第八章-测量系统分析(MSA).学习资料
MSA—测量系统分析教案培训教材
对于那些无法使用常规测量系统方法的测量 系统，需要和顾客沟通。
测量系统分析是一个过程
输入:SWIPE
测量系统 分析
输出: 测量数据
ＭＳＡ实施步骤
１、根据控制计划，针对被测量的特性选择适当的测量工具； ２、确定测量系统分析方法（计数／计量，大样／小样）； ３、确定要进行分析所需的样品容量（从一定容量大小的总体内选取以
一、测量系统所应具有之统计特性
1、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 。 2、测量系统的变差必须比制造过程的变 差小 。 3、变差应小于公差带 。
❖ 4、测量精度应高于过程变差和公差带两 者中精度较高者，一般来说，测量精度 是过程变差和公差带两者中精度较高者 的十分之一 。 5、测量系统统计特性可能随被测项目的 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 。
测量系统分析的范围：
当确定测量系统分析的范围从标准的符 合性角度出发，需要将控计划上涉及的测量 系统纳入，包括对产品特性和过程特性进行 测量的系统（对进行初始能力研究和PPAP的 产品特性测量系统，需要进行MSA；对实施 SPC的测量系统需要进行MSA）；
❖ 分析方法：
对计数数据测量的测量系统，可采用小样法， 以及MSA第三版所建议的方法；标准允许使用任 何顾客不反对的方法。
二、标准
1、国家标准 2、第一级标准(连接国家标准和私人公 司、 科研机构等) 3、第二级标准(从第一级标准传递到第二级 标准) 4、工作标准(从第二级标准传递到工作标准)
测量系统分析(MSA)培训资料
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1. A 1
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.106 0.106 0.108 0.106 0.106 0.106 0.106 0.104 0.104 0.106 0.1058
15.¥þ ¶Z
0.002 0.002 0.002 0.002 0.001 0.002 0.001 0.002 0.002 0.001 Rc= 0.0017
16.¹s ¥ó ¥ §¡ È 0.106 0.105 0.106 0.105 0.105 0.105 0.105 0.105 0.105 0.105 X= 0.1052
差值的差別，換言之，線性表示操作范圍內多個和獨 立的偏倚誤差值的相關性。
• 重復性（Repeatability):在確定的測量條件下，來
源於連續試驗的普通原因隨機變差，通常指設備變差 （EV)，即設備內變差。
• 再現性（Reproducibility):測量過程中由於正常條
件改變所產生的測量均值的變差，再現性指的是測量 系統之間和測量條件之間的均值變差。
2.70
r=¶q ´ú ¦¸ ¼Æ
¦A ²{ ©Ê &¦A ¥Í ©Ê (R&R)
%R&R=100 [R&R/TV]
R&R= (EV2+AV2)
=100[ / 0.00743
0.070055 ]
= ( 0.00458 2+ 0.005851 2)
第八章测量系统分析-1
第八章测量系统分析（Measurement Systems Analysis，MSA）一、有关术语及定义1、测量系统——一套组装的并适用于特定量在规定区间内给出测得值信息的一台或多台测量仪器，通常还包括其他装置，诸如试剂和电源。
1）一个测量系统可以仅包括一台测量仪器。
注：测量系统——是用来获得测量结果的整个过程。
▲2、测量仪器（计量器具）——单独或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置。
1）一台可单独使用的测量仪器是一个测量系统。
2）测量仪器可以是指示式测量仪器，也可以是实物量具。
3、测量设备——为实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质、辅助设备或其组合。
4、示值——由测量仪器或测量系统给出的量值。
5、示值误差——测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差。
6、分辨力——引起相应示值产生可察觉到变化的被测量的最小变化。
7、显示装置的分辨力——能有效辨别的显示示值间的最小差值。
8、仪器偏移——重复测量示值的平均值减去参考量值。
9、测量仪器的稳定性——测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。
简称稳定性。
稳定性可用几种方式量化：1）用计量特性变化到某个规定的量所经过的时间间隔表示。
2）用计量特性在规定时间间隔内发生的变化表示。
10、仪器漂移——由于测量仪器计量特性的变化引起的示值在一段时间内的连续或增量变化。
