MSA测量系统分析培训教材
MSA测量系统分析培训教材(PPT 43张)
R = average of the average ranges 均值的平均值 R = (1.5 + 1.5 + 1.3) / 3 = 1.43
X diff
第
13 片
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第5步
– 计算 UCLR 并放弃或重复其值大于UCLR 的读数。 – 既然极差已没有大于3.70 的值，那么继续进行。
极差
1 1 1 1 2 2 2 1 2 2 1.5
第一次
76 75 74 74 76 76 75 75 74 75 75.0
操作员 C 第二次 第三次
75 76 76 74 75 76 75 74 74 76 75.1 75 76 76 74 74 76 74 76 76 74 75.1
极差
1 1 2 0 2 0 1 2 2 2 1.3
– 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。
第
18 片
测量系统分析
计量型 – 重复性再现性 (GR&R)判定原则为:
• %R＆R＜10%，测量系统可以接受！ • 10%≤%R＆R＜30%，测量系统尚可接受！ • %R＆R≥30%，测量系统不可以接受！
• 此外，ndc(有效分辨率)取整整，且应该大于 等于5。
第 19 片
测量系统分析
计数型量具研究
• 任何量具的目的都是为了发现不合格 产品。如果它能够发现不合格的产品 ，那么它就是合格的，否则量具就是 不合格的。 • 计数型量具研究无法对量具有多“好 ”作出量化判断，它只能用于确定量 具合格与否。
测量系统分析(MSA)—培训教材(第三版)
二、与测量系统有关的术语和定义
1、测量：定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间关于特定特 性的关系。这个定义有C.Eisenhart（1963）首次提出。赋值过程定 义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。
2、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（如：塞规、通/止规等）。
4、测量系统误差：由于量具偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性产生 的合成变差。
5、校准：在规定条件下，建立测量装置和己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的测 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。
6、核准周期：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。
11、编制监视和测量装置的测量系统分析（MSA）计划 质量部根据控制计划和/或顾客要求制定监视和测量 装置的“测量系统分析计划”，并确定在控制计划 和/或顾客要求中所用到的监视和测量装置需进行测 量系统分析的方法、内容、预计完成时间、负责部 门/人员、分析频率、进度要求等，经管理者代表核 准后由质量部和相关部门执行。 ■ 进行测量系统分析（MSA）的工作/和管理人员必 须接受公司内部或外部的相关测量系统分析课程 培训/训练，并经考试合格或获得相关证书，方 可进行测量系统分析（MSA）工作。
使用和范围，以及基于时间的变差源，如磨损及环境因素(温度，湿度 等)。 14、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。
参考标准
传递标准
测
量
校准标准
及
试
验
设
传递标准
备
工作标准
检查标准
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章测量系统的基本要求---------------------------------------------------------------7 第Ⅲ章测量系统的波动-------------------------------------------------------------------------11 第四章测量系统研究的准备----------------------------------------------------------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﹒●如根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者多个变量之间是否存在某种显著关系。
比如，推测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归分析进行研究﹔●利用测量数据来分析各类过程﹐懂得各类过程﹔●熟悉测量数据的质量，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很“接近”﹐这些测量数据的质量“高”﹔假如一些或者全部测量结果“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与方差，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。
MSA培训教材(完整)
第四版MSA主要变化
2020/7/31
2
TS对测量系统分析的要求
➢ 7.6.1 测量系统分析
为分析各种测量和试验设备系统得出的结果中呈现的变差，应进行统计研究。此要求应适 用于控制计划中提及的测量系统。所使用的分析方法及接受准则应符合顾客关于测量系统分 析的参考手册的要求。如果得到顾客的批准，也可使用其他分析方法和接受准则。
2）将测量仪器所指示或代表的量值，按照比较链或校准链， 将其溯源到测量标准所复现的量值。
3）自下而上的一种溯源方式，目的确保量值准确，对象是 强制性检定之外的测量设备，依据校准规范或校准方法，特殊情况下也 可自行制定。
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测量基础术语及知识
量值溯源性及其相关：
➢ 检定：查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序。包括检查、加标记 和/或出具检定证书。
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测量基础术语及知识
➢ 参考值： 某一个物品可接受的值。 需要一个可操作的定义（由更高一级测量设备或全尺寸
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测量基础术语及知识
➢ 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 义为测量值。 （1963年C.Eisenhart首次提出）
➢ 量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特 指用在工厂现场的装置，包括用来测量合格／不合 格的装置（并不包括用于清点数量的计数器）。
3
➢ 测量系统分析与APQP的关系
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➢ 测量系统分析与APQP的关系
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5
测量系统分析的重要性
测量数据的作用：
➢ 用于判定产品的符合性（控制用测量系统）； ➢ 用于判定过程是否稳定（分析用测量系统）； ➢ 对过程进行调整的依据； ➢ 通过回归分析（或分析研究法）确定两个或两个
MSA培训教材-完整版
一、MSA简介
1.什么是MSA
M: 指Measurement 测量 S: 指System 系统 A: 指 Analysis 分析
MSA也就是对量测系统进行分析的方法!
