1、三級文件測量系統(tǒng)分析管理程序文件編號：G-YF10-A/0編 制： 張 永審 核：批 準(zhǔn)：生效日期： 年 月 日 修訂日期： 年 月 日 北京國瑞升科技有限公司文件更改頁文件編號：CX01-JL07序號更改日期更改內(nèi)容更改方式更改人審核批準(zhǔn)注：更改方式分類：換行、換頁、換版。三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第1頁 共 13頁測量系統(tǒng)分析管理程序1. 目的1.1 了解測量器具量測的性能，是否能滿足測量要求。1.2 對新進(jìn)或維修后的量測設(shè)備，能提供一個客觀正確的變異分析及評價量測質(zhì)量。1.3 應(yīng)用統(tǒng)計方法來分析測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性及重復(fù)性，作

2、為下列各項事項的參考：1.3.1 試驗設(shè)備是否需要校驗； 1.3.2 是否可供使用；1.3.3 是否有人為因素造成其失準(zhǔn)； 1.3.4 是否需要修正校驗的周期及頻率。2. 范圍適用于公司測量系統(tǒng)的分析。除客戶特別要求，測量系統(tǒng)分析（MSA） 只作重復(fù)性和再現(xiàn)性的分析。3. 職責(zé)3.1 主管副總經(jīng)理或總經(jīng)理：負(fù)責(zé)對制定的MSA管理程序進(jìn)行審核和批準(zhǔn)生效，并監(jiān)督各部門的執(zhí)行效果，隨時檢驗，對該項目產(chǎn)生的有關(guān)技術(shù)成果進(jìn)行評審。3.2 質(zhì)量管理部門負(fù)責(zé)公司MSA工作的推進(jìn)與歸檔管理工作，負(fù)責(zé)公司計量儀器的定時校驗。3.3 技術(shù)研發(fā)部門在設(shè)備進(jìn)行更換或購買新計量儀器時，提出該計量儀器的具體技術(shù)要求。4.

3、 工作程序4.1 測量系統(tǒng)分析的基本概念與原理4.1.1 測量系統(tǒng)分析是指以統(tǒng)計學(xué)的方法來了解測量系統(tǒng)中的各個波動源，以及它們對測量結(jié)果的影響，并給出本測量系統(tǒng)是否合乎使用要求的判斷。測量系統(tǒng)波動常用的評估項目為：穩(wěn)定性，偏倚，線性，分辨力，三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第2頁 共 13頁重復(fù)性和再現(xiàn)性。穩(wěn)定性是指測量系統(tǒng)的各個計量特性（主要是指偏倚和精度）在時間范圍內(nèi)保持恒定的能力。偏倚是指多次測量理論上的平均值與其參考值之間的差異。線性是指在測量系統(tǒng)預(yù)期的量程范圍內(nèi)，各點處的偏倚與參考值呈線性關(guān)系。分辨力是指測量儀器能夠讀取的最

4、小測量單位。重復(fù)性是指由同一測量人員用同一測量儀器重復(fù)測量同一測量對象時所存在的差異。再現(xiàn)性是指由幾個不同的測量人員用同一測量儀器對同一被測對象進(jìn)行測量時存在的差異。其中重復(fù)性和再現(xiàn)性一同構(gòu)成了測量系統(tǒng)精確度分析的內(nèi)容，是測量系統(tǒng)分析的重點。4.2 測量系統(tǒng)分析計劃的制訂；4.2.1 確定要采用的研究方法；4.2.2 在考慮如下因素基礎(chǔ)上確定測量者的數(shù)量、樣件數(shù)量和重復(fù)測量次 數(shù)。4.2.2.1 特性重要性如研究測量關(guān)鍵特性的測量系統(tǒng)需要采用更多的樣件或增加對每個樣件的重復(fù)測量次數(shù)，以保證分析結(jié)果的置信水平。4.2.2.2 被測對象的結(jié)果特點對難以取樣的零件采用較少數(shù)量的樣件，增加對每個樣件的

