1、質量管理部Measurement Systems Analysis質量管理部MSA引子 測量重要嗎？ 測量的目的是什么？質量管理部MSA引子瞧瞧!我們的銷我們的銷售業績！售業績！哇哇, 不可思異啊不可思異啊!可真是這樣嗎可真是這樣嗎?質量管理部MSA引子終于搞定了終于搞定了你沒搞錯你沒搞錯吧？！吧？！質量管理部MSA引子我搞錯了嗎？我搞錯了嗎？暈，郁悶中暈，郁悶中質量管理部MSA引子？數據是否可信？數據是否可信？您看到的各類報表是真的嗎？您看到的各類報表是真的嗎？質量管理部為什么要進行MSAp為什么量具進行了檢定或校準還要進行測量系統分析？p為什么經過100%的全檢驗，客戶還在抱怨收到了不合格

2、？p為什么再做全過程做了質量檢驗（QC）還要向客戶做質量保證（QA）？p到底什么樣的測量系統才夠放心？質量管理部我們是否是測量過程？ 管理者要有效的管理任何過程的變異，需要了解： 過程應該做什么？ 會有什么問題？ 現在做的怎么樣？測量過程測量值分析分析測量測量決策決策資源資源測量的過程（控制過程）被管理的被管理的過程過程作業輸入輸出一般的過程（放羊式過程）質量管理部對產品決策的影響第一類錯誤（生產者風險/假警報）一個好的零件有時被誤判為“不合格”第二類錯誤（消費者風險/漏判率） 一個不合格的零件有時被誤判為“合格”質量管理部對產品決策的影響 減少過程變差，沒有零件產生在區 減少測量系統誤差從而

3、減小區域的面積，因而產生的所有零件將在區域，這樣就可以最小限度的降低做出錯誤決定的風險。假定測量過程處于統計受控狀態并且對準基準值。如果不成立，這樣的測量結果不值得信任。Goog isgoodBad is badBad is badCoufused areaCoufused areaUSLLSL質量管理部對過程決策的影響把普通原因報告為特殊原因把特殊原因報告為普通原因GRR對能力指數Cp的影響）index capability（6/CPCPCPCP2-測量系統2-實際2-觀察2測量系統2實際觀察2T質量管理部GRR對能力指數Cp的影響舉例 例：CPGRR2.0,為達到顧客要求過程能力（觀測值）

4、1.33，CP實際=？?10.2133.1122CP實際=(1/1.332-1/22) -0.51.79即過程公差1.79*610.74,78PPM假設該過程和基準值偏移1.52-測量系統2-實際2-觀察CPCPCP質量管理部測量系統研究的目的測量系統研究的目的p 接受新測量設備的準則；p 一種測量設備與另一種測量設備的比較p 評價懷疑有測量缺陷的量具的依據p 維修前后測量設備的比較p 計算過程變差所需的方法，以及生產過程的可接受性水平p 作出量具的特性曲線的必要信息。以上一切是為了滿足ISO/TS 6949的相關要求：“7.6.1 測量系統分析 為分析出現在各種測量和試驗設備系統測量結果的變

5、異，應進行適當的統計研究。此要求應用控制計劃提出的測量系統。所有的分析方法及接收準則，應與顧客關于測量分析的參考手冊相一致。如果得到顧客的批準，其他分析方法和接收準則也可以應用。”質量管理部MSA的基本概念 a.測量系統不僅僅是量具； b.測量系統：用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設備、軟件以及操作人員的集合；用來獲得測量結果的整個過程。 什么是測量系統？質量管理部測量系統誤差來源測量系統和其它所有的生產過程一樣，受隨機誤差和系統誤差的影響。這此誤差是由于普通原因和特殊（無次序的）原因造成的。在測量系統分析前，識別潛在的變差來源是必要的。常用的分析工具有因果圖、矩陣圖、樹圖。觀測值變差觀

6、測值變差產品產品/制程變制程變差差測量系統變測量系統變差差量具變差量具變差偏倚（偏倚（bias)重復性重復性線性線性(linearity)穩定性穩定性(stability)評價人變差評價人變差（再現性）（再現性）質量管理部測量系統變差的影響因素質量管理部測量系統的統計變差穩定性（Stability)偏倚（Bias)線性(Linearity)位置的變差(Location Error)統計量：測量均值PK真值重復性（Repeatability)再現性（Reproducibility)寬度的變差（Width Error)統計量：測量分布質量管理部MSA一般性問題 哪些測量系統需要進行MSA？ 哪個過

