Measurement Systems Analysis(pdf 90页)
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测量系统分析培训教材(PDF 69页)
一个数据分级
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
左图：只能表明过程是否 正在生产合格零件。
Number of data classification
2~4个数据分级
• 左图：只能粗略估计 过程。
• 不能用于计量控制。
左图：可用于计量控制图
5个或更多个个数据分级
达到5个以上分级数建议 使用
4个分级数 -10
10个分级数
+10
能够分辨至少十分之一的过程变差。这符合持续改进的原 理。（ 即过程的焦点是顾客指定的目标值）。
• 最小的读数单位、刻度限度； • 由设计决定的固有特性； • 测量或仪器输出的最小刻度； • 1:10经验法则（过程变差与公差较小者）。
定义：考虑整个测量系统 变差时的数据分级大小 (ndc)。
Ndc = 1.41×(PV/GRR)
Ut u12 u22 u32 u42 ......
是所有误差平方和的平方根。
10
• 一组条件下观察结果的集合，
• 既可以是连续的(一个量值和测量 单位)
• 又可以是离散的(属性数据或计数 数据如成功／失败、好／坏、过／ 不通过等统计数据)。
• 测量：赋值（或数）给 具体物以表示它们之间 关于特定特性的关系。 赋值过程定义为测量过 程，而赋予的值定义为 测量值。
LCL=0.1359
25
ULC=0.01438 R=0.0068 LCL=0
• 分辨力（续）
• 上述两控制图取自同样的数据，不同之处就是一 个分辨力是0.001,另一个是0.01,但控制图显示的 结果却是不同,一个受控,一个失控,为什么?
• 失控的原因是分辨力不足.
• 分辨力（续）
• 当使用稳定的，“最高等级的”，并在切实可行 的技术限值内的测量系统后，可以达到稳定的， 高能力的过程。
Measurementsystemanalysis测量系统分析
27
计量型测量系统的分析方法
28
测量系统分析的分类
MSA
计量型
计数型
破坏型
稳 定 性 分 析
位 置 分 析
变 异 分 析
风 险 分 析
信 号 分 析
大 样 法
小 样 法
偏 移 分 析
稳 定 性 分 析
变 异 分 析
稳 定 性 分 析
线 性 分 析
偏 倚 分 析
重 复 性 分 析
再
现 ●极差法
性 分 析
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。
24
理想的测量系统
真值
真值
25
测量系统所应具有的特性：
测量系统必须处于统计控制中：这意味着测量系统中的变 差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。这可 称为统计稳定性；
30
确定稳定性的指南
结果分析—作图法
建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态。
结果分析—数据法
除了正态控制图分析法，对稳定性没有特别的数据分析或指数。 如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏倚。 同样，测量的标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值。这
可以与（生产）过程的标准偏差进行比较以决定测量系统的重 复性是否适于应用。 可能需要实验设计或其他分析解决问题的技术以确定测量系统 稳定性不足的主要原因。
操作者B
18
稳定性(Stability)：
稳定性
时间2 时间1
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。
19
计量型测量系统的分析方法
28
测量系统分析的分类
MSA
计量型
计数型
破坏型
稳 定 性 分 析
位 置 分 析
变 异 分 析
风 险 分 析
信 号 分 析
大 样 法
小 样 法
偏 移 分 析
稳 定 性 分 析
变 异 分 析
稳 定 性 分 析
线 性 分 析
偏 倚 分 析
重 复 性 分 析
再
现 ●极差法
性 分 析
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。
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理想的测量系统
真值
真值
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测量系统所应具有的特性：
测量系统必须处于统计控制中：这意味着测量系统中的变 差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。这可 称为统计稳定性；
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确定稳定性的指南
结果分析—作图法
建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态。
结果分析—数据法
除了正态控制图分析法，对稳定性没有特别的数据分析或指数。 如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏倚。 同样，测量的标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值。这
可以与（生产）过程的标准偏差进行比较以决定测量系统的重 复性是否适于应用。 可能需要实验设计或其他分析解决问题的技术以确定测量系统 稳定性不足的主要原因。
操作者B
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稳定性(Stability)：
稳定性
时间2 时间1
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。
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MSA-测量系统分析Measurement System Analysis
管理改善，为客户创造价值
2
课堂守则
MSA
设施
小休
礼仪
讨论
其他規定
管理改善，为客户创造价值
3
MSA
一、测量基础术语
管理改善，为客户创造价值
4
1. 关于测量 MSA
测量：赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系。赋值过 程即为测量过程，而赋予的值定义测量值。
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， 包括用来测量合格／不合格的装置。
26
线性不良的可能原因
仪器需要校准，需要减少校准时 间间隔
仪器、设备或夹紧装置的磨损 正常老化或退化 缺乏维护─通风、动力、液压、过
滤器、腐蚀、锈蚀、清洁 磨损或损坏的基准，基准出现误
差 校准不当或调整基准的使用不当
MSA
