MSA第3版教程
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MSA-第3版
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）。
11
14、偏倚（ Bias）:
基准值 偏倚
观测平均值
偏倚： ——是测量结果的观测平均值
与基准值的差值。 ——由一个评价人，用一种测量
仪器（量具），多次测量同 一个零件（产品）的同一特 性时获得的观测平均值与基 准值的差值。 ——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。
9
11、校准
在规定的条件下，建立测量装置和已知基准值和不确定度 的可溯源标准之间的关系的一组操作。校准可能也包括通 过调整被比较测量装置的准确度差异而进行的探测、相关 性、报告或消除的步骤。
12、校准周期
两次校准间的规定时间总量或一组条件，在此期间，测量 装置的校准参数被认定为有效的。
10
13、数据
测量系统分析
Measurement System Analysis (MSA)
TS培训师：刘立场
1
课程内容
基础术语 测量系统分析概述 测量系统的分析
测量系统的分辨力 测量系统的稳定性 测量系统的偏倚 测量系统的重复性和再
现性 测量系统的线性
测量系统分析的实施 极差法 均值极差法 假设检验分析法 信号探测法 解析法
17
22、零件变差
与测量系统分析有关，对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。
23、容差（公差）
为了维持配合、形式和功能，与标准值或公称值相比允许 的偏差。
18
24、基准值
被承认的一个被测体的数值，作为一致同意的用于进行比 较的基准或标准样本。
11
14、偏倚（ Bias）:
基准值 偏倚
观测平均值
偏倚： ——是测量结果的观测平均值
与基准值的差值。 ——由一个评价人，用一种测量
仪器（量具），多次测量同 一个零件（产品）的同一特 性时获得的观测平均值与基 准值的差值。 ——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。
9
11、校准
在规定的条件下，建立测量装置和已知基准值和不确定度 的可溯源标准之间的关系的一组操作。校准可能也包括通 过调整被比较测量装置的准确度差异而进行的探测、相关 性、报告或消除的步骤。
12、校准周期
两次校准间的规定时间总量或一组条件，在此期间，测量 装置的校准参数被认定为有效的。
10
13、数据
测量系统分析
Measurement System Analysis (MSA)
TS培训师：刘立场
1
课程内容
基础术语 测量系统分析概述 测量系统的分析
测量系统的分辨力 测量系统的稳定性 测量系统的偏倚 测量系统的重复性和再
现性 测量系统的线性
测量系统分析的实施 极差法 均值极差法 假设检验分析法 信号探测法 解析法
17
22、零件变差
与测量系统分析有关，对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。
23、容差（公差）
为了维持配合、形式和功能，与标准值或公称值相比允许 的偏差。
18
24、基准值
被承认的一个被测体的数值，作为一致同意的用于进行比 较的基准或标准样本。
MSA3th教程
35
统计学知识补充
正态分布 N（ μ， σ2） 其中μ 是正态分布的中心，质量特性X在
μ 附近取值的机会最大，σ2是正态分布 的方差， σ愈大，分布俞分散， σ愈小， 分布俞集中 N（ 0， 1）为标准正态分布
36
统计学知识补充
峰态分析
•正态分布的概率：只要知道平均值和标准差就可以确定分布。 •正态分配的性质 1.分布形态对称于横坐标上平均点上的垂直线。 2.正态分配曲线左右两尾逐渐接近于横坐标轴，但不于横坐标相 交。 3.曲线下横轴上的面积等于1，其概率分布如下图。
课程目的
目的：为评定测量系统的质量提供指南。 说明： 1主要用于工业界的测量系统； 2不打算作为所有测量系统分析的汇编； 3主要关注的是对每个零件能重复读数的
测量系统； 4对更复杂或不常见的情况在此没有讨论； 5测量系统分析方法需要顾客批准，本手
册没有覆盖。
1
MSA与ISO/TS16949：2002
检查标准
一个非常类似设计测量过程的测量人工制品， 不过它本身比被评价的测量过程更稳定。
8
术语总结
标准的总结
用于比较的可接受的基准 用于接受的准则 已知数值，在表明的不确定的度界限内，
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 商或顾客应用时，在昨天、今天和明天都具有 同样的含义，产生同样的结果。
9
术语介绍
参考标准
测
量
传传递递标标准准
试
验 设
校准标准
备
传递标准
工作标准
检查标准
不同标准之间的联系
基准 基准
10
术语介绍
基准 用于校准过程的参考标准，也被称为
参考标准或校准标准。 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
统计学知识补充
正态分布 N（ μ， σ2） 其中μ 是正态分布的中心，质量特性X在
