2033GB 量測系統評估研究(MSA) 1 Page~1 MSA-测量系统分析 Page~2 1. 前言 数据是企业行为的基本要素,在作业的管理面,数 据有系统地规划了下达决策的必备资讯. 收集企业数据的方法与数据的准确度,是影响管 理决策过程中,考量其有效性的基本因素. Page~3 2. 简介 2.1 量测系统评估流程图 开始 用生产零配件、治工具处理过程来评估量规或量测方法 可接受量测方法上量规的准 确度吗 可接受量规或量测方法的 重复性与再现性吗 可接受的量测系统 可以修正吗 可以修正吗 获取更进一步的协助No NoNo No YesYes YesYes Page~4 量测系统 评估流程 图之说明 藉由一量测表格来定出任一品质特性值可能是唯 一的方法,如:尺寸、硬度,张力强度、重量、化学 上不纯度的百分比…等等.如果量测系统,量测装 置及使用这些量测设备的人,都是完美的,那就可 以量测出品质特性真正的变异数,实际上,在大量 的量测作业中,量测值常反映出量测的误差量测的误差.. Page~5 由于这些“量测错误”,使得制程能力分析技术变成 无用武之地,除非变异数在量测数据一产生时就得 知. 众所周知,量测必须准确,就某一观点而言,在问题 点的研究上是富有积极性意义的.然而在制程能力 研究上,非常普遍的,当第一个读值点绘完成之后, 就可以看到各种严重超出管制界限的型态,通常与 其说是产品的实际情形,不如说是量测的误差及不 稳定过大的结果. 2033GB 量測系統評估研究(MSA) 2 Page~6 记住,每次对一件产品的观察,都是由两种不同的因 子所组成,一个是特性的实际值（真值）,另一个是 产品的量测值,如果量测的变异性大过产品的变异 性,则将甚难查出其间的因果关系,而这些因果关系 对解决问题或改进产品品质或许非常重要. 无论如何,可以检查(a)将量测准确度与标准件相比 较,(b)检查其精密度或再现性.列出这些简要基准的 精密度精密度、再再现现性性、与准确度准确度的方法. Page~7 2.2 量测系统的精密度、再现性、与准确度(A) 25 20 15 10 5 0 读值 出现 次数 0.0410 0.0415 0.0420 同一位熟练的检验员,在同一部位,以外径分厘卡量测100次所测得的次数分配. Page~8 在量测系统评估方面,可以把它视为不仅是量测装置 及其使用步骤的说明,而且还包含了特殊使用者的操 作方法.任何工业品质特性的量测方法,可以预期有某 些型态的变异性,在良好的条件下,这种型态可以在重 复量测品质特性很多次的情况下,仍然可以发现到维 持不变.例如,前页图例的次数分配,得自于同一熟练的 检验员,使用外径分厘卡量测同一钢条厚度的100次全 部数据. 2.2 量测系统的精密度、再现性、与准确度(B) Page~9 一个量测系统不单是一套量测装置,它还包含以 下要素: ．仪器或量测装置 ．操作员 ．产品本身 Page~10 这些因素都会造成量测的变异与量测的误差,量 测设备是变异的主因.有偏差的存在,是因为设备 没有校正(准确度)或当不同的人使用同一设备时 (再现性)的偏差.变异是起因于磨损、劣化、或环 境条件的不稳定,随机性的变异可能来自于仪表 或量规的摩擦或由一位评价人多次使用同一种设 备时（重复性） Page~11 许多公司试图以实施仪具校正计划来确认量测 的可靠性,正常的仪器校正是必需的,但它仅能自 理量测的一项误差来源—准确度.量测系统评估量测系统评估 研究的目的研究的目的,,在于决定量测误差的型式与数量在于决定量测误差的型式与数量..对 量测系统而言,了解它的再现性与校正偏差量及 建立其限度范围,较提供更准确的量规来得更实 际. 2033GB 量測系統評估研究(MSA) 3 Page~12 一种产品用三件仪器的量测值 .017.014.016.015.015 .016.014.016.017.017 .016.016.015.016.016 .015.016.014.016.015 .015.017.015.015.014 读值仪器A读值的次数分配 017-016- 015-014- 013-012- 011-010- '''''''' '''' '''' '''''''' 误差 平均值 真值 目标类比 精密但不准确 2.2 量测系统的精密度、再现性、与准确度(C) Page~13 准确但不精密 .013.010.015.013.010 .012.011.014.013.010 .011.008.014.012.008 .012.016.009.011.009 .011.007.008.011.009 读值仪器B读值的次数分配 016-015- 014-013- 012-011- 010-009- 