7、程有測量風險 需要進行哪些研究？ 測量風險的從哪里來 研究對象如何選??？ 最大的測量風險 用什么方法？ 計數型/計量型 在什么時候進行？ MSA計劃 判斷準則是什么？ MSA手冊（AIAG-MSA手冊）質量管理部MSA的基本概念 一.測量系統分析的適用范圍 被測特性能重復出現 二.數據的分類 計量型（Variable):一個樣品的測量值 計數型（Attribute):一個樣品的質量和通過/不通過測試結果 不可重復型（Non-replicable）：質量管理部 三、測量系統的五個特性1、重復性Repeatability同一評價人，多次測量同一特性的觀測值變差2、再現性Reproducibi-li

8、ty不同評價人，測量同一特性觀測平均值的變差MSA的基本概念質量管理部MSA的基本概念3、偏倚Bias觀測平均值與基準值的差?；鶞手担菏潜扔^測用測量裝置高一級的測量結果的平均值3210-1-2-30.40.30.20.10.0X X密密度度0分分 布布 圖圖正態, 均值=0, 標準差=1偏倚（Bias)基準值（真值）觀測平均值質量管理部MSA的基本概念4、線性Linearity量具的預期工作范圍內偏倚的變化（之間的差值）。3210- 1- 2- 30 . 40 . 30 . 20 . 10 . 0X X密密度度0分分 布布 圖圖正 態 , 均 值 = 0 , 標 準 差 = 1偏倚?。˙ias

9、)基準值（真值）觀測平均值3210- 1- 2- 30 . 40 . 30 . 20 . 10 . 0X X密密度度0分分 布布 圖圖正 態 , 均 值 = 0 , 標 準 差 = 1偏倚大（Bias)基準值（真值）觀測平均值質量管理部MSA的基本概念5、穩定性Stability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GR&R3210- 1- 2- 30 . 40 . 30 . 20 . 10 . 0X X密密度度0分分 布布 圖圖正 態 , 均 值 = 0 , 標 準 差 = 1基準值（真值）觀測平均值3210-1-2-30.40.30.20.10.0X X密密度度0分分 布布

10、 圖圖正 態 , 均 值 =0, 標 準 差 =13210- 1- 2- 30 . 40 . 30 . 20 . 10 . 0X X密密度度0分分 布布 圖圖正 態 , 均 值 = 0 , 標 準 差 = 1質量管理部測量系統研究準備 1、先計劃將要使用的方法 2、確定、樣品的及重復讀數 3、評價人的確定（應從日常操作人中選） 4、樣品必須從過程中選取并代表其工作范圍 5、儀器的分辨率應允許至少讀取特性的預期過程變差的。 6、確保測量方法（評價人和測量方法）在按照測量特征尺寸質量管理部1、穩定性研究 穩定性: Xbar-R圖（MINITAB軟件） 運行圖（MINITAB軟件）S Sa am m

11、p pl le eS Sa am mp pl le e M Me ea an n25232119171513119753149.649.248.848.448.0_X=48.472UCL=49.103LCL=47.841S Sa am mp pl le eS Sa am mp pl le e S St tD De ev v2523211917151311975310.80.60.40.20.0_S=0.3228UCL=0.8289LCL=01X Xb ba ar r- -S S C Ch ha ar rt t o of f C C1 120-220-21操操作作員員測測量量均值23456789

12、10均值ABC操作員量具名稱:游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人:趙前公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司組塊變量: 部件左左右右門門間間隙隙差差Xbar-R圖運行圖運行圖質量管理部為什么要研究穩定性？ 進行測量系統分析的目的 預測在未來測量系統所引入的測量誤差具有什么特性。為能夠進行這樣的預測，研究測量系統的穩定性是必要的，即 測量系統引入的測量誤差的分布規律不隨時間發生變化。 也即測量系統其誤差（變異）呈正態分布。質量管理部1、穩定性研究Xbar-R法取一個樣本并建立相對于可朔源標準的基準值定期（天，周）測量標準樣本3-5次，樣本容量和頻率應該基于對測量系統的了解將數據按時

13、間順序畫在x&R或X&s控制圖上結果分析： 建立控制限并用標準控制圖分析評價失控或不穩定狀態。質量管理部穩定性練習10/1610/2210/2811/1211/1811/191/156/1910/1211/2012/91/122/1348.648.448.948.948.948.948.448.747.847.948.148.248.148.748.848.647.950.150.148.248.048.648.348.648.548.748.348.0 48.948.049.249.048.347.748.748.448.748.948.53/204/115/206/196/287/67/2

14、18/98/229/79/1110/948.348.048.148.148.348.148.048.247.948.048.147.948.948.748.448.448.648.648.648.448.348.448.648.348.648.648.748.748.548.748.748.948.748.848.948.4質量管理部穩定性案例- Xbar-R法S S a a m m p p l l e eS S a a m m p p l l e e M M e e a a n n2 52 32 11 91 71 51 31 1975314 9 . 64 9 . 24 8 . 84 8 .

