汽车行业质量管理核心工具培训教材-测量系统分析msa

MSA培训教材

测量系统分析(MSA)
课程大纲：
测量系统分析的意义和目的；
测量系统分析的定义：
测量系统、量具、测量、测量过程；
测量系统分析的基础知识：
1）、测量系统的统计特性：偏倚、重复性、再现性、稳定性、线性、分辨力
2）、理想的测量系统 3）、测量系统的共同特性 4）、测量系统的评定步骤和准备
计量型测量系统的分析方法
41
2023/11/9
如果不能按这种方法对所有样件进行测量，可采下列替代的方法：
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。
让一位评价人用正被评价的量具测量同一零件至少十次。
UCL CL LCL
37
2023/11/9
控制图的判读
明显的非随机图形：应依正态分布来判定图形，正常应是有2/3的点落于中间1/3的区域。
UCL CL LCL
38
2023/11/9
范例：
10/16 10/22 10/28 11/12 11/18 11/19 1/15 6/19 10/12 11/20 12/9 48.6 48.4 48.9 48.9 48.9 48.5 48.4 48.7 47.8 47.9 48.1 48.7 48.8 48.6 47.9 50.1 49.0 48.2 48.0 48.6 48.3 48.6 48.3 48.0 48.9 48.0 49.2 49.0 48.3 47.7 48.7 48.4 48.7
定期(天、周)测量基准样品3～5次。样本容量和频率应基于对测量系统的了解。因素包括要求多长时间重新校准或维修，测量系统使用的频率，以及操作条件如何重要。读数应在不同时间读取以代表测量系统实际使用的情况。这些还包括预热，环境或其它在一天内

质量管理体系五种核心工具MSA

n
X
= i=1
Xi/n
5）计算重复性标准差（б重复性或称бr ）
б重复性=
max(xi) – min(xi)
d*2
式中：d2* 可从d2* 表中查到，此时，g=1,m=n
6）计算偏倚
偏倚=观测到的平均测量值（x）– 参考值
7）计算平均值的标准误差бb
2024/7/21
бb = бr /
n
8）确定偏倚的t统计值 t = 偏倚/бb
d.确定对偏倚的统计t值
m : 子组客量
平均值的标准误差бb=бr / g g : 子组数量
2024/7/21
t=偏倚/бb e.确定置信度，一般要求为95%（即α=0.05）。
偏倚–d2〔бb(tv,1–α/2)〕/ d≤*20≤偏倚+d2〔бb(tv,1–α/2)〕/
பைடு நூலகம்
d*2
式中：d2,d2* ,v可在d*2 表中查到。
n
平均值X 标准差бr 平均值的标准误差бb
测量值 100
6.021
0.2048
0.0458
测量值
参考值=6.01,α=0.05,m=5,g=20, d2* =2.334,d2=2.326
统计的 t 值
df
显著的t值
偏倚
（2-有尾数的）
偏倚95%置信度区间
下限上限
0.2402
72. 7
1.993
再比如:当R&R为10%时，CP实为2, CP观为1.96 R&R为30%时，CP实为2, CP观为1.71 R&R为60%时，CP实为2, CP观为1.28
可以看出， CP观由1.96到1.28之间的区别就是由于测量系统的不同所造成。为此，我们要对测量系统进行分析，要识别测量系统的普通原因和特殊原因，以便采取决策措施，使测量系统的变差减小到最小程度，使得测量系统观测到的过程变差值尽可能接近和真实地反映过程的变差值。这就要求，测量系统的最大(最坏)的变差必须小于过程变差或规范公差。

测量系统分析(MSA)