μ 附近取值的机会最大，σ2是正态分布 的方差， σ愈大，分布俞分散， σ愈小， 分布俞集中 N（ 0， 1）为标准正态分布
36
统计学知识补充
峰态分析
•正态分布的概率：只要知道平均值和标准差就可以确定分布。 •正态分配的性质 1.分布形态对称于横坐标上平均点上的垂直线。 2.正态分配曲线左右两尾逐渐接近于横坐标轴，但不于横坐标相 交。 3.曲线下横轴上的面积等于1，其概率分布如下图。
课程目的
目的：为评定测量系统的质量提供指南。 说明： 1主要用于工业界的测量系统； 2不打算作为所有测量系统分析的汇编； 3主要关注的是对每个零件能重复读数的
测量系统； 4对更复杂或不常见的情况在此没有讨论； 5测量系统分析方法需要顾客批准，本手
册没有覆盖。
1
MSA与ISO/TS16949：2002
检查标准
一个非常类似设计测量过程的测量人工制品， 不过它本身比被评价的测量过程更稳定。
8
术语总结
标准的总结
用于比较的可接受的基准 用于接受的准则 已知数值，在表明的不确定的度界限内，
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 商或顾客应用时，在昨天、今天和明天都具有 同样的含义，产生同样的结果。
9
术语介绍
参考标准
测
量
传传递递标标准准
试
验 设
校准标准
备
传递标准
工作标准
检查标准
不同标准之间的联系
基准 基准
10
术语介绍
基准 用于校准过程的参考标准，也被称为
参考标准或校准标准。 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
测量系统分析（MSA）”第三版”
测量系统分析（MSA）”第三版”四\测量系统分析(MSA)”第三版”(一)手册概貌1．MSA含义MSA是英文名称Measurement Systems Anelysis 的缩写，中译名为测量系统分析。
有时为了简略，常用MSA来代之。
2．本手册性质和目的本手册性质属指南性的，故对测量系统所述及的术语和评定测量系统质量的方法均作了介绍，特别是适用于工业界的评定测量系统质量多种方法作了详情介绍。
其目的为评定测量系统(主要是关注对每个零件能重复读数的)质量提供指南，是为工业界正确使用测量系统提供方法。
3．本手册的版本说明▲本手册是由北美三大汽车公司联合编写而成，原是供执行QS9000质量标准的供货商使用，现应用围已扩展到执行ISO/TS16949技术规的供应商也可使用。
▲当然其容也随着时间的推演而不断扩充，因此其版本也不断更新，现已从1990年10月第一版经过1995年2月的第二版演变为2002年3月第三版。
▲随着版本的变换，对使用者的知识要求和使用工具也有变化。
初版时很明确说明“本手册是应用了统计学方法来阐述测量系统的分析，但非统计学领域的人同样可以使用。
”但第三版对测量系统分析方法的叙述，使不具备一些统计学方法的基本知识者很难理解，同时强调了计算机软件的使用。
4．本手册的主要容：1）详情的术语解释2）强调了测量系统变异性对决策（产品、过程、新过程接受、过程设定/控制）的影响3）提出了对测量过程要进行策划和量具来源选择的流程4）明确提出了测量系统分析方法的分类：▲简单测量系统分析方法▲复杂测量系统分析方法▲其它测量系统分析方法5．为了便于使用，对简单测量系统分析的多种方法作了详细介绍。
（二）测量系统分析的起因1．由测量系统对被测特性赋值而得到的测量数据，过去一直用于产品控制，近来已用于过程控制，用来确定二个或多个变量之间是否存在重要关系的研究。
随着应用围的扩大和次数的增加，发现从同一测量系统获得的测量数据，其使用围不能无限扩大，也就是说，不同的使用围对提供测量数据的测量系统的质量有一定要求。
MSA手册第三版课件
第六版 MSA 6
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：
–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
第六版 MSA 7
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
第六版
MSA
26
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
检验、测量和测试仪器- 4.11.3
–记录必须包括员工自备量具 –在检查量具时，必须记录其条件和实际读数 –如果有可疑的材料已被装运，应通知顾客 –确认测量系统分析的方法被顾客所批准。
注意：绝大多数人把MSA理解为单纯的GR&R。本课程将证明这种错误观念与要求相差很远
第六版
MSA
38
变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV
+
MSV
MPV 总变差 (TV)
注：测量系统的变差必须尽可能小
规范公差
•
第六版 MSA 39
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
• 利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的 影响的了解 • 把注意力放在测量系统上，以获得重复性和再现性
