MSA测量系统分析(002)

1主讲：徐华锋MeasurementSystemsAnalysisMSA测量系统分析培训2课程内容第一讲MSA和IATF16949的关系第二讲MSA概述第三讲测量系统理论知识第四讲测量系统的几个基本特性第五讲计量型MSA分析第六讲计数型MSA分析第七讲MSA常见问题答疑23第一讲、MSA和TS16949的关系4请问：我公司的计量器具都经过检定，为什么要进行MSA？两个人测量结果不一致；公司和顾客测量结果不一致；不同的测量设备测量结果不一致；IATF16949要求进行测量系统分析;35IATF16949标准：测量系统分析应进行统计研究来分析在控制计划所识别的每种检验、测量和试验设备系统的结果中呈现的变异。所采用的分析方法及接受准则，应与测量系统分析的参考手册相一致。如果得到顾客的批准，其它分析方法和接受准则也可以应用。6实施要点说明对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。测量分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一致。经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。强调要有证据证明上述要求已达到。PPAP手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备应参考MSA手册进行变差研究。APQP手册，MSA为“产品/过程确认”阶段的输出之一。SPC手册指出MSA是控制图必需的准备工作。47实施要点说明标识、监视与测量设备及其校准状态确定量具准确度和精确度当量具被发现处于非校准状态时，应对其以前的测量结果作确认。确保所有的量具的搬运、保护、清洁、维护和存放应用MSA手册中规定的方法01234确定范围012345计划和定义产品设计和开发过程设计和开发产品和过程确认反馈、评定和纠正措施5DFMEAPFMEAMSASPCPPAPAPQP8MSA与五大工具的关系5910:04:30MSA与APQPAPQP第三阶段输出•包装标准•产品/过程质量体系评审•过程流程图•场地平面布置图•特性矩阵图•PFMEA•试生产控制计划•过程指导书•测量系统分析计划•初始过程能力研究计划•包装规范•管理者支持•其它的输出--更新的设备、工装、设施的清单--更新的过程流程--更新的PFMEA1010:04:30•试生产•测量系统评价•初始过程能力研究•生产件审批•生产确认试验•包装评价•生产控制计划•质量策划认定和管理者支持MSA与APQPAPQP第四阶段输出611五大技术手册产品质量先期策划和控制计划（APQP&CP）潜在失效模式和后果分析参考手册（FMEA）测量系统分析参考手册（MSA）--第四版2008年6月--第四版2010年6月统计过程控制参考手册（SPC）--第二版2005年7月生产件批准程序（PPAP）--第四版2006年6月--第二版2008年7月重要的顾客手册-AIAG12第二讲MSA概述1、什么是测量系统2、什么是测量误差3、为何要做测量系统分析713•计量型计数型TEMPERATUREThermometerTimeCaliper量具类型NO-GOGOOnOff14被测产品特性检验/测量数据/测量结果输入输出受控：量具、仪器、检测人员、程序、软件活动：测量、分析、校正对某具体事物赋于数值，以表示它们对于特定特性之间的关系。测量8151)测量定义为赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系；2)赋值过程定义为测量过程；3)赋予的值定义为测量值；4）测量过程看成一个制造过程，它产生数字（数据）作为输出。测量和测量过程16任何用来获得测量结果的装置；经常用来特指用在车间的装置；包括通过／不通过装置。例如：直尺、游标卡尺、千分尺、角度规、投影仪、通/止规量具917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、环境及假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。根据定义，一个测量过程可以看成是一个制造过程，它产生数值（数据）作为输出。测量系统18WhyDoMSA?了解测量过程，确定在测量过程中的误差总量，及评估用于生产和过程控制中的测量系统的充分性。MSA促进了解和改进、减少测量变差。为SPC的顺利进行提供基础1019WhenDoMSA?在正常仪器维护条件下，测量仪器误差很大测量仪器进行了改装，如更换了重要零部件对测量仪器进行了大修进行工序能力分析时需要测量仪器的测量能力测量系统不稳定测量结果波动大决定是否接受一台新仪器测量仪器之间进行比较20第三讲测量系统理论部分1、测量数据的用途和重要性2、量具分辨力、有效分辨力、溯源性3、理想的测量系统、好的测量系统4、变差源、测量系统变异性的影响5、测量系统变差的类型6、测量系统研究的步骤1121测量数据的用途判断过程是否受控或产品是否合格统计量：完全由样本确定的量（不应该与总体分布有关），从数学观点来看，统计量是样本的函数。利用统计量，通过假设检验来判断过程是否受控。确定两个变量或更多变量之间是否存在重要关系回归分析的统计方法来研究22测量的重要性如果测量系统出错，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。制造过程原辅料人机法环测量测量结果合格不合格测量测量存在误差，误差大会导致误判。要保证测量结果的准确性和可信度。1223测量过程：标准：零件：仪器：人/程序：环境SWIPE量测数值分析输入输出可接受可能可接受需改善测量系统•如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。24测量数据的质量偏倚（准确度）：指数据相对基准值的位置方差（精密度）：指数据的分布离散的状况1325真值物品的真实值不可知的通常用基准值来替代26基准值被承认的一个被测体的数值，作为一致同意的用于进行比较的基准或标准样本。–一个基于科学原理的理论值或确定值。–一个基于某国家或国际组织的指定值。