1）仪器漂移既与被测量的变化无关，也与任何认识到的影响量的变化无关。
11、影响量引起的变差——当影响量依次呈现两个不同的量值时，给定被测量的示值差或实物量具提供的量值差。
1）对实物量具，影响量引起的变差是影响量呈现两个不同值时其提供量值间的差值。
12、影响量——在直接测量中不影响实际被测的量，但会影响示值与测量结果之间关系的量。
例：1）用安培计直接测量交流电流恒定幅度时的频率。
2）测量某杆长度时测微计（千分尺）的温度。
13、测量重复性——在一组重复性测量条件下的测量精密度。
简称重复性。
测量系统分析(MSA)学习五大要点
测量系统分析（MSA）学习要点之一一、测量系统的基本概念1、几个基本概念——测量：赋值(或数)给具体事物以表示它们之间关于特性的关系。
赋值过程为测量过程，而赋予的值为测量值。
——量具：任何用来获得测量结果的装置，经常指用在车间的装置，包括通过/不通过装置。
——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。
2、测量系统的构成3、关于测量数据——测量数据用途：用于对被测量事物的判断；用于过程调整；确定在两个或更多变量之间是否存在重要关系。
——测量数据的质量：∙ 由☎在稳定条件下运行的✆某一测量系统多次测量结果得到的统计特性确定。
其测量数据与其标准值比较 而确定其质量❽高❾❽低❾。
∙∙∙∙∙∙ 测量数据的质量最常用偏倚和方差来表示。
理想是零偏倚、零方差。
❽低❾的通常原因之一是数据变差太大，这是由于测量系统和它的环境之间的交互作用造成的。
∙∙ ∙ 管理一个测量系统是监视和控制变差，以使测量系统产生可接受的数据。
4、真值：∙ 零件的❽实际❾测量值。
∙ 它是未知的和不可知的。
∙ 但它是测量过程的目的，一般使用❽基准值❾代替。
5、偏倚：用来表示多次测量结果与基准值之差；其中，基准值可以通过更高级别的测量设备进行多次测量取其平均值来确定。
6、变差：用来表示在相同条件下进行多次重复测量结果的变异程度，常用测量结果的标准差σ或过程变差PV表示。
7、有些资料上把偏倚称为准确度，把变差称为精度，高质量的数据准确度和精度都要高;下面的四个图例说明偏倚和变差大小的状态二、测量系统的基本要求1、测量系统的统计特性：一个能产生“理想”的测量结果的测量系统的统计特性：零方差、零偏倚、对所测的任何产品错误分类为零概率。
这种理想统计特性的测量系统几乎不存在。
2、现实中测量系统应具备的统计特性：足够的分辨率和灵敏性、测量系统应该是统计受控。
统计受控，即统计稳定性：在可重复条件下，测量系统的变差只能是由普通原因而不是特殊原因造成的。
测量系统分析(MSA)
测量系统分析（MSA）测量系统可分为“计数型”及“计量型”测量系统两类。
测量后能够给出连续性的测量数值的为计量型测量系统；而只能定性地给出测量结果的为计数型测量系统。
“计量型”测量系统分析通常包括(Bias)、稳定性(Stability)、(Linearity)、以及重复性和再现性(Repeatability&Reproducibility，简称R&R)。
在测量系统分析的实际运作中可同时进行，亦可选项进行，根据具体使用情况确定。
测量：是指以确定实体或系统的量值大小为目标的一整套作业。
我们通常用分辨力、偏倚、稳定性、线性、重复性和再现性等评价测量系统的优劣，并用它们控制测量系统的偏倚和波动，以使测量获得的数据准确可靠。
有效测量的十原则：1.确定测量的目的及用途。
一个尤其重要的例子就是测量在质量改进中的应用。
在进行最终测量的同时，还必须包括用于诊断的过程间测量。
2.强调与顾客相关的测量，这里的顾客包括内部顾客与外部顾客。
3.聚集于有用的测量，而非易实现的测量。
当量化很困难时，利用替代的测量至少可以提供关于输出的部分理解。
4.在从计划到执行测量的全程中，提供各个层面上的参与。
那些不使用的测量最终会被忽略。
5.使测量尽量与其相关的活动同时执行，因为时效性对于诊断与决策是有益的。
6.不仅要提供当期指标，同时还要包括先行指标和滞后指标。
对现在及以前的测量固然必要，但先行指标有助于对未来的预测。
7.提前制订数据采集、存储、分析及展示的计划。
8.对数据记录、分析及展示的方法进行简化。
简单的检查表、数据编码、自动测量等都非常有用，图表展示的方法尤为有用。
9.测量的准确性、完整性与可用进行阶段评估。
其中，可用性包括相关性、可理解性、详细程度、可读性以及可解释性。
10.要认识到只通过测量是无法改进产品及过程。
基本概念：3.稳定性：测量系统保持其位置变差和宽度变差随时间恒定的能力。
4.偏倚：观测平均值（在重复条件下的测量）与一参考值之间的差值。
测量系统分析(MSA)
稳定性好
真值 时间 1
时间 1
真值
稳定性差
时间 2
时间2
时间 3
时间3
Y的测量系统评价 对散布的评价
- 精密度 : 根据测量系统反复性和再现性的总变动
- 反复性 : 重新测量也有相同的结果吗 ?