第六版
MSA
12
测量系统变差的影响
• 决策是基于测量数据，因此测量值的“质量”决 定了后续动作的质量。 • 测量系统变差的影响可分为：
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：
–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
第六版 MSA 7
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
第六版
MSA
26
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
检验、测量和测试仪器- 4.11.3
–记录必须包括员工自备量具 –在检查量具时，必须记录其条件和实际读数 –如果有可疑的材料已被装运，应通知顾客 –确认测量系统分析的方法被顾客所批准。
注意：绝大多数人把MSA理解为单纯的GR&R。本课程将证明这种错误观念与要求相差很远
第六版
MSA
38
变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV
+
MSV
MPV 总变差 (TV)
注：测量系统的变差必须尽可能小
规范公差
•
第六版 MSA 39
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
• 利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的 影响的了解 • 把注意力放在测量系统上，以获得重复性和再现性
第六版
MSA
12
测量系统变差的影响
• 决策是基于测量数据，因此测量值的“质量”决 定了后续动作的质量。 • 测量系统变差的影响可分为：
MSA手册(第三版)
内部资料严禁翻印测量系统分析参考手册第三版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©1990©1995©2002版权由戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司所有本参考手册是在美国质量协会（ASQ）及汽车工业行动集团（AIAG）主持下，由戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司供方质量要求特别工作组认可的测量系统分析（MSA）工作组编写，负责第三版的工作组成员是David Benham（戴姆勒克莱斯勒）、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技术服务）。
过去，克莱斯勒、福特和通用汽车公司各有其用于保证供方产品一致性的指南和格式。
这些指南的差异导致了对供方资源的额外要求。
为了改善这种状况，特别工作组被特许将克莱斯勒、福特和通用汽车公司所使用的参考手册、程序、报告格式有及技术术语进行标准化处理。
因此，克莱斯勒、福特和通用汽车公司同意在1990年编写并以通过AIAG分发MSA手册。
第一版发行后，供方反应良好，并根据实际应用经验，提出了一些修改建议，这些建议都已纳入第二版和第三版。
由克莱斯勒、福特和通用汽车公司批准并承认的本手册是QS-9000的补充参考文件。
本手册对测量系统分析进行了介绍，它并不限制与特殊生产过程或特殊商品相适应的分析方法的发展。
尽管这些指南非覆盖测量系统通常出现的情况，但可能还有一些问题没有考虑到。
这些问题应直接向顾客的供方质量质量保证（SQA）部门提出。
如果不知如何与有关的SQA部门联系，在顾客采购部的采购员可以提供帮助。
MSA工作组衷心感谢：戴姆勒克莱斯勒汽车公司副总裁Tom Sidlik、福特汽车公司Carlos Mazzorin，以及通用汽车公司Bo Andersson的指导和承诺；感谢AIAG在编写、出版、分发手册中提供的帮助；感谢特别工作组负责人Hank Gryn（戴姆勒克莱斯勒）、Russ Hopkins （福特）、Joe Bransky（通用），Jackie Parkhurst（通用（作为代表与ASQ及美国试验与材料协会（国际ASTM）的联系。
TS16949：2009-MSA测量系统分析培训教材(第三版)-最新版
m
m
2
3g
1.41 1.91 5
2
3g
1.19 1.74 9
1.28 1.81 6 1.23 1.77 7
1.18 1.73 10 1.17 1.73 11
1.21 1.75 8
1.17 1.72 12
平均极差分布的d2值
m
2
3
1.16 1.72
1.16 1.72 1.16 1.71
1.15 1.71
（1）确定M名操作者A、B、C……，选定N个被测零 件，按1、2、……，编号。被选定零件尽可能反映 整个过程的变差。
（2）测取数据：A以随机顺序测取所有数据并记录 之，B、C在不知他人测量结果的前提下，以同样方 法测量各零件的数据并记录之。
（3）再以随机顺序重复上述测量r次(如2～3次)
28
精选课件ppt
1 216 219
220 218.3
4.0
2 216 216
220 217.3
4.0
评价人 2
3
4
