测量系统分析MSA知识讲义
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超详细MSA测量系统分析讲解
四.MSA的分析方法——（一）计量型测量系统
2.线性的分析方法和接受准则
●回顾：
1.什么是线性？
●线性指南
1.在量具的操作范围内，选择g（子组数）≥5个零件 2.检验每个零件，以确定基准值 3.一个人测量每个零件m（子组容量）≥10次 4.计算每次测量的零件偏倚及零件偏倚的平均值。（偏倚i，j=Xi，j -基准值） 5.在线性图上画出单值偏倚和基准的偏倚值 6.计算并画出最佳拟合线和置信带 7.画出“偏倚=0”线，评审该图指出特殊原因和线性的可接受性 （即“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内）
MSA
课前思考
1.什么是MSA ？ 2.什么时候做MSA？ 3.谁做MSA？ 4.哪些测量系统需要做MSA？ 5.在哪里做MSA？ 6.怎么做MSA？原理是什么？
MSA
第一单元
MSA的基本概念
MSA
二.MSA的基本概念
1.测量的定义
●测量：被定义为“对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们 对于特定特性之间的关系”。这定义由C.Eisenhart（1963）首次提出 。赋予数字的过程被定义为测量过程。而数值的指定被定义为测量值 。
3.MSA与FMEA（潜在失效模式及后果分析）
a. FMEA可以用来识别特殊特性，为SPC和MSA确定控制和分析的 对象
b.可以建立测量系统FMEA，管理测量系统的风险
MSA
一.MSA的概述介绍
（二）MSA 与汽车行业五大质量手册
4.MSA与SPC（统计过程控制）
测量系统对适当的数据分析来说是很关键的，在收集过 程数据之前就应很好地对它加以了解。这些测量系统缺少 统计控制，或它们的变差在过程总变差中占很大比例，就 可能做出不恰当的决定。
2.线性的分析方法和接受准则
●回顾：
1.什么是线性？
●线性指南
1.在量具的操作范围内，选择g（子组数）≥5个零件 2.检验每个零件，以确定基准值 3.一个人测量每个零件m（子组容量）≥10次 4.计算每次测量的零件偏倚及零件偏倚的平均值。（偏倚i，j=Xi，j -基准值） 5.在线性图上画出单值偏倚和基准的偏倚值 6.计算并画出最佳拟合线和置信带 7.画出“偏倚=0”线，评审该图指出特殊原因和线性的可接受性 （即“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内）
MSA
课前思考
1.什么是MSA ？ 2.什么时候做MSA？ 3.谁做MSA？ 4.哪些测量系统需要做MSA？ 5.在哪里做MSA？ 6.怎么做MSA？原理是什么？
MSA
第一单元
MSA的基本概念
MSA
二.MSA的基本概念
1.测量的定义
●测量：被定义为“对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们 对于特定特性之间的关系”。这定义由C.Eisenhart（1963）首次提出 。赋予数字的过程被定义为测量过程。而数值的指定被定义为测量值 。
3.MSA与FMEA（潜在失效模式及后果分析）
a. FMEA可以用来识别特殊特性，为SPC和MSA确定控制和分析的 对象
b.可以建立测量系统FMEA，管理测量系统的风险
MSA
一.MSA的概述介绍
（二）MSA 与汽车行业五大质量手册
4.MSA与SPC（统计过程控制）
测量系统对适当的数据分析来说是很关键的，在收集过 程数据之前就应很好地对它加以了解。这些测量系统缺少 统计控制，或它们的变差在过程总变差中占很大比例，就 可能做出不恰当的决定。
MSA测量系统分析培训讲义
基准值的取得可以通过采 用更高级别的测量设备进 行多次测量，取其平均值 来确定。
观测平均值
6、重复性(Repeatability)
重复性是由一个评价人，采用 一件测量仪器，多次测量同一 零件的同一特性时获得的测量 值变差。
重复性
7、再现性(Reproducibility)
操作者C
再现性是由不同的评价人，采 用相同的测量仪器，测量同一 零件的同一特性时测量平均值 的变差。
0.73667 0.07252 -0.13167 0.01093
P 0.000 0.000
S
0.239540 R-Sq
71.4%
Linearity 0.790000 % Linearity 13.2
Reference A v erage
2 4 6 8 10
Gage Bias Bias % Bias
-0.053333 0.9 0.491667 8.2 0.125000 2.1 0.025000 0.4 -0.291667 4.9 -0.616667 10.3
Mean=6.021
6.0
5.7
LCL=5.746
子组 0
1.0
5
10
15
20
25
ULC=1.01
样本极差
0.5
R=0.47792
0.0
LCL=0
