文档介绍：MSA
测量系统分析
Measurement Systems Analysis
前言
测量系统分析(MSA)是汽车行业在采用质量管理体系标准ISO/TS16949:2002时所涉及的五种核心工具之一。
本教材简单阐述了五个问题:
何谓测量系统?
为何要对测量系统进行分析?
对测量系统进行分析要分析什么?
如何分析测量系统的“五性”?
对测量系统进行研究分析了怎么办?
一. 何谓测量系统
定义:是对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估,其所使用的仪器或量具,标准,操作,方法,夹具,软件,人员,环境及假设的集合。也就是说,用来获得测量结果的整个过程。
由这一定义可以将测量过程看作一个制造过程,其产生的输出就是数值(数据)。这样看待一个测量系统是很有用的,因为这样让我们明白己经说明的所有概念,原理,工具,这在统计过程控制中早已被证实它们的作用。
检验本身就是一个过程。
一般过程
操作
输出
输入
测量
数值
分析
标准
人员
(评价人)
仪器
(量具)
工作件
(零件)
程序
环境
决定
测量过程
二. 为什么要对测量系统进行分析
测量数据的质量:
数据的质量取决于多次测量的统计特征:偏倚及变差。
高质量数据--对某一特定特性值进行多次测量的数值
均于该特性的参考值“接近”。
低质量数据--测量数据均与该特性的参考值相差“很远”。
理想的测量系统--零偏倚,零变差。
理想的测量系统不存在,为什么?
由于测量系统变差源:标准,人员(评价人)。仪器(量具),工作件(零件),程序(方法),环境的作用结果,使得观测到的过程变差值与实际的过程变差值不相等。
Б2 观=Б2实+Б2测
由于变差源的作用结果,因此:
Б2 观>Б2实
生产用量具的变差
式中: Б2 观:观测到的过程标准差
Б2实:实际的过程(零件)标准差
Б2测: 测量系统标准差
实际过程的变差
观测到的
过程变差
从另一角度能力指数CP看:
∵CP= ,将此式转换后得:
(CP ) -2观= (CP ) -2实+ (CP ) -2测
事实上,由于测量系统变差源的作用结果,
∴CP观< CP实
例如: CP测为2, ,
只有在测量过程没有任何变差源作用时, CP观= CP测,这是不可能的。
R/
d2
*
USL-LSL
6б
再比如:当R&R为10%时,CP实为2,
R&R为30%时,CP实为2,
R&R为60%时,CP实为2,
可以看出, 。
为此,我们要对测量系统进行分析,要识别测量系统的普通原因和特殊原因,以便采取决策措施,使测量系统的变差减小到最小程度,使得测量系统观测到的过程变差值尽可能接近和真实地反映过程的变差值。这就要求,测量系统的最大(最坏)的变差必须小于过程变差或规范公差。
前面我们谈到,数据的质量取决于处于稳定条件下进行操作的测量系统中,多次测量的统计特征:偏倚和变差。
为此,我们引伸出如下一些术语。
偏倚:观测到的测量值的平均值与参考值之间的差值。
准确度:与真值(或参考值)“接近”的程度。
稳定性:别名:漂移
随时间变化的偏倚值
线性:
在量具正常工作量程内的偏倚变化量
精确度:每个重复读数之间的“接近”程度。
重复性(设备变差):E,V
一个评价人,同一种仪器,同一零件的某一特性,在固定的和已定义的测量条件下,连续(短期内)多次测量中的变差。
再现性(评价人变差):A,V
不同评价人,同一种仪器,同一零件的某一特性的测量平均值的变差。
GRR或量具的重复性和再现性:
是重复性和再现性的联合估计值。
测量系统能力:短期评估,是对测量误差合成变差的估计
Б2能力= Б2偏倚(线性) + Б2R&R
*短期的一致性和均匀性(重复性误差)被包含在能力评价中
测量系统性能:性能量化了合成测量误差的长期评估。
Б2性能= Б2能力+ Б2 稳定性+ Б2一致性
*测量量程内长期的一致性和均匀性包含在性能评价之中。