216 216
215 212
216 212 215.7 213.3
1.0
4.0
5 220 220
220 220.0
0.0
X 216.9
子组内观察次数 2 3
D3 0 0
D4 3.267 控制图常数
2.575
27
（4）数据处理-极差计算
(1)分别计算每个操作者对各个零件进行r次测量的极差 Raj , Rbj , Rcj ; j =1,2,......, N ; (2)计算每个操作者的平均极差
Ra , Rb , Rc ,......, Rm ; (3)总平均极差
测量系统分析(第三版)培训教材(147页)
9.10 9.30 9.50 9.30 9.40 9.50 9.50 9.50 9.60 9.20 9.30 9.40 9.38 10.00
-0.62 0.5
72
测量系统的线性
(2)线性回归
公式: Y = b+aX
X 基准值
Y 偏倚
a 斜率
拟合结果:
Y = 0.7367 – 0.1317X
线性 = a×过程变差 = 0.1317×6.00 = 0.79
D3 0 0 0 0 0 0.076 0.136 0.184 0.223 0.256 0.284 0.308 0.329 0.348
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
217 220 217 214 216
216 216 216 216 220
216 216 216 212 219
219 216 215 212 220
216 218 216 212 220
216.3 218.0 216.3 212.7 218.3
1.0
4.0 1.0 2.0 4.0
不同评价人，测量同 一特性观测平均值的
变差。 34
有偏倚 观测的平均值
无偏倚 基准值
操作者B 操作者C
操作者A 再现性
测量系统数据
35
变差数学表达
36
37
统计稳定性
38
➢ 测量系统应具备的特性
1、处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因。 2、测量系统的变异性（Variability）小于过程变异性。 3、测量系统的变异性小于技术规范界限。 4、测量增量（increments）小于过程变异性和技术规范宽度
测量系统培训教材20441
Stability 稳定性 。
14
分辨力（率）
定义：指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的 能力。
传统是公差范围的十分之一。建议的要求是总过程6σ(标 准偏差)的十分之一。
10
30
T
15
稳定性(Stability)：
稳定性 时间2
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。
时间1
16
基准值 偏倚
观测平均值
偏倚(Bias)：
偏倚：是测量结果的观测 平均值与基准值的差值。 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。
17
线性(Linearity)：
线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值
基准值
基准值
观测平均值
量程
18
观测的平均值
操作者A
操作者B
再現性
21
一个好的测量系统的特性
n 测量正确的特性 n 准确性 n 精确性
22
准确性： Байду номын сангаас 偏倚 4 稳定性 4 线性
如何保证准确性
23
精确性： 4 重复性 4 再现性
如何保证精确性
24
测量系统的分析
测量系统特性可用下列方式来描述 ： 位置：稳定性、偏倚、线性。 宽度或范围：重复性、再现性。
线性(Linearity)：
有偏倚 无偏倚
基准值
19
重复性（Repeatability)
重复性
重复性是由一个评价人，采用 一种测量仪器，多次测量同一 零件的同一特性时获得的测量 值变差。
20
14
分辨力（率）
定义：指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的 能力。
传统是公差范围的十分之一。建议的要求是总过程6σ(标 准偏差)的十分之一。
10
30
T
15
稳定性(Stability)：
稳定性 时间2
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。
时间1
16
基准值 偏倚
观测平均值
偏倚(Bias)：
偏倚：是测量结果的观测 平均值与基准值的差值。 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。
17
线性(Linearity)：
线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值
基准值
基准值
观测平均值
量程
18
观测的平均值
操作者A
操作者B
再現性
21
一个好的测量系统的特性
n 测量正确的特性 n 准确性 n 精确性
22
准确性： Байду номын сангаас 偏倚 4 稳定性 4 线性
如何保证准确性
23
精确性： 4 重复性 4 再现性