- 再现性 : 用其他测量系统也有相同的结果吗 ?
Y的测量系统评价
精密度
- 测量系统中的总散布 术语: 随机误差（ Random Error ）， 分散（ Spread ）， 测试/再测试误差（ Test/Retest error ） 重复性和再现性
据的信赖性,通过研究测量系统所发生的 Nhomakorabea动对工程散布的影响,从 而判断该测量系统的适合性
MSA 概要
测量系统评价的重要性
1.测量数据 1)作为分析判断的基本依据,有必要评价其信赖性; 2)依据测量系统进行观测和评价
2.测量系统的分析 是6SIGMA活动的最基本的工作和最重要的部分之一
3.测量系统分析被强调的原因 1)所有的产品通常都是由许多部件构成的; 2)产品的小型化趋势使产品的误差界限缩小; 3)部件更换或组装时通常要求有互换性; 4)为了能大量生产,通常有增大自动组装的必要性
计量型数据的 Gage R&R P/T 比
P / T = 5.15*s MS
Tolerance
一般用 %表现
说明有多少百分比的公差 由测量误差所占据
包括重复性和再现性
作为目标，我们追求 P/T < 30%
注意 : 5.15标准偏差占测量系统散布的 99%. 5.15是产业标准.
计量型数据的 Gage R&R
70
80
Process
测量系统分析(MSA)
➢ 提供测量系统分析的理论基础和方法； ➢ 主要关注的是对每个零件能重复读数的测量系统； ➢ 作为ISO/TS16949质量管理体系标准的附属文件； ➢ 在呈报PPAP的实际应用中，具体应用需要顾客批准。
MSA--温林华 6
二、 几个基本概念
测量：赋值(或数)给具体事物以表示它们之间 关于特性的关系。 ➢赋值过程为测量过程，而赋予的值为测量值。
0.005
0.99
0.005
PV＝5.15σ
过程变差PV示意图
MSA--温林华 13
有些资料上把偏倚称为准确度，把变差称 为精度，高质量的数据准确度和精度都要 高; 下面的四个图例说明偏倚和变差大小的 状态
偏倚小、变差小 偏倚大、变差小 偏倚小、变差大 偏倚大、变差大
MSA--温林华 14
▪三、测量系统的基本要求
MSA--温林华 20
工件(零件)
仪器+(量具)
假设使用
设计
物质
内部相关特性
制造变差
坚定性
放大
弹性变形
制造公差
稳定性 标准 热膨胀系数
清洁度
制造
支持特性 弹性性质
可操作定义
设计确认 充分的数据 -夹紧
维护
稳定性 线性
接触几何尺寸
敏感性 变形影响 一致性
弹性性质
隐藏的几何尺寸 朔源性
-定位 标准 -测量点
操作程序
测量环境
数据（测量结果）
MSA--温林华 8
关于测量数据
测量数据用途：
➢用于对被测量事物的判断； ➢用于过程调整； ➢确定在两个或更多变量之间是否存在重要
关系。
MSA--温林华 9
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MSA培训教材测量系统分析
重复性-1
l 测量过程的重复性意味着测量系统自身的变异是 一致的。由于仪器自身以及零件在仪器中位置变 化导致的测量变差是重复性误差的两个一般原因。 由于子组重复测量的极差代表了这两种变差，极 差图将显示测量过程的一致性。如果极差图失控， 通常测量过程的一致性有问题。如果极差受控， 则仪器变差及测量过程在研究期间是一致的。
l
％AV=100[
]
l % R＆R=100[
]
l
%PV=100[ ]
l l
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各因素所占的百分比之和将不等于100％。
应对过程变差的百分比的结果进行评价，从而确定测量
系统是否能适合预期的运用。
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•均值和极差法-9
各因素所占的百分比之和将不等于100％。
l 应对过程变差的百分比的结果进行评价，从而确定测量系统是否能适合预期的 运用。
重复性-5
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重复性-6
R图控制限： R=25/10=2.5 D3=0.000 D4=2.575(见表3） UCLR=R ×D4=2.5×2.575 LCLR= R×D3=0.000
重复性或量具变差的估计：