5、重復(fù)測量次數(shù)來保證分析結(jié)果的置信水平。4.2.3 選擇日常使用過程的測量系統(tǒng)人員參加研究。4.2.4 在過程中選擇能夠代表過程的整個工作范圍的樣件。4.2.5 量具最小刻度應(yīng)該不超過預(yù)期的過程變差的十分之一。4.2.6 規(guī)定測量所應(yīng)遵循的程序，確定要測量的特性。4.2.7 設(shè)計測量系統(tǒng)分析的研究方式。4.2.7.1 確保各次讀數(shù)的統(tǒng)計獨立性；4.2.7.2 測量讀數(shù)應(yīng)該顧及到可能獲得的最接近數(shù)值；4.2.7.3 規(guī)定專人對測量系統(tǒng)分析的過程進(jìn)行監(jiān)督；4.2.7.4 每個測量者都應(yīng)以同樣的方法和步驟獲取讀數(shù)；三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁

6、碼：第3頁 共 13頁測量系統(tǒng)分析控制點及測量頻次測量系統(tǒng)分析控制點流程參數(shù)統(tǒng)計分析工具責(zé)任人測量載體測試性質(zhì)儀器分析厚度儀千分表RR分析儀器管理員75空白聚酯薄膜（選用同一批次產(chǎn)品）普通光學(xué)測厚儀RR分析75空白聚酯薄膜（選用同一批次產(chǎn)品）普通粗糙度儀粗糙度RR分析AO3-62B（選用同一批次產(chǎn)品）破壞性電子天平重量RR分析砝碼普通計量儀器分析頻次標(biāo)準(zhǔn)：（1） 每年需對計量儀器進(jìn)行分析，并要有相應(yīng)的標(biāo)示。（2） 當(dāng)使用儀器的操作出現(xiàn)變更時，需對該儀器進(jìn)行分析。（3）當(dāng)使用儀器出現(xiàn)變更時，如出現(xiàn)維修或購買新的儀器，需對該儀器進(jìn)行分析。4.3 重復(fù)性和再現(xiàn)性4.4.1.術(shù)語4.4.1.1 重復(fù)性

7、又稱設(shè)備變差（符號EV），是指在固定和規(guī)定的測量條件下由同一測量者使用一種測量儀器，連續(xù)（短期）多次測量同一試樣的同一特性時獲得的測量變差。它是系統(tǒng)內(nèi)變差。4.4.1.2 再現(xiàn)性又稱評價人變差（符號AV），是指由不同的評價人使用相同的測量儀器，測量同一試樣的同一特性時測量平均值的變差。它是系統(tǒng)間變差。4.4.1.3 GRR又稱量具重復(fù)性和再現(xiàn)性，它是對測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性合成變差的估計。4.4.1.4 零件變差符號PV，指零件與零件之間的變差。4.4.1.5 分級數(shù)符號ndc，指覆蓋預(yù)期的產(chǎn)品變差所用不重疊的97%置信區(qū)間的數(shù)量。三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號

8、：G-YF10-A/0 頁碼：第4頁 共 13頁4.4.1.6 計算公式EV為設(shè)備變差，EV= *k1，其中=（Ra+Rb+Rn）/n，Rn為第n個人測量全部樣品的極差平均值，n為評價人數(shù)量，k1為系數(shù)，k1=5.15/d2，d2為系數(shù)，查附表取得。AV為評價人變差，AV= ，其中=MAX（，）-MIN（，），k2為系數(shù)，k2=5.15/d2，d2為系數(shù)，查附表取得。n=樣本數(shù)，r=每個樣本的測量次數(shù)。RR為測量系統(tǒng)誤差，RR2為測量系統(tǒng)方差，而 = 。PV為部品誤差，PV=Rp*k3， Rp 為所有觀測者對同一樣品測量平均值行的極差，k3為系數(shù)，k3=5.15/d2，d2為系數(shù)，查表取得，P

9、V2為過程方差。TV為總誤差，TV2為過程總方差，=+。Gage RR為測量系統(tǒng)波動占過程整體波動的百分比，Gage RR=，P/T 為測量系統(tǒng)精度占公差的百分比，P/T= 。ndc為分級數(shù)，ndc=1.41。4.4.2.研究前的準(zhǔn)備4.4.2.1 樣本的選取 選擇同一型號規(guī)格的10個試樣，這10個試樣必須能代表實際的過程變差范圍，即這批試樣應(yīng)包含這個規(guī)格的從最大到最小的不同值。（試樣個數(shù)由分析人員根據(jù)置信概率和試樣的可獲得性來確定，一般不得少于5個）4.4.2.2 人員選擇選擇一名工藝員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的記錄、采集，三名專門從事此試樣測量的人員（操作工）進(jìn)行實際測量。（實際測量人數(shù)由分析人員根據(jù)置信