– 控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没 有出现明显可见的特殊原因影响。
偏倚分析
偏倚又称为准确度 (Accuracy),是指量测平 均值与真值之差值.而真 值可以通过采用更高级别 的测量设备(实验室或全 尺寸检验设备)进行多次 测量,取其平均值来确定。
Reported by : T olerance: M isc:
观测平均值
6、重复性(Repeatability)
重复性是由一个评价人，采用 一件测量仪器，多次测量同一 零件的同一特性时获得的测量 值变差。
重复性
7、再现性(Reproducibility)
操作者C
再现性是由不同的评价人，采 用相同的测量仪器，测量同一 零件的同一特性时测量平均值 的变差。
0.73667 0.07252 -0.13167 0.01093
P 0.000 0.000
S
0.239540 R-Sq
71.4%
Linearity 0.790000 % Linearity 13.2
Reference A v erage
2 4 6 8 10
Gage Bias Bias % Bias
-0.053333 0.9 0.491667 8.2 0.125000 2.1 0.025000 0.4 -0.291667 4.9 -0.616667 10.3
Mean=6.021
6.0
5.7
LCL=5.746
子组 0
1.0
5
10
15
20
25
ULC=1.01
样本极差
0.5
R=0.47792
0.0
LCL=0
– 控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没 有出现明显可见的特殊原因影响。
偏倚分析
偏倚又称为准确度 (Accuracy),是指量测平 均值与真值之差值.而真 值可以通过采用更高级别 的测量设备(实验室或全 尺寸检验设备)进行多次 测量,取其平均值来确定。
Reported by : T olerance: M isc:
MSA量测系统分析基础知识详解(doc 60页)
MSA量测系统分析基础知识详解(doc 60页)量测系统分析(MSA)目录第1章量测系统介绍1.1 概述、目的、术语 11.2 量测系统之统计特性 21.3 量测系统的标准 31.4 量测系统的通则 31.5 选择/制定检定方法 3 第2章量测系统之评价2.1概述 52.1.1鉴别力 52.1.2量测系统变异的类型72.2量测系统分析82.2.1再现性82.2.2再生性92.2.3零性间变异102.2.4偏性102.2.5稳定性112.2.6线性132.2.7范例说明152.3量测系统研究之准备202.4计量值量测系统之研究212.4.1稳定性之准则212.4.2偏性之准则212.4.2.1独立取样法212.4.2.2图表法222.4.2.3分析232.4.3再现性与再生性之准则23●追溯标准●作业定义●管制●维修及再验证1.1.2目的本篇的目的在于说明评价量测系统品质之准则，虽然也可以运用在其它量测系统上，但主要还是以使用在工业界制程的量测系统为主，且特性数据可重复读取。
1.1.3术语量测（Measurement）：对某具体事物赋予数据，以表示他们对于特定特性之间的关系。
赋予数据的过程称为量测过程，而数据称为量测值。
量具（Gage）：任一可用以量测之设备，通常是用以特别称呼使用在生产现场者，包括GO/NO-GO设备。
量测系统（Measurement System）：操作、准则、量具和其它设备、软件及指定之一群待量测之集合，经由完整程序而取得量测值。
1.2量测系统之统计特性理想之量测系统是一个具有零偏差、零变异的统计特性，但很不幸的是，这种理想的量测系统几乎很少见的，因此，我们必须存在一个观念，就是当在决策时，必须考虑到所依据的是一个非理想统计特性之量测系统。
所以设备管理之责任是确认当每一量测系统被使用时都具有适当的统计特性。
虽然每一量测系统可能需具备一些各别的统计特性，但下列举出五项所有量测系统必备的统计特性：(1)量测系统须在统计管制下，亦即量测纟统之变异仅根源于共同原因，而非特殊原因。
MSA基础知识讲解
MSA基础知识讲解
目录 Directory
1 MSA简介
➢ 什么是MSA ➢ MSA的重要性 ➢ 什么情况下做MSA
2 误差的来源
➢ 测量值的组成因素 ➢ 低质量数据的因素和影响 ➢ 过程波动的主要来源 ➢ MSA变差的因果分析
3 测量数据五种类型
➢ 偏倚 ➢ 线性 ➢ 稳定性 ➢ 重复性 ➢ 再线性
MSA分析方法----计量型测量系统分析
• 重复性：由特别的极差图进行检测，表中画出了每个操作员测量每个零件的差异。如果 被测零件的最大值和最小值间的差异未超过UCL, 则视度量标准和操作员为可重复的。
操作员的极差图
样 本 范 围
重复性表明在极差图中实际所有极差点在控制极限以下。任何超出极限的点都需要进行研究。
4 MSA分析方法
➢ 计量型MSA ➢ 计数型MSA
2
MSA简介
M: 指Measurement 测量
S: 指System
系统
A: 指 Analysis 分析
什么是MSA?