–一个基于科学或工程组织主持的合作试验工作产生的一致同意值。–对于具体用途，采用接受的参考方法获得一个同意值。–该值包含特定数量的定义，并为其它已知目的自然被接受，有时是按惯例被接受。1427分辨力(别名)又称最小可读单位，分辨力是测量分辨率、刻度限值或测量装置和标准的最小可探测单位。它是量具设计的一个固有特性，并作为测量或分级的单位被报告。数据分级数通常称为”分辨力比率”，因为它描述了给定的观察过程变差能可靠地划分为多少级。28可视分辨率测量仪器最小增量的大小叫可视分辨率。该数值通常以文字形式(如广告中)来划分测量仪器的分级。数据的分级可通过把该增量的大小划分为预期的过程分布范围(6σ)来确定。–注：显示或报告的位数不一定表示仪器的分辨率。–例：零件的测量值为29.075,29.080,29.095等，记录为5位数。然而，该仪器的可视分辨率为0.005而不是0.001。1529有效分辨率考虑整个测量系统变差时的数据分级大小叫有效分辨率。基于测量系统变差的置信区间长度来确定该等级的大小。通过把该数据大小划分为预期的过程分布范围能确定数据分级数ndc。对于有效分辨率，该ndc的标准(在97%置信水平)估计为1.41(PV/GRR)。30溯源性在商品和服务贸易中溯源性是一个重要概念，溯源到相同或相近的标准的测量比那些没有溯源性的测量更容易被认同。这为减少重新试验、拒收好的产品、接收坏的产品提供了帮助。溯源性在ISO计量学基本和通用国际术语(VIM)中的定义是”测量的特性或标准值，此标准是规定的基准，通常是国家或国际标准，通过全部规定了不确度的不间断的比较链相联系。1631溯源性示例國家標准引用標准工作標准生產量具夹量具千分尺CMM量块激光干涉仪引用量具量块／比测波长标准干涉比测器32理想的测量系统只产生准确的测量结果，即与基准值一致。测量系统具有零方差、零偏倚和对所测任何产品错误分类为零概率的统计特性。这样的测量系统几乎不存在1733好的测量系统－1–足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的，相对于过程变差或规范控制限，测量的增量应该很小。通常仪器的分辨率应把公差(过程变差)分为十份或更多。–测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。34好的测量系统－2对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小。依据特性的公差评价测量系统。对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并与过程变差相比要小。根据6σ变差和／或来自MSA研究的总变差评价测量系统。1835变差源与所有过程相似，测量系统的变差源由普通原因和特殊原因造成，为了控制测量系统变差识别潜在的变差源排除(可能时)或监控这些变差源。一些典型的变差源是可以识别的。有多种不同的方法可以对这些变差源表述和分类，如因果图等，但MSA将关注在测量系统的主要要素。36测量系统误差的来源－1人/程序仪器工件标准环境测量系统变异性标准工件仪器环境人员质变清洁变形经验态度培训溯源性湿度温度照明设计制造维护1937测量系统变异性的影响对于产品决策的影响对于过程决策的影响产品决策零件是否在明确的规格之内过程决策过程是否稳定和可接受38对产品决策的影响－1TypeI错误：将好的判成坏的LSLUSL2039对产品决策的影响－2TypeII错误：将坏的判成好的LSLUSL40对产品决策的影响－3对零件做出错误决定的潜在因素只在测量系统误差与公差交叉时存在。LSLUSLIIIIIIIIIBadisbadBadisbadGoodisgoodConfusedareaConfusedarea2141对产品决策的影响－4对于产品状况，若想最大限度做出正确的判断改进生产过程:减少过程变差，从而减少出现在II区域的零件数改进测量系统:减少测量系统误差，从而减少II区域的面积42测量的策划过程责任者决定关键特性产品工程师决定所需要的分辨率产品工程师考虑整个测量系统的特性跨功能小组决定那些是可以使用的设备度量衡小组2243决定哪些需要测量顾客的声音–你必须转换成技术特征或规格。关键的或重要的技术特征失效模式分析控制计划–因为在条文要求中，只要是列在控制计划中的就必须进行测量44测量系统的评价在评价测量系统时必须考虑三个问题：测量系统必须显示足够的灵敏度仪器具有足够分辨力测量系统具有有效分辨率测量系统必须是稳定的测量系统变差只归因于普通原因统计特性（误差）在预期的范围内一致2345标准参考标准（国家级）–最高计量质量标准校准标准–在定期校准中作为基准的标准工作标准–在实验室中进行定期测量的标准46分辨力的要求测量仪器分辨力至少是被测范围的十分之一测量系统的分辨力–建议的要求是总过程6σ(标准偏差)的十分之一5个或更多个数据分级推荐使用2447分辨率不足可以通过SPC过程变差极差图显示出来极差图显示只有一个、二个或三个极差值在控制限内时有四个值在控制限内，但超过四分之一的极差值为零48第四讲测量系统的几个基本特性2549MSA分析方法的分类MSA计量型计数型破坏型50计量型位置分析宽度分析稳定性分析偏倚分析线性分析重复性分析再现性分析稳定性分析MSA分析方法的分类2651测量系统变差的类型位置变差（准确度）–偏倚–稳定性（时间性）–线性宽度变差（精密度）–重复性–再现性位置宽度位置宽度基准值基准值偏倚偏倚52偏倚基准值观测平均值偏倚偏倚：是测量结果的观测平均值与基准值的差值。基准值的取得可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量，取其平均值而定之。2753造成偏倚的可能原因仪器需要校准仪器、设备等的磨损基准出现误差校准不当仪器质量差线性误差（量具或零件）变形环境影响操作者观察错误应用错误的量具零件测量位置错误测量错误的特性54稳定性（别名：漂移）稳定性时间1时间2稳定性(或飘移)，是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。2855不稳定性可能的原因仪器需要校准仪器、设备等的