仪器质量差─设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳健性 不同的测量方法─装置、安装、
管理改善，为客户创造价值
17
7.2. “好”的测量系统 MSA
对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小于依据特性 的公差评价测量系统。
对过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并与过 程变差相比要小。根据6σ变差和／或来自MSA研究的总变差 评价测量系统。
管理改善，为客户创造价值
18
管理改善，为客户创造价值
5
2. 真值 MSA
测量过程的目标是零件的“真”值，希望任何单独读数都尽可能地接近 这一读值(经济地)。遗憾的是真值永远也不可能知道是肯定的。
然而，通过使用一个基于被很好地规定了特性操作定义的“基准”值，使 用较高级别分辨率的测量系统的结果，且可溯源到NIST（美国国家标准 与技术研究院 ），可以使不确定度减小。因为使用基准作为真值的替代， 这些术语通常互换使用。
测量系统分析Measurement System Analysis (MSA)
六西格玛培训—优化阶段模块测量（M easurement）系统（S ystem）分析（A nalysis）Patrick ZhaoI&CIM Deployment Champion测量系统分析介绍可变数据的测量系统分析属性数据的测量系统分析类型I的量具研究**量具的线性和偏倚性**测量系统分析介绍可变数据的测量系统分析属性数据的测量系统分析类型I的量具研究**量具的线性和偏倚性**什么是测量系统分析？•什么是测量系统？测量员测量设备测量材料测量方法测量环境为什么要做测量系统分析？PPAP需要提交的文件之一质量改进过程的重要组成部分数据是可靠的测量系统分析的应用VSV1.0V2.0验收新测量系统对比不同测量系统的差异维修或升级前后的变化测量系统变异•和所有系统一样，测量系统也不可能保持永远稳定，所以也存在变异•良好的测量系统考虑到所有的变异源，并且将他们的影响降低到最小•广义的测量系统有两个主要的变异源组成准确度精确度准确度和精确度的关系有效的校准是Gage R&R 研究的前提！准确度Accuracy偏倚性Bias 线性Linearity 稳定性Stability 精确度Precision 重复性Repeatability再现性Reproducibility 通过校准Gage R&R国家标准NationalStandard参考标准Reference Standard工作标准Working Standard生产用量具Production Gage生产用量具Production Gage工作标准Working Standard参考标准Reference Standard国家标准National Standard塞规三坐标激光干涉仪光速在约30万分之一秒内移动的距离准确度—偏倚性•偏倚性检查实测平均测量值和参考值之间的差。
•例：制造商想知道在工业烘炉中的温度计是否有偏倚。
测量实际偏倚202.7-202=0.7 202.5-202=0.5 203.2-202= 1.2 203.0-202= 1.0 203.1-202= 1.1 203.3-202= 1.3结论：•202°热度设置处的温度测量值呈正偏倚，平均偏倚量为0.97。
MSA教材最新版(共116张)
■确定或否认过程是以稳定的方式操作并符合顾客 规定的目标。这种检查行为本身就是过程。
第12页，共116页。
12
6.测量系统的统计特性
1)足够的分辨率和灵敏度。 2)是统计受控制的。 3)产品控制，变异性小于
公差。
4)过程(guòchéng)控制:
▲显示有效的分辨率.
▲变异性小于制造过程变差.
第13页，共116页。
7.6.1测量系统分析
■为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，应 进行适当统计研究。
■此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统。 ■所用的分析方法及接收准则，应符合与顾客关于测量系统分
析的参考手册的要求.。 ■如果得到(dé dào)顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。 PPAP手册中规定: ■对新的或进的量具测量和试验设备应参考MSA手册进行变差
需改善
•如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被 测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。
9
第9页，共116页。
4.测量(cèliáng)数据的质量
■数据的质量:取决于从处于稳定条件下进行操作的测 量系统中，多次测量的统计特性.
■数据质量最通用的统计特性: ▲准确度 ( Accuracy ) X→μ或称偏移(BIAS): 量测实际值与工件真值间之差异,是指数据相对基准（标准） 值的位置。
7
第7页，共116页。
2.术语
■测量(cèliáng)定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间
关于特定性的关系。这个定义由美国标准局(NBS)Ｃ． cccEisenhart1963）首次提出。赋值过程定义为测量过ccc
程，而赋予的值定义为测量值。
第12页，共116页。
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6.测量系统的统计特性
1)足够的分辨率和灵敏度。 2)是统计受控制的。 3)产品控制，变异性小于
公差。
4)过程(guòchéng)控制:
▲显示有效的分辨率.
▲变异性小于制造过程变差.
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7.6.1测量系统分析
■为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，应 进行适当统计研究。
■此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统。 ■所用的分析方法及接收准则，应符合与顾客关于测量系统分
析的参考手册的要求.。 ■如果得到(dé dào)顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。 PPAP手册中规定: ■对新的或进的量具测量和试验设备应参考MSA手册进行变差
需改善
•如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被 测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。
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4.测量(cèliáng)数据的质量
■数据的质量:取决于从处于稳定条件下进行操作的测 量系统中，多次测量的统计特性.