汇集南北管理精英，传递先进企业文化
测量系统开发检查表建议的要素
• 测量和定位点：合作GD＆T清楚地确定固定和夹紧点以及在零件的何处进行测量。 • 固定方法：自由状态或夹紧的零件定位。 • 零件方向：主要部分位置与其它部分。 • 零件准备：测量前零件应该干净、无油、温度稳定吗？ • 传感器定位：角度方向，到最初定位器或网络的距离。 • 相互关系问题#1— 在车间内或在车间之间需要加倍（或更多）的量具支持要求吗？制造的考虑、测量误差的考虑、维修的考虑。哪个被认定是标准？怎样使每项有资格？
名词解释
线性 1、整个正常操作范围的偏倚改变 2、整个操作规程范围的多个并且独立的偏倚误差的相互关系 3、测量系统的系统误差分量精密度 1、重复读数彼此之间的“接近度” 2、测量系统的随机误差分量
汇集南北管理精英，传递先进企业文化
名词解释
重复性 1、由一位评价人多次使用一种测量仪器，测量同一零件的同一特性时获得的测量变差 2、在固定和规定的测量条件下连续（短期）试验变差 3、通常指E．Ｖ．-设备变差 4、仪器（量具）的能力或潜能 5、系统内变差；再现性 1、由不同的评价人使用同一个量具，测量一个零 2、件的一个特性时产生的测量平均值的变差。 3、对于产品和过程条件，可能是评价人、环境（时间）或方法的误差 4、通常指A．Ｖ- 评价人变差 5、系统间（条件）变差 6、ASTM E456-96 包括重复性、实验室、环境及评价人影响
汇集南北管理精英，传递先进企业文化
测量系统开发检查表建议的要素
• 灵敏度：最小的输入信号形成测量设备可探测的（可辨别的）输出信号对应用这种测量装置可接受吗？灵敏度由固有的量具设计和质量（OEM）及使用中的维护和操作条件确定。 • 测量系统制造问题（设备、标准、仪器）： • 在系统设计中提出的变差源识别了吗？设计评审、验证和确认。 • 校准和控制系统：建议的校准计划及设备和文件的审核。频率、内部的或外部的、参数、过程中验证检查。 • 输入要求：机械的、电的、液压的、气动的、浪涌抑制器、干燥器、过滤器、滤清器，准备和操作问题、绝缘、分辨率和灵敏度。

MSA培训资料

❖ 对于公差： ❖ 对于零件误判潜在的因素：只在测量系统误差和公差交叉的时候存在 ❖ 一般分为三个区域： ❖ 第一类区域：完全不合格 ❖ 第二类区域：容易造成上述两类错误 ❖ 第三类区域：完全合格
❖ 为减少第二类的状况;有两种选择： ❖ 1 改进生产区域;即减少过程偏差;没有零件在第二区域内 ❖ 2 改进测量系统;减少MSA的变差;减少二区域的面积;最小限度地作出
Master Value
Inspector A Inspector B Inspector C
Inspector B Inspector A
Inspector C
4 线性Linearity
在量具预期的工作范围内的偏倚值的差值例：一把游标卡尺;几个刻度50 100 150 250这四个不同刻度之间;他们的偏移是否成一条线性
例：我们用游标卡尺千分尺每年到技术监督局进行校准;这些测量设备和国家标准进行追溯;
测量仪器分辨率
■分辨率分辨力可读性分辨率: ▲ 别名：最小的读数的单位测量分辨率刻度限度或探测度 ▲ 为测量仪器能够读取的最小测量单位
部件A 部件B
A=2.0 B=2.0
部件A 部件B
A=2.52 B=2.00
1 要求不低于过程变差或允许偏差tolerance的十分之一
2 零件之间的差异必须大于最小测量刻度;极差控制图可显示分辨率是否足够看控制限内有多少个数据分级不同数据分级ndc的计算为:
ndc=零件的标准偏差/ 总的量具偏差* 1 41
一般要求它大于4才可接受
❖ GRR变差：
❖ 测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力
❖ 一个能产生理想测量结果的测量系统;应具有零变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

MSA培训教程(完整版)