2018/12/17
2.MSA 的重要性
人 測量 机 法 环 測量 測量 结果 不好
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。
时间2
时间1
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7.重复性
由一个人使用同一量具，对同一被测特性进行多次重复测量 所得结果之间的偏差，即为测量系统的重复性。
真实值 差的重复性 好的重复性
平均
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平均
测量数据五种类型
重复性
机
量具在完全相同的条件下，重复工作，每次 结果（数据）都不一样，构成重复性误差。 量具制造的越精密这个误差越小，但永远不 可能是零。如果有特殊原因（量具失常）发 生，误差立即变大，因此要进行控制，只允 许有普通原因存在。发现特殊原因，应采取 措施予以排除。
是指随时间变化的偏倚值。
根据时间的推移测量结果互不相同时，说明该测量系统缺乏稳定性 。
稳定性 良好
真实值
时间 1 时间 2 时间 1
真实值
稳定性 不好 时间2
时间 3
时间 3
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测量数据五种类型
稳定性
稳定性
测量系统在某持续时间内测量同一样 本或产品的单一特性时获得的测量值 总变差。
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解析法; 交叉表法; 信号探测法;
1.计量型MSA(稳定性－均值极差法）
2024版MSA培训教材
在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。
分辨率
测量系统能检出并如实指示被测特性中小变化的能力。
02
测量设备选择与校准
Chapter
设备类型及选择依据
根据测量需求选择设备类型
01
例如，长度测量可选用卡尺、千分尺等；角度测量可选用角度
尺、测角仪等。
设备精度与测量要求相匹配
02
设备的精度等级应满足测量不确定度的要求，避免精度过高或
应用聚类分析、关联规则挖掘等 技术，发现数据中的潜在规律和 模式。
05
结果评价与报告呈现
Chapter
结果评价指标设定
关键绩效指标（KPI）
根据培训目标和课程内容，设定相应的KPI，如学员满意度、知识 掌握程度等。
过程性评价指标
关注学员在学习过程中的表现，如参与度、互动情况等，以评估培 训效果。
在持续改进中作用体现
MSA通过对测量系统的稳定性和重复 性的评估，发现潜在的问题和改进点。
MSA通过对测量设备的校准和验证， 确保测量结果的准确性和可靠性，为持
续改进提供数据支持。
MSA通过对测量过程的优化和改进， 提高生产效率和产品质量，降低生产成
本和不良率。
未来发展趋势预测
随着智能制造和工业4.0的推进， MSA将在质量管理体系中发挥更加重 要的作用。
技巧三：合理分析和解释结果
关键操作技巧分享
使用合适的统计方法和工具进行 数据分析
结合实际情况对分析结果进行合 理解释和判断
识别潜在的测量系统问题和改进 机会，提出相应的改进措施和建
议
常见问题解决方案
问题一
测量设备精度不足
解决方案
对测量设备进行升级或改进，提高测量精度和稳定性；或者 采用其他更精确的测量方法进行替代。
MSA测量系统分析培训教材(ppt 32页)
R 2.5 1.45 d2* 1.72
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)。
本次研究得出的重复性计算为5.15 σe =5.15 ×1.45=7.5，式中
5.15代表正态分布的99%测量结果。
重复性-7 表三 控制图常数
子组内 观察次数
上海汉乔企业管理咨询有限公司
测量系统分析
Measurement Systems Analysis
MSA培训教材
目录
一、术语和定义 二、测量数据的质量 三、测量系统的统计特性 四、测量系统分析
一、术语和定义
测量、量具与测量系统
