪器尺寸不対时,应更换仪器;

d) 测量了错误的特性时,应变更测量对象;

e) 仪器校准不正确时,应复查校准方法;

f) 评价人操作不当时,应复查检验说明书;

g) 仪器修正计算不正确时,应重新计算。

4.4.1.5 偏倚分析结果记入《量具的偏倚分析》(FM-6-1102-06)。

4.4.2 稳定性

4.4.2.1由同一评价人在不同的时间内(时间间隔由品管部主管根据不同的测量系统而定)

测量同一标准或标准样件来获取平均值和极差值。

4.4.2.2 应用X-R控制图技朮画出标准或标准样件重复读数的平均值和极差图,看其是否有

失去控制的信号,并通过估计测量过程随时间的变差,定量表示过程的稳定性。

4.4.2.3 若X-R图失控则表明测量系统不稳定,其原因可能是:量具松动、磨损,这时,须

対量具进行修理、校准。

4.4.2.4 穏定性分析结果记入《量具的穏定性分析》(FM-6-1102-05)。

4.4.3 线性

4.4.3.1 在量具的工作范围内选择一组(5个以上)标准或标准样件,用此量具测每个标准

或标准样件(10次以上)得均值,均值与标准或标准样件值(基准值X1、X2...Xn)之差为相应的偏移(Y1、Y2、...Yn),拟合方程式为:y=b+ax,在用偏移与不同基

准值所求得的拟合直线斜率乘以标准或标准样件的过程变差代表量具的线性指数,

线性指数=斜率a×过程变差,显然斜率a越小,量具的线性越好。

4.4.3.2 若出现线性过大或非线性,其原因可能为:在工作范围上限和下限内量具没正 更多免费资料下载请进: 好好学习社区

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确校准、量具磨损、量具固有的设计特性,这时,须对量具进行修理、校准,若是

量具固有的设计特性所造成的,则此量具不能使用,需选用其它量具。

4.4.3.3 线性分析结果记入《量具的线性分析》(FM-6-1102-04)。

4.4.4 重复性和再现性

4.4.4.1 从生产过程中选取10个产品作为一组样本,此组样本代表过程变差的实际或预

期范围并逐一进行编号以便识别。

4.4.4.2 确保测量方法(即评价人和量具)按照规定的测量歩骤测量特征尺寸。

a) 测量应按照随机顺序,确保整个研究过程中的任何漂移或变化随机分布,进行测量,

一般情况下,评价人对零件只进行两次检测。

b) 每个评价人(一般为3人)应采用相同的方法(包括所有歩骤)来获得读数。

4.4.4.3 数值计算,量具的重复性和再现性的计算如《量具的重复性与再现性数据表》

(FM-6-1102-01)与《量具的重复性与再现性报告》(FM-6-1102-02),《量具的重复

性与再现性数据表》(FM-6-1102-01)是数据表格,记录了所有测试结果,《量具的

重复性与再现性报告》(FM-6-1102-02)是数据报告,记录了所有识别信息和按规定

公式进行的所有的计算。

4.4.4.4 结果-数值分析记录在《量具的重复性与再现性报告》(FM-6-1102-02),对总变差

的百分数结果进行评价以确保测量系统是否被允许。

4.4.4.5 用于预期用途,即量具重复性和再现性(R&R)是否可接受,其可接受准则为:

a) 小于10%的误差及分级数大于或等于5 ---测量系统可接受;

b) 10%至30%的误差且分级数大于或等于5---根据应用的重要性、量具成本、维修

的费用等可能是可接受的;

c) 大于30%的误差---测量系统需要改进,必须发现问题并予改正。

4.4.5 计数型量具的评定分析(假设试验分析)

4.4.5.1 从生产过程中选取50个产品做为样本(在选取的50个产品中,一些产品应稍

许低于或高于规范限值),并逐一进行编号以便识别。

4.4.5.2三位评价人三次测量该50个样本,测试结果(接受或拒收)记录在《计数型量具研

究》(FM-6-1102-03)上。

4.4.5.3假设检验分析-交叉表方法进行分析:使用Kappa评价人与基准有好的一致性:更多免费资料下载请进: 好好学习社区

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Kappa=(Po-Pe)/(1-Pe),设Po=对角线单元中观测值的总和,Pe=对角线单元中期望值得总和。

4.4.5.4 计算出测量系统的有效性:有效性=正确判定的数量/判定的机会总数。

4.4.5.5 记录了所有识别信息和按规定公式进行所有的计算。

4.4.5.6 测量系统可接受性规则如下:

a) 评价人可接受有效性-90%、漏发警报比例-2%、误发警报比例-5% 。

b) 评价人可接受边缘需提高有效性-80%、漏发警报比例-5%、误发警报比例-8% 。

4.5

5 品质记录

《量具的重复性与再现性数据表》

《量具的重复性与再现性报告》

《计数型量具研究》

《量具的线性分析》

《量具的稳定性分析》

《量具的偏倚分析》 测量系统分析的报告与生产件批准文件一同保管。

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