測量系統分析

測量系統分析（MSA）
什么是測量系統

*測量系統：用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設備、軟件及操作人員的集合

人
設備
材料             測量過程           數據
方法
環境
輸入                                 輸出

*測量系統應具備的特性
1）        處于統計控制狀態，即只存在變差的普通原因；
2）        測量系統的變異性小于過程變異性；
3）        測量系統的變異性小于技術規范界限；
4）        測量精度應高于過程變異性和技術規范寬度的1/10；
5）        當被測項目變化時，測量系統統計特性的最大變差小于過程變差和規范寬度較小者；


什么是數據的質量

*數據的類型

——計量型數據
——計數型數據

*如何評定數據質量

——測量結果與“真”值的差越小越好
——數據質量是用多次測量的統計結果進
    行評定

*計量型數據的質量

——均值與真值（基準值）之差
——方差大小

*計數型數據的質量
——對產品特性產生錯誤分級的概率

測量系統評定的兩個階段


*第一階段（使用前）

——確定統計特性是否滿足需要
——確定環境因素是否有影響


*第二階段（使用過程）

——確定是否持續的具備恰當的統計特性









測量系統特性及變差類型和定義

類型        定義        圖示
分辨力
測量系統檢出并如實指出被測定特性微小變化的能力       
評價均值質量        偏倚        觀測平均值與基準值的差                基準值
            偏倚


        穩定性        在某種持續時間內測量同一基準或零件單一特性結果的總變差                          穩定性

                   時間2

                   時間1
        線性        量具的預期工作范圍內偏倚的變化        觀察平均值
   
     有偏倚
          無偏倚

             基準值
評價變差質量        重復性        同一評價人，多次測量同一特性的觀測值變差       



        再現性        不同評價人，測量同一特性觀測平均值的變差                    B

              C
        A

        再現性

測量系統的分辨力

*建議的可視分辨率
     
     ≤6σ/10
σ——過程的標準差（不是公差寬度的1/10）

*分辨率不足對控制圖的影響













測量系統的穩定性

*兩種穩定性

——一般概念：隨著時間變化系統偏倚的總變差。
——統計穩定性概念：測量系統只存在普通原因變差而沒有特殊原因變差。

*利用控制圖評價測量系統穩定性。

——保持基準件或標準樣件。
——極差圖（標準差圖）出現失控時，說明存在不穩定的重復性。
——均值圖出現失控時，說明偏倚不穩定。






評價測量系統的三個基本問題

*是否有足夠的分辨力

*是否統計穩定

*統計特性用于過程控制和分析是否可接受。

盲測法

*在實際測量環境下，在操作者事先不知正在對該測量系統進行評定的條件下，獲得測量結果。

向傳統觀念挑戰

*長期存在的把測量誤差只作為公差范圍百分率來報告的傳統，是不能面臨未來持續改進的市場挑戰。





國際標準

國家標準

地方標準


公司標準                       檢測設
                               備制造廠


測量結果



*追溯性：通過應用連接標準等級體系的適當標準程序，使單個測量結果與國家標準或國家接受的測量系統相聯系。

測量系統的偏倚
實例

已知：基準值=0.8mm,             零件過程變差=0.7mm
一位評價人對樣件測量十次結果（以mm為單位）
     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
偏倚占過程變差百分比=%[∣偏倚∣/過程變差]
                    =100[0.05/0.70]=7.1%

*偏倚相對較大的可能原因：
——基準的誤差
——元器件磨損
——儀器尺寸誤差
——測量錯誤的特性
——儀器未經正確校準
——不正確使用儀器


測量系統的重復性與再現性

*測量數據

項目        評價人（1）        評價人（2）
零件        1    2     3    4    5        1    2     3    4    5
測量次序        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
極差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

重復性分析
——繪極差圖             ——計算控制限
UCLR = R ※ D4 = 2.5 ※ 2.575 = 6.4 mm
LCLR = R ※ D3 = 0.00 mm

——分析控制圖           ——計算重復性（量具變差）
EV = 5.15σe = 5.15R/d2 =5.15 ※ 2.5/1.72= 7.5 mm
*兩個評價人乘五個零件試驗三次


*再現性分析
——評價人均值極差
    R0 = X2 - X1 = 216.9 - 216.3 = 0.6
——計算再現性      
    AV = 5.15(R0/d2)2 -σe 2/nr
       = 5.15(0.6/1.41)2-1.452/5※3
       = 1.03
*由兩個數產生的極差

*零件間變差分析

——計算均值控制限
     UCLx=X+A2R=216.6 +1.023 ※ 2.5= 219.2 mm（試驗三次）
     LCLx=X-A2R=216.6-1.023 ※ 2.5= 214.1 mm
——分析控制圖（一半以上點應在控制限外）
——計算零件間變差
      PV= 5.15 RP/d2 = 5.15 ※ (6.2/2.48) = 12.8 mm
*有五個零件

*計算雙性
      R&R=√(EV)2+(AV)2=√(7.5)2+(1.0)2 = 7.6 mm



*計算過程總變差
       TV = (PV)2 + (R&R)2 = 12.82+7.62  = 14.9 mm

*計算雙性對總變量差的比例
      R&R=R&R/TV※100%=7.6/14.9※100%=51%

*計算數據分級
分級數 =  PV/R&R ※ 1.41= 12.8/7.6 ※ 1.41 =2

*量具重復性和再現性(R&R)可接受性準則是：      
1.低于10%的誤差 ------測量系統可接受；
2.10%至30%的誤差----根據應用的重復性，   量具成本，維修費用等可能是可接受的；
3.大于30%的誤差---測量系統需要改進，進 行各種努力發現問題并改進。

我覺得MSA這個東東太復雜了,研究不明白,要好好學習一下了:P

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!