■数据质量最通用的统计特性: ▲准确度 ( Accuracy ) X→μ或称偏移(BIAS): 量测实际值与工件真值间之差异,是指数据相对基准（标准） 值的位置。
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2.术语
■测量(cèliáng)定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间
关于特定性的关系。这个定义由美国标准局(NBS)Ｃ． cccEisenhart1963）首次提出。赋值过程定义为测量过ccc
程，而赋予的值定义为测量值。
量测系统分析（MeasurementSystemAnalysis））
量测系统分析（MeasurementSystemAnalysis））第 1 页共 11 页 MINITAB 量测系统分析（Measurement System Analysis ）1、量具⾛势图（Gage Run Chart ）[概述]量具⾛势图是⼀张观察结果随观察者和零件号⽽变化的图形。
在均值处划了⼀条⽔平线，该均值可由数据计算得出或根据过程以往的检验得出。
你可以利⽤该图快速地评价不同的操作者和零件之间的差异。
⼀个稳定的过程会显⽰⼀张随机的散布的点；存在操作者或零件影响则会显⽰⼀张具有某种规律的图形。
[例]变差占了所观察到的总体变差的⼀⼤部分(GAGE2.MTW)。
为了⽐较，以同样的数据分别以ANOV A ⽅法或Xbar-R ⽅法进⾏Gage R&R 研究。
对GAGEAIAG 表中的数据, 选择10个零件代表过程变差的预期范围。
三个操作者以随机顺序测量10个零件，每个零件测量两次。
对GAGE2表中的数据，选择3个零件代表过程变差的预期范围。
三个操作者以随机顺序测量三个零件，每个零件测量3次。
Step 1: Gage Run Chart with GAGEAIAG data1 Open the worksheet GAGEAIAG .MTW.2Choose Stat > Quality Tools > Gage Run Chart. 3In Part numbers, enter C1. 4In Operators, enter C2. 5In Measurement data, enter C3. Click OK. Step 2: Gage Run Chart with GAGE2 data1Open the file GAGE2.MTW. 2Choose Stat > Quality Tools > Gage Run Chart. 3In Operators, enter C2. 4 In Measurement data, enter C3. Click OK. [结果1]上⼀页下⼀页。
测量系统分析(Measurement System Analysis)
分散
- 分散 : 精确度
2
total
2
product
2
MS
Proprietary to Samsung Electronics Company
Measure- 测量系统分析 -9
Rev 4.0
计量型测量系统评价
测量系统的偏移 < 平均 >
观测 =
制品
+
测量偏差
真值
测量值
观测值 = 基准值 + 测量偏差
阶段 2
检查确认测量系统是否具有适合的统计特性. 一般所说的“Gage R&R” 分析指的是阶段2评价的状态.
Proprietary to Samsung Electronics Company
Measure- 测量系统分析 -7
Rev 4.0
计量型测量系统评价
偏移(Bias/accuracy)和精确度 (Precision)
计量型 Gage R&R
准备事项
计划要使用的方法
须事先决定测量者人数, 样品数，和反复测量次数.
选择平日接触使用测量设备的人作为测量者. 样品采样从流程开始此外样品应能够代表整个变化范围.
Good !! “Bad” “Bad” 测量设备对预想的流程变动至少应具有1/10的判别能力. (例如流程变动为 0.01 的话, 测量设备需对0.001的变化可读.) 测量方法是否正确以及是否按规定的测量顺序进行需确认.
测量偏差
测量系统的精确度 < 分散 > σ 2观测 = σ2 制品 + σ2 测量系统
真值 测量值
观测分散 = 制品分散 + 测量系统分散
- 分散 : 精确度
2
total
2
product
2
MS
Proprietary to Samsung Electronics Company
Measure- 测量系统分析 -9
Rev 4.0
计量型测量系统评价
测量系统的偏移 < 平均 >
观测 =
制品
+
测量偏差
真值
测量值
观测值 = 基准值 + 测量偏差
阶段 2
检查确认测量系统是否具有适合的统计特性. 一般所说的“Gage R&R” 分析指的是阶段2评价的状态.
Proprietary to Samsung Electronics Company
Measure- 测量系统分析 -7
Rev 4.0
计量型测量系统评价
偏移(Bias/accuracy)和精确度 (Precision)
计量型 Gage R&R
准备事项
计划要使用的方法
须事先决定测量者人数, 样品数，和反复测量次数.
选择平日接触使用测量设备的人作为测量者. 样品采样从流程开始此外样品应能够代表整个变化范围.
Good !! “Bad” “Bad” 测量设备对预想的流程变动至少应具有1/10的判别能力. (例如流程变动为 0.01 的话, 测量设备需对0.001的变化可读.) 测量方法是否正确以及是否按规定的测量顺序进行需确认.
