測量系統(tǒng)分析
內部資料 嚴禁翻印 測量系統(tǒng)分析 參考手冊 第三版 1990年2月第一版 1995年2月第一版；1998年6月第二次印刷 2002年3月第三版 (c)1990(c)1995(c)2002版權 由戴姆勒克萊斯勒、福特和通用汽車公司所有 測量系統(tǒng)分析 參考手冊 第三版 1990年2月第一版 1995年2月第一版；1998年6月第二次印刷 2002年3月第三版 (c)1990(c)1995(c)2002版權 由戴姆勒克萊斯勒、福特和通用汽車公司所有 前言 本參考手冊是在美國質量協(xié)會（ASQ）及汽車工業(yè)行動集團（AIAG）主持下，由戴姆 勒克萊斯勒、福特和通用汽車公司供方質量要求特別工作組認可的測量系統(tǒng)分析（MSA） 工作組編寫，負責第三版的工作組成員是David Benham（戴姆勒克萊斯勒）、Michael Down（通用）、Peter Cvetkovski（福特），以及Gregory Gruska（第三代公司）、Tripp Martin（FM公司）、以及Steve Stahley（SRS技術服務）。 過去，克萊斯勒、福特和通用汽車公司各有其用于保證供方產(chǎn)品一致性的指南和格式 。這些指南的差異導致了對供方資源的額外要求。為了改善這種狀況，特別工作組被特 許將克萊斯勒、福特和通用汽車公司所使用的參考手冊、程序、報告格式有及技術術語 進行標準化處理。 因此，克萊斯勒、福特和通用汽車公司同意在1990年編寫并以通過AIAG分發(fā)MSA手冊。第 一版發(fā)行后，供方反應良好，并根據(jù)實際應用經(jīng)驗，提出了一些修改建議，這些建議都 已納入第二版和第三版。由克萊斯勒、福特和通用汽車公司批準并承認的本手冊是QS- 9000的補充參考文件。 本手冊對測量系統(tǒng)分析進行了介紹，它并不限制與特殊生產(chǎn)過程或特殊商品相適應的分 析方法的發(fā)展。盡管這些指南非覆蓋測量系統(tǒng)通常出現(xiàn)的情況，但可能還有一些問題沒 有考慮到。這些問題應直接向顧客的供方質量質量保證（SQA）部門提出。如果不知如何 與有關的SQA部門聯(lián)系，在顧客采購部的采購員可以提供幫助。 MSA工作組衷心感謝：戴姆勒克萊斯勒汽車公司副總裁Tom Sidlik、福特汽車公司Carlos Mazzorin，以及通用汽車公司Bo Andersson的指導和承諾；感謝AIAG在編寫、出版、分發(fā)手冊中提供的幫助；感謝特別工 作組負責人Hank Gryn（戴姆勒克萊斯勒）、Russ Hopkins（福特）、Joe Bransky（通用），Jackie Parkhurst（通用（作為代表與ASQ及美國試驗與材料協(xié)會（國際ASTM）的聯(lián)系。編寫這 本手冊以滿足汽車工業(yè)界的特殊需要。 戴姆勒克萊斯勒、福特和通用汽車公司于2002后取得了本手冊的版權和所有權。如果需 要，可向AIAG訂購更多的本手冊，和/或在得到AIAG的許可下，復制本手冊的部分內容， 在各供方組織內使用。（AIAG聯(lián)系電話：248-358-3570）。 2002年3月 前言 本參考手冊是在美國質量管理協(xié)會（ASQC）汽車部及汽車工業(yè)行動集團（AIAG）主持下 ，由克萊斯勒、福特和通用汽車公司供方質量要求特別工作組認可的測量系統(tǒng)分析（MS A）工作組編寫，負責第二版的工作組成員是Ray Daugherty（克萊斯勒）、Victor Lowe，Jr.(福特)、Michael H.Down主席（通用），以及Gregory Gruska（第三代公司）。 過去,克萊斯勒、福特和通用汽車公司各有其用于保證供方產(chǎn)品一致性的指南和格式。這 些指南的差異導致了對供方資源的額外要求。為了改善這種狀況，特別工作組被特許將 克萊斯勒、福特和通用汽車公司所使用的參考手冊、程序、報告格式有及技術術語進行 標準化處理。 因此，克萊斯勒、福特和通用汽車公司同意在1990年編寫并以通過AIAG分發(fā)MSA手冊。第 一版發(fā)行后，供方反應良好，并根據(jù)實際應用經(jīng)驗，提出了一些修改建議，這些建議都 已納入第二版。由克萊斯勒、福特和通用汽車公司批準并承認的本手冊可由供方在制造 過程和滿足QS-9000要求中用來實現(xiàn)MSA技術。 本手冊對測量系統(tǒng)分析進行了介紹，它并不限制與特殊生產(chǎn)過程或特殊商品相適應的分 析方法的發(fā)展。盡管這些指南非覆蓋測量系統(tǒng)通常出現(xiàn)的情況，但可能還有一些問題沒 有考慮到。這些問題應直接向顧客的供方質量質量保證（SQA）部門提出。如果不知如何 與有關的SQA部門聯(lián)系，在顧客采購部的采購員可以提供幫助。 特別工作組衷心感謝：戴姆勒克萊斯勒汽車公司副總裁Thomas T．