15、44 8 . 0_X = 4 8 . 4 7 2U C L = 4 9 . 1 0 3L C L = 4 7 . 8 4 1S S a a m m p p l l e eS S a a m m p p l l e e S S t t D D e e v v2 52 32 11 91 71 51 31 1975310 . 80 . 60 . 40 . 20 . 0_S = 0 . 3 2 2 8U C L = 0 . 8 2 8 9L C L = 01X X b b a a r r - - S S C C h h a a r r t t o o f f C C 1 1質量管理部穩定性舉例-運行圖

16、法20-220-21操操作作員員測測量量均值2345678910均值ABC操作員量具名稱:游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人:趙前公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司組塊變量: 部件左左右右門門間間隙隙差差 對于每個部件，可以比較由每個操作員所得出測量值之間的變異，以及操作員之間的測量值差異。還可以查看測量值與水平參考線的關系。默認情況下，參考線是所有觀測值的平均值。大部分變異是因部件間的差異所致。此外還出現了某些較小的模式。例如，操作員 B 的測量缺乏一致性，而操作員 C 的測量值通常比其他操作員低。質量管理部小結穩定性偏倚線性GRR小樣法kappa信號探測法評價人數量沒要求

17、通常為1人樣品數量1件實驗次數依控制圖來選擇，每次多次通常1或3-5次測試周期定期較長時間基準要求工具室測量10次以上來確定測量方法要求不需盲測接受準則控制圖受控質量管理部2、偏倚研究數值法數值法根據測量結果算出平均值Xbar偏倚=Xbar-真值測量系統偏倚的檢驗t=偏倚/bb=r/ n部件部件111111111111真值真值222222222222測量結果測量結果2.72.52.42.52.72.32.52.52.42.42.62.4XbarXbar= x/n = 2.491666667偏倚偏倚=Xbar-基準值 = 0.491666667標準差標準差r=0.124011241標準誤差標準誤

18、差b=0.035798962偏倚偏倚t t檢驗檢驗=2.200985159置信下限置信下限=0.412873683置信上限置信上限=0.57045965檢驗水平檢驗水平a=0.05質量管理部2、偏倚研究 圖示法1086421.00.50.0-0.5-1.0參參考考值值偏偏倚倚0回歸95% 置信區間數據平均偏倚偏倚線性1050百百分分比比常量0.736670.072520.000斜率-0.131670.010930.000自變量系數系數標準誤P量具線性S0.23954R-Sq71.4%線性2.17735線性百分率13.2平均 -0.0533330.30.04020.4916673.00.0004

19、0.1250000.80.29360.0250000.20.6888-0.2916671.80.00010-0.6166673.70.000參考偏倚%偏倚P量具偏倚量具名稱:游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人:張山公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司占占過過程程變變異異的的百百分分比比調調整整墊墊片片測測量量量量具具偏偏倚倚和和線線性性研研究究質量管理部2、偏倚研究基準的誤差元器件磨損儀器尺寸錯誤測量誤差的特性儀器未經正確校準不正確使用儀器質量管理部偏倚性研究小結穩定性偏倚線性GRR小樣法kappa信號探測法評價人數量沒要求通常為1人1人樣品數量1件1件實驗次數依控制圖來選擇，

20、每次多次通常1或3-5次10測試周期定期較長時間較短時間內基準要求工具室測量10次以上來確定工具測量室10次以上來確定測量方法要求不需盲測不需盲測接受準則控制圖受控同校準規則中接受準則比較統計t值小0偏倚落在置信區間內質量管理部3、線性線性研究-參考MSA手冊（第三版）數值法圖示法1086421.00.50.0-0.5-1.0參參考考值值偏偏倚倚0回歸95% 置信區間數據平均偏倚偏倚線性1050百百分分比比常量0.736670.072520.000斜率-0.131670.010930.000自變量系數系數標準誤P量具線性S0.23954R-Sq71.4%線性2.17735線性百分率13.2平均

21、 -0.0533330.30.04020.4916673.00.00040.1250000.80.29360.0250000.20.6888-0.2916671.80.00010-0.6166673.70.000參考偏倚%偏倚P量具偏倚量具名稱:游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人:張山公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司占占過過程程變變異異的的百百分分比比調調整整墊墊片片測測量量量量具具偏偏倚倚和和線線性性研研究究質量管理部非線性原因分析非線性原因分析 1.在工作范圍上限和下限內儀器沒有正確校準 2.最小或最大值校準量具的誤差 3.磨損的儀器（量具） 4.儀器固有的設計特性3、