测量偏差
测量系统的精确度 < 分散 > σ 2观测 = σ2 制品 + σ2 测量系统
真值 测量值
观测分散 = 制品分散 + 测量系统分散
MSA-测量系统分析解析
变化后。
实施测量系统分析的时期
二、在量产阶段：
已完成MSA分析的测量系统发生以下变更时， 应重新进展MSA分析。
操作人员； 计量器具经修理、更换、调整后 ； 待检产品或检测工程转变后 ； 操作方法 ； 作业场所。
测量系统分析的方法
计量型测量系统：
双性分析: 对测量系统进展
重复性和再现性分析，计算出重复性、再
测量系统分析
Measurement Systems Analysis
根底学问培训
内容
术语 测量系统分析的目的、意义 实施测量系统分析的时期 测量系统分析的方法 测量系统分析的具体过程 结果分析
术语
测量系统： 用来对被测特性赋值的操作、程序、测量设备、
软件以及有关人员的集合；或者可以说用以猎取 测量结果〔数据〕的整个过程。
0396
GO/NOGO
●
3 50 组装B03
13 10A2指针高度确认具1.0-2.0mm测量系统
0397
GO/NOGO
●
3 50 组装B03
14 锡膏厚度检测仪测量系统
0449
R&R
○
3 10 SMT
15 磁通计测磁钢磁通量61±4MX
0078
R&R
○
3 10 组装B40
16 CC30钢球压入高度2.8±0.03测量系统
测量系统分析的方法
CYM量具族系表：
参考：AIAG测量系统分析手册
序号类别ຫໍສະໝຸດ 明细1游标卡尺
2
外径千分尺
3
百分表
4
千分表
5
高度游标卡尺
6
膜厚计
7
小测头千分尺
测量系统分析
重复性
重复性（Repeatability） 重复性是考察因测量设备导致的变异，即同一操作员
使用同一设备重复测量同一部件所观测到的变异。 误差的产生全部是由测量设备本身的固有波动引起的
这部分误差一般是不可能再降低的。
再现性
再现性 （Reproducibility） 再现性是指因测量系统导致的变异，即不同操作员使
直尺
游标卡尺 千分尺
稳定性
稳定性 （Stability）
对系统在一段时间内准确性表现的度量。
0.4 0.3
分布图 正态, 均值=0, 标准差=1
0
密度 密度 密度
0.2
0.1
测量系统的各个计量特性（主要是
0.4
偏倚和精度）在时间范围内
0.3
0.2
0.0
-3
-2
-1
0
1
2
3
X
分布图 正态, 均值=0, 标准差=1
偏倚（Bias)
0.4
%Bias=(|Bias｜/PV)*100 0.3
分布图 正态, 均值=0, 标准差=1
0
密度
0.2
0.1
0.0
-3
-2
-1
0
1
2
3
X
观测平均值
基准值（真值）
线性
线性 Linearity 线性是对部件大小影响测量系统准确度的度量，它是
在预期测量值范围内实测的准确性值的差异。 %Linearity=(Linearity/PV)*100
T 总体变异（观测到的过程变异） P 流程变异（实际的过程变异）
M 测量变异（测量系统变异）
测量系统变异源拆分
最理想的测量系统是什么样的？
e)MSA测量系统分析(第四版)
譬如：澄清MSA与校准的关系、更清晰地定义测量 决策、改进了偏倚和线性内容、重写了高级的MSA技术 （包括破坏性试验）、计数型分析的更新、测量的不 确定度、APQP和MSA的关系等等。
2020/11/26
陈瑞泉
2
本手册中使用了以下术语
测量（Measurement)
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。
2020/11/26
陈瑞泉
17
测量系统误差的影响
Ⅰ 不好的零件永远视为不好的零件 Ⅱ 可能做出潜在的错误决定 Ⅲ 好零件ue value) 某一产品/过程特性的真实数值，不可知且无法
知道。
2020/11/26
陈瑞泉
6
本手册中使用了以下术语
位置的变差（Location variation)
准确度（Accuracy) 与真值或可接受的基准值接近
的程度。 ASTM标准包括了位置及宽度误
差的影响。
偏倚（Bias) 观测到的测量值的平均值与基
该定义由C.Eisenhart(1963)首次提出。赋予数 字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被定义 为测量值。
量具（Gage)
任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂 现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
2020/11/26
陈瑞泉
3
本手册中使用了以下术语
测量系统（Measurement System)
的维修，以及测量仪器与标准的使用情况。 通常被描述为一种测量单位。
2020/11/26
陈瑞泉
14
本手册中使用了以下术语
一致性(Consistency) 随时间重复性变化的程度。 一致的测量过程是在宽度（变
2020/11/26
陈瑞泉
2
本手册中使用了以下术语
测量（Measurement)
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。
2020/11/26
