NO11MSA量測系統分析版本好2024/3/28NO11MSA量測系統分析版本好前言為什么要進行ＭＳＡ?什么是計量型ＭＳＡ重復性與再現性介紹偏性、穩定性、線性介紹GR&R實例分析什么時候進行ＭＳＡＭＳＡ流程圖ＭＳＡ與ＳＰＣ的關系計數型MSANO11MSA量測系統分析版本好

在產品質量管理中，數據的使用是極其頻繁和相當廣泛的,所有統計質量管理的方法都是以數據為基礎建立起來的；另現在數據還用來確定影響過程幾個變量之間的關系；如果數據的失真或誤差很大,將會導致分析失效、對產品過程的決策無效；為此必須對獲得數據的測量系統進行評價，是否能達到應用的要求。前言參考ISO/TS16949:目的是為評估測量系統的質量提供指南。盡管這指南一般而言可用于任何測量系統，但主要意圖是用于工業界的測量系統。NO11MSA量測系統分析版本好我（你、他）的測量數據是可靠的嗎？測量系統有足夠的分辨力嗎？兩年內量具的結果能否保持一致？為什么不同的測量人員得到的結果不同，我應該相信誰？量具重復測量時結果也不盡相同，應該如何取值？什么是高質量的數據呢？***何謂分辨力分辨力是指一測量系統檢出并如實指示被測特性中極小變化的能力（對最小示值的辨別能力）為什么要進行MSA？NO11MSA量測系統分析版本好為什么要進行MSA？測量對象，如：產品真值、過程工藝條件…等測量記錄，如：產品檢驗記錄、過程工藝記錄…等測量系統，如：量具精度、不同人取值、環境影響…等MSASPCNO11MSA量測系統分析版本好因此我們需要：通過一系列的科學方法——確保具有合適分辨力、穩定和小的測量系統誤差的測量系統。為什么要進行MSA？NO11MSA量測系統分析版本好為什么要進行MSA？MSA系統可以讓你獲得什么？接受新測量設備的準則；一種測量設備與另一種測量設備的比較；評價懷疑有缺陷的量具的依據；維修前后測量設備的比較；計算過程變差所需的方法，以及生產過程的可接受性水平；想知道什么是MSA了吧？NO11MSA量測系統分析版本好工件標準儀器人/程序環境數據（測量結果）測量系統示意圖賦值術語:測量(Measurement)：被定義為“對某具體事物賦予數字(或數值)，以表示它們對于特定特性之間的關系”。這定義由C.Eisenhart(1963)首次提出。賦予數字的過程被定義為測量過程，而數值的指定被定義為測量值。量具(Gauge)：是指任何用來獲得測量的裝置。經常是特別用在工廠現場的裝置，包括用來測量合格/不合格的通/止規(go/nogodevice)。

測量系統(Measurementsystem)：是對測量單元進行量化或對被測的特性進行評估，其所使用的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環境及假設的集合；也就是說，用來獲得測量結果的整個過程。什么是ＭＳＡNO11MSA量測系統分析版本好什么是ＭＳＡ“黑盒子”：傳統測量和分析活動時，將設備作為主要的關注點，質量特性越“重要”，相應的量具就越昂貴，缺少評價量具的有效性、與過程和環境的相容性。設備只是測量系統的一部分。影響測量系統的6個基本要素：通常用五個字母S.W.I.P.E表示，分別代表標準、工件、儀器、人/程序、及環境，這6個基本要素構成了測量系統的誤差。NO11MSA量測系統分析版本好什么是ＭＳＡ1)依照統計觀點,量測系統應在控制狀態，即測量系統中所產生的變異只由普通原因造成;2),量測系統的變異應小于制程變差和制程的規格;3)量具的最小刻度增量（分辨力）應比制程或產品規格小,通常要求為制程過程變差6σ或規格限兩者中較窄者的1/10;（可視分辨率）；4)隨著時間的推移或被測物改變時（即量程變化）也就滿足上述要求量測系統應滿足以下規則:NO11MSA量測系統分析版本好什么是ＭＳＡ測量系統的分辨力的意義：