Stallkamp、福特汽車公司Norman F．Ehlers，以及通用汽車公司Harold R．Kutner的指導和參與；感謝AIAG在編寫、出版、分發(fā)手冊中提供的幫助；感謝特別工 作組負責人Russell Jacobｓ（克萊斯勒）、Stephen Walsh（福特）、Dan Reid（通用）的指導，以及ASQC給予的關心幫助。因此,這本手冊才得以編寫出來,以滿 足汽車工業(yè)界的特殊需要。 AIAG于1994年取得了本手冊的版權和所有權。如果需要，可向AIAG訂購更多的本手冊， 和/或在得到AIAG的許可下，復制本手冊的部分內容，在各供方組織內使用。（AIAG聯(lián)系 電話：248-358-3570）。 1995年2月 MSA第三版快速指南 |測量系統(tǒng)類型 |MSA方法 |章 | |基本計量型 |級差，均值和極差，方差分析（ANOVA）， |三 | | |偏倚，線性，控制圖 | | |基本計數(shù)型 |信號探測，假設試驗分析 |四 | |不可重復 |控制圖 |三、四 | |（例如，破壞試驗 | | | |） | | | |復雜計量型 |極差，均值和極差，ANOVA，偏倚，線性， |三、四 | | |控制圖 | | |多重系統(tǒng)，量具 |控制圖，方差分析（ANOVA），回歸分析 |三、四 | |或試驗臺 | | | |連續(xù)過程 |控制圖 |三 | |其他情況 |替代法 |五 | |其它 |White Papers可在 | | | |http：//www.,aiag.org/publications/qua| | | |lity/msa3.html中 | | | |查到 | | 注：關于GRR標準差的使用 傳統(tǒng)上，慣例是用99%的分布代表測量誤差的“全”分布，由系數(shù)5.15表示（此處，σGRR乘 以5.15用來表示全分布的99%）。 99.73%的范圍由系數(shù)6表示,是±3σ并代表“正態(tài)”曲線的全分布。 如果讀者選擇提高全部測量變差的覆蓋水平或分布至99.73%,在計算中請使用系數(shù)6代替 5.15。 在等式完整和結果計算中了解使用哪個系數(shù)是關鍵的。如果在測量系統(tǒng)變差和公差之間 進行比較，這一點特別重要。 目 錄 第一章 通用測量系統(tǒng)指南 1 第一章一第一節(jié) 2 引言、目的和術語 2 測量數(shù)據(jù)的質量 2 目的 3 術語 3 術語總結 4 真值 9 第一章—第二節(jié) 10 測量過程 10 測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性 11 變差來源 13 測量系統(tǒng)變異性的影響 15 對決策的影響 15 對產(chǎn)品決策的影響 16 對過程決策的影響 17 新過程的接受 18 過程設定/控制（漏斗實驗） 20 第一章—第三節(jié) 22 測量戰(zhàn)略和策劃 22 復雜性 22 確定測量過程的目的 22 測量壽命周期 23 測量過程設計選擇的準則 23 研究不同測量過程方法 24 開發(fā)和設計概念以及建議 24 第一章—第四節(jié) 25 測量資源的開發(fā) 25 基準協(xié)調 26 先決條件和假設 26 量具來源選擇過程 27 詳細的工程概念 27 預防性維護的考慮 27 規(guī)范 28 評估報價 28 可交付的文件 29 在供應商處的資格 30 裝運 31 在顧客處的資格 31 文件交付 31 測量系統(tǒng)開發(fā)檢查表的建議要素 33 第一章—第五節(jié) 37 測量問題 37 測量系統(tǒng)變差的類型 37 定義及潛在的變差源 38 測量過程變差 45 位置變差 45 寬度變差 49 測量系統(tǒng)變差 53 注釋 55 第一章—第六節(jié) 57 測量不確定度 57 總則 57 測量的不確定度和MSA（測量系統(tǒng)分析） 57 測量的溯源性 58 ISO表述測量中不確定度的指南 58 第一章—第七節(jié) 59 測量問題分析 59 第二章 測量系統(tǒng)評定的通用概念 61 第二章—第一節(jié) 62 引言 62 第二章—第二節(jié) 63 選擇/制定試驗程序 63 第二章—第三節(jié) 65 測量系統(tǒng)研究的準備 65 第二章—第四節(jié) 68 結果分析 68 第三章 - 簡單測量推薦的實踐 69 第三章 - 第一節(jié) 70 試驗程序示例 70 第三章 - 第二節(jié) 71 計量型測量系統(tǒng)研究- 指南 71 確定穩(wěn)定性的指南 71 確定偏倚的指南- 獨立樣本法 73 確定偏倚的指南- 控制圖樣本法 76 確定線性的指南 78 確定重復性和再現(xiàn)性的指南 84 極差法 85 均值極差法 86 均值圖 89 