陈瑞泉
17
测量系统误差的影响
Ⅰ 不好的零件永远视为不好的零件 Ⅱ 可能做出潜在的错误决定 Ⅲ 好零件ue value) 某一产品/过程特性的真实数值，不可知且无法
知道。
2020/11/26
陈瑞泉
6
本手册中使用了以下术语
位置的变差（Location variation)
准确度（Accuracy) 与真值或可接受的基准值接近
的程度。 ASTM标准包括了位置及宽度误
差的影响。
偏倚（Bias) 观测到的测量值的平均值与基
该定义由C.Eisenhart(1963)首次提出。赋予数 字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被定义 为测量值。
量具（Gage)
任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂 现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
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陈瑞泉
3
本手册中使用了以下术语
测量系统（Measurement System)
的维修，以及测量仪器与标准的使用情况。 通常被描述为一种测量单位。
2020/11/26
陈瑞泉
14
本手册中使用了以下术语
一致性(Consistency) 随时间重复性变化的程度。 一致的测量过程是在宽度（变
测量系统分析（MeasurementSystemsAnalysis,MSA）
测量系统分析（MeasurementSystemsAnalysis,MSA）测量系统分析测量系统分析(Measurement Systems Analysis,MSA)[编辑]测量系统分析的基本内容[1]数据是通过测量获得的,对测量定义是：测量是赋值给具体事物以表示他们之间关于特殊特性的关系。
这个定义由C ．Eisenhart 首次给出。
赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。
从测量的定义可以看出，除了具体事物外，参于测量过程还应有量具、使用量具的合格操作者和规定的操作程序，以及一些必要的设备和软件，再把它们组合起来完成赋值的功能，获得测量数据。
这样的测量过程可以看作为一个数据制造过程，它产生的数据就是该过程的输出。
这样的测量过程又称为测量系统。
它的完整叙述是：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、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称为测量过程或测量系统。
众所周知，在影响产品质量特征值变异的六个基本质量因素(人、机器、材料、操作方法、测量和环境)中，测量是其中之一。
与其它五种基本质量因素所不同的是，测量因素对工序质量特征值的影响独立于五种基本质量因素综合作用的工序加工过程，这就使得单独对测量系统的研究成为可能。
而正确的测量，永远是质量改进的第一步。
如果没有科学的测量系统评价方法，缺少对测量系统的有效控制，质量改进就失去了基本的前提。
为此，进行测量系统分析就成了企业实现连续质量改进的必经之路。
近年来，测量系统分析已逐渐成为企业质量改进中的一项重要工作，企业界和学术界都对测量系统分析给予了足够的重视。
测量系统分析也已成为美国三大汽车公司质量体系QS9000的要素之一，是6σ质量计划的一项重要内容。
目前，以通用电气(GE )为代表的6σ连续质量改进计划模式即为：确认(Define)、测量(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)和控制(Control )，简称DMAIC 。
MSA测量系统分析第四版
测量系统分析
Measurement System Analysis
第四版
2023年6月公布
2024/9/22
1
MSA第四版发生了那些变化？
与MSA第三版相比，手册旳第四版没有发生明显 旳变化，只是补充提醒了某些分析措施，使读者更轻 易了解，同步也对某些使用者旳常犯错误做了主要旳 观念澄清。
譬如：澄清MSA与校准旳关系、更清楚地定义测 量决策、改善了偏倚和线性内容、重写了高级旳MSA 技术（涉及破坏性试验）、计数型分析旳更新、测量 旳不拟定度和MSA、 APQP和MSA旳关系等等。
其中 d2* 能够从附录c中查 到，g＝1，m ＝n
2024/9/22
32
拟定偏倚旳指南 - 独立样件法
6.拟定偏倚旳 t 统计量： 偏倚＝观察测量平均值－基准值
其中σr=σ反复性
7.假如 0 落在围绕偏倚值1- 置信区间以内 ，偏倚在 水平是可接受旳。 d2，d2*和v能够在附录 c 中查到， g =1，m=n
2024/9/22
17
测量系统误差旳影响
Ⅰ不好旳零件永远视为不好旳零件 Ⅱ可能做出潜在旳错误决定 Ⅲ好零件永远被视为好零件
“取伪”、“弃真”旳过程发生在Ⅱ区域。
2024/9/22
18
测量系统误差旳影响
从位置旳角度去考虑，偏倚、线性、稳定 性为位置旳误差，如图： 针对基准值旳位移。
从宽度旳角度去考虑，反复性、再现性为宽 度旳误差。伴随
2024/9/22
27