式中d2*从表2中查得，它是依赖于试验次数(m=3)及零件数量乘 以评价人数量(g=5 ×2=10)。
于设备变差的平方与评价人变差的平方之和在开 发，即：
R﹠R＝
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MSA培训教材测量系统分析
均值和极差法-6 总变差（TV）计算公式
l 零 件 间 变 差 （ PV或 σp ） 等 于 零 件 均 值 的 极 差 （RP）乘以一个常数（K3）, K3取决于量具研究 中所用零件的个数。
测量系统分析(MSA)培训课件
第六版
MSA
6
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
第六版
MSA
7
MSA总目标
• 测量的不确定度
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
分析或过程控制的接受？（满足测量的目的？）
第六版
MSA
15
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。
第六版
MSA
17
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
第六版
MSA
18
材料、方法、人员如何影响测量结果
• 材料：
• 方法（程序）： • 人员：
第六版
MSA
19
测量值并不总是精确的
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
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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。
读完此文，终于懂了MSA（测量系统分析）
读完此文，终于懂了MSA（测量系统分析）1、什么是MSA？MSA是Measure System analyse的第一个字母的缩写。
2、为什么叫测量系统而不是测量工具或测量仪器？因为影响测量结果的因素除了所使用的仪器外，还包括测量的标准、操作人员的使用方法、读数误差、夹具的松紧、环境温度等综合因素。
(人、机、料、法、环)使用的仪器是好的，并不意味着测量出的结果就是准确的，因此称为测量系统。
是对影响测量结果的因素的综合分析.3、为什么要做MSA？是为了对所使用的测量系统做一个科学、系统的分析和评定，保证测量出的结果是真实、有效的（六西格玛中强调用数据说话）。
4、量具经过校验是合格的，是否可以不用做MSA分析？现在要用一把千分尺测量槽的直径。
千分尺长期测量这一款产品，两个接触面上因为磨损出现了一个和产品直径相对应的圆弧（如红线所示）。
校验时测量标准块用的接触面的最高点，因此校验是合格的。
但如果拿来测量产品，就会因为圆弧而有一定的误差。
5、MSA分析的前提A、选择合适的量具：必须保证量具有足够的分辩率力，最少满足1/10原则。
分辩力太低不能探测出过程中的变差。
B、测量系统是稳定而且受控制的，即不能包括特殊变差在内。
如有特殊变差则不能用于控制。
6、哪些情况下需做MSA分析？·购买的新量具；·根据顾客要求或过程要求；·持续改进的过程中，测量数据之前；·按PPAP的要求，所有CP中提到的量具都需要进行分析。
对于用同一个量具测量多个尺寸的情况，则选择KPC尺寸或公差最小的尺寸进行分析。
7、MSA方法的分类· 计量型分析（极差法、均值极差法等）· 计数型分析（交叉法）· 破坏型分析（嵌套法）8、基本术语MSA中的术语很多，主要是分析以下几项，合称MSA的五性（详见下页图示）：·偏倚·线性·稳定性·重复性和再现性，合称R&R或GRR偏倚：实际测量值和真值间的差值·通常又被称为”准确度“，但是因为准确度还有其它多种意思，因此不建议用准确度来代替”偏倚“。
MSA测量系统分析培训资料
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(MSA)
测量系统开发检查表建议的要素
• 测量系统设计和开发问题： • 要测量什么？特性的类型是什么？是机械特性吗？是动态的还
是静态的？是电性能吗？有重要的零件内变差吗？ • 测量过程的结果（输出）用作什么目的？生产改进、生产监控