MSA也就是对量测系统进行分析的方法!
用来获得表示产品或过程特性的数值的系统，称之为测量 系统。测量系统是与测量结果有关的仪器、设备、软件、测 量程序、测量人员、被测物品和环境的集合。
2
>2
例如
Go/No Go
良品/Defect A/Defect B…. 不同缺陷种类)
抽样准则
•尽量保持两类型样本为各 半的比例.(50%/ 50%)
•灰色地带样本50%
•明显好的与不好的约50%
•建议样本数为30-50间.
•如有no go 产品,应将原因 再层别.
•尽量保持50%好的样本,各 缺点类型样本各10%左右
目录 Directory
1 MSA简介
➢ 什么是MSA ➢ MSA的重要性 ➢ 什么情况下做MSA
2 误差的来源
➢ 测量值的组成因素 ➢ 低质量数据的因素和影响 ➢ 过程波动的主要来源 ➢ MSA变差的因果分析
3 测量数据五种类型
➢ 偏倚 ➢ 线性 ➢ 稳定性 ➢ 重复性 ➢ 再线性
MSA分析方法----计量型测量系统分析
• 重复性：由特别的极差图进行检测，表中画出了每个操作员测量每个零件的差异。如果 被测零件的最大值和最小值间的差异未超过UCL, 则视度量标准和操作员为可重复的。
操作员的极差图
样 本 范 围
重复性表明在极差图中实际所有极差点在控制极限以下。任何超出极限的点都需要进行研究。
4 MSA分析方法
➢ 计量型MSA ➢ 计数型MSA
2
MSA简介
M: 指Measurement 测量
S: 指System
系统
A: 指 Analysis 分析
什么是MSA?
MSA也就是对量测系统进行分析的方法!
用来获得表示产品或过程特性的数值的系统，称之为测量 系统。测量系统是与测量结果有关的仪器、设备、软件、测 量程序、测量人员、被测物品和环境的集合。
2
>2
例如
Go/No Go
良品/Defect A/Defect B…. 不同缺陷种类)
抽样准则
•尽量保持两类型样本为各 半的比例.(50%/ 50%)
•灰色地带样本50%
•明显好的与不好的约50%
•建议样本数为30-50间.
•如有no go 产品,应将原因 再层别.
•尽量保持50%好的样本,各 缺点类型样本各10%左右
MSA-测量系统分析讲义
计量型测量系统-GRR(重复性和再现性)
分析目的：确定测量系统的重复性和再现性 MSA方法：平均值和极差法(X&R) 数据采集方法： 1.取得一个能代表过程变差实际或预期范围的样本,为n＞5. 2.给评价人编号为A,B,C等,并将零件从1到n进行编号,但零件编号不要让评价人看到. 3.让评价人A以随机顺序测量n个零件,并将结果记录在第1行. 4.让评价人B和C依次测量这些一样的零件,不要让他们知道别人的读值.然后将结果 分别的记录在第6行和第11行. 5.用不同的随机测量顺序重复以上循环,并将数据记录在第2,7和12行;注意将数据记录 在适当的栏位中,例如:如果首先被测量的是零件7,然后将数据记录在标有零件7的栏 位中.如果需要进行三次测量,则重复以上循环,并将数据记录在第3,8和13行中. 6.如果评价人处于不同的班次,可以使用一个替代的方法.让评价人A测量所有10个零件, 并将读值记录在第1行;然后让评价人A按照不同的顺序重新测量,并把读值记录在第2 行和第3行.评价人B和评价人C也同样做.
