测量系统分析培训教材张中宝
MSA培训教材
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
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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
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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
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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
测量系统分析培训
培训时间：根据学员需求和公司安排，确定培 训时间
03
培训时间表：制定详细的培训时间表，包括课 程安排、讲师安排等
02
培训周期：根据培训内容和学员接受程度，确 定培训周期
04
培训周期评估：在培训结束后，对培训周期进 行评估，以确定是否需要调整培训计划和实施 步骤
培训实施和监督
01
02
03
04
培训效果评估和反馈
测量系统分析（MSA）：对 测量系统的准确性、精确性 和稳定性进行评估的过程。
精确性（Precision）：测 量结果之间的一致性。
重复性（Repeatability）：同一 操作者在相同条件下对同一样品
进行多次测量的结果一致性。
方差（Variance）：测量结 果之间的变异程度。
线性（Linearity）：测量结 果与样品的实际值之间呈线
考
测量环境
测量仪器：如温度 1 计、压力表等
测量对象：被测量 2 的物体或现象
测量方法：如直接 3 测量、间接测量等
测量环境条件：如 4 温度、湿度、气压
等
测量人员：负责操 5 作仪器和记录数据
的人员
测量结果处理：如 6 数据处理、误差分
析等
测量人员
01
02
03
04
测量人员需要具 备专业知识和技 能，能够正确使 用测量仪器和设 备。
测量系统分析培训
Contents
目录
01. 测量系统分析的重要性
02.
测量系统的基本组成部 分
03. 测量系统的技术指标
04. 测量系统的性能评估
05. 测量系统的改进方法
06. 培训计划和实施步骤
Part One
MSA培训资料第四版
MSA培训资料第四版一、引言MSA（Measurement System Analysis）是质量管理中非常重要的一个环节，它涉及到测量系统的精度、稳定性和可靠性等方面。
通过对测量系统进行分析，可以有效地提高产品的质量和生产效率，减少不良品率。
本篇文章将介绍MSA培训资料第四版的主要内容，包括测量系统的评估、数据分析、误差分析、纠正措施和案例分析等。
二、测量系统的评估测量系统的评估是MSA的重要环节，它涉及到测量系统的精度、稳定性和可靠性等方面。
评估测量系统需要考虑以下几个因素：1、测量设备的精度和误差；2、操作者的技能水平；3、测量环境的温度、湿度等因素；4、测量系统的重复性和稳定性。
在评估测量系统时，需要采用统计分析方法，如均值-极差控制图、单值控制图等，对测量数据进行统计分析。
通过对数据的分析，可以判断测量系统的稳定性和可靠性，并采取相应的纠正措施。
三、数据分析数据分析是MSA的另一个重要环节，它可以帮助企业了解产品的质量和生产效率情况。
数据分析主要包括以下几个方面：1、过程能力分析；2、缺陷百分比分析；3、测量系统的GR&R分析；4、重复性和偏移量的分析。
通过对数据的分析，可以发现生产过程中的问题，并采取相应的纠正措施。
例如，如果发现测量系统的重复性不好，可以采取更换测量设备、培训操作者等措施来提高测量精度。
四、误差分析误差分析是MSA的一个重要环节，它可以帮助企业了解测量系统的误差情况。
误差分析主要包括以下几个方面：1、随机误差和系统误差的分析；2、误差的传递和放大；3、误差的来源和解决方法。
通过对误差的分析，可以发现测量系统中存在的问题，并采取相应的纠正措施。
例如，如果发现随机误差较大，可以采取提高操作者的技能水平、改善测量环境等措施来减少误差。
五、纠正措施纠正措施是MSA的一个重要环节，它可以帮助企业采取有效的措施来解决问题。
纠正措施主要包括以下几个方面：1、针对问题的性质采取不同的纠正措施；2、纠正措施的实施计划和时间表；3、纠正措施的跟踪和效果评估。
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培训教材