22、線性質量管理部3、線性如果測量系統存在線性問題，需要通過調整軟件、硬件或兩項同時進行來再校準以達到0偏倚如果偏倚在測量范圍內不能被調整到0，只要測量系統保持穩定，仍可用于產品/過程的控制，但不能進行分析，指導測量系統達到穩定因為評價人誤差風險較高，測量應該僅在顧客同意下使用質量管理部線性研究小結穩定性偏倚線性GRR小樣法kappa信號探測法評價人數量沒要求通常為1人1人沒要求通常1人樣品數量1件1件5實驗次數依控制圖來選擇，每次多次通常1或3-5次1010測試周期定期較長時間較短時間內較短時間內基準要求工具室測量10次以上來確定工具測量室10次以上來確定工具測量室10次以上來確定測量方法要求不

23、需盲測不需盲測可以盲測接受準則控制圖受控同校準規則中接受準則比較統計t值小0偏倚落在置信區間內同校準規則中接受準則比較統計t值小0偏倚落在置信區間內質量管理部4、Variable GR&R 怎么體現出產品的偏差(product )? 怎么體現重復性帶來的偏差(repeatability)? 怎么體現再現性帶來的偏差(reproducility)? 測量系統的合成變差多取一些樣品讓測量的人或機器多測幾次同時讓幾個人來測2o2e2再現性2重復性2R&GR質量管理部4、重復性再現性工作流程重復性和再現性分析: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。1.抽取1

24、0個樣品,并選3個測試人員(經過培訓的);2.確認量具經過校正或計量;3.由計量人員組織第一個測試人員隨機的測量10個樣品;4.讓第二、第三個測試人員隨機的測量10個樣品;5.重復第3、4.步驟兩遍；6、計量人員記錄數據。質量管理部MSA-重復性分析 只有當測量系統處于統計穩態時，研究重復性才有意義。e-重復性標準差其意義：同一人用同一量具對同一被測對象的特性進行多次觀察，觀察值重復性（6e）概率為99.73%。0.40.30.20.10.0X X密密度度00分分 布布 圖圖正態, 均值=0, 標準差=1e6e99.73%質量管理部MSA-再現性分析 只有當測量系統處于統計穩態時，研究重復性才

25、有意義。o-重復性標準差其意義：不同的人用同一量具對同一被測對象的特性進行多次觀察，觀察值重復性（6o）概率為99.73%。0.40.30.20.10.0X X密密度度00分分 布布 圖圖正態, 均值=0, 標準差=1o6o99.73%質量管理部例 子測試數據如下測試數據如下:質量管理部重復性與再現性舉例量具名稱: 游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人: 孫里公差: 0.02mm其他: 陜西重型汽車有限公司 方差分量來源 方差分量 貢獻率合計量具 R&R 0.09357 7.13 重復性 0.04073 3.10 再現性 0.05284 4.03部件間 1.21909 92.87合計變異

26、 1.31266 100.00 研究變異 %研究變來源 標準差(SD) (6 * SD) 異 (%SV)合計量具 R&R 0.30589 1.83536 26.70 重復性 0.20181 1.21087 17.61 再現性 0.22988 1.37925 20.06部件間 1.10412 6.62474 96.37合計變異 1.14571 6.87428 100.00可區分的類別數 = 5量具量具 R&R 研究研究 Xbar-R 法法質量管理部重復性與再現性舉例部件間再現性重復量具 R&R100500百百分分比比% 貢獻% 研究變異1.00.50.0樣樣本本極極差差_R=0.342UCL=0

27、.880LCL=0ABC20-2樣樣本本均均值值_X =0.001UCL=0.351LCL=-0.348ABC1098765432120-2部部件件CBA20-2操操作作員員10 9 8 7 6 5 4 3 2 120-2部部件件平平均均ABC操作員量具名稱:游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人:孫里公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司變變異異分分量量R R 控控制制圖圖（按按 操操作作員員）X Xb ba ar r 控控制制圖圖（按按 操操作作員員）測測量量 f f 部部件件測測量量 f f 操操作作員員 操操作作員員 乘乘 部部件件 交交互互作作用用測測量量 的的量量具具 R