如何保证精确性
24
测量系统的分析
测量系统特性可用下列方式来描述 ： 位置：稳定性、偏倚、线性。 宽度或范围：重复性、再现性。
线性(Linearity)：
有偏倚 无偏倚
基准值
19
重复性（Repeatability)
重复性
重复性是由一个评价人，采用 一种测量仪器，多次测量同一 零件的同一特性时获得的测量 值变差。
20
第三版MSA
高xba點r)2:/:(bΣ+(xaix-x0+ba〔r)2t﹞gm1-2/2,1s-〕α /2﹝1/gm+(x0-
假設檢定---數值分析
7. 若圖形分析顯示線性可接受，則下列假設應是真
H0: a=0
即若
slope=0
無法拒絕，
/t/=/ a/÷〔s/√Σ（Xj－Xbar）2〕≦tgm-2,1-α/2
量測一單一特性時經過延伸時期所得之全變異。
穩定性
時間 2
時間 1
量具線性(LINEARITY)
- 線性是指量具在預期作業範圍內準確值之差異。
較小的偏差
基準值
較大的 偏差
基準值
量測平均值 (低量程)
量測值
偏差 無偏差
量測平均值 (高量程)
線性(變化的線性偏差)
基準值
判定的誤差
判斷上
判斷上
量測系統對產品檢驗
量測系統分析(MSA)
主講者:健峰企管顧問公司 顧問師 :林 享 真
顧問師簡介 林享真 老師 現任健峰企管顧問公司顧問師
資格: 1. ISO9000主任評審員訓練合格 2. QS9000內審員資格 3. 中國認證人員國注委合格環境審核員 4. VDA6.1內審員資格考試合格 5. TPM(日本JIPM協會)講師資格考試 合格 6.ISO/TS16949研習
2母樣不應產生偏差，如早晨剛校正後不宜立 即取樣。
3由管制圖就特殊原因改善，或減少管制界限 寬度。
4由R chart無超出點，表量具穩定度可以估計 系統的變異（Rbar/d2）。
線性Linerity
同一量具的不同操作範圍內其偏差值的變異 評估方法 1取5(g)個樣以上，需含蓋量具使用範圍 2在量測室精密量測每一零件求其參考值和確認目標量具的使
假設檢定---數值分析
7. 若圖形分析顯示線性可接受，則下列假設應是真
H0: a=0
即若
slope=0
無法拒絕，
/t/=/ a/÷〔s/√Σ（Xj－Xbar）2〕≦tgm-2,1-α/2
量測一單一特性時經過延伸時期所得之全變異。
穩定性
時間 2
時間 1
量具線性(LINEARITY)
- 線性是指量具在預期作業範圍內準確值之差異。
較小的偏差
基準值
較大的 偏差
基準值
量測平均值 (低量程)
量測值
偏差 無偏差
量測平均值 (高量程)
線性(變化的線性偏差)
基準值
判定的誤差
判斷上
判斷上
量測系統對產品檢驗
量測系統分析(MSA)
主講者:健峰企管顧問公司 顧問師 :林 享 真
顧問師簡介 林享真 老師 現任健峰企管顧問公司顧問師
資格: 1. ISO9000主任評審員訓練合格 2. QS9000內審員資格 3. 中國認證人員國注委合格環境審核員 4. VDA6.1內審員資格考試合格 5. TPM(日本JIPM協會)講師資格考試 合格 6.ISO/TS16949研習
2母樣不應產生偏差，如早晨剛校正後不宜立 即取樣。
3由管制圖就特殊原因改善，或減少管制界限 寬度。
4由R chart無超出點，表量具穩定度可以估計 系統的變異（Rbar/d2）。
線性Linerity
同一量具的不同操作範圍內其偏差值的變異 評估方法 1取5(g)個樣以上，需含蓋量具使用範圍 2在量測室精密量測每一零件求其參考值和確認目標量具的使
msa第三版测量系统分析(3)
第六版
MSA
22
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
第六版
MSA
23
第二章 MSA 和 QS-9000/TS16949的关系
第六版
MSA
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
分析或过程控制的接受？（满足测量的目的？）
第六版
MSA
16
测量系统变差源
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。
–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
第六版
MSA
37
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
• 测量系统的统计特性
• 灵敏度 & APQP
• 偏倚、线形、稳定性
• 进行量具的重复性和再现性分析(GR&R)
• 计数型测量系统研究
• MSA 技术总结
• 附件
第六版
MSA
2
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
MSA测量系统分析第三版1企业版
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•準確度 - 均值的位置 •精密度 - 分布寬度的程度 (變差 或 SD)
MSA测量系统分析第三版1企业版
•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.”