利用MSA识别工艺过程中的问题，为工艺改进提供数据支持，提高生产效率和产品合格率。
3
MSA在供应链管理中的应用
通过对供应商的测量系统进行分析和评估，确保供应商提供的产品符合质量要求，降低供应链风险。
某电子产品生产企业MSA应用案例
MSA在产品设计阶段的应用
01
在产品设计阶段引入MSA，对设计方案的测量系统进行评估，
如何提高测量系统的稳定性？可以通过对测量设备进行定期校准和维护、优化测量方法和环境等方式来提高测量系统的稳定性。
Part
06
MSA在企业中实践案例分享
某汽车制造企业MSA应用案例
1 2
MSA在质量控制中的应用
通过测量系统分析（MSA）对生产线上的关键质量特性进行监控，确保产品质量稳定。
MSA在工艺改进中的应用
信号探测理论在计数型MSA中应用
01
信号探测理论简介
信号探测理论是一种用于研究如何在噪声背景下检测和识别信号的理论
。在计数型MSA中，该理论可用于评估测量系统的稳定性和可靠性。
02 03
信号探测理论应用
通过设定合适的阈值，将测量数据分为信号和噪声两部分。利用信号探测理论中的相关指标（如信噪比、探测概率等），对测量系统的性能进行评估和优化。
偏倚分析方法
STEP 02
STEP 01
独立样本法
图表法
通过比较测量结果与已知标准值之间的差异，评估测量系统的偏倚。
STEP 03
回归分析法
通过回归分析，确定测量结果与标准值之间的线性关系，进一步评估偏倚。
利用图表直观展示测量结果与标准值之间的差异，帮助识别偏倚。
线性分析方法
01

质量管理体系五种核心工具MSA

MSA通过识别测量系统中的误差和变异性，帮助企业了解测量系统的性能，从而确保测量结果的准确性和可靠性。
MSA 重要性
提高产品质量
准确的测量数据是保证产品质量的基础，通过MSA分析测量系统的误差，可以减少产品质量的不
合格率。
降低生产成本
准确的测量数据可以减少重复测量和检验，降低生产成本和浪费。
MSA 应用场景
制造业
其他领域
在制造业中，MSA被广泛应用于产品质量的检测和控制，通过对测量系统的分析，确保产品质量的稳定性和可靠性。
除了制造业和实验室，MSA还可以应用于其他需要测量和测试的领域，如医学、工程、农业等。
实验室
实验室在进行实验和测试时，需要使用各种测量设备和方法，通过MSA分析测量系统的误差，可以提高实验和测试的准确性和可靠性。
明确实验目标，如优化产品性能、提高生产效
率等。
确定实验目标
进行田口实验，记录实验数据。
设计田口实验
根据实验结果采取相应
进
的改进措施，如调整工
行
艺参数、优化产品设计
实
等。
验
根据实验目标设计田口实验，包括实验因子、
水平等。
分析实验结果
分析实验结果，找出最优参数组合。
实施改进措施
04
提高生产效率
通过准确的测量数据，企业可以快速发现问题并进行改进，提高生产效率。
MSA 重要性
提高产品质量
准确的测量数据是保证产品质量的基础，通过MSA分析测量系统的误差，可以减少产品质量的不
合格率。
降低生产成本
准确的测量数据可以减少重复测量和检验，降低生产成本和浪费。

MSA培训讲义

得到好的测量结果。我们的测试环境，测试方法，测试者，甚至测量对象都
会对我们的测量结果带来变差和不准确。因此必须对这一集合进行分析，使我们的测量结果准确无误，而减少由此带来的一系列的困扰、问题、投诉、
抱怨，以及各种成本的增加。
1.MSA简介
SPC手册中规定: 测量系统分析（MSA）是控制图必需的准备工作内容之一。
量具概念测量系统概念
准确度线性
偏倚线性
精密度稳定性
重复性/再现性稳定性
量具分辨力
有效解析度
1.MSA简介
1.4 好的测量系统应具备的特征
1）应有足够的分辨率和灵敏度。仪器的分辨率应能够将公差分成十份或更多，即十分之一法则。 2）测量系统处于稳定受控状态。这意味着在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。这可称为统计稳定性且最好由控制图法评价。 3)对于产品控制，测量系统的变差必须小于规范限值，以特性的公差评估测量系统。 4)对于过程控制，测量系统的变差应该能证明具有有效的解析度，并且小于制造过程的变差。6σ过程变差和/或MSA研究的总变差可用来评价测量系统。
重复性任一变化，均可视为再现性。
1.MSA简介
GRR：量具的重复性和再现性；测量系统重复性和再现性联合估计值。零件变差：与测量系统分析有关，对于一个稳定过程零件变差（PV）代表预期的不同零件和不同时间的变差。
ndc：分级数，即：1.41（PV/GRR）。
1.MSA简介
量具概念与测量系统分析概念对照
1.MSA简介
1.2为什么要实施MSA?
很多企业内都有测量上的困扰，比如说我们会跟客户之间对同一个产品的测量、判断不一致，与客户有差异，就会导致质量上的投诉、抱怨。为了保证产品质量，我们加严了产品的公差，我们发出去的产品就不会因为与客户之间产生的差异而遭到客户的投诉和抱怨。但是加严了产品的公差，也加严对生产线的要求，这就增加了生产成本。为了解决这些问题，现在常见的管理办法就是校准。但量具好，不一定

