MSA测量系统分析作业指导书

测量系统分析指导书
1. 目的
为正确进行测量系统分析工作提供操作指导。

1. 工作程序

2.1 编制测量系统分析计划
2.1.1 确定测量系统分析项目，根据技术部的控制计划和特殊特性清单编制《测量系统分析计划》。
2.1.2确定评价人，由于目的是评价全部的测量系统，评价人应该从那些正常操作该检测设备的人员中选择。
2.1.3 确定被测特性，当一个检测设备使用于较多个产品测量特性时，应选择被测产品特性要求最严格的特性进行测量系统分析。
2.1.4 确定分析方法，根据测量系统实际使用要求选择适宜的研究方法。
2.2 测量系统的研究工作
2.2.1 选择基准样件，基准样件的选择对适当的分析是很关键的，对计量型检测设备，被测零件的选择应尽可能覆盖整个预期的过程变差。
2.2.2根据《测量系统分析计划》中规定的日期、评价人、分析方法等，由品质部组织测量系统使用部门实施测量系统分析。当实际情况偏离年度计划时，根据实际情况进行适当调整。
2.2.3计量型检测设备宽度误差的分析方法，主要是采用平均值和极差法（X&R）研究测量系统的重复性与再现性（GRR）。
2.2.3.1确定评价人，为了增加试验结果的可比性，通常情况下选择3个评价人并编号A、B、C三人；
2.2.3.2 选取10个样件（大型样件除外），样件的选择可以是在许多天中每天抽取一件，并在比较隐秘的位置书写编号，编号不要被评价人看到。
2.2.3.3 对被测样件、检测设备和检测环境进行清洁，减少变差影响，并对检测设备进行校准。
2.2.3.4 通过测量收集数据：
1）评价人C随机顺序取10个样件给评价人A测量，B将结果记录在《GRR数据记录表》第一行适当的栏位中。
2）让评价人B和C依次测量这10个样件的相同被测特性，不要让他们知道别人的读值；然后将结果分别的记录在第6行和第11行。
3）用不同的随机测量顺序重复以上循环，并将数据记录在第2、7、和12行；如果需要进行三次测量，则重复以上循环，并将数据记录在第3、8和13行。
4）当测量大型样件或不可能同时获得数个样件时，可让评价人A、B、C依次测量第一个样件，并将读值分别记录在第1 、6、11行；让评价人A、B、C再次重新测量第1个样件，并将读值分别记录在第2 、7、12行；如果需要进行3次测量，则重复以上循环，并将数据记录在第3、8和13行。
5） 也可采用其他可靠的方法代替上述的推荐方法，原则是评价人不要受到别人读值或自己记忆读值的影响。
2.2.3.5根据数据表计算后绘制出X&R控制图，作出测量系统重复性和再现性报告。
◆ %GRR低于10%的误差测量系统可接受；
◆ %GRR 10%～30%的误差根据应用的重要性，量具成本，维修的费用等可能是可接受的；
◆ %GRR 30%的误差测量系统需要改进。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1）如果重复性大于再现性，原因可能是：
◆ 检测设备需要维修；
◆ 可能需要对检测设备进行重新设计，以获得更好的严格度；
◆ 需要对量具的夹紧或固定装置进行改进；
◆ 零件内变差太大。
2）如果再现性大于重复性，原因可能是：
◆ 需要更好的对评价人如何使用和判读该检测设备进行培训；
◆ 检测设备的校准，刻度的不清晰；
2.2.4 计量型检测设备位置误差的分析方法采用：偏倚、稳定性、线性。
2.2.4.1偏倚
A. 偏倚的独立样件法
① 取得一个样件，计量室对其进行精密测量（或全尺寸测量）确定为参考值。如果不能得到样件则选择一件落在生产测量范围中间的中限生产件作为偏倚分析的基准件。该零件测量次数n≥10次，计算平均值，该平均值视为参考值。
② 让一个评价人以正常方式测量样件n≥10次。
③ 计算读数的平均值X＝∑X /n
偏倚＝平均值X－基准值X
偏倚占过程变差%＝%偏倚＝100
偏倚占公差%＝偏倚%＝100
B. 偏倚的控制图法
① 同上所述取得参考值
② 从控制图上获得平均值
③ 偏倚＝ －基准值X
过程变差＝6δ极差
％偏倚＝100
如果0落在偏倚值附近得1-α自信度界限内，则偏倚在α＝0.05（95％置信度）水准上是可接受的。
如果偏倚在统计上明显异于0，可能存在的原因：
◆ 基准件或参考值有误，检查确定基准件的程序
◆ 检测设备磨损。主要会在稳定性分析呈现出来，应制定维护或重新修理的计划；
◆ 制造的检测设备尺寸不对；
◆ 检测设备测量了错误的特性；
◆检测设备标准不当。复查校准方法；
◆评价人使用检测设备的方法不正确，对测量指导书进行评审。
◆检测设备修正计算不正确。
2.2.4.2稳定性的控制图法
① 取得一样件并建立其可追溯到相关标准的参考值。如果无法取得这样的样件，则选择一件落在生产测量范围中间的生产零件，指定它为基准样件以进行稳定性分析。跟踪测量系统稳定性时，不要求该已知的参考值。如果有可能拥有位于预期测量结果的下限、上限和中间位置的基准件，推荐对每种基准件单独的进行测量和画控制图。
② 每天（或每周）测量基准件3-5次，应该在一天的不同时间内取得多次读值 ,以代表测量系统的实际使用情况。
③ 样本容量和抽样频率应根据测量系统的特性，如对环境的敏感程度、重新校准或维修的频率、使用频率等因素确定。
④ 建立控制限，使用控制图分析法来评价是否有不受控或不稳定的情况。
2.2.4.3线性
① 由于存在过程变差，选择5个零件，使测量值要涵盖这测量设备整个工作量程。对每个零件进行全尺寸测量，确定其参考值。
② 让经常使用该检测设备的操作者之一测量每个零件15次。按随机的顺序选择零件，减小评价人对测量中偏倚的“记忆”。
③计算每个零件平均值和偏倚平均值、回归直线、拟合优度R2、%线性。
偏倚平均值＝零件平均值－基准值
回归直线＝b＋ax
拟合优度R2＝(∑xy－∑x∑y/n)2÷{}
%线性＝100
④ 根据作出的线性图分析测量系统线性的可接受性。
2.2.5计数型测量系统分析
2.2.5.1计数型量具的分析采用风险分析法。选取50个零件，3位评价人（检验员、操作者、质量控制人员），分别对50个零件进行测量，并进行记录。
2.2.5.2对于50个零件，3位评价人的测量结果如果一致性良好,即Kappa≥0.75，判定%GRR满足要求，如果结果不一致Kappa＜0.75，则判定%GRR不满足要求
2.3 测量系统分析报告
2.3.1品质部对使用部门收集的数据进行分析，作出分析报告。测量系统分析研究的报告由执行此研究的人员填写，由质量管理部统一存档。

1. 测量系统改进

3.1 当测量系统的双性分析结果10%≤GRR ≤30%时，由产品工程师、工艺工程师、质量工程师，基于检测设备应用的重要性、成本、维修的费用和所承担的风险等因素，组织对可接受性做出判断。报告中注明接受或拒收的依据并签字。
3.2当测量系统因为GRR、偏倚、线性或稳定性误差未被接受时，品质部负责组织相关人员确定问题根源，制定改进措施，规定期限和责任人，必要时按部门职责的分工重新设计或购置检测设备。

1. 记录存档

4.1 所有测量系统分析记录由品质部负责存档。