• 偏倚 (Bias) ：通常被称为「准确度」，但「准确
度」有多种解释，建议不要用准确度来代表偏倚。
•
偏倚是指对相同零件上同一特性观测平均值与
真值（参考值）的差异。
•VT：真值（可由较高等级量
•
具多次测量的平均值）
•VA：测量平均值
•VT •偏倚(Bias) •VA
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MSA测量系统分析第三版1企业版
小输入值
•
√ 总是以一个测量单位报告
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MSA测量系统分析第三版1企业版
•术语
•
• • • • • •
● 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
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MSA测量系统分析第三版1企业版
•二、测量系统的组成
基准值
为了比较的一个一致认可的值
• —有时也称为：
•
●可接受的值
•
● 常规值
•
● 指定值
•
● 最佳估算值
•
●标准测量
•
●测量的标准
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MSA第三版教材
MSA
第三版
测量系统分析
ISO/TS16949系列教材之五
测量系统分析
Measurement System Analysis
1
MSA
第三版
测量系统分析
FFEEEFEFFEEEEEFEFEEFEEFEFE EEFEEEFEEEEFEFEEFEFEEEFFEE EEEEFEEEEFEFEEEFEEEEEFEEFE EEEEEEEEEEEFEEEEEFFEEEEEEE EEEEEEFEEFEFEEEEEEEEEEFEEE EEEEEEEFEFFEEEEFEEEEEEEEEF EEEEEFEEFEEEFEFFFFEEEEEEEF EEFEEFEEEEFEEEEEFEEEEEEEEE FFFEFEEEEEEEEEFEEFEEEFEEEE FEEEEEEEEEEEFEEEEFEEEEFEFE
26
MSA
第三版
测量系统分析
第1类要素：与测量系统设计和开发有关的问题 • 环境：灰尘、水分、湿度、温度、振动、噪音、 电磁干扰（electro-magnetic interference, EMI）、 大气流动、空气杂质等。实验室、工场、办公 室等。在小且严格的公差下以微米为单位的测 量系统中，以及在CMM、光学系统、超音波 仪器等环境中，环境成为一个关键的问题。对 线上自动反馈类型的测量也是一个影响因素。 切削油、切削碎屑及极端温度也会成为问题。 是否清洁环境的要求？
8
MSA
第三版
测量系统分析
观测偏差的形成
皮球练习的 观察偏差
如何改进我们的测量?
9
MSA
第三版
测量系统分析
观测偏差的形成
测量总偏差 :
2
=
2
+
第三版
测量系统分析
ISO/TS16949系列教材之五
测量系统分析
Measurement System Analysis
1
MSA
第三版
测量系统分析
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26
MSA
第三版
测量系统分析
第1类要素：与测量系统设计和开发有关的问题 • 环境：灰尘、水分、湿度、温度、振动、噪音、 电磁干扰（electro-magnetic interference, EMI）、 大气流动、空气杂质等。实验室、工场、办公 室等。在小且严格的公差下以微米为单位的测 量系统中，以及在CMM、光学系统、超音波 仪器等环境中，环境成为一个关键的问题。对 线上自动反馈类型的测量也是一个影响因素。 切削油、切削碎屑及极端温度也会成为问题。 是否清洁环境的要求？
8
MSA
第三版
测量系统分析
观测偏差的形成
皮球练习的 观察偏差
如何改进我们的测量?
9
MSA
第三版
测量系统分析
观测偏差的形成
测量总偏差 :
2
=
2
+
msa第三版 测量系统分析(1)
–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
第六版
MSA
37
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
测量系统的影响 –确保搬运、保护和储存 –对测试用的硬件和软件作保护，以防止调整不当
第六版
MSA
26
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
检验、测量和测试仪器- 4.11.3
–记录必须包括员工自备量具 –在检查量具时，必须记录其条件和实际读数 –如果有可疑的材料已被装运，应通知顾客 –确认测量系统分析的方法被顾客所批准。
灵敏度
第六版
MSA
45
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。
第六版
MSA
46
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
24
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
总则 - 4.11.1