如果測量系統沒有足夠的分辨力，它不能識別過程變差以及定量表示單個零件的特性值；不適合的分辨力可以通過極差圖方便地顯示出。請看下頁的極差圖NO11MSA量測系統分析版本好如何判斷測量系統的分辨力是否足夠？極差圖什么是ＭＳＡ足夠分辨力分辨力不足NO11MSA量測系統分析版本好什么是ＭＳＡ如何判斷測量系統的分辨力是否足夠？判斷準則：當極差圖顯示可能只有一、二或三個極差值在控制限值內時，或可能4個極差值在控制限值內且超過四分之一以上的極差為零時，都反映了測量系統沒有足夠的分辨力/力。建議：可接受的分辨力應小于總過程的6σ（標準偏差）和公差范圍兩者較小的十分之一）。NO11MSA量測系統分析版本好什么是ＭＳＡ測量系統變差的分布特征：反映測量值相對于標準值的位置變差評價：偏倚(Bias)穩定性(Stability)線性(Linearity)反映測量值的寬度變差—方差的評價，也即R&R：重復性(Repeatability)再現性(Reproducibility)NO11MSA量測系統分析版本好對同樣的零件的同樣的特性多次測量結果的平均值與基準值的差值；偏倚介紹偏倚：真值：（更高精度測量儀測試結果）NO11MSA量測系統分析版本好1）獲取一個樣本并建立相對于可溯源標準的基準值。如果得不到，選擇一個落在生產測量的中程數據的生產零件，指定其為偏倚分析的標準樣本。在工具室測量這個零件n≥10次，并計算這n個讀數的均值。把均值作為“基準值”。可能需要具備預期測量值的最低值、最高值及中程數的標準樣本是理想的。2）讓一個評價人，以通常方法測量樣本10次以上，偏倚介紹—獨立樣本法通常指更高精度測量儀器所賦的值NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹結果分析-作圖法

3）相對于基準值將數據畫出直方圖。評審直方圖，用專業知識確定是否存在特殊原因或出現異常。如果沒有，繼續分析，（對于n<30時的解釋或分析，應當特別謹慎。）

結果分析-數據法

4）計算n個讀數的均值。NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹5）計算重復性標準偏差（參考量具研究，極差法，如下）：6)確定偏倚的t統計量：偏倚=測量平均值—基準值（樣本標準偏差）這里d*2可以從附錄C中查到,g=1,m=n（均值標準偏差）NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹7）如果0落在圍繞偏倚值1-a置信區間以內，偏倚在a水平是可接受的。供參考:如果a水平不是用默認值.05（95%置信度）則必須得到顧客的同意。95%NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹結果分析-作圖法NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹測量次數觀測值偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156066.10.176086.10.196.40.4106.30.31160126.10.1136.20.2145.6-0.41560均值6.0066666670.0067偏倚=觀測測量平均值—基準值=0.0067基準值=6結果分析-數據法NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹注：d2*d2v3.553333.4719310.8評價:低值小于0,高值大于0,所以系統偏倚可接受!NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹0.00670.1332-0.1199偏倚=0線NO11MSA量測系統分析版本好偏倚介紹偏性較大，可能的原因：標準或基準值誤差；檢驗校準程序儀器磨損；維護或修理儀器測量了錯誤的特性；儀器校準不當；復查校準方法評價人員使用儀器不當；復查檢驗說明書NO11MSA量測系統分析版本好時間基準值穩定性介紹穩定性：測量系統在某持續時間內測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差,也就是偏倚隨時間的變化；（或稱飄移）NO11MSA量測系統分析版本好量具定性分析平均值極差穩定性介紹NO11MSA量測系統分析版本好說明：如果測量過程是穩定的，則該測量系統可測量的數據可用于確定系統的偏性。穩定性介紹可利用平均值—極差控制圖來研究穩定性平均值失控表示：系統不再正確地測量（偏性已經改變）可能的原因：需要校準等極差圖失控表示：不穩定的重復性可能的原因：測量設備的部件松動、氣路堵塞、電壓變化等NO11MSA量測系統分析版本好量程較低部分量程較高部分線性介紹線性：指測量系統在預期的工作范圍內偏性的變化。一個測量系統不具有線性，那它不是一個合格的測量系統。NO11MSA量測系統分析版本好確定線性的指南線性介紹1）選擇g≥5個零件，由于過程變差，這些零件測量值覆蓋量具的操作范圍。2）通常用這個量具測量每個零件m≥10次。結果分析-作圖法3）計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚均值。4）在線性圖上畫出單值偏倚和相關基準值的偏倚均值。(見圖11)5）用下面等式計算和畫出最佳擬合線和置信帶。NO11MSA量測系統分析版本好線性介紹對于最佳擬合直線，用公式：這里的gm表示自由度=產品數(g)這里的gm表示自由度=產品數(g)*測量次數(m)NO11MSA量測系統分析版本好線性介紹6）畫出“偏倚=0”線，評審該圖指出特殊原因和線性的可接受性圖11為使測量系統線性可被接受，“偏倚=0”線必須完全在擬合線置信帶以內。NO11MSA量測系統分析版本好線性介紹結果分析-數據