测量系统分析培训教材MSA Training MaterialQA George2005.08.07目录☐定义☐测量系统的属性☐测量系统的准确性☐测量系统的精确性☐测量系统的重复性和再现性分析☐破坏性试验的测量系统分析☐非连续数据的测量系统分析☐测量仪器的校准和检定☐关于本教材定义☐测量：以确定实体或系统的量值大小为目标的一整套作业。
这一整套作业就是给具体事物（实体或系统）赋值的过程。
这个过程的输入有人（操作者）、机（量具和必要的工装夹具等）、料（实体或系统）、法（测量方法）和环（测量环境），过程的输出就是测量结果。
☐测量系统分析：是用统计学的方法来了解测量系统中的各个波动源，以及它们对测量结果的影响，最后给出本测量系统是否合乎使用要求的明确判断。
测量系统必须具有良好的准确性和精确性。
它们通常由偏倚和波动等统计指标来表征。
偏倚是测量结果的平均值与真值的差（真值一般通过更高级别的测量设备多次测量估计出）；波动是指测量结果的分散程度。
基于99%的置信区间，波动是指在这个区间的长度，可以计算得其长度是5.15σ。
概念图如右所示：测量系统偏倚与波动的概念99%置信区间测量均值偏倚真值(基准值) 测量波动5.15σ测量数据质量高，既要求偏倚小，又要求波动小。
右图的几种情况只有第一个图所对应的测量数据质量高：准确且精确，偏倚小、波动大精确但不准确，偏倚大、波动小准确但不精确，偏倚小、波动大不准确且不精确，偏倚大、波动也大偏倚和波动示意图测量系统的属性右图揭示了过程波动的主要来源以及测量系统分析的主要内容观测到的波动过程的波动测量系统波动过程长期波动过程短期波动样本内波动样本内波动量具的波动操作者的波动再现性准确度或偏倚重复性稳定性线性分辨力过程波动的主要来源以及测量系统分析的主要内容说明：……范围内是测量系统评价考虑的主要方面；阴文字体内容是R&R的组成测量系统的准确性偏倚※测量系统的偏倚是指对同一测量对象进行多次测量的平均值与该测量对象真值（基准值或标准值）之差。
MSA_测量系统分析培训
Today目录:1. IATF16949 :2016 标准对MSA的要求及部分5大核心工具与MSA的关系2. 有关测量相关的知识3. 测量系统分析的对象4. 测量系统分析实施的时机5. 如何分析1）计量型数据2）计量型+破坏性数据3）计数型数据6. MSA测量系统分析的取样要求汇总1. IATF16949 :2016 标准对MSA的要求IATF16949 条款：7.1.5.1.1 测量系统分析2.有关测量的相关知识_测量的定义测量就是对被测对象/特性赋值的过程，所赋的值被称为测量结果。
测量结果也可以是定性的：如用通止规测量孔距，可以提供该孔为合格或不合格的定性结果。
2.有关测量的相关知识_测量系统用来获取测量结果的任何装置都称为量具，卡尺、千分尺、通止规等都称为量具，但上述量具本身您不能给出测量结果，一般都需要人按照一定的规程进行操作才能给出测量结果。
2.有关测量的相关知识_理想的测量系统理想的测量系统是：每次都能获得正确的测量值(真实值）。
2.有关测量的相关知识_测量系统变差的来源无标准标准不清晰标准不可追溯多标准并且标准之间存在1. 为什么测不准？因为测量系统变差的影响。
人员的训练、技能S:标准Standard2.有关测量的相关知识_测量系统变差的影响(对产品检验/过程控制)LSL USLIIIII III I3. 测量系统分析的对象测量系统分析什么？变差4.测量系统分析实施的时机什么时候需要进行测量系统分析？测量系统使用前或即将投入使用时1）新产品试生产（或PPAP的有效生产），需要建立新的测量系统。
2）测量系统有异动时，如：a 新购量具替代原来的量具b 测量方法发生了变更，c 量具进行了大修等。
测量系统使用过程中1）按确定的周期进行MSA 如1次/年。
2）按顾客要求进行MSA，等等。
C.I.P活动中，测量数据前5.如何分析_5.1计量型数据5.1 计量型数据的MSA测量系统分析5.1.1计量型MSA测量系统分析的顺序分辨率Resolution 偏倚Bias 线性Linearity 稳定性Stability重复性& 再现性R&ROKOKOKOK5.1.1.1 分辨率（分辨力）分辨率是指一测量仪器能够检测并忠实地显示相对于参考值的变化量。
测量系统分析教材(PDF 57页)
测量系统分析：是指用统计学的方法来了解 测量系统中的各个波动源，以及他们对测量 结果的影响，最后给出本测量系统是否符合 使用要求的明确判断的过程。
MSA--测量系统分析 Measurement System Analysis
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第一章 测量系统分析（MSA）简介
测量系统分析培训教程一
第一章 测量系统分析（MSA）简介
Prepared by: fjhuang Apr 05, 2015
第一章 测量系统分析（MSA）简介
什么是测量系统分析？
量: 测量系统分析， 首先要了解什么是：“量”?