所有检验、测量和测试设备，包括硬件和软件，都必 须确定其测量不确定度，并使其在可接受的范围内
第六版
MSA
25
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
控制程序 - 4.11.2
–确定准确度和精密度（所要求的） –对使用校准失效量具检验并接受的产品必须重复检验 –校准和测试时的“环境条件”必须加以评估，以评定其对
第六版
MSA
37
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
测量系统的影响 –确保搬运、保护和储存 –对测试用的硬件和软件作保护，以防止调整不当
第六版
MSA
26
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
检验、测量和测试仪器- 4.11.3
–记录必须包括员工自备量具 –在检查量具时，必须记录其条件和实际读数 –如果有可疑的材料已被装运，应通知顾客 –确认测量系统分析的方法被顾客所批准。
灵敏度
第六版
MSA
45
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。
第六版
MSA
46
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
24
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
总则 - 4.11.1
所有检验、测量和测试设备，包括硬件和软件，都必 须确定其测量不确定度，并使其在可接受的范围内
第六版
MSA
25
检验、测量和测试仪器的控制-4.11
控制程序 - 4.11.2
–确定准确度和精密度（所要求的） –对使用校准失效量具检验并接受的产品必须重复检验 –校准和测试时的“环境条件”必须加以评估，以评定其对
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测量系统的统计特性
孙勇
MSA
29
MSA的应用
MSA
测量系统的统计特性
分辨率
测量系统的量化
开展GRR
属性测量
测量系统的比较工具
孙勇
MSA
30
理想的测量系统
• 每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与标准件一 致 • 统计特性： – “零” – “零”偏倚 – “零”概率误判被测量产品
孙勇
MSA
31
• 我们对测量体系作测试，以确定量测数值的统计 特性，并与可接受的标准相比较
孙勇
MSA
6
三个基本问题
评估测量体系，以确定：
–是否具备足够的分辨率? –是否具备时间变化的统计稳定性？ –是否在期望极差内具备统计特性的一致性，并为过 程分析和过程控制所接受？
孙勇
MSA
7
优胜者的方法
• 与过程变差相关联，使测量体系分析对三个基本 问题的确定变得更有意义。 • 针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相 对于公差的百分比来表达测量误差是不够的。
孙勇
MSA
43
分辨率的范例
MSA手册的定义
–提供分辨率分别为0.001”和0.01”的二个测量系统之 间的反差 –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¯ Chart) &R
孙勇
MSA
44
过程控制图
孙勇
MSA
45
分辨率不足
• 当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨 率不足：
MSA（第三版）
测量系统分析
TRAINING C O N S U LT I N G
内容提要
• • • • • • • • • • MSA 介绍 MSA 和 质量管理体系的关系 测量系统的统计特性 分辨率 测量系统的量化 进行量具的重复性和再现性分析(GR&R) 属性测量 比较方法-- 控制图和方差分析 MSA 技术总结 附件
1. 一般说来，当没有数值(点)落在特殊原因区域内时，测量系统便处于统计控制状态 2. 如果没有如SPC手册中描述的数据 趋势或漂移时，我们也可认为是统 计控制状态
特殊原因区域
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
孙勇
MSA
21
检验、测量和测试仪器的控制
通用要求
所有检验、测量和测试设备，包括硬件和软件，都应 确定其测量不确定性，并使其在可接受的范围内
孙勇
MSA
22
检验、测量和测试仪器的控制
控制程序
–确定准确度和精确度 –对使用校准失效量具检验并接受的产品必须重复检验 –校准和测试时的“环境条件”必须加以评估，以评定其对 测量系统的影响 –搬运、保护和储存 –对测试用的硬件和软件作保护，以防止过度调整
–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
孙勇
MSA
26
实施汽车质量体系的要求
• • • • • • • • 标识所有检验、测量和测试设备，及其校准状态 确定其准确度和精确度 进行测量设备的变差分析 (MSA) 当量具被发现处于非校准状态时，对其以前测量的结果作确认 量具的搬运、保护和存放 对量具作安全保护，防止 校准记录应包括个人量具 采用所有MSA手册中的标准
目的
使学员理解测量系统统计特性的重要性和其对符合质 量管理要求的意义