28、 R& &R R ( (X Xb ba ar r/ /R R) )圖示法圖示法質量管理部重復性與再現性舉例 量具量具 R&R 研究研究 - XBar/R 法法 量具名稱: 游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人: 孫里公差: 0.02mm其他: 陜西重型汽車有限公司 方差分量來源 方差分量 貢獻率合計量具 R&R 0.09357 7.13 重復性 0.04073 3.10 再現性 0.05284 4.03部件間 1.21909 92.87合計變異 1.31266 100.00過程公差 = 8 研究變異 %研究變 %公差來源 標準差(SD) (6 * SD) 異 (%SV) (SV/Tole

29、r)合計量具 R&R 0.30589 1.83536 26.70 22.94 重復性 0.20181 1.21087 17.61 15.14 再現性 0.22988 1.37925 20.06 17.24部件間 1.10412 6.62474 96.37 82.81合計變異 1.14571 6.87428 100.00 85.93可區分的類別數 = 5部件間再現性重復量具 R&R100500百百分分比比% 貢獻% 研究變異% 公差1.00.50.0樣樣本本極極差差_R=0.342UCL=0.880LCL=0ABC20-2樣樣本本均均值值_X =0.001UCL=0.351LCL=-0.348A

30、BC1098765432120-2部部件件CBA20-2操操作作員員10 9 8 7 6 5 4 3 2 120-2部部件件平平均均ABC操作員量具名稱:游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人:孫里公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司變變異異分分量量R R 控控制制圖圖（按按 操操作作員員）X Xb ba ar r 控控制制圖圖（按按 操操作作員員）測測量量 部部件件測測量量 操操作作員員 操操作作員員 乘乘 部部件件 交交互互作作用用測測量量 的的量量具具 R R& &R R ( (X Xb ba ar r/ /R R) )質量管理部重復性與再現性舉例部件間再現性重復量具 R&R

31、100500百百分分比比% 貢獻% 研究變異% 公差1.00.50.0樣樣本本極極差差_R=0.342UCL=0.880LCL=0ABC20-2樣樣本本均均值值_X =0.001UCL=0.351LCL=-0.348ABC1098765432120-2部部件件CBA20-2操操作作員員10 9 8 7 6 5 4 3 2 120-2部部件件平平均均ABC操作員量具名稱:游標卡尺研究日期: 2010-5-8報表人:孫里公差:0.02mm其他:陜西重型汽車有限公司變變異異分分量量R R 控控制制圖圖（按按 操操作作員員）X Xb ba ar r 控控制制圖圖（按按 操操作作員員）測測量量 部部件件

32、測測量量 操操作作員員 操操作作員員 乘乘 部部件件 交交互互作作用用測測量量 的的量量具具 R R& &R R ( (方方差差分分析析) )量具量具 R&R 研究研究 - 方差分析法方差分析法 包含交互作用的雙因子方差分析表包含交互作用的雙因子方差分析表 來源 自由度 SS MS F P部件 9 88.3619 9.81799 492.291 0.000操作員 2 3.1673 1.58363 79.406 0.000部件 * 操作員 18 0.3590 0.01994 0.434 0.974重復性 60 2.7589 0.04598合計 89 94.6471刪除交互作用項選定的 Alpha

33、 = 0.25不包含交互作用的雙因子方差分析表不包含交互作用的雙因子方差分析表 來源 自由度 SS MS F P部件 9 88.3619 9.81799 245.614 0.000操作員 2 3.1673 1.58363 39.617 0.000重復性 78 3.1179 0.03997合計 89 94.6471量具量具 R&R 方差分量來源 方差分量 貢獻率合計量具 R&R 0.09143 7.76 重復性 0.03997 3.39 再現性 0.05146 4.37 操作員 0.05146 4.37 部件間 1.08645 92.24合計變異 1.17788 100.00過程公差 = 8 研

34、究變異 %研究變 %公差來源 標準差(SD) (6 * SD) 異 (%SV) (SV/Toler)合計量具 R&R 0.30237 1.81423 27.86 22.68 重復性 0.19993 1.19960 18.42 14.99 再現性 0.22684 1.36103 20.90 17.01 操作員 0.22684 1.36103 20.90 17.01部件間 1.04233 6.25396 96.04 78.17合計變異 1.08530 6.51180 100.00 81.40可區分的類別數 = 4質量管理部Excel方法-MSA數表 Xbar-R法質量管理部Excel方法- MSA分析報告 Xbar-R法質量管理部計量型1.測量系統變差占比 %R&R 30% 不可接受2.測量系統靈敏度ndc=2PV/GR&R5 ndc取整數，應該大于等于5注：222R&GRPVTV質量管理部GR&R研究小結穩定性偏倚線性GRR小