量 ( quantity）：---- 是指现象，物体或物质的 特性，其大小可用一个数和一个参数对象表示。
什么是测量系统分析？
测量系统:
测量系统：是与量测结果有关的仪器、设备 、软件、程序、操作人员、环境的集合.
定义为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。
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第一章 测量系统分析（MSA）简介
什么是测量系统分析？
测量系统分析评定阶段
第一阶段（使用前):
---确定统计特性是否能够满足需要？
---确定环境因素是否有影响? 第二阶段（使用过程）:
---确定是否能持续地具备恰当的统计特性?
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第一章 测量系统分析（MSA）简介
如何进行测量系统分析？
分析时机 1）.新生产之产品偏差(PV)有不同时; 2）.新仪器，设备偏差(EV)有不同时; 3）.新操作人员，评价者偏差(AV)有不同时; 4）.易损耗之仪器必须注意其分析频率。
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
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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
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变差数学表达
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37
统计稳定性
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➢ 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
测量系统分析培训课件
测量系统的组成
01
02
03
04
测量设备
用于获取测量数据的设备，如 计量器、仪表、传感器等。
操作人员
负责操作测量设备的人员，需 具备相应的技能和知识。
测量程序
描述如何操作测量设备和获取 测量数据的程序和方法。
环境条件
测量时所处的环境条件，包括 温度、湿度、压力等。
测量系统的关键特性
精度
测量系统对被测量的接近程度 ，包括重复精度和偏移精度。
案例二：应用不确定度评估测量系统的误差
要点一
总结词
要点二
详细描述
不确定度是一个用于评估测量系统误差的指标，它表示测 量结果的可信程度。
首先，我们需要了解不确定度的概念和计算方法。通过应 用不确定度评估，我们可以了解测量系统的误差范围。在 实际操作中，我们可以通过多次测量、计算平均值和标准 偏差等方式，降低误差并提高测量准确度。此外，我们还 可以应用不确定度矩阵和蒙特卡罗模拟等方法，进一步评 估测量系统的可靠性和精度。
根据记录的验证数据，分析误差的分布和 趋势，判断测量系统的准确性和可靠性。
测量系统的可靠性分析
可靠性概念的引入
介绍可靠性的定义和指标，如平均无故障时间（MTBF）、故障率等。
可靠性模型的建立
根据测量系统的特点和组成，建立相应的可靠性模型。
可靠性数据的收集
通过实际运行和维护记录，收集测量系统的可靠性数据。
案例四：应用创新技术改进测量系统的性能
总结词
创新技术可以改进测量系统的性能，提高其准确性和 可靠性。
详细描述
在当今科技快速发展的时代，许多创新技术不断涌现。 我们可以应用新技术如机器视觉、人工智能和物联网等 来改进测量系统的性能。例如，通过机器视觉技术，我 们可以实现自动化、高精度和快速测量。通过人工智能 技术，我们可以对测量数据进行智能分析和预测，提高 测量系统的智能化水平。通过物联网技术，我们可以实 现远程监控和管理测量系统，提高其工作效率和可靠性 。
测量系统分析(MSA)—培训教材(第三版)
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。
3、测量系统：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、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。 ◆ 根据定义，一个测量过程可以看成是一个制造过程，它产生数值 （数据）作为输出。这样看待测量系统是有用的，因为这可以使 组织运用那些早已在统计过程控制领域证明了有效性的所有概 念、原理和工具。
10、测量系统分析（MSA ）实施的时机和范围 凡组织在控制计划中所提及的和/或顾客要求的所有监 视和测量装置均要进行测量系统分析（MSA）。 ■ 新产品； ■ 因设计记录、规范和工程更改所引起的产品更改； ■ 常规产品（老产品/旧产品）； ■ 特别是以上产品中被确定为产品特殊特性所使用到 的监视和测量装置必须进行测量系统分析（MSA）； ■ 只针对产品特性所使用到的监视和测量装置进行测 量系统分析（MSA） ，而对过程特性所使用到的监 视和测量装置则不需要进行测量系统分析（MSA）。
7、标准：一个标准是根据普遍认同的意见使之作为比较的基础；是一个 可接受的模型。它可能是一件人工制品或总效果(各种仪器，程序 等)，由某一权力机构确定和建立，作为数量、重量、范围、值或质 量的测量规则。 ◆ 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。
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第三章 计量型测量系统的分析方法
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2020/11/25
测量系统分析培训教材张中宝
测量系统研究的淮备
n 应预先确定评价人的数量，样品数量及重复读数次数。在 此选择中应考虑的因素如下：
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测量系统分析培训教材张中宝
为什么要进行测量系统分析
n 即使量具经过检定或校准，由于人、机、 料、法、环、测等五方面的原因，会带来 测量误差。
n 检测设备的检定或校准不能满足测量的需 要。 因此，还需要对测量系统进行评价，分析 测量结果的变差，从而确定测量系统的质 量，以满足测量的需要。
测量系统的统计特性：偏倚、 计数型测量系统的分析方法
重复性、再现性、稳定性、
1）、小样法
线性、分辨力
范例：MSA控制程序，常用
MSA分析表单和分析软件
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2020/11/25
测量系统分析培训教材张中宝
第一章 测量系统分析的意义