10、概率要求和選擇的試樣個數(shù)來確定，但不得少于2人）4.4.2.3 測量器具測量器具選用平時所用的器具或相同型號、精度、分辨率的器具并確保此測量器具準(zhǔn)確可靠。測量設(shè)備的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第5頁 共 13頁期過程變差的十分之一。4.4.3.數(shù)據(jù)采集步驟4.4.4.數(shù)值的計算4.4.5結(jié)果分析4.4.5.3 報告表中的數(shù)據(jù)分析4.4.5.3.1 均值圖通過極差均值確定的全部均值和控制限可形成均值圖，此圖結(jié)果提供了測量系統(tǒng)的“可用性”指示?？刂葡迌?nèi)部區(qū)域表示的是測量靈敏度“噪聲”。因為研究中使用的試

11、樣子組數(shù)代表過程變差，大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制限以外，這樣的測量系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分探測試樣-試樣之間的變差并且測量系統(tǒng)能提供對過程分析和過程控制有用的信息。如果少于一半的均值落在控制限外，則測量系統(tǒng)缺乏足夠的分辨率或樣本不能代表期望的過程變差。4.4.5.3.2 極差圖極差控制圖用于確定過程是否受控，這也是我們要在測量研究完成前識別并去除特殊點的原因。若所有的極差都受控，則所有測量者的工作狀態(tài)是相同的；若一個測量者不受控，說明他的方法與其他人不同；若所有測量者都不受控，則測量系統(tǒng)對測量者的技術(shù)很敏感，需要改善以獲得有用的數(shù)據(jù)。通過極差圖可以幫我們確定與重復(fù)性有關(guān)的統(tǒng)計控制及測量過程中測量者

12、之間對每個試樣的一致性。4.4.5.3.3 報告表中的數(shù)據(jù)分析報告表左側(cè)測量單元分析中計算的是變差的每個分量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。報告表右側(cè)計算“總變差%”。該分析可以估計變差和整個測量系統(tǒng)占過程變差的百分比以及其重復(fù)性、再現(xiàn)性和零件與零件間的變差的構(gòu)成，這些信息需要與作圖分析的結(jié)果相比較，并作為作圖法補(bǔ)充。4.4. 6. 接受準(zhǔn)則4.4.6.1 誤差低于 10%通常認(rèn)為測量系統(tǒng)是可接受的。三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第6頁 共 13頁4.4.6.2 誤差在 10%到 30%之間基于應(yīng)用的重要性、測量裝置的成本、維修的成本等方面的考慮，可能

13、是可接受的。4.4.6.3 超過 30%認(rèn)為是不可接受的，應(yīng)該作出各種努力來改進(jìn)測量系統(tǒng)。4.4.6.4 過程能被測量系統(tǒng)區(qū)分開的分級數(shù)（ndc）應(yīng)該大于或等于 5。4.5. Mintab制作GageRR過程示例鑒于我們的產(chǎn)品試驗都是破壞性的，此處舉出一個破壞性的例子：例：某軍工單位生產(chǎn)新型射孔彈，需要進(jìn)行射孔試驗?？紤]到產(chǎn)品無法重復(fù)使用，從15批產(chǎn)品中個抽取2個射孔彈，安排3名操作員，每人對15批射孔彈各測取2次射孔深度的數(shù)據(jù)（假設(shè)同一個人在同一批次內(nèi)的2次測量是重復(fù)測量）。已知公差要求為16，試分析該測量系統(tǒng)。 先在Mintab表中生成數(shù)據(jù)，從“統(tǒng)計>質(zhì)量工具>量具研究>

14、創(chuàng)建量具RR研究工作表”如下圖所示： 三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第7頁 共 13頁 2.指定“部件數(shù)”為“5”，“操作員數(shù)”為“3”，“操作員名稱”分別為“甲”“乙”“丙”，指定“仿行數(shù)”為“2”。三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第8頁 共 13頁 3.打開“選項”，選擇“不隨機(jī)化”。4.運(yùn)行命令后生成一個標(biāo)準(zhǔn)序和運(yùn)行序，在表中輸入數(shù)據(jù)，得到如下圖所示的工作表：5.記錄人員按照運(yùn)行序?qū)υ嚇舆M(jìn)行測量，并把測量結(jié)果填入測量值一列，三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科