IATF16949质量管理体系五大工具之MSA（测量系统分析）实操及异常分析。

IATF16949：2016版汽车行业质量管理体系五大工具，其分别是：APQP APQP先期质量策划FMEA IATF16949五大工具：FMEA潜在失效模式与效应分析详解及案例分析。

MSASPC SPC控制图八大判异准则PPAP IATF16949：PPAP生产件批准程序详解。

附国内某著名汽车公司PPAP案例质量工程师之家今日给大家分享MSA（测量系统分析），本文包含常规的测量系统分析、破坏性测试的测量系统分析和计数型测量系统分析等。

一.MSA定义测量系统定义:用来对被测特性赋值的量具和其它设备,人员,标准,规程,操作,软件,环境和假设的集合,用来获得测量结果的整个过程.测量系统变差来自于:设备,人员,原材料,操作规程,环境等测量误差来源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。

准确度与精密度误差：1.偏倚(Bias)是测量结果的观测平均值与基准值的差值。

真值的取得可以通过采用更高等级的测量设备进行多次测量，取其平均值。

1.1造成过份偏倚的可能原因仪器需要校准仪器、设备或夹紧装置的磨损磨损或损坏的基准，基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差─设计或一致性不好线性误差Ø应用错误的量具不同的测量方法─设置、安装、夹紧、技术测量错误的特性量具或零件的变形环境─温度、湿度、振动、清洁的影响违背假定、在应用常量上出错应用─零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误2.重复性(Repeatability)指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零件的同一特性时获得的测量值变差（四同）重复性与偏倚值是独立的零件(样品)内部：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性。

仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障，质量差或维护不当。

基准内部：质量、级别、磨损方法内部：在设置、技术、零位调整、夹持、夹紧、点密度的变差评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳。

MSA教材(测量系统分析)

重复性（Repeatability）
• 重复性：传统上把重复性看作“评价人内变异性”。是指由同一位作业者，用同一种量具，多次量测同一零件的同一特性时
3.
4.
须有合格之分析人员，待分析之量具，以及必要之环境。
搜集足够之数据，再依据所使用之分析记录执行分析作业。 ——盲测
5.
6.
数据分析
结论判定此量测系统是处于可接受、勉强接受或不能接受。
测量系统分析的基本概念
测量系统分析的项目
1. 2. 3. 4. 5. 6. 偏倚（Bias）稳定性（Stability）线性（Linearity）重复性（Repeatability）再现性（Reproducibility）零件变异（Part Variation）
为了过程控制，测量系统的变差要能证明其具有有效的分辨率/力（effective resolution），并且小于制造过程的变差者中精度较高者，一般来说，测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者的十分之一（10-1法则）。测量系统的统计特性可能随被被测项目的改变而变化。若真的如此，则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。
测量系统分析 Measuring System Analysis
Daimler Chrysler Corporation Ford Motor Company
General Motors Corporation
课程大纲
测量和测量系统基本概念测量系统的特性测量系统分析的基本概念计量型仪器的测量系统分析计数型测量仪器的测量系统分析
指由人员、被测量、量具/夹具及其它设备、环境、操作程序/操作方法或软件所构成的系统.
基本概念