孙勇
MSA
18
检验和测试
供应商实验室要求 1
对测量系统和实验室的要求
• 要有书面规定的范围、政策、程序和工作指导书 • 文件控制、批准的供应商、APQP、产品标识和过程控制 • 测试的可追溯性、测试状态的目视标识 • 不合格品程序、纠正和预防措施、严格问题解决方法
孙勇
MSA
19
检验和测试
供应商实验室要求 2
–检验、测量和测试仪器的清单 –所有IMT 仪器必须有独一无二的标识(编号)，并用 适当的标记、标签、标识物或其它经批准的识别记录 ，以标明其校准状态 –给定检验、测量和测试仪器的维护和校准周期
孙勇
MSA
20
检验和测试
供应商实验室要求 3
–对测试和校准活动作专业判定的人员必须具备相关经验并经 过培训 –记录对环境的控制和监控以证明相关技术活动在恰当的条件 下进行 –限定权限对测量系统中所用的硬件和软件的维护和使用
孙勇
MSA
15
MSA 应用
• • • • • • •
孙勇
建立新量具的适用性和可接受性标准 把一个量具和另一个量具作比较 评估可疑的量具 量具维修前后的特性比较 计算测量系统变差 建立制造过程可接受性标准 管理和改进测量过程
MSA
16
MSA 和 质量管理体系的关系
孙勇
MSA
17
MSA 和 质量管理体系的关系
测量仪器影响测量结果
• 测量仪器的递增刻度必须小于规范值 • 测量仪器的种类，如尺，卡尺
孙勇
MSA
13
材料和人员影响测量结果
• 材料： • 人员：
孙勇
MSA
14
测量值并不总是精确的
• 测量体系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、重复性、再 现性、稳定性和线性 • 必须在采纳一个测量系统前知道其测量变差
孙勇
MSA
34
变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV < MPV
MSV + MPV 总变差 (TV)
规范公差
注：测量系统的变差必须尽可能小
孙勇
MSA
35
规范
• 测量系统变差必须小于规范公差或过程容限 • 测量系统的增量标记必须小于规范公差的增量 –规范: 2.530 +/- 0.005 –测量系统增量: 0.0001
孙勇
MSA
36
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 – 增量不大于过程变差或规范容限中的较小者的十分之 一 – 最差变差必须比过程变差或规范容限中较小者为小
孙勇
MSA
37
MSA标准的优点
采用可以追溯的标准，以便：
–作为比较的共同点 –确认测量系统 –估计测量系统准确性 –解决来自不同方面的冲突
• 从不断改进的角度看，十分之一的公差值可能不够。 MSA建议用6o制造标准差的十分之一。
孙勇
MSA
47
理解分辨率
测量硬币的厚度
哪种测量系统能更好地提供三 个硬币厚度变差的信息？
定义：“测量系统可能探测和表 达被测特性最小变化的能力，即 分辨力”
孙勇
MSA
48
练习一：分辨率
1. 选择一种量具测量以下硬币的直径：1分、5分、10分和25分 2. 选择一个记录人员，把读数记录在答卷上(编号) 3. 选择4个评鉴人测量每种硬币，报出最精确的读数 4. 描述测量系统 5. 您的结果怎样？ 6. 如何选择恰当分辨率的量具用于产品特性的测量或测试？
– 只有一、二或三个数值的极差可读 – 四分之一以上极差为零
• 选择分辨率按比例小于规范或过程变差，以获得 足够的分辨率
孙勇
MSA
46
分辨率的决定原则
• 分辨率应当为(容限)公差或分布的十分之一 • 在PPAP之前，APQP和测试期间进行量具分辨率的研究
研究制造过程的极差图；如果只有一、二或三个极差图时，表 示测量系统的分辨率不够
孙勇
MSA
49
测量系统的量化
孙勇
MSA
50
MSA的应用
MSA
测量系统的统计特性
分辨率
测量系统的量化
开展GRR
属性测量
测量系统的比较工具
孙勇
MSA
51
测量系统量化
• 目的
– 帮助理解测量系统的变差来源并量化其对测量结果的影响
• 范围
– 评估主要的统计特性：
• • • • • •
孙勇
准确度和精确度 重复性 再现性 偏倚 稳定性 线性
孙勇
MSA
4
测量体系的范例
• 如果要测量一个柱孔的内径，那么测量体系应包括：
–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 内径
孙勇 MSA 5
什么是测量体系分析
• 测量体系分析(MSA)
–MSA用于分析测量体系对量测值的影响 –强调仪器和人的影响
孙勇
MSA
10
环境影响测量数据
• 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 • 光线不足妨碍正确读值 • 刺眼的光导致读值不正确
孙勇
MSA
11
测量方法影响测量结果
在绞线制造中，电线绝缘层的厚度会因测量方法不同 而不同
二种方法的 测量结果 不一样
• 扁平 • 圆形 • 同心轴
孙勇 MSA 12
孙勇
MSA
23
检验、测量和测试仪器的控制
检验、测量和测试仪器
–记录必须包括员工自备量具 –量具在检查时，必须记录其条件和实际读数 –当有怀疑的产品装运后必须通知客户 –确认测量系统分析的方法被客户所批准。
注意：绝大多数人把MSA理解为单纯的GR&R。本讲座将证明这种错误观念与事实差之千里