计量型测量系统-GRR(重复性和再现性)
*当测量大型零件或不可能同时获得数个零件时,按照以下步骤操作: 1.取得一个能代表过程变差实际或预期范围的样本,为n＞5. 2.给评价人编号为A,B,C等,并将零件从1到n进行编号,但零件编号不要让评价人看到. 3.让评价人 第一个零件并将读值记录在第1 评价人B 让评价人A 3.让评价人A第一个零件并将读值记录在第1行;评价人B测量第一个零件并将读值 记录在第6 让评价人C测量第一个零件并将读值记录在第11 记录在第6行;让评价人C测量第一个零件并将读值记录在第11行. 11行 4.让评价人 重新测量第一个零件并将读值记录在第2 评价人B 让评价人A 4.让评价人A重新测量第一个零件并将读值记录在第2行;评价人B重新测量第一个 零件并将读值记录在第7 评价人C重复测量第一个零件并将读值记录在第12 12行 零件并将读值记录在第7行;评价人C重复测量第一个零件并将读值记录在第12行. 如果需要进行三次测量,则重复以上循环,并将数值记录在第3,8 13行中 3,8和 行中. 如果需要进行三次测量,则重复以上循环,并将数值记录在第3,8和13行中. 5.如果评价人处于不同的班次,可以使用一个替代的方法.让评价人A测量所有10个零件, 并将读值记录在第1行;然后让评价人A按照不同的顺序重新测量,并把读值记录在第2 行和第3行.评价人B和评价人C也同样做.
MSA(测量系统分析)讲义
MSA讲义
第三章 测量系统研究程序
1. 准备工作： 4）样品必须从过程中选取并代表其整 个工作范围； 5）仪器的分辨力应允许至少直接读取 特性的预期过程变差的十分之一； 6）确保测量方法（即评价人和仪器） 在按照规定的测量步骤测量特征尺寸。
MSA讲义
第三章 测量系统研究程序
2. 测量顺序： 1） 测量应按照随机顺序； 2） 评价人不应知道正在检查零件的 编号； 3）研究人应知道正在检查零件的编 号，并相应记下数据； 即：评价人A，零件1，第一次试验； 评价人B，零件2，第二次试验等；
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
偏 倚： 确定方法： 1) 在工具室或全尺寸检验设备上对一 个基准件进行精密测量； 2) 让一位评价人用正被评价的量具测 量同一零件至少10次； 3) 计算读数的平均值。
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
偏 倚： 偏倚原因： 1) 基准的误差； 2) 磨损的零件； 3) 制造的仪器尺寸不对； 4) 仪器测量非代表性的特性； 5) 仪器没有正确校准； 6) 评价人员使用仪器不正确。
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
线性例图（二）
观测的平均值 有偏移 无偏移
基准值
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
线 性 定义： 在量具预期的工作范围内，偏倚值 的差值。 注： l 在量程范围内，偏倚不是基准值的线 性函数。 l不具备线性的测量系统不是合格的， 需要校正。
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
第四章 R&R
零件变差 PV= RP*K3 RP 为零件间极差 K3 为系数
MSA讲义
第四章 R&R
总变差
TV= （R&R2+PV2）
第三章 测量系统研究程序
1. 准备工作： 4）样品必须从过程中选取并代表其整 个工作范围； 5）仪器的分辨力应允许至少直接读取 特性的预期过程变差的十分之一； 6）确保测量方法（即评价人和仪器） 在按照规定的测量步骤测量特征尺寸。
MSA讲义
第三章 测量系统研究程序
2. 测量顺序： 1） 测量应按照随机顺序； 2） 评价人不应知道正在检查零件的 编号； 3）研究人应知道正在检查零件的编 号，并相应记下数据； 即：评价人A，零件1，第一次试验； 评价人B，零件2，第二次试验等；
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
偏 倚： 确定方法： 1) 在工具室或全尺寸检验设备上对一 个基准件进行精密测量； 2) 让一位评价人用正被评价的量具测 量同一零件至少10次； 3) 计算读数的平均值。
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
偏 倚： 偏倚原因： 1) 基准的误差； 2) 磨损的零件； 3) 制造的仪器尺寸不对； 4) 仪器测量非代表性的特性； 5) 仪器没有正确校准； 6) 评价人员使用仪器不正确。