、实验室研究、过程审核、装运检查、进货检查、对D.O.E的 反馈吗？ • 谁将使用过程?操作者、工程师、技师、检查者、审核员？ • 要求的培训：操作者、维护人员、工程师、教室、实际应用、 在职培训、学徒期间。 • 确定变差来源了吗？使用小组、头脑风暴、渊博的过程知识， 因 果 图 或 矩 阵 建 立 误 差 模 型 （ S . W. I . P. E 或 P. I . S . M . O . E . A ）
。 • 服务性：内部的和外部的、位置、支持水平、反应时
间、备件的可提供性、标准零件清单。 • 人机工程学：经过长时间装载和操作机器不带来伤害
的能力。测量设备讨论需要聚焦于测量系统与操作者 是怎样相互依赖的问题上。 •
测量系统开发检查表建议的要素
• 安全考虑：人员操作、环境、锁止。 • 存储和定位：建立关于测量设备存储和定位要求。罩
测量系统开发检查表建议的要素
• 相互关系问题#2— 方法分歧：从不同测量系统设计 但应用于可接受的实践和操作限制下相同零件和过程 的测量变差结果。（例如，CMM对应手动或开放调 整测量结果）
• 自动或手动：线上、线下操作者信任。 • 破坏性的与非破坏性（NDT）的测量：示例：拉伸
试验、盐雾试验、电镀/油漆涂层厚度、硬度、尺寸 测量、图像处理、化学分析、压力、耐久性、冲击、 转矩、焊接强度、电性能等。 • 潜在测量范围：可能测量尺寸和预期范围。 • 有效方分辨率：使用时特殊应用的测量对物理变化（ 探测过程或产品变差的能力）敏感情况可接受吗？
测量系统分析(MSA)基础知识及操作指导
测量系统分析（MSA）操作指导书一、目的规定测量系统分析和评价方法，以及明确测量系统的接收准则，并针对分析状况组织相关改善，从而确保测量数据的有效性。
二、适用范围1.0、公司内任何计量仪器测量系统；2.0、检测设备每次校准/维修纠正之后；3.0、新设备/仪器来厂校准后；4.0、质量改善数据收集阶段。
三、职责1.0、本手册由品质部负责编写及修订；2.0、实验室计量部门负责MSA相关评估及数据收集；3.0、量具使用部门须无条件配合计量部门对量具进行评估；四、相关术语1.0、量具：任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格/不合格的装置；2.0、分辨力：是仪器可以探测到并如实显示的参考值的变化量，也可以称为可读性或分辨率；3.0、测量系统：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、程序、操作人员、环境等的集合；4.0、偏倚:指同一操作人员使用相同量具，测量同一零件之相同特性多次数所得平均值与采用更精密仪器测量同一零件之相同特性所得之平均值之差，即测量结果的观测平均值与基准值的差值，也就是我们通常所称的“准确度”；5.0、线性：指测量系统在预期的工作范围内偏倚的变化；6.0、稳定性：指测量系统在某持续时间内测量同一样品或基准的单一特性时获得的测量值总变差；7.0、量具重复性：指同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差；8.0、量具再现性：指由不同评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量平均值变差；五、测量系统分析1.0、测量系统分析前，必须确保测量系统处于校准合格情况之下；2.0、偏倚分析偏倚分析采用独立取样法，具体操作如下：2.1、选取一个样品，建立可追溯标准的真值或基准值，若无样本，则可从生产线取一个落在中心值域的样品当成标准值，且应针对预期测试值的最低值、最高值及中程数的标准各取得样本或标准件，每个样本要求单独分析，并利用更高级别量具对每个样本或标准件测量10次，计算其平均值，并把其当成基准值。
测量系统分析培训资料
查附表1获得。 ▪ 如果，50%以上的子组均值都落在控制限
以外，并且对所有评价人落在控制线以外 的零件都是相同的情况下，可以认为测量 系统具有足够的分辨率是适宜的。
ó02 óe2
测量系统重复性再现性
计算重复性EV=5.15σe ▪ σe= 查附表确定。 计算再现性AV=5.15σO 计算重复性和再现性R&R ▪ C=重复性和再现性的标准差
▪ 选择一个评价人，由评价人对每个零件重 复测量12次，进行这种测量时，应注意保 持各次测量结果之间的统计独立性，即使 后面的测量读数不受前面读数的影响。
“线性”和“偏倚”的分析方法
▪ 数据计算
▪ 绘制偏倚与基准值之间的交点，最佳拟和 这些点的线性回归直线的拟和优度计算如 下：