極差圖 90 鏈圖 91 散點圖 92 振蕩圖 93 誤差圖 93 歸一化直方圖 94 均值—基準值圖 95 比較圖 96 數(shù)值的計算 97 數(shù)據(jù)結果的分析 101 方差分析法（ANOVA） 103 隨機化及和統(tǒng)計獨立性 103 第三章 - 第三節(jié) 109 計數(shù)型測量系統(tǒng)研究 109 風險分析法 109 解析法 119 第四章 - 復雜測量系統(tǒng)實踐 126 第四章 - 第一節(jié) 127 復雜的或非重復的測量系統(tǒng)的實踐 127 第四章 - 第二節(jié) 129 穩(wěn)定性研究 129 S1：單個零件，每個循環(huán)單一測量 129 S2：n≥3個零件，每循環(huán)單一測量 130 S3：從穩(wěn)定過程中大量取樣 132 S4：分割樣本（通用），每循環(huán)單一樣本 133 S5：試驗臺 133 第四章 - 第三節(jié) 135 變異性研究 135 V1：標準GRR研究 135 V2：p≥2臺儀器的多重讀數(shù) 135 V3：平分樣本（m=2） 136 V4：分割樣本（通用）， 136 V5：與V1一樣用于穩(wěn)定化的零件 137 V6：時間序列分析 137 V7：線性分析 138 V8：特性（性能）隨時間的衰變 138 V9—V2：同時用于多重讀數(shù)和P≥3臺儀器 138 第五章- 其他測量概念 139 第五章 - 第一節(jié) 140 量化過度的零件內變差的影響 140 第五章 - 第二節(jié) 141 均值極差法-附加處理 141 第五章 – 第三節(jié) 148 量具性能曲線 148 第五章 – 第四節(jié) 154 通過多次讀數(shù)減少變差 154 第五章 – 第五節(jié) 156 GRR的合并標準偏差法 156 附錄 164 附錄A 165 方差分析概念 165 附錄B 170 GRR對能力指數(shù)Cp的影響 170 公式 170 分析 170 圖形分析 170 附錄C 173 d2*表 173 附錄D 174 量具R（重復性）的研究 174 附錄E 175 使用誤差修正術語替代PV計算 175 附錄F 176 P．I．S．M．O．E．A誤差模型 176 術語 179 樣表 184 M．S．A手冊用戶反饋過程 187 表格目錄 序號 題目 頁碼 控制原理和驅動興趣點 15 偏倚研究數(shù)據(jù) 75 偏倚研究 – 偏倚研究的分析 76 偏倚研究- 偏聽偏信倚的穩(wěn)定性研究分析 78 線性研究數(shù)據(jù) 81 線性研究- 中間結果 92 量具研究（極差法） 85 方差（ANOVA）表 106 方差分析%變差和貢獻 106 ANOVA法和均值極差法的比較 107 ANOVA法報告 107 計數(shù)型研究數(shù)據(jù)表 111 測量系統(tǒng)示例 127 基于測量系統(tǒng)形式的方法 128 合并標準偏差分析數(shù)據(jù)表 160 方差分量的估算 165 5.15σ分布 166 方差分析(ANOVA) 167 ANOVA結果列表(零件a&b) 168 觀測和實際Cp的對比 172 插圖目錄 序號 題目 頁碼 長度測量溯源鏈的示例 8 測量系統(tǒng)變異性 – 因果圖 14 不同標準之間的關系 40 分辨力 41 過程分布的分組數(shù)量(ndc)對控制和分析活動的影響 42 過程控制圖 44 測量過程變差的特性 45 偏倚和重復性的關系 56 穩(wěn)定性的控制圖分析 72 偏倚研究 – 偏倚研究直方圖 75 線性研究 – 作圖分析 82 量具重復性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表 88 均值圖 – “層疊的” 89 均值圖 – “不層疊 的” 90 極差圖 – “層疊的” 91 極差圖 – “不層疊的” 91 零件鏈圖 92 散點圖 92 振蕩圖 93 誤差圖 94 歸一化直方圖 95 均值- 基準值圖 96 比較圖 96 完整的GR&R數(shù)據(jù)收集表 99 GR&R報告 100 交互作用 105 殘留圖 105 過程舉例 110 灰色區(qū)域與測量系統(tǒng)有聯(lián)系 110 具有Pp=Ppk=1.33的過程 116 繪制在正態(tài)概率紙上的計數(shù)型量具性能曲線 124 計數(shù)型量具性能曲線 125 (33 a & b)測量評價控制圖 144&145 (34 a & b)評價測量過程的控制圖法的計算 146&147 無誤差的量具性能曲線 151 量具性能曲線 – 示例 152 繪制在正態(tài)概率紙上的量具性能曲線 153 (38a, b & c)合成標準偏差研究圖形分析...
測量系統(tǒng)分析