8）如果作圖分析顯示測量系統線性可接受，則下面的假設就成立：H0：a=0斜率=0不推翻原假設，如果NO11MSA量測系統分析版本好線性介紹如果以上的假設是成立的,則測量系統對所有的基準值有相同的偏倚.對于可接受的線性,偏倚必須為0。H0：b=0截距（偏倚）=0不推翻原假設，如果NO11MSA量測系統分析版本好線性介紹測量系統非線性的可能原因：在工作范圍上限和下限內儀器沒有正確校準；最小或最大值校準量具的誤差；磨損的儀器；儀器固有的設計特性；……NO11MSA量測系統分析版本好線性介紹實例NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹使用多種不同的技術可以進行計量型量具的研究。它們是：●極差法●均值極差法●ANOVE法（方差分析法）重復性：指由一個評價人，采用同一個測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值的變差再現性：指由不同的評價人采用同一個測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹●均值極差法1）獲取一個樣本零件數n>5，應代表實際的或期望的過程變差范圍。2）選擇評價人A，B，C等。零件的號碼從1到n，評價人不能看到零件編號。3）如果是正常測量系統程序的一部分，應校準量具。評價人以隨機順序測量n個零件，將測量結果輸入第一行。4）評價人B和C測量同樣的n個零件，而且他們之間不能看到彼此的結果。輸入數據到第6和11行。NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹5）用不同的隨機測量順序重復該循環。輸入數據到第2，7，12行。在適當的列記錄數據。例如如果第一測量的是第7號零件，那么將結果記錄在標示著零件7的列。如果需要試驗3次，重復循環并輸入數據3，8，13行。6）如果評價人屬于不同的班次，可以使用一個替代方法。讓評價人A測量所有的10個零件輸入數據于第1行，然后評價人A以不同的順序讀數，記錄結果錄結果于第2，3行，讓評價人B，C同樣做。

NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹一.計算極差：Ra，Rb，Rc:每個操作者所測產品的極差R:(Ra+Rb+Rc)/操作者人數（所有極差的均值）注:對于任何大于計算的UCLR值的極差讀數，使用原來的評價人和零件重新讀數，或者剔除那些值，基于新的樣本容量重新計算R和UCLR值。糾正造成失控的特殊原因。RP=MAX(產品均值)-MIN(產品均值)NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹二.計算均值：Xa，Xb，Xc:每個操作者所測產品的均值XDIFF:MAX(Xa，Xb，Xc)-MIN(Xa，Xb，Xc)每個操作者所測產品均值R極差三.R，XDIFF，RP將計算的結果值R，XDIFF，RP轉記到提供的報告表格欄中。NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹NO11MSA量測系統分析版本好測量系統的變差源的構成重復性與再現性介紹總變差:TV設備變差:EV評價人變差

:AV零件與零件之間的變差

:PV設備和評價人得到的測量系統變差

:R＆RNO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹重復性Repeatability

：由一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值的變差。主要反映：量具變異。計算公式:EV=R×K1NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹再現性Reproducibility

：由不同的評價人，采用同一個的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。主要反映:人的變異計算公式:NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹設備和評價人得到的測量系統變差

:R＆R由不同的評價人，測量不同零件的同一特性時零件測量平均值的變差。計算公式:NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹零件之間變差：由同一或不同的評價人，采用同一個的測量儀器，測量不同零件的同一特性時零件測量平均值的變差。計算公式:PV=RP×K3NO11MSA量測系統分析版本好重復性與再現性介紹總變差:TV測量系統總的變差。計算公式:NO11MSA量測系統分析版本好%R&R誤差低于10%——測量系統可接受；%R&R誤差在10%~30%間——由測量特性的重要性、測量裝置成本、維修成本等確定是否可接受；%R&R超過30%——則測量系統是不可接受的,測量系統應加以改進。