测量——赋值给具体事物以表示它们之间关于特 殊特性的关系
赋值过程定义为测量过程 赋予的值定义为测量值 量具——任何用来获得测量结果的装置 测量系统——用来对被测特性赋值的操作、程序、
能是可接受的； 误差大于30％－量具系统需要改进，应努力找到问题并纠正。
均值和极差法-10
量具的重复性和再现性数据记录表 量具的重复性和再现性报告
上海汉乔企业管理咨询有限公司
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％AV=100[ AV ]
TV
% R＆R=100[ R ＆ R ]
TV
PV
%PV=100[ TV ]
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。
均值和极差法-9
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。
X
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测量系统分析MSA培训教材目录MSA与ISO/TS16949一、通用测量系统指南1.1QMS手册的目的1.2术语1.3什么是测量系统1.4什么是数据的质量1.5标准的传递1.6测量系统评定的两个阶段1.7评价测量系统的三个基本问题二、评定测量系统的程序2.1测量系统研究的目的2.2测量系统特性及变差类型和定义2.3测量系统的分析2.3.1测量系统分析的目的2.3.2测量系统分辨力2.3.3测量系统的稳定性2.3.4测量系统的偏移2.3.5测量系统的重复性与再现性2.3.6测量系统的线性三、计量型测量系统研究指南3.1测量系统研究准备3.2测量系统分析实施流程图3.3确定偏倚用指南3.4确定重复性和再现性指南3.5计量型――方差分析法（ANOVA）四、计数型测量系统研究指南4.1计数型――短期研究（小样法）4.2计数型――长期研究（大样法）ISO/TS16949与MSA要求条文ISO/TS16949 技术规 7.6.1•为分析当前的各种测量和试验设备系统测量结果的变差，应进行适当的统计研究。
此要求应用于控制计划中提及的测量系统。
•所有的分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一致。
(如：偏倚、线性、稳定性、重复性、再现性研究)。
如经顾客批准，也可采用其它分析方法及接受准则。
要点说明•对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。
•测量分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一致。
•经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。
•ISO/TS16949手册强调要有证据证明上述要求已达到。
•PPAP手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备应参考MSA手册进行变差研究。
•APQP手册中，MSA为“产品/过程确认”阶段的输出之一。
•SPC手册指出MSA是控制图必需的准备工作。
一、通用测量系统指南1.1QMS手册的目的━介绍QMS方法，主要用于工业界的测量系统━不作为所有测量系统分析的概念，主要的焦点是对每个零件能重复读数的测量系统。
━对于其它形式的测量系统可提供参考。
1.2术语━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。
━测量过程：赋值过程定义为测量过程。
━测量：赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系。
什么是测量系统？1.3━测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合，用来获得测量结果的整个过程。
━测量系统应具备的特性：•处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因。