▪ y=b+ax a=斜率
▪ 测量系统统计特性可能随被测项目的改变 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 。
测量系统的评定
▪ 第一阶段的评定：明白该测量过程并确定 该测量系统是否满足我们的需要。第一阶 段试验主要有二个目的 ：
▪ 确定该测量系统是否具有所需要的统计特 性，此项必须在使用前进行 。
·线性%≤5%：该量具可接受; ·线性%≤10%：应根据该测量的重要程 度决定是否可接受; ·线性%＞10%：该量具不可接受。
测量系统偏倚接受准则
“偏倚”判定准则：
·偏倚%≤10%：可用于测量重要特性; ·偏倚%≤30%：可用于测量一般特性; ·偏倚%＞30%：该量具不可接受。
“稳定性”分析方法
接受准则
▪ 测量系统重复性和再现性R&R的接受准则： ▪ % R&R <10% 测量系统可以接受 ▪ 10%≤% R&R<30% 可能是可以接受，
MSA学习资料
培训目标:了解MSA5性分析,及应用5性分析确保量测系统能满足测试过程中的要求.第一章测量系统基础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。
■数据质量最通用的统计特性:准确度或称偏移: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。
▲精密度或称变差:利用同一量具，重复量测相同工件同一质量特性，所得数据之变异性。
测量仪器-分辨率------为测量仪器能够读取的最小测量单位。
第二章测量系统统计特性偏倚、重复性、再现性、线性、稳定性、精度1.偏倚：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-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-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）2.1重复性不好的可能原因-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。
3.再现性(Reproducibility)由不同操作人员，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（三同一异）3.1再现性不好的可能潜在原因零件(样品)之间：使用同样的仪器、同样的操作者和方法时，当测量零件的类型为A,B,C时的均值差。
测量系统分析MSA概论
零件号 1 2 3 4 5
人员A 4 3 6 5 9
总极差
人员B 2 4 7 7 8
极差R 2 1 1 2 1 7
36
小样法实例
计算平均 极差:
R 总极差 / 零件数=1.4
量具综合误差（GRR）= (R) 4.33 6.1
d d 注：4.33 5.15/
查表
2
2
容差百分率（设容差为20） % GR&R= GR&R/容差=6.1/20×100=30.5%
2、Gage—任何用以获得测量结果的装置
，特别
指基层使用的量具，包括用
来测量合格/不合格的装置。
3、测量系统（Measurement System) ❖ 用以对被测特性赋值的作业、方法、步骤、量 具、设备、软件、人员的集合。 ❖ 为获得测量结果的完整过程。
4
测量系统的要素
测量方法 测量环境 仪器设备 测量系统
10
分辨力（Discrimination)
❖ 概念：指示装置可以有效辨别所指示的 紧密相邻量值能力的定量表示。 ❖ 分辨力的要求： 1、最小测量单位/容差≤10%（用于计量型合 格判定） 2、最小测量单位/过程变差≤10%（用于计量 型过程控制） ❖ 影响分辨力的因素： 1、传感器的灵敏度 2、读出装置的最小显示单位
准确度=基准值－多次测量平均值
14
精密度（Precision)
❖在相同条件下进行重复测量或试验，其 结果相互间的一致程度。
❖表示测定结果中随机误差大小的程度。 ❖精密度常用测量的标准差来表示，标准
差越大，精密度越低。
15
准确度与精密度
Reference Value=.010
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测量值绘制X-Chart图进行控制. 如果失控则表示量测系统
主值 (参考标准)
时间 1
须校正或维修.