008-007- 目标类比 ''' '''''' 平均值 真值误差 ''' ''' '''' 2.2 量测系统的精密度、再现性、与准确度(D) Page~14 精密又准确 .010.010.011.009.010 .010.011.010.011.010 .009.011.011.009.009 .010.011.011.010.009 .009.010.010.010.009 读值仪器C读值的次数分配 011-010- 009- 平均值 真值 目标类比 '''' '' '''''' 2.2 量测系统的精密度、再现性、与准确度(E) Page~15 2.3测量系统类型和MSA方法 White Papers可在http:aiag/publications/quality/msa3. html中查到 替代法 控制图 控制图,方差分析(ANOVA),回归分析 极差,均值和极差,ANOVA,偏倚,线性,控制图 控制图 信号探测,假设试验分析 极差,均值和极差,方差分析（ANOVA）,偏倚,线性,控制图 MSA方法 其它 其他情况 连续过程 多重系统，量具或试验台 复杂计量型 不可重复（例如，破坏试验） 基本计数型 基本计量型 测量系统类型 Page~16 2.4关于GRR标准差的使用 传统上,惯例是用99%的分布代表测量误差的“全”分布,由 系数5.15表示(此处, σGRR乘以5.15用来表示全分布的 99%)； 99.73%的范围由系数6表示,是±3σ,并代表“正态”曲线的 分布； 如果选择提高全部测量变差的覆盖水平或分布至99.73%, 在计算中请使用系数6代替5.15；在等式完整和结果计算 中了解使用哪个系数是关键的.如果在测量系统变差和公 差之间进行比较,这一点特别重要. Page~17 3. 术语 3.1测量 测量定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间关 于特定特性的关系。这个定义由C.Eisenhart（1963）首 次提出。 赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。 2033GB 量測系統評估研究(MSA) 4 Page~18 3. 术语 3.2量具 任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车 间的装置；包括通过/不通过的装置。 Page~19 是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、 标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的 集合；用来获得测量结果的整个过程。 3.3测量系统 3. 术语 Page~20 用于比较的可接受的基准 用于接受的准则 已知数值，在表明的不确定度界限内，为真值被接受 基准值 一个标准应该是一个可操作的定义：由供应 商或顾客应用时，在昨天、今天和明天都具 有同样的含义，产生同样的结果。 3.4标准 3. 术语 Page~21 分辨力、可读性、分辨率 别名：最小的读数的单位、测量分辨、刻度限 度或探测限度 由设计决定的固有特性 测量或仪器输出的最小刻度单位 总是以测量单位报告 1：10经验法则 3.5基本的设备(A) 3. 术语 Page~22 有分辨率 对于一个特定的应用，测量系统对过程变差的灵敏 性 产生有用的测量输出信号的最小输入值 总是以一个测量单位报告 3.5基本的设备(B) 3. 术语 Page~23 基准值 人为规定的可接受值 需要一个可操作的定义 作为真值的替代 3.5基本的设备(C) 3. 术语 2033GB 量測系統評估研究(MSA) 5 Page~24 真值 物品的实际值 未知的和不可知的 3.5基本的设备(D) 3. 术语 Page~25 准确度 “接近”真值或可接受的基准值 ASTM包括位置和宽度误差的影响 ASTM：美国试验及材料协会 3.6位置变差(A) 3. 术语 Page~26 偏倚 测量的观测平均值和基准值之间的差异 测量系统的系统误差分量 测量系统平均值基准值 偏倚 3.6位置变差(B) 3. 术语 Page~27 稳定性 偏倚随时间的变化 一个稳定的测量过程是关于测量的统计受控 别名：漂移 时间 基准值 3.6位置变差(C) 3. 术语 Page~28 线性 整个正常操作范围的偏倚改变 整个操作范围的多个并且独立的偏倚误差的相互关系 测量系统的系统误差分量 偏倚偏倚 Size1Size2 3.6位置变差(D) 3. 术语 Page~29 精密度 重复读数彼此之间的“接近度” 测量系统的随机误差分量 3.7宽度变差(A) 3. 术语