•测量系统的变异性(Variability)小于过程变异性。
•测量系统的变异性小于技术规界限。
•测量增量(increments)小于过程变异性和技术规宽度的1/10。
•当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于过程变差和规宽度较小者。
1.4什么是数据的质量?━数据的用途：•测量数据的使用以前更频繁、更广泛。
•看是否调整制造过程现在普遍依据测量数据来决定。
•确定两个或多个变量之间是否存有某种显著关系。
━数据的类型•计量型数据Variable date•计数型数据Attribute date━如何评定数据质量•测量结果与“真”值的越小越好。
•数据质量是用多次测量的统计结果进行评定（偏倚、公差）。
━计量型数据的质量•均值与真值(基准值)之差。
•方差大小。
━计数型数据的质量•对产品特性产生错误分级的概率。
━可以用精度和准确度来表示数据的质量。
•精密度：指多次重复测量用一个量时各测量值之间彼此相符合的程度，它表示测量过程中随机误差的大小，常用标准差表示。
•准确度：指多次测量的平均值与直值相符合的程度，它表征测量系统中系统误差的大小，常用绝对误差表示，即就是偏倚。
•精密度与准确度分别对应着变差与偏倚。
例：练习一举出贵公司的一个测量系统，分析影响其数据变差的因素。
（小组共同完成）1.5 标准的传递━ 标准传递等级系统 国际标准国家标准地方标准公司标准测量结果图1－2标准的传递━ 追溯性：通过应用连接标准等级体系的适当标准程序，使单个测量结果与国家标准或国家接受的测量系统相联系。
━ 校准程序：用来传递测量的程序。
1.6测量系统评定的两个阶段━ 第一阶段（使用前）• 确定测量系统是否具有所需要的统计特性。
• 确认环境因素是否对测量系统有影响？ ━ 第二阶段（使用过程）• 确定是否持续地具备恰当的统计特性？ • 通常作为该机构正常的校准程序。
1.7 评价测量系统的三个基本问题━ 评价测量系统确定三个基本问题 • 是否有足够的分辨力？• 是否在一定时间统计稳定？• 统计性能能在预期围是否一致，统计特性用于过程控制和分析是否可接受？ ━ 盲测法• 在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。
━向传统观念挑战•长期存在的把测量误差只作为公差围百分率来报告的系统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。
二、评定测量系统的程序2.1测量系统研究可提供━接受所测量设备的准则；━一种测量设备与另一种的比较；━评价怀疑有缺陷的量具的校准；━维修前后测量设备的比较；━计算过程变差所需的方法，以及生产过程的可接受性水平；━作出量具特性曲线（GPC）的必要信息。
2.2测量系统特性及变差类型和定义2.3测量系统的分析2.3.1对测量系统分析的目的━更好地了解变差的来说，这些来源可以影响系统产生的结果，可使我们能定量表示和传递特定的测量系统的局限性。
━用来描述测量系统变差的分布可以赋予下列特性：•位置：稳定性、偏倚、线性。
•宽度或围：重复性、再现性2.3.2分辨率•分辨率：测量系统检出并如实指示被测特性中极少变化的能力。
•如果：测量系统没有足够的分辨力，不能识别过程变差。
•如果不能测出过程变差，这种分辨力用于分析是不可接受的·建议的可视分辨率σ――过程的标准差（不是公差宽度的1/10）·分辨率不足对控制图的影响•不可接受的分辨力可能会在极差图上出现。
（见图2－3）•不适合的分辨力可通过极差图最好的显示出来。
•尤其是当极差图中显示可能只有一、二或三个极差值在控制限值时，这种测量正是分辨力不足情况下进行的。
•如果极差图显示可能4个极差值在控制限值且超过四分之一以上的极差为空，则该测量边正是在分辨力不足情况下进行的。
━ 为了得到足够的分辨力，建议的可视分辨率是总过程的6σ（标准偏差）的。
十分之一，即106σ≤，而不是传统的规则，即可视分辨率最多为公差围的十分之一。
练习二例举贵公司几种测量系统 计量型3种计数型1种2.3.3 测量系统的稳定性━ 两种稳定性• 测量系统稳定性概念：对于检定零件或标准随着时间变化系统偏倚的总变差。