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
线性例图（二）
观测的平均值 有偏移 无偏移
基准值
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
线 性 定义： 在量具预期的工作范围内，偏倚值 的差值。 注： l 在量程范围内，偏倚不是基准值的线 性函数。 l不具备线性的测量系统不是合格的， 需要校正。
MSA讲义
第二章 分析/评定方法
第四章 R&R
零件变差 PV= RP*K3 RP 为零件间极差 K3 为系数
MSA讲义
第四章 R&R
总变差
TV= （R&R2+PV2）
测量系统分析MSA培训
计量型测量系统评价
稳定性 偏倚 线性 重复性和再现性（R&R）
稳定性(Stability)(漂移)
基准 值
基准 值
基准 值
时间
稳定性：是测量系统在某持续时间内测量 同一基准或零件的相同特性时获得的测量 值的总变差。稳定性是偏倚随时间的变化。
确定稳定性的指南
1）取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。如果该 样品不可获得，选择一个落在产品测量中程数据生产零 件 ，指定其为稳定性分析的标准样本。对于追踪测量系 统稳定性，不需要一个已知基准值。 具备预期测量的最低值，最高值和中程数的标准样本是较 理想的。建议对每个标准样本分别做测量与控制图。
σr= [max(xi)-min(xi)]/d2* , 这里d2*可以从附录C中查到，g=1,m=n
如果GRR研究可用（且有效），重复性 标准偏差 计算应该以研究结果为基础。
6）确定偏倚的t统计量： 偏倚=观测测量平均值-基准值
σb= σr /（n）1/2 t=偏倚/ σb 7）计算偏倚的置信区间,置信水平取95% [偏倚± t1-α/2 (v) σb d2 /d2*] 其中参数d2 、d2* 、v 可查书上附录C或
A 具有最佳准确度 B 具有最佳精密度 C 的准确度好于B 比较A和C的表现
理想的测量系统
理想的测量系统在每次使用时：应只产生“正 确”的测量结果。每次测量结果总应该与一个 标准值相符。一个能产生理想测量结果的测量 系统，应具有零方差、零偏倚和所测的任何产 品错误分类为零概率的统计特性。
测量系统所应具有的特性
t1-α/2 (v)可从标准t分布表中查到 8）判断置信区间是否包括0，如果0落在置信区间内， 偏倚在α水平是可接受的，如果0没有落在置信区间内， 偏倚在α水平是不可接受的。
MSA 讲义
观测过程方差 实际过程方差 测量过程方差
23
通常我们用能力指数来评价 6σ 1 1 1 = + Cp² Cp² Cp² Cp Cp Cp
观测能 力指数 过程能 力指数 系统能 力指数
Cp
=
容差
如果测量系统的Cp 指数是2，为了计算（观测）指 数为1.33，实际过程需要Cp大于或等于1.79，如果测 量系统Cp 本身是1.33那么过程必须完全没有变差— 显然这是不可能的条件
41
常见的疏忽与失误
测量前仪器/量具未校零 忽略了多次测量取平均值的要求 测量位置不正确
42
GR&R的研究方法
(1) 小样法 Short Method (2) 大样法 Long Method (3) 图 法 Graphical Analysis
43
GR&R研究中的主要因素
因 时 校 素 间 准 在同一实验室中的测量条件 相 同 不 同 同一时间测量 各次测量之间 未再校准 同一测量人 同一设备、同 次校准 在不同时间测量 各次测量之间重新 校准 不同测量人员 不同设备
3
测量系统的要素
测量方法
测量环境
仪器设备 测量系统
被测量对 象的特征
测量人员
计量基准
ห้องสมุดไป่ตู้
4
测量系统的组成
传感器：感受被测物理量/特征量的变化（长度、
温度、重量、磁场、均匀性、舒适度等）
转换器：物理量/特征量的转换/放大（磁-电、
光-电、热-电等）
读
出：模拟显示、数字显示、磁记录、观测
记录等（显示器、记录器、观测人员等）
13
分辨力
控 制 分 析 只有下列条件下才可用于控制： 1、与规范相比过程变差较小 1个数据分级 2、预期过程变差上的损失函数 很平缓 3、过程变差的主要原因导致均 值偏移 1、对过程参数及指数估计不可 接受。 2、只能表明过程是否正在产生 合格零件
MSA量测系统分析培训讲义
稳定性介绍 •稳定性：测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件 的单一特性时获得的测量值总变差,也就是偏倚随时间的 变化；（或称飘移）