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2020/11/25
测量系统分析培训教材张中宝
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2020/11/25
测量系统分析培训教材张中宝
测量系统的组成
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人
机
测
量
料
法
系
统
环
2020/11/25
操作人员 量具/测量设备/工装 被测的材料/样品/特 性操作方法、操作程序
测量的环境
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测量系统的统计特性
通常，使用测量数据的统计特性来衡量测量 系统的质量
n 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；
n 测量系统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。
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2020/11/25
测量系统分析培训教材张中宝
测量系统分析培训教材张中宝
第二章 基本概念和知识
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测量系统分析培训教材张中宝
测量系统的基本知识和概念
n 测量系统及其统计特性 分辨力、稳定性、偏倚 、重复性、再现性、 线性
n 术语 n 理想的测量系统
n 测量系统的共同特性 n 测量系统的评定步骤和准备
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Discrimination 分辨力(ability to tell things apart) ; Bias 偏倚(Accuracy准确性) ; Repeatability 重复性(precision精密度) ; Reproducibility再现性 ; Linearity 线性 ; Stability 稳定性 。
操作者A
操作者B
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•再現性
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稳定性(Stability)：
•稳定性 •时间2
•稳定性(或飘移)：是测量 系统在某持续时间内测量 同一基准或零件的相同特 性时获得的测量值的总变 差。
•时间1
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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。
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再现性(Reproducibility)：
操作者C
•再现性是由不同的评价人，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。
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课程大纲：
测量系统分析的意义和目 计量型测量系统的分析方法
的；
1）、偏倚
测量系统分析的定义：
测量系统、量具、测量、 测量过程；
2）、稳定性
3）、重复性和再现性（量具 R&R分析）
极差法、均值-极差法、
测量系统分析的基础知识： 4）、线性
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偏倚(Bias)：
•基准值 •偏倚
•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。
•观测平均值
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測量的重要性
•人 •机•法 •环 •测量
•测量 •原料
•PROCESS
•测量 •结果
•合格
•不合格
如果测量出现问题，那么合格的产品可能被判为不合格， 不合格的产品可能被判为合格，此时便不能得到真正的产品 或过程特性。
因此，要保证测量结果的准确性和可信度,即保证测量数据 的质量。
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2020/11/25
测量系统分析培训教材张中宝
术语
n 测量：赋值给具体事物以表示他们之间的 关系。而赋予的值定义为测量值。
n 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。
n 测量系统： 用来对被测量特性赋值的
操作、程序、量具、设备、软件以及操作 人员的集合。
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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。
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分辨率（力）的要求
n 对于计量型的量具的分辨率，应是公差（过程变 差的(1/5~1/10)。
n 对于特殊特性，建议的要求是总过程6σ(标准偏 差)的十分之一。传统是公差范围的十分之一;
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
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•观测平均值
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•量程
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测量系统所应具有的特性：
n 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； n 测量系统的变差必须比制造过程的变差小； n 测量系统的变差应小于公差带；
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测量系统分析的目的
n 运用统计分析方法，确定测量系统测量结 果的变差（测量误差），了解变差的来源。 从而确定一个测量系统的质量，并且为测 量系统的改进提供信息。
n 保证所用统计分析方法及判定准则的一致 性。
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