MSA练习题及答案.doc

MSA测量系统分析知识要点：
目的：

1. 理解进行过程能力分析的重要性；
2. 掌握量测系统评估指数;
3. 掌握如何评估量测系统的分辨率

要点内容：

1. 为什么要进行MSA？Why？；
• 我（你）的测量数据是可靠的吗？
• 测量系统有足够的分辨力吗？
• 两年内量具的结果能否保持一致？
• 为什么不同的测量人员得到的结果不同，我应该相信谁？
• 量具测量重复测量时结果也不尽相同，应该如何取值？
• MSA系统可以让你获得什么？
2. 什么是MSA？ What ？；
• 影响测量系统的因素:
• 量具(Gage)
• 人(People)
• 测量技术(Measurement Technique)
• 测量程序(Measurement Procedure)
• 软件(Software)
• 环境(Environment)
• 其它因素(Other Factors)
• 如何判断测量系统的分辨力是否足够？
• 测量系统变差的分布特征：
• 反映测量值相对于标准值的位置（理解如下几个概念）：
• 偏倚(Bias)
• 稳定性(Stability)
• 线性(Linearity)
• 反映测量值的分散程度—方差，也即R&R（理解并掌握计算方法）：
• 重复性(Repeatability)
• 再现性(Reproducibility)
• 零件间变差
• 测量系统重复性和再现性占总过程变差的百分比（%R&R）的可接受性准则：
• 低于10% — 测量系统可接受；
• 10%至30% — 根据应用的重要性、量具成本和维修的费用等可能是可接受的；
• 大于30% — 测量系统需要改进。
•
3. 如何进行MSA？ How？；
• 偏倚或线性：
• 独立样本法
• 图表法——平均值标准差控制图
• 稳定性：
• 平均值极差或平均值标准差控制图
• 重复性与再现性
• 极差法；
• 测量变异近似值；
• 只提供总体情形；
• 平均值极差控制图法；
• 把变异分为重复性和再现性；
• 方差分析法；
• 把变差分为四类：零件、评价人、零件与评价人的交互作用、量具重复性误差。
MSA测试题