时间 2
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4、量具线性与偏移
偏移 对同一测量对象进行多次测量的平均值与 该测量对象的基准值或标准值之差。 其中标准值可以通过更高级别的测量设备 进行若干次测量取其平均值来确定。 通常通过校准来确定是否存在偏移。
)
5.15C
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再生性(Reproducibility)
再生性又称作业者变异,指不同作业者以相同量具 量测相同产品之特性时,量测平均值之变异
在测量条件有所变化下,重复测量值之间的变异(操 作者,装夹,位置,环境条件,较长的时间段)
m观察 = m真实 + m误差
测量系统准度：通过 “偏移与线性”決定
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精度（精确度）:变异 观察到的变异 = 产品变异 + 测量变异
真实值
测量值
2 观察
=
2 产品
+
2 測量
测量系统变异性：通过 “R&R研究”決定
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主值 良好重复性
主值
不良重复性
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重复性(Repeatability)计算:
在R-chart图控制下,再现性的标准差估计值
=R/d C
*
2
重复性(Repeatability) EV=5.15 C=5.15R/d2*
• 其中5.15表示常态分配中具有99%的信赖度(99%的信赖度5=.15C
再生性(Reproducibility)计算:
再生性的标准差估计值 o
=(Xmax-Xmin)/d
*
2
再生性(Reproducibility)AV1=5.15 o=5.15(Xmax-Xmin)/d2*
因以上计算变异包含测量系统的影响所以必须进 行修正:
AV= (AV1)2- (EV)2 /(nr) • n 零件数 • r测量次数
为外在因素引起之测量系统的变异
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主值 检查员 A 检查员 B 检查员C
检查员 A
检查员 B 检查员 C
检查员B
检查员A
检查员C
再生性 Reproducibility
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Operator B Operator A
Operator C
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5.15o
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零件间变异
图1
图2
•若测量平均值全部落在控制界限内,则零件变异隐藏在再 现性之内,且测量变异支配工序变异------>如图1
•反之若测量平均值过半落在管制界限外,则此测量系统适 用------>如图2，此时可以计算出零件变异
利用偏差作为因变量（响应变量）与自变量标准值做线性回 归分析，看回归模型是否显著。
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线性
线性: 在仪器能力的范围内衡量准确度 和精确度的差别。
Y 轴是相对主读数 的偏差，当量具测 量值为主读数时，
量具1:线性分布有问题
所有的点应在0线。 量具2:线性分布没问题 X 轴是用量具测量
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线性
好的测量系统应该要求在量程的任何一处都不存在偏移。 由于偏移可以通过校准来加以修正，所以可以对测量系统 的偏移放宽些要求。 为了能够在任何一处都能够对观测值加以修正，必须要求 测量系统的偏移具有线性。 测量系统的线性是指在其量程范围内，偏移是基准值的线 性函数。
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3.测量系统分析
1）测量系统辨识力 2）测量系统变异类型与分析
再现性 再生性 零件间变异 稳定性 线性
3）GR&R
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测量系统辨识力
辨识力: 测量系统发现并真实地表示被测特性很小变化
的能力 如最小测量刻度太大无法辨识被测特性很小变
第八章-测量系统分析(MSA).
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测量系统包括如下构成:
测量系统
1.量具.设备(软、硬件) 2M .e操a s u作re m(e人n t 员E rro、r 过程) 3.测试环境 4.待测试件
1_03_03_002
M easure
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重复性(Repeatability ，再现性)
重复性又称为量具变异,是指用同一种量具,同 一位作业者,当多次量测相同零件之指定特性 时的变异
在完全相同的量测条件下,重复测量值间的差 异
为测量系统本身产生的差异,随机误差范畴
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化称为辨识力不足，可从R-Chart上看出。
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图1
图2
图1.测量系统辨识力不足，导致只有1～3个值落在控制图界限 内或1/4 R=0如图1所示.
图2.测量系统辨识力足够,则所有的值落在控制图界限内
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准确度
O
准确度
O
所有产品所得到的 测量值的整个范围。
测量值
测量值
实际值
测量系统
实际值
测量值
实际 产品变异
长期产品变异 短期产品变异 抽样误差
测量变异
量具造成的变异 操作员造成的变异
观察到的产品变异
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2、测量系统的精度与准度
准度（准确度）:平均值 观察到的值 = 主值 + 测量偏差
实际值
测量值
测量偏差
零件间的标准差： p=Rp/d 2*
零件间变异: PV=5.15p
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稳定性
对于测量系统长期测量相同的标准件的均值和 标准偏差来说，测量值的分布应保持一致，没 有漂移、没有突然变化，并可以预测。
可以用测量系统不同时间测量相同的标准件的