偏倚旳分析程序
1.3假如不可能按上述措施对样件进行测量，可采用下面 旳替代措施。
在工具室或全尺寸检验设备上对零件进行精密测量 ，拟定基准值。 1.4让一位评价人用正被评价旳量具测量同一零件至少十 次，并统计成果。 1.5计算读数旳平均值。平均值与基准值之间旳差值为该 测量系统旳偏倚。
Measurement System Analysis
第四版
2023年6月公布
2024/9/22
1
MSA第四版发生了那些变化？
与MSA第三版相比，手册旳第四版没有发生明显 旳变化，只是补充提醒了某些分析措施，使读者更轻 易了解，同步也对某些使用者旳常犯错误做了主要旳 观念澄清。
譬如：澄清MSA与校准旳关系、更清楚地定义测 量决策、改善了偏倚和线性内容、重写了高级旳MSA 技术（涉及破坏性试验）、计数型分析旳更新、测量 旳不拟定度和MSA、 APQP和MSA旳关系等等。
其中 d2* 能够从附录c中查 到，g＝1，m ＝n
2024/9/22
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拟定偏倚旳指南 - 独立样件法
6.拟定偏倚旳 t 统计量： 偏倚＝观察测量平均值－基准值
其中σr=σ反复性
7.假如 0 落在围绕偏倚值1- 置信区间以内 ，偏倚在 水平是可接受旳。 d2，d2*和v能够在附录 c 中查到， g =1，m=n
2024/9/22
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测量系统误差旳影响
Ⅰ不好旳零件永远视为不好旳零件 Ⅱ可能做出潜在旳错误决定 Ⅲ好零件永远被视为好零件
“取伪”、“弃真”旳过程发生在Ⅱ区域。
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测量系统误差旳影响
从位置旳角度去考虑，偏倚、线性、稳定 性为位置旳误差，如图： 针对基准值旳位移。
从宽度旳角度去考虑，反复性、再现性为宽 度旳误差。伴随
2024/9/22
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偏倚旳分析程序
1.3假如不可能按上述措施对样件进行测量，可采用下面 旳替代措施。
在工具室或全尺寸检验设备上对零件进行精密测量 ，拟定基准值。 1.4让一位评价人用正被评价旳量具测量同一零件至少十 次，并统计成果。 1.5计算读数旳平均值。平均值与基准值之间旳差值为该 测量系统旳偏倚。
MSA测量系统分析培训资料
5、设备的分辩力必须至少为应量度特性预期过程变差的十分之一 – 例如：特性的过程变差是0.01，设备要能读到0.001
6、保证测量方法（检验员和设备、量具特性）按规定的程序进行， 为得到可靠的测量结果，进行研究的方式是非常重要的。应考虑 采取以下方法：
测量系统研究的准备
• 测量系统必须是随机进行的 – 以确保任何可能出现的移动或更改可在研究中随机地分布 – 检验员必须不知道被量度部件的编号，以避免可能偏向 – 进行研究的人员则要知道部件编号以正确记录数据
Measurement system analysis 测量系统分析
测量系统的统计性质
• 理想的测量系统是每次测量都得到真正“正确”的结果 • 这种测量系统有零偏奇,零方差的统计性质 • 测量系统的质量可以用统计性质描述(数据) • 每个测量系统都有以下共有的统计性质
– 必须处于统计控制状态(变化仅有普通原因引起) – 测量系统变差必须比生产过程的变差少 – 变差必须比规格范围少 – 测量精度必须比过程变差与规格范围二者中较小的一个相对小,
2、决定测量样本的数量，如10，将样本编号，但不 要让操作工知道
3、决定测量量具，确保量具已校正
4、让操作工A以随机次序测量些样本，相关人员记录
5、B和C重复A的测量工作，相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ人员记录
6、重复第四步和第五步，注意随机测量
7、如果产品很大或不能同时得到多个产品样本，则 每个样品由操作工A、B、C测量后，才测量第2个 样本
当有害时，必须找出原因和消除它，当有益时，也应查 明原因和转成永久的部分。 • 对某些成熟的过程客户也许会特别容许持续的特殊原因 变化，但必须有过程控制计划以保证产品符合客户要求
测量系统的评估
• 第一阶段是进行试验以确定测量系统，是否具有完成任 务所需的统计性质，以及指出对测量系统有影响的环境 因素
6、保证测量方法（检验员和设备、量具特性）按规定的程序进行， 为得到可靠的测量结果，进行研究的方式是非常重要的。应考虑 采取以下方法：
测量系统研究的准备
• 测量系统必须是随机进行的 – 以确保任何可能出现的移动或更改可在研究中随机地分布 – 检验员必须不知道被量度部件的编号，以避免可能偏向 – 进行研究的人员则要知道部件编号以正确记录数据
Measurement system analysis 测量系统分析
测量系统的统计性质
• 理想的测量系统是每次测量都得到真正“正确”的结果 • 这种测量系统有零偏奇,零方差的统计性质 • 测量系统的质量可以用统计性质描述(数据) • 每个测量系统都有以下共有的统计性质