• 统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差，而没有特殊原因变差。
━ 评价测量系是否保持统计稳定性可用x －R 控制图，因为测量系统可以备成一个制造过程，因此用于判断过程稳定性的各过程控制图都可用来评价测量系统的稳定性。
差别在于不是从生产线上随时抽样品作控制图，而是选定标准件或标准样品在一定时间经常反复地测量此标准件或标准样品，用测量值作控制图，观察稳定性。
具体操作如下： • 选定标准件或标准样品，在选定的时间点上，（如每日一次，或每周一次等）对其进行重复测量，如每次测量3－5次。
• 计算平均值（X ）和极差（R ），并在控制图上标出。
• 计算X 图和R 图的上下控制限，并在控制图上画出。
• 分析控制图上有无异常现象出现。
• 消除由异常原因而产生的异常后，测量过程被认为是统计稳定的，这时可估计该测量系统的过程标准差：2/ˆd R =σ━ 在观察测量系统稳定性时，还要明确如下三个问题：• 测量系统稳定的外部条件是什么？• 若测量系统已近到稳定状态，但该系统的标准差σ或过程变差都较大，而还要设法减小系统的标准差σ。
• 一个测量系统的稳定性能保持多长时间？• 利用控制图评价测量系统稳定性 • 保持基准件或标准样件• 极差图（或标准差图）出现失控时，表明存在不稳定的重复性。
• 均值图出现失控时，表明测量系统不再正确的测量（偏移已经改变）。
• 测量系统稳定性分析实例（见图2－4） • 需要一个周期（不少于半年），试生产时不能做，稳定性是长期研究的一部分。
• 有一点超出控制限，从第一月开始出现中心限下的链在偏倚，可能需要校准测量系统。
• R 图没有失控信号，通过估计过程时间的变差（量具的稳定性），我们可以定量的表示过程的稳定性，给定测量过程标准差，估计为384.0693.1/65.0/2==d R测量系统的偏倚• 评价测量系统偏倚准备• 得到一个零件可接受的基准值是必要的，通常在工具完成或全尺寸检验设备上完成。
原基准值从这些读数中获得，然这些基准值与R ＆R 研究中的评价人的观测平均（定为C B X X 、、A X ，进行比较。
• 如果上述过程不能对所有样件进行测量，可采用下列方法： 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测量测量同一零件至少10次； 3) 计算读数的平均值4) 基准值与平均的差表示测量系统的偏倚。
━ 如果需要一个指数，把偏倚乘以100，再除以过程变差（或公差），就把偏倚转化为过程变差或公差的百分比。
━ 偏倚相对较大的可能原因： • 基准的误差。
• 元器件磨损。
• 仪器尺寸错误。
• 测量错误的特性。
• 仪器未经正确校准。
• 不正确使用仪器。
• 偏倚实例 已知：基准值＝0.8mm 零件过程变差＝0.7mm（过程变差是指99%的测量结果占区间的长度（见图2－5））一位评价人对样件测量10次结果（以mm 为单位）：0.75 0.75 0.80 0.80 0.65 0.80 0.75 0.75 0.75 0.70X= ΣX = 7.5 = 0.75mm10 10偏倚＝0.75－0.8＝－0.05mm(表示测量的平均值比基准值低0.05mm)（见图2－6）偏倚占过程变差百分比＝0.05/0.70＝7.1%练习三 确定偏倚基准值：＿＿＿＿＿＿＿＿ 过程变差＝＿＿＿＿＿＿＿＿ 观测值：观测平均值()==10X偏倚＝观测平均值－基准值＝（ ）－（ ）＝（ ） 偏倚%＝100[｜偏倚｜/过程变差]% ＝100[( )/( )]% ＝（ ）%2.3.5测量系统的重复性与再现性 2.3.5.1重复性━ 重复性：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，记为EV 。
• 测量过程的重复性意味着测量系统自身的变异是一致的。
• 仪器自身以及零件在仪器中的位置变化导致测量变差是重复性变差的两个一般原因。
• 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，则测量过程一致性有问题，唯一例外是测量系统分辨力不足时出现的情况。