时间
基准值
稳定性量介具绍定性分析
平均值 极差
稳定性介绍
可利用平均值—极差控制图来研究稳定性 平均值失控表示：系统不再正确地测量（偏性已经改变） 可能的原因：需要校准等 极差图失控表示：不稳定的重复性 可能的原因：测量设备的部件松动、气路堵塞、电压变化等
什•测么量是系Ｍ统Ｓ的Ａ分辨力的意义：
–如果测量系统没有足够的分辨力，它不能识别过程变差以及 定量表示单个零件的特性值；
–不适合的分辨力可以通过极差图方便地显示出。 – 请看下页的极差图
如什何么判是断Ｍ测Ｓ量Ａ系统的分辨力是否足够？
足够分辨力
分辨力不足
极差图
什如么何是判Ｍ断Ｓ测量Ａ系统的分辨力是否足够？
测
标准
量 系
工件
统
仪器
示 意
人/程序
图
环境
赋值
数据 （测量结果）
什么是ＭＳＡ
“黑盒子”： 传统测量和分析活动时，将设备作为主要的关注点，质量特性越
“重要”，相应的量具就越昂贵，缺少评价量具的有效性、与过程和 环境的相容性。设备只是测量系统的一部分。
影响测量系统的6个基本要素： 通常用五个字母S.W.I.P.E表示，分别代表标准、工件、仪器、
重复性：指由一个评价人，采用同一个测量仪器，多次测量同一零件的 同一特性时获得的测量值的变差
再现性：指由不同的评价人采用同一个测量仪器，测量同一零件的同一 特性时测量平均值的变差
重●复均性值与极再差法现性介绍
1）获取一个样本零件数n>5，应代表实际的或期望的过程变差范围。 2）选择评价人A，B，C等。零件的号码从1到n，评价人不能看到零件
测量系统分析MSA知识讲义(ppt 125页)
测量系统变差的影响可分为：
控制原理 产品控制 过程控制
目的
零件是否在规范之内？ 过程是否稳定和可接受？
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 12
测量系统变差的影响
对产品决策的影响（P16）
下限
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
上限
Ⅱ
Ⅰ
第九版：1999年2月
目标
MSA
立木取信 言行一致 13
测量系统变差的影响
测量系统：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；是用来获得测量结果
的整个过程。 评估这一系统的首要步骤是理解这一过程并确定
其是否符合我们的要求
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 5
测量系统的范例
如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统应 包括：
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 32
变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV
+ MSV
注：测量系统的变差必须尽可能小
MPV 总变差 (TV)
规范公差
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 33
共同特性
测量系统：
必须处于统计控制状态 与制造过程变差和规范容限相比，测量系统变差必
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 8
测量系统分析
典型的准备包括:
分析的作业指导书 评价人和样件的数量 重复读数和测试次数 尺寸的关键性 零件构造 在日常工作使用测量仪器的
控制原理 产品控制 过程控制
目的
零件是否在规范之内？ 过程是否稳定和可接受？
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 12
测量系统变差的影响
对产品决策的影响（P16）
下限
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
上限
Ⅱ
Ⅰ
第九版：1999年2月
目标
MSA
立木取信 言行一致 13
测量系统变差的影响
测量系统：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；是用来获得测量结果
的整个过程。 评估这一系统的首要步骤是理解这一过程并确定
其是否符合我们的要求
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 5
测量系统的范例
如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统应 包括：