– 必须处于统计控制状态(变化仅有普通原因引起) – 测量系统变差必须比生产过程的变差少 – 变差必须比规格范围少 – 测量精度必须比过程变差与规格范围二者中较小的一个相对小,
2、决定测量样本的数量，如10，将样本编号，但不 要让操作工知道
3、决定测量量具，确保量具已校正
4、让操作工A以随机次序测量些样本，相关人员记录
5、B和C重复A的测量工作，相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ人员记录
6、重复第四步和第五步，注意随机测量
7、如果产品很大或不能同时得到多个产品样本，则 每个样品由操作工A、B、C测量后，才测量第2个 样本
当有害时，必须找出原因和消除它，当有益时，也应查 明原因和转成永久的部分。 • 对某些成熟的过程客户也许会特别容许持续的特殊原因 变化，但必须有过程控制计划以保证产品符合客户要求
测量系统的评估
• 第一阶段是进行试验以确定测量系统，是否具有完成任 务所需的统计性质，以及指出对测量系统有影响的环境 因素
测量系统分析
4-1、重复性和再现性分析：极差法 优点：快速验证GRR是否发生了变化； 优点：快速验证GRR是否发生了变化； 缺点：不能将变异分为重复性和再现性； 取样：选取5 取样：选取5个零件 测量：由2 测量：由2个评价人将每个零件各测量一次 计算：每个零件的A测量人与B 计算：每个零件的A测量人与B测量人的绝 对差值
有效性 A B C 84% 80% 80% 漏发警报的比例 5% 2% 9% 误发警报的比例 8% 4% 15%
案例结果：评价人B可接受，评价人A 案例结果：评价人B可接受，评价人A处在边缘， 评价人C 评价人C不可接受
测量系统分析的时机
新生产之产品，PV（零件变差）有不同时 新生产之产品，PV（零件变差）有不同时 新仪器，EV（设备变差）有不同时 新仪器，EV（设备变差）有不同时 新操作人员，AV（评价人变差）有不同时 新操作人员，AV（评价人变差）有不同时 易损耗仪器应合理安排分析频率
计数型测量系统分析方法
1、小样法 2、风险分析法
计数型测量系统分析方法
1、小样法 确定基准零件(n=20) 确定基准零件(n=20) 确定评价人r 确定评价人r 确定重复测量次数m=2 确定重复测量次数m=2 判定准则： 所有测量结果一致— 所有测量结果一致—接受 否则 —不接受
计数型测量系统分析方法
计量型测量系统分析方法
4-1、重复性和再现性分析：极差法
零件号 1 2 3 4 5
根据判定基准，测量 系统不可接受
评价人A 评价人A 0.85 0.75 1.00 0.45 0.50
评价人B 评价人B 0.80 0.70 0.95 0.55 0.60
极差（A 极差（A，B） 0.05 0.05 0.05 0.10 0.10
有效性 A B C 84% 80% 80% 漏发警报的比例 5% 2% 9% 误发警报的比例 8% 4% 15%
案例结果：评价人B可接受，评价人A 案例结果：评价人B可接受，评价人A处在边缘， 评价人C 评价人C不可接受
测量系统分析的时机
新生产之产品，PV（零件变差）有不同时 新生产之产品，PV（零件变差）有不同时 新仪器，EV（设备变差）有不同时 新仪器，EV（设备变差）有不同时 新操作人员，AV（评价人变差）有不同时 新操作人员，AV（评价人变差）有不同时 易损耗仪器应合理安排分析频率
计数型测量系统分析方法
1、小样法 2、风险分析法
计数型测量系统分析方法
1、小样法 确定基准零件(n=20) 确定基准零件(n=20) 确定评价人r 确定评价人r 确定重复测量次数m=2 确定重复测量次数m=2 判定准则： 所有测量结果一致— 所有测量结果一致—接受 否则 —不接受
计数型测量系统分析方法
计量型测量系统分析方法
4-1、重复性和再现性分析：极差法
零件号 1 2 3 4 5
根据判定基准，测量 系统不可接受
评价人A 评价人A 0.85 0.75 1.00 0.45 0.50
评价人B 评价人B 0.80 0.70 0.95 0.55 0.60
极差（A 极差（A，B） 0.05 0.05 0.05 0.10 0.10
M 测量系统分析
选择平日接触使用GAUGE的人作为评价者.
样本采样从工程开始此外样本应能够代表整个波动范围.
“Bad” 计测仪对预想的工程变动至少应具有1/10的判别能力. (例如工程变动为 0.001 的话, 计测仪需对0.0001的变化可读.) 测量方法是否正确以及是否按规定的测量顺序进行需确认.
- 散布的构成要素 测量系统起因的散布
VarComp 0.004437 0.001292 0.003146 0.000912 0.002234 0.037164 0.041602
%Contribution (of VarComp) 10.67 3.10 7.56 2.19 5.37 89.33 100.00
样品散布(σ )
6 × σMS Tolerance
p 4. Number of distinct categories = Round { × 1.41 } 测定散布(σMS) (分辩指标)
分辩指示意味着测量系统能区别的样品散布。即， 区别工程散布区间的 数。
• 分辩率为3时 例
17
计量型测量系统识别能力
各评价者为了求得测量值需使用相同的步骤 (包含所有阶段).