15、技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第9頁 共 13頁得到如下圖所示：6.選擇“統(tǒng)計>質(zhì)量工具>量具研究>量具RR研究（嵌套）”進(jìn)入， 三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第10頁 共 13頁7.指定“部件號或批號”為“編號”，“操作員”為“操作員”，“測量數(shù)據(jù)”為“測量值”， 如下圖： 8.選擇“選項”，在“過程公差”中的“規(guī)格上限-規(guī)格下限”中輸入“16”，“標(biāo)題”為“破壞性試驗的測量系統(tǒng)分析”，如下圖所示： 9.運(yùn)行命令后可以得到如下圖所示的會話窗口輸出和分析圖形：三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國

16、瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第11頁 共 13頁上圖顯示主要是波動源反差分析和測量系統(tǒng)能力的計算結(jié)果。容易看到重復(fù)性方差為2.5333；再現(xiàn)性方差為0，則重復(fù)性與再現(xiàn)性方差求和為2.5333（此即）；過程方差為11.2583；兩項求和得到=13.7917.再經(jīng)過一些簡單運(yùn)算可以得到GageRR=42.86>30%，%P/T=59.69>30%，可見重復(fù)性和再現(xiàn)性的水平都不高。ndc=2<5，可見分辨力較弱。在計算方差分量的估計值時有可能出現(xiàn)負(fù)值，這時應(yīng)自動將其修改為0，這時說明此項方差分量很小。本例中“再現(xiàn)性”方差分量為0，說明再現(xiàn)性誤差很小，但重復(fù)

17、性誤差實在是太大了，無論是從GageRR，P/T，還是從ndc，都可以看出該測量系統(tǒng)不合格。我們必須切實改進(jìn)測量系統(tǒng)進(jìn)行再次評估，然后才能使用。三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第12頁 共 13頁 這是一張六合一的圖形。其中左上圖是波動源各分量大小的條形圖，生動地展示了會話窗口中的計算結(jié)果。 紅色條形圖的百分比貢獻(xiàn)表示個波動分量的方差與總體波動分量的方差之比，即 ；綠色條形的百分比研究變異表示各波動分量的標(biāo)準(zhǔn)差與總體波動分量的標(biāo)準(zhǔn)差之比，即；藍(lán)色條形的百分比公差表示各波動分量的標(biāo)準(zhǔn)差的6倍與公差之比，即。由于%GageRR指標(biāo)要小于0

18、.1才合格，分子分母同時平方后可以看出，量具RR的紅色條形高度要小于1%才合格，也就是說，量具RR的紅色條形高度與部件間的紅色條形高度之比小于1/99才行。本例中，雖然部件間的紅色條形已經(jīng)很高大了，但仍然不夠。左中圖、左下圖顯示的是以同一個檢驗員同一部件為分組變量的Xbar-R“控制圖”（嚴(yán)格講這并不是控制圖）。左中圖是以每個測量員測量同一部件的極差形成的R圖，數(shù)據(jù)點絕大多數(shù)應(yīng)該落在控制限之內(nèi)。本例中雖然所有數(shù)據(jù)點都落在控制限之內(nèi)，說明各部件測量結(jié)果的極差并無特三級文件 測量系統(tǒng)分析管理程序A北京國瑞升科技有限公司文件編號：G-YF10-A/0 頁碼：第13頁 共 13頁異者，但此控制限范圍太寬說明重復(fù)性誤差太大；左下圖是以所有部件的總平均值為中心，以重復(fù)觀測的標(biāo)準(zhǔn)差為標(biāo)準(zhǔn)差繪制的常規(guī)控制圖，正常情況應(yīng)該是絕大多數(shù)平均值點落在控制域外，因為越多的數(shù)據(jù)點超出Xbar圖的控制限，表明過程實際的波動越大，同時表明測量系統(tǒng)能力越高。左中圖、左下圖在分析測量系統(tǒng)性能上其實不是十分準(zhǔn)確有效的，只能供參考。右上圖是按部件分組的測量結(jié)果運(yùn)行圖，一般均值連線的變化越大，表明過程實際的波動越大；均值周圍的多個散點分布越集中，表明重復(fù)性與再現(xiàn)性的波動越小。右下圖是按人