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

MSA测量系统分析

时间点 2
第三章
数据分析
四、测量系统变差的种类与定义重复性同样人使用同样部品、同样特性、同样机器反复测定得到的测量值之间散布。
基准值
基准值
平均
好的重复性
平均
不好的重复性
第三章
数据分析
四、测量系统变差的种类与定义再现性
测量同一特性时，互相不同的人使用同样机器得到的测量值之间的
第二章 MSA工作的一般要求
3、测量系统的统计特性
1、理想的测量系统是只产生真值的结果，它应具有零
方差、零偏倚和错误分类零概率的统计特性，但这种理想的测量系统几乎是不存在的； 2、一个测量系统的质量经常用多次测量数据的统计特性来确定。 3、在某一用途中最重要的统计特性在零一种用途中不一定是最重要的。如CMM最重要的统计特性是小的偏倚和方差，它用来分析制造过程十分有用，但用它来区分好的和坏的产品时是不能够被接受的。故测量系统的其它因素会产生额外的变差来源。
第二章 MSA工作的一般要求
样品可以是5个、10个，关键尺寸需要更多的零件或者试验，原因量具研究评价所需要的置信度，故数量要多一点。10 个最好。另外一种因素：零件的结构，一些大的零件或重的零件可以规定比较少的样品或较多的试验。都要考虑三三十法则。

第二章 MSA工作的一般要求

第一章
概述
3、什么是测量系统
：人、机、料、法、环。狭义上常指“法”和“机” 。即评价人实施的测量方法和直接用于测量的设备、仪器和量具。
：定量研究测量体系的特性对其自身输出的影响。主要研究法和机。目的是得到这些影响的定
量描述作成测量系统是否适用的明确判定。

《MSA测量系统分析》PPT课件

R& R = 4.36
%R& R = 43.6%
22
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
►第9步 ● 对结果进行解释： ○量具 %R&R 结果大于30％，因此验收不合格。 ○操作员变差为零，因此我们可以得出结论认为由操作员造成的误差可忽略。 ○要达到可接受的％量具R&R，必须把重点放在设备上。
2
2
75
76
74
2
75.0
75.1
75.1
17
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
► 第4步
● 计算均值的平均值，然后确定最大差值并确定平均极差的平均值，如：
操作员 A
操作员 B
操作员 C
样品第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差
1
75
75
极差
0.05 0.10 0.00 0.00 0.05
12
测量系统分析
计量型 - 小样法 (极差法)
► 第4步
● 确定平均极差并计算量具双性的％，如
A 平v e r 均a g e极R a差n g e ( R ) = R i / 5 = 0 .2 0 / 5 = 0 .0 4
T计h e 算f o r量m u具l a t双o c性a l c （u l a tRe &t h eR%)百R &分R 比i s ; 的公式为： % R & R = 1 0 0 [ R & R / T o容l e r差a n c e ] w其h e中r e R & R = 4 .3 3 ( R ) = 4 .3 3 ( 0 .0 4 ) = 0 .1 7 3 2 a s s u m i n g t h a t t假h e 设t o l e容r a n差c e = 0 .5 u 单n i t s位 % R & R = 100[0.1732 / 0.5] = 34.6%

MSA(测量系统分析)培训教程

MSA（测量系统分析）培训教程测量系统分析〔MSA〕培训教材目录第Ⅰ章测量系统--------------------------------------------------------------------------------------2 第Ⅱ章测量系统的差不多要求---------------------------------------------------------------7 第Ⅲ章测量系统的波动-------------------------------------------------------------------------11 第四章测量系统研究的预备----------------------------------------------------------21 第五章计量型测量系统研究----------------------------------------------------------24 第六章计数型量具研究---------------------------------------------------------------------31第Ⅰ章测量系统引言现在人们大量使用测量数据来决定许多情况﹒●如依据测量数据来决定是否调整制造过程〔利用统计操纵过程〕﹔●测量数据能够确定两个或多个变量之间是否存在某种显著关系。

例如，估量一模制塑料件的关键尺寸与浇注材料温度有关系。

这种可能的关系可通过回来分析进行研究﹔●利用测量数据来分析各种过程﹐明白得各种过程﹔●了解测量数据的质量，质量高﹐带来的效益大﹔质量低﹐带来的效益低。

测量数据的质量假如测量数据与标准值都专门〝接近〞﹐这些测量数据的质量〝高〞﹔假如一些或全部测量结果〝远离〞标准值﹐这些数据的质量〝低〞。

表征数据质量最通用的统计特性是偏倚和方差，所谓偏倚的特性﹐是指数据相对标准值的位置﹐而所谓方差的特性﹐是指数据的分布。