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 32
变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV
+ MSV
注：测量系统的变差必须尽可能小
MPV 总变差 (TV)
规范公差
第九版：1999年2月
MSA
立木取信 言行一致 33
共同特性
测量系统：
必须处于统计控制状态 与制造过程变差和规范容限相比，测量系统变差必
第九版：1999年2月
MSA
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测量系统分析
典型的准备包括:
分析的作业指导书 评价人和样件的数量 重复读数和测试次数 尺寸的关键性 零件构造 在日常工作使用测量仪器的
量测系统分析(MSA)知识讲解
%R&R=100(R&R/TV)
=100(
0.24 / 0.93 )
=
0.24
Part Variation (PV)
Parts 2 3
K3 3.65 2.70
= 25.16 %
PV
= RP x K3
=
0.56 x
=
0.90
1.62
Total Variation (TV)
TV
√ =
(R&R 2+PV2)
R=0.4
日期 機器編號
X=
11
10
9
8
7
6
5
4
R
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
日期
時間
1
讀2
3
數4
5
SUM
X=
R=
部門 日期
UCL= 量測者A
LCL
零組件量測者平均值圖
操作 特性
計算管制極限值設計規格
零組件編號
樣本尺寸
零組件名稱
LCL=
平均值(X直方圖)
量測者B
量測者C
LCL
全 距 (R 圖)
6B
1 0.55 1.05 0.80 0.80 0.40 1.00 0.95
7
2 0.55 0.95 0.75 0.75 0.40 1.05 0.90
8
9
Average 0.55 1.00 0.78 0.78 0.40 1.03 0.93
10
Range 0.00 0.10 0.05 0.05 0.00 0.05 0.05
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TS16949:2002要求
测量系统分析—7.6.1 --为分析各种测量和试验设备系统测量结果存在的
变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须适 用于在控制计划提及的测量系统。所用的分析方 法及接受准则，必须与顾客关于测量系统分析的 参考手册相一致。
光线不足妨碍正确读值 刺眼的光导致读值不正确 受时间影响的材料-如铝、塑料、玻璃 湿度 污染-如电磁、灰尘
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测量仪器如何影响测量结果
测量仪器的精度必须小于规范值 测量仪器的种类，如千分尺，卡尺 测量仪器的准确度和精密度 偏倚和线性 重复性和再现性 稳定性
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特殊原因区域
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规范
测量系统变差必须小于规范公差或过程容限 测量系统的标记精度必须小于规范公差
规范: 2.530 +/- 0.02 测量系统精度: 0.004
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仪器范例
具有行业特点的检验、测量和测试仪器的种类
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量测系统数据
确定所需数据，如何在APQP中使用测量系统 值得花费时间和成本以确定测量系统的统计特性是否满足要求 测量系统的质量由其测量值的统计特性所决定：
偏倚：95%置信度下，0落在置信区间内（注意:不再是<10%） 线性：“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内 GR&R<10%;介于10-30%和 ndc≥5
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理解分辨率
测量一个硬币的厚度 -
哪个测量系统对这三个硬币提 供更好的变差信息?
分辨力: “系统检测并如实显示 的参考值的变化量。也可称为 可读性或分辨率.”