一、 选择题（请从下列答案中选择一个以上正确答案）（每题2分，共10分）
1、以下哪种原因可能导致测量结果的变差（ ABCD ）
A.零件的变差 B.测量人内部变差 C.测量仪器的变差 D.测量环境导致的变差
2.以下属于测量设备的计量特性的有（ ABC ）
A.分辨力 B.最大允许误差 C.测量范围 D.重量 E.长度
3.在测量系统分析中，评价一个人使用一件测量设备，对同一零件的某一个特性进行多次测量下的变差，称为（A）
A.重复性 B.偏倚 C.稳定性 D.线性 E.再现性
4.以下描述错误的是（B）
A. 零件的真值永远无法得到，只能无限与之接近；
B. 数显卡尺的准确度是0.02mm；
C. 产品控制理论关注的是零件是否在指定的范围内；
D. 过程控制理论关注的是过程变差是否稳定并可接受。
5.以下公式错误的是（B）
A. 测量系统的偏倚＝测量值－真值（或约定真值）
B. TV（总变差）2＝EV（测量设备的变差）2＋PV(零件的变差)2
C. GRR(测量系统变差)2＝EV(测量设备的变差)2＋AV（评价人的变差）2
D. ndc(区别分类数)＝1.41*(PV/GRR)
二、 填空题（请将下类空白处填写完整）（每题1分，共5分）
1、测量系统的稳定性是表示测量系统随（时间）的偏倚值。
2、测量系统的线性是标识在量具正常（使用范围）内的偏倚变化量。
3、测量系统的（重复性）通常被称为测量设备的变差。
4、测量系统的（再现性）通常被称为评价人的变差。
5、测量系统应处于统计受控状态意味着在重复测量条件下，测量系统中的变差只能由（普通原因）造成，而不能由特殊原因造成。这种情况可称之为具有统计的稳定性，并且可以通过（控制图）法最佳地进行评价。
三、判断题（每题1分，共5分）
1、物体特性的真值是不可知的。 （ √ ）
2、量具的分辨率就是指有效分辨率。 （ x ）
3、基准值是真值的替代，可以获得。 （ √ ）
4、MSA的位置误差和宽度误差的接受准则是一样的。 （ x ）
5、理想的测量过程是0偏倚和0方差。 （ √ ）
四、简答题（每题15分，共50分）
1、什么是测量系统?(10分)
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、环境及假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。
2、测量数据分为哪两类?(10分)
计数型，又称离散数据或属性数据，如通过，未通过，百分比，次数等；
计量型，又称连续数据或可变数据，如长度，电压，电流等
3、MSA手册对量具的分辨力有什么要求? (10分)
测量仪器分辨率至少是被测范围是1/10，(即其最小刻度应能读到1/10过程变差或规格公差较小者，如：过程中所需量具读数的精确度是0.01mm，则测量应选择精确度为0.001mm)。
4、测量系统变差的类型有哪些？
一、位置变差（准确度），包括：
偏倚、稳定性、线性
二、宽度变差（精密度），包括：
再现性、重复性
5、计量型测量系统分析方法与计数型测量系统分析方法分别有哪些？
一、计量型：
1、偏 倚 分 析 方 法
2、线 性 分 析 方 法
3、稳 定 性 分 析 方 法
4、重复性和再现性分析方法
二、计数型
1、风险分析法（假设检验法、信号分析法）2、数据解析法
五、应用题（每题10分，共30分）
1.针对某一测量系统，ABC三个评价人测量10个零件，得到数据，通过计算，得到EV（测量设备的变差）是0.4726，AV(评价人的变差)是0.5583，零件的变差是8.1445
请通过以上数据，计算GRR占总变差的百分比，并通过对GRR进行对比分析，制定三条主要的改进措施。
GRR=SQRT(AV2+EV2)=SQRT(0.4726*0.4726+0.5583*0.5583)=0.7318
TV(总变差)＝SQRT(GRR2+PV2)=2.9793
GRR%=GRR/TV/100*100=24.56％
此测量系统的GRR小于30％,大于10％，需要进行改进。
因为AV的变差大于EV的变差，所以需要
措施：评价人需要更好的培训如何使用量具仪器和读数
量具刻度盘上的刻度不清楚
需要某种夹具帮助提高评价人提高使用量具的一致性
可能需要某些夹具协助操作员,使其更具一致性的使用量具.
评价人对量具的操作方法及数据读取方式应加强培训,作业标准应再明确制定或修订.

2.在对某测量测试系统进行GRR分析时，得EV=0.003、AV=0.004、PV=0.012，请问此测量系统的GRR可以接受吗？不合格的话，请给出主要变差源、给出至少3条的改进建议？

答：EV=0.003 AV=0.004 PV=0.012

GRR2=EV2+ AV2=0.0032+0.0042=0.000025 GRR=0.005
TV2= GRR2 +PV2=0.000025+0.000144=0.000169 TV=0.013
GRR%=100(GRR/TV)％=100*(0.005/0.013)％=38.5%
EV％＝100(EV/TV)％=23.1% AV％＝100(AV/TV)％=30.8%
Ndc=1.41(PV/ GRR)=1.41(0.012/0.005)=3.384＝3（向下取整）
因为GRR%=38.4615%，Ndc=3.384，此测量系统的GRR是不可以接受的；
因为EV％<AV％所以主要变差是测量人员的变差，改进建议为：
1.测量设备需要维修；
2.需要对测量人员进行更好的培训；
3.量具的刻度不够清晰，造成测量人员的人为误差；
4.测量方法不当，应改进测量方法，并在该工序操作人员中进行培训
5.零件内部的变差太大
6.测量环境需要更好的控制

3，用均值和极差图来进行测量系统稳定性的分析，已知子组容量为5，共收集25组数据，测量数据的均值为10，子组极差的均值为5，请计算均值极差图的控制线？（A2=0.577,D4=2.114,D3=0）

答： 极差图上限＝D4*子组极差的均值＝2.114*5＝10.57
极差图下线＝D3*子组极差的均值＝0*5＝0
均值图上限＝测量数据的均值+A2*子组极差的均值=10+0.577*5=12.885
均值图下限＝测量数据的均值－A2*子组极差的均值=10－0.577*5=7.115