Gage R&R 评价指标
评价指标
σ2MS 1. %Contribution = 2 σ Total
× 100%
2. %Study Variation =
3. %Tolerance =
σMS σTotal
× 100%
× 100% *( Tolerance = USL-LSL）
(分再现性和重复性 )
Gage R&R
Source Total Gage R&R Repeatability Reproducibility 作业者 作业者*部品 Part-To-Part Total Variation
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测量标准体系
更准
加确 稳度
国家标准
健下
降
︑
一级标准
成
公司标准
本
降 低
二级标准
由公司的计量 部门保持和使
︑
用
对
环 境
三级标准
工作标准，也称为生产标准，由
生产人员保持和使用，用来校准
在生产设备中使用的测量系统
合格的测量系统
足够的分辨率和灵敏度 • 为了测量的目的，相对于过程变差和规范控制限，测量的
增量应该很小。通常所知的十进位或10-1法则，表明仪器 的分辨率应把公差（过程变差）分为十份或更多。这个规 则是选择量具期望的实际最低起点。 测量系统应该是统计受控的 • 在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于不同原因而 不是特殊原因造成的。这可称为统计稳定性且最好由图形 法评价
定义 –标准
基本的设备
?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，作为真值被接受 ?基准值。
一个标准应该是一个可操作的定义：由供应商和顾客 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。
定义 –分辨力、可读性、分辨率 基本的设备
? 别名：最小的读数的单位、测量分辨率、刻度限度或 探测限度 ? 有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
定义 –有效分辨率
基本的设备
? 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
分辨率
基本的设备
• 不适当的分辨率导致错误的圆整
Avg 140 143 137 134 135 137.8
R
9 • 单位：0.001英寸
138 143 143 145 146 143.0
宽度变差
定义 –重复性
• 重复性定义：同一评价人，采用 同一测量仪器，多次测量同一零 件的同一特性时获得的测量值变 差
• 在固定和规定的测量条件下连续 （短期）试验变差
• 通常指E.V. - - 设备变差 • 仪器（量具）的能力或潜能 • 系统内变差 • 基准不是必须的 • 影响所有的随机测量结果
精确 正确
位置变差 不精确
错误
定义 –偏倚
位置变差
• 偏倚的定义为对一个被测特性的 多次测量值的平均值与基准值的 差值
• 测量系统的系统误差分量
定义 –稳定性
位置变差
稳定性（或飘移），是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的总变
差
• 偏移随时间的变化
稳定性
• 一个稳定的测量过
定义 –灵敏度
宽度变差
• 最小的输入产生可探测出的输出信号 • 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
定义 –一致性、均一性
宽度变差
一致性 • 重复性随时间的变化程度 • 一个一致的测量过程是考虑到宽度（变异性）下的统计受
MSA
Measurement Systems Analysis
目的
现在普遍依据测量数据来决定是否调整制造过程，因此 应用以数据为基础的方法的收益，很大程度上决定于所用 测量数据的质量。
测量数据质量是由在稳定条件下运行的某一测量系统得 到的多次测量结果的统计特性确定。
例如：假定用在稳定条件下运行的某测量系统，得到 某一特性的多次测量数据。如果这些测量数据与这一特性 的标准值都很“接近”，那么可以说这些测量数据的质量 “高”，反之则认为“低”。
控 均一性 • 整个正常操作范围重复性的变化 • 重复性的一致性
定义 –能力、性能
系统变差
能力 • 短期获取读数的变异性 性能 • 长期获取读数的变异性 • 以总变差为基础 不确定度 • 关于测量值的数值估计范围，相信真值包括在此范围内
MSA –测量过程
关键词
• 测量系统的分辨率 • 偏倚
• 重复性 • 再现性 • 线性 • 稳定性
目标
MSA –术 语
定义
测量：赋值（或数）给具体事物以表示 他们之间关于特定特性的关系。
可以认为是一种过程用来对被测特性赋 值的过程，所赋予的值称为测量值或测量结 果
定义
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 通过装置。
定义
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；用 来获得测量结果的整个过程。
时间2
程是关于位置的统
计受控
时间1
定义 –线性
位置变差
• 许多量具都有一定的工作范围，即量程。 • 当用量具在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚
可能是不同的。
• 整个操作范围的多个并且独立的偏移误差的相互关系 • 测量系统的系统误差分量
定义 – 精密度
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
8
139 133 147 148 149 143.2
15
143 141 137 138 140 139.8
6
142 142 145 135 136 140.0
10
Avg R
14 14 14 13 14 13.8
1
14 14 14 14 15 14.2
1
14 13 15 15 15 14.4
2
• 单位：0.01英寸 14 14 14 14 14 14.0
操作者 C
定义 –GRR或量具R&R
宽度变差
• 量具重复性和再现性：测量系统重复性和再现性合成的评 估
• 测量系统能力：依据使用的方法，可能包括或不包括时间 影响
定义 –测量系统能力、性能 宽度变差
测量系统能力 • 测量系统变差的短期评估，如：“ＧＲＲ”包括图形
测量系统性能 • 测量系统变差的长期评估，长期控制图法
宽度变差
定义 –再现性
宽度变差
• 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
• 对于产品和过程条件，可
能是评价人、环境（时间） 操作者
或方法的误差
A
• 通常指Ａ．Ｖ． –评价人变差
• 系统间（条件）变差
Байду номын сангаас
• 包括重复性、实验室、环 境及评价人影响
操作者 B
再现性
0
14 14 14 14 14 14.0
0
定义 – 基准值、真值 基本的设备
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
真值
? 物品的实际值 ? 未知的和不可知的
定义 – 准确度
基准值
? “接近”真值或可接受的基准值 ? 包括位置和宽度误差的影响
位置变差
定义 –偏倚和重复性