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分辨率和控制图
范例
用二个系统测量同一组样本 建立如下页所示的均值和极差图(X¯&R 图) 观察分辨率分别为0.001和0.01的二个测量系统之间
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从哪里开始？
评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确保 量测系统在符合使用它的要求状态下
把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和测 量不确定性上
使用SPC的基本原理第九版：1999Fra bibliotek2月MSA
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第二章 MSA 和 TS16949的关系
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三大汽车公司的要求
三大汽车公司对供应商实施MSA 3rd的要求： Big3 about MSA 3rd
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第三章 MSA 3rd的主要变化
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MSA 3rd的主要变化
系统地理解测量过程 测量开发和资源选择（第一章3、4节） 改变和扩展了偏倚和线性 新的计数型测量系统分析方法 复杂的测量系统分析实践 MSA与测量不确定度的比较 关于GRR标准差： 5.15 6
测量系统：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；是用来获得测量结果
的整个过程。 评估这一系统的首要步骤是理解这一过程并确定
其是否符合我们的要求
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测量系统的范例
如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统应 包括：
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灵敏度
了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息 当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系
统分析 当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用作
过程控制
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灵敏度
影响灵敏度的因素：
-- 使仪器减振的能力 -- 操作者的技能 -- 测量装置的重复性 -- 电子或气动量具提供无漂移运行的能力 -- 仪器正在使用的环境，如大气、灰尘、湿度
测量系统分析
典型的准备包括:
分析的作业指导书 评价人和样件的数量 重复读数和测试次数 尺寸的关键性 零件构造 在日常工作使用测量仪器的
作业员
能代表整个工作范围的标准件
测量仪器的分辨率必须至少能 够读出特性的过程变差的 1/10
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持续改进的理念
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材料、方法、人员如何影响测量结果
材料：
• 方法（程序）： 人员：
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测量值并不总是精确的
测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量 数据所作的判定
测量系统的误差可分为五类：偏倚、线性、稳定 性、重复性和再现性
粘度测量仪
拉伸测试机 轮廓仪 - 高倍显微镜 X光测厚仪
你们有哪些种类的IMT设备？ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________ ______________________
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数学表达
过程控制中所收集的数据包含二种不同的，相对独 立的变差来源：
制造过程变差 (MPV) 测量系统变差 (MSV) 总变差 (TV) = MPV + MSV
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变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV
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第五章
灵敏度
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灵敏度
灵敏度：最小的输入产生可探测出的输出信号， 是在测量特性变化时测量系统的响应。
--由量具设计（分辨率）、固有质量（OEM）、使用中 的维修及仪器和标准的操作条件确定。 --总是以一个测量单位报告。
目的
零件是否在规范之内？ 过程是否稳定和可接受？
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测量系统变差的影响
对产品决策的影响（P16）
下限
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
上限
Ⅱ
Ⅰ
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目标
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测量系统变差的影响
对过程决策的影响
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+ MSV
注：测量系统的变差必须尽可能小
MPV 总变差 (TV)
规范公差
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共同特性
测量系统：
必须处于统计控制状态 与制造过程变差和规范容限相比，测量系统变差必
须很小 测量精度不大于过程变差或规范容限中的较小者的
十分之一 最大变差必须比过程变差或规范容限中较小者小
基本问题
评估测量系统，以确定：
是否具备足够的灵敏度?
a.仪器是否具有足够的分辨力？
b. 系统具有有效的分辨率？
是否具备不随时间变化的统计稳定性？ 统计特性是否在期望范围内具备一致性，并为过程
分析或过程控制所接受？（满足测量的目的？）
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测量系统变差源
被测量的零件 人员 测量仪器 仪器使用方法 进行测量的环境条件
作为测量活动的结果，我们产生一个数值，以此表示 这个轴承孔的内径
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什么是测量系统分析
测量系统分析(MSA)
MSA用于分析测量系统对测量值的影响 强调仪器和人的影响
我们对测量系统作分析，以确定测量系统的统计 特性的量化值，并与认可的标准相比较
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卓越品质管理的方法
最大限度地减少量具种类 最大限度地减少量具数量 根据产品族添置量具 根据MSA手册的要求，按产品族进行统计分析 只采用符合MSA要求的量具 不允许个人量具 用6过程分布计算MSA结果，而不是规范或公差值
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测量过程的构成因子（S、W、I、P、E）及其相 互作用，产生了测量结果或数值的变差。
工件（W） 人员（P）
标准（S）
测量值 变差
环境（E）
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方法（P） （程序）
仪器（I） (机器)
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环境如何影响测量数据
温度变化引起热涨冷缩，使同一零件的同一特性产生不 同的读数
第九版：1999年2月
MSA
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MSA 课程目的
使参加培训的人员：
理解MSA在控制和改进过程中的重要性 第三版和第二版的主要区别 为测量不确定度建立量化的、可测量的和限制的指
标和/或作出专业、有水平的评估所需的信息 具备开展测量系统分析所需要的统计方法的实用知