重復性與再現性介紹測量系統重復性和再現性占總過程變差的百分比（%R&R）的可接受性準則：GR&R的接受準則NO11MSA量測系統分析版本好計數型GR&R計數型量具特征計數型測量系統是一種測量數值為一有限的分類數量的測量系統。它與能獲得一連串數值結果的計量型測量系統截然不同。通／止規(go／nogogage)是最常用的量具，它只有兩種可能的結果；其它的計數型測量系統，例如目視標準，可能產生五到七個分類，如非常好、好、一般、差、非常差。在前面章節中所介紹的分析方法不能被用來評價這樣的系統。因此我們引入了計數型MSANO11MSA量測系統分析版本好計數型GR&R計數型GR&R的接受準則判定法則一：kappa值大于0.75，則表示有很好的一致性（最大的pappa=1)kappa值小于0.4則表示一致不好，kappa不考慮評價人之間的不一致量有多大，只考慮他們之間是不是一致判定法則二：判斷測量系統有效性漏發警報的比例誤發警報的比例評價人可接受≥90%≤2%≤5%評價人可接受的邊緣≥80%≤5%≤10%評價人不可接受-需改進<80%>5%>10%NO11MSA量測系統分析版本好計數型MSA計算方法步驟如下：1.確定要評價的量具2.確定參考標準3.測量產品，記錄數據4.評估評價人之間的一致性5.評價參考標準與評價人之間的一致6.評價量具的有效性7.綜合評價量測系統NO11MSA量測系統分析版本好計數型MSA計數型MSA實例，

1.評價評價人之間的一致性

A*B交叉表

B合計

0.01.0A0數量44.06.050.0期望數量15.734.350.01數量3.097.0100.0期望數量31.368.7100.0合計數量47.0103.0150.0期望的數量47.0103.0150.0B*C交叉表

C合計0.01.0B0數量42.05.047.0期望數量16.031.047.01數量9.094.0103.0期望數量35.068.0103.0合計數量51.099.0150.0期望的數量51.099.0150.0A*C交叉表

C合計

0.01.0A0數量43.07.050.0期望數量17.033.050.01數量8.092.0100.0期望數量34.066.0100.0合計數量51.099.0150.0期望的數量51.099.0150.0NO11MSA量測系統分析版本好2.計算kappa，評價評價人與參考標準之間的一致性po=對角線單元中觀測值之和/總數pe=對角線單元中期望值之和/總數

kappaABCA0.8628750.776119B0.8628750.787943C0.7761190.787943所有kappa值都大于75％，有比較好的統一性NO11MSA量測系統分析版本好3.評價評價人與參考標準之間的一致性A交叉表

參考合計

0.01.0A0數量45.05.050.0期望數量15.734.350.01數量3.097.0100.0期望數量31.368.7100.0合計數量47.0103.0150.0期望的數量47.0103.0150.0B交叉表

參考合計

0.01.0B0數量45.02.050.0期望數量15.032.050.01數量3.0100.0100.0期望數量33.070.0100.0合計數量48.0102.0150.0期望的數量48.0102.0150.0C交叉表

參考合計

0.01.0C0數量42.09.051.0期望數量16.334.751.01數量6.093.099.0期望數量31.767.399.0合計數量48.0102.0150.0期望的數量48.0102.0150.0ABCkappa0.8781730.9230770.774096這說明評價人本身與標準之間有比較好的一致性NO11MSA量測系統分析版本好4.計算測量系統的有效性NO11MSA量測系統分析版本好5.計算有效性、錯誤率、錯誤警報率

有效性錯誤率錯誤警報率A84%6.25%4.90%B90%6.25%1.96%C70%12.50%8.82%

ABC錯報數量336錯誤警報數量529錯報=實際不好判為好的/實際不好的錯誤警報=實際好判為不好的/實際好的錯誤警報率＝錯誤警報數量/不合格零件機會總數。不合格零件機會總數＝研究中所用的不合格零件與每個零件被測次數的乘積。誤報率＝錯報數量/合格零件機會總數

合格零件機會總數＝所用的合格零件與每個零件被測次數的乘積。95%