测量系统分析Measurement System Analysis姜恒祥

目录一、课程目的二、为什么引入MSA?三、基本概念四、MSA目的五、MSA五性、变异之间关系六、测量系统分析评价方法 6.1分辨力和稳定性 6.2偏倚和线性 6.3重复性和再现性 6.4破坏性测量系统分析 6.5计数型测量系统分析七、MSA运作过程中常见问题

一、课程目的阐述测量系统的基本概念、波动的主要来源、分析方法、评价方式以及特殊的MSA分析(包括破坏性试验的MSA分析、计数型测量系统分析)

二、为什么引入MSA? QMS中八项原则之一“基于事实的决策”,要求“以事实和数据驱动管理”,而数据是测量得来的，所以应强调数据本身质量和相应的测量系统分析。 试想，收集的数据都不能很好地代表过程，数据都不准确，然后依据此数据做重大决策，后果可怕不可怕。 比如用来交易的不准的秤、不合格的过秤人员等。 当然我们今天讲的MSA只涉及到制造过程中的数据，其他如行政管理、服务中的测量系统分析请参照其他课程。

三、基本概念

的整体。

测量：对直径赋值的过程测量系统：上过程中人员、量具、测量对象、测量方法、环境构成测量系统分析：用统计学的方法对测量系统进行评估，了解影响测量数据分类：计量和属性数据波动：对一个过程而言，最后得到过程本身的波动和测量系统的波

测量结果波动来源及分布并确认测量系统是否符合工程要求(目的)。

动得出了观测到的总波动。σ总2=σ过程2+σ测量系统2在我们MSA分析中，过程本身的波动不是我们关心的重点，我们只关注σ测量系统波动。

偏倚：理论上的平均值μ与其参考值Vr之间的差异 (位置的度量)精度：分布的范围(多次测量的结果),一般用6σms表示。

四、MSA的目的得出测量系统是否合格的结论，如果可以认定测量系统合格，测量系统分析可以结束，如果认定测量系统不合格则要进一步分析，是哪方面出了问题

五、测量系统分辨力、稳定性、偏倚、线性、重复性和再现性关系、变异间关系稳定性、分辨力

偏倚偏倚线性位置的度量重复性和再现性------散步宽度 (精度)

变异间关系总体变异

过程本身的变异 (部件变异)

测量观测变异

普通原因引起的变异

特殊原因引起的变异

测量设备本身的波动

测量人员、方法、环境等引起的波动

前提：稳定性、分辨力、偏倚、线性重复性

再现性

六、测量系统评价方法6.1分辨力和稳定性 6.1-1分辨力： 定义:仪器仪表上最小刻度来反映(测量结果的最小间隔)。分辨力不高，就无

法识别过程的波动。因此具有足够的分辨力是合格测量系统的首要条件之一。一般分辨力不够，只能更换量具。 (以螺丝为例) 对于连续型数据，测量系统分辨力最起码要求应当使最小间隔UNIT同时不大于过程总波动PV(用6倍过程标准差表示)的1/10和容差 (USL-LSL)的1/10。 UNIT≤MIN(6σ/10、USL-LSL/10) 另外还可以用可区分组数(number of distinct categories, NDC)作为分辨力够否的另一个标准。它的公式为：NDC=INT(1.41*σp/σms)σp为实际过程波动的标准差;σms为测量系统波动的标准差. INT表示下取整函数.

分辨力对过程控制与分析的影响可区分组数 1控制多数情况下不能用于控制图分析只能指出过程的输出是否合格,不能用于过程参数及指数的估计

2-4≥5

能够用于不太敏感的计量型控只能用过程参数及指数的粗制图略估计能够用于各种类型的控制图表明测量系统的分辨力合格,能够用于过程参数及指标的估计,当其≥10时,表明分辨力优良

6.1-2稳定性定义: (偏倚和精度)在时间范围内保持恒定的能力. 合格测量测量基本条件之一是测量系统要有稳定性 通常使用控制图来判断测量系统的稳定性 (成本高、时间长，一般量具厂家实施)

6.2偏倚和线性6.2-1偏倚定义:理论上的平均值μ与其参考值Vr之间的差异 Vr来源:更高精度测出\法定的标准器 Xbar≠μ实际工作中,对指定参考值只能进行有限几次测量,我们只能得出样本Xbar,因为测量中总会存在随机误差，每次测量结果总会有波动，所以 Xbar也会有波动。 研究偏倚首先要明确到底是否存在偏倚，也就是估算理论上平均值μ与其参考值Vr是否相等，而不能单比较样本Xbar与Vr是否一致。 如何进行偏倚检验呢？均值检验 (1-sample-t)

案例例：抽查精细面粉的装包重量，其每包重量在正常生产下均值为20(单位公斤),某日在生产的产品中抽查16包，其观测值见数据文件：BS面粉重量.MTW)现发现平均重量稍有变化,试问生产是否正常?取α=0.05 1)建立假设: HO:μ=20 H1:μ≠20 2)由于σ未知,故选用单样本T检验. 3)根据显著性水平及P-VALUE确定.

P=0.020<0.05则拒绝原假设,即认为面粉平均重量已有显著变化，生产不正常。

偏倚研究结论: 1、在此点处测量系统有没有偏倚. 2、在此点处测量系统确实存在偏倚,用XbarVr作为此点的偏倚估计注意:各量程中偏倚并不相等,偏倚可正可负.

P-Value解释首先是小概率事件不会发生,一但发生我们认为不可信.原假设H0成立,出现目前状况的概率,当这个概率很小时(比如小于0.05)这个结果在”原假设成立的情况下一次不应该出现”因而

拒绝原假设,选择备择假设.