MSA管理办法

1目的：
1.1 评价整个测量系统（即操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合）是否具有可接受的测量水
平，判定该测量系统是否适用。

2范围
适用与公司所有 MSA 活动，凡用于检验、测量与试验的设备、工具、仪表（器）均属于。

（包括顾
客提供的计量器具）
3术语定义
3.1 测量系统：指由人员、量具、操作程序及其他设备或软件的集合称为测量系统。

3.2 测量系统分析研究：使用极差及均值方法，基于统计配合实际的过程选择适当的操作人数、样本数及
重复测试次数，以研究主要变异形态的对象。

3.3 量具重复性：指量具由同一操作者，经多次测量同一零件或产品，其测量特性的重复能力，也指其测
量之间的变异。

3.4 量具再现性：指不同操作者使用相同量具测量相同产品特性时，其操作者之间测量平均值的变异。

4确定方法：
4.1 计量型量具（如游标卡尺）采用均值和极差法研究量具的重复性和再现性。

4.2 计数型量具（如通止规），采用假设实验分析法（大样发）研究。

4.3 根据类型确定相应的计量型或计数型量具或设备，选择相应的研究方法
5测量设备选购
5.1 测量系统必须有足够的灵敏性：
5.1.1仪器要具有足够的分辨力：应至少保证仪器的分辨力能将公差分成十份或更多，即第一准则
应至少是被测范围的十分之一，最好是保证为过程变差的十份之一。

5.1.2仪器要具有有效的分辨力：应保证仪器对所探测的产品或过程变差在一定的应用及环境下的
变化具有足够的灵敏性。

5.2 测量系统必须是稳定的：
5.2.1在重复性的条件下，仪器变差只归因于普通原因而不是特殊原因。

5.2.2测量分析者必须经常考虑到仪器的稳定性对实际应用和统计的重要性。

5.3 统计特性（误差）在预期的范围内一致，并足以满足测量的目的（产品或过程控制）。

6测量系统分析过程
6.1 采用均值和极差法研究量具的重复性和再现性指导：
6.1.1准备工作：
6.1.1.1确定评价人数量、被测零件、样品数量及重复读数次数。

6.1.1.1.1评价人：应从日常操作该仪器的人中选择，并且采用盲测（即选定评价人事先不知
道本次研究事件），评价人数量至少为 3 人。

6.1.1.1.2被测零件：零件应从过程中选取并能代表整个工作范围。

对会直接影响测量结果的
缺陷零件不应选用。

6.1.1.1.3样品数量和重复读数次数：零件样品数量至少应为 5 个（一般取 10 件），重复读数次
数即试验次数至少为 2 次（一般取 3 次）。

对每一个零件进行编号、定位。

注：对大或重的零件可选较少的样品和较多试验次数
6.1.1.2制定操作程序和应用表格
6.1.1.2.1确保每一位评价人都采用相同的方法，按规定的测量步骤测量特征尺寸。

6.1.1.2.2设备读数中，读数应估计到可得到的最接近的数字。

6.1.1.2.3按需要编制所需表格，以便及时填入所测数据。

测量应按随机顺序进行，即评价人不应知
道正在检查零件的编号，由正在研究的人记下相应的零件号和数据。

6.1.1.2.4按规定程序进行，并记录数据
6.1.1.2.5按规定程序和预定计划进行操作，要求评价人认真仔细。

6.1.1.2.6记录数据，填入重复性和再现性数据表，根据所得数据做出重复性和再现性报告。

6.1.1.2.7示例：
6.1.1.2.8选 3 位评价人对垫片零件的厚度进行测量系统分析，样本数量为 10，量具为厚薄规。

测量
数据
6.1.1.2.9分析如下
现性数据表 量具重复性和 平均值分别与 D3 和 D4 相乘得 再 每个零件每次测量值相加，
除以总的测量次数（即试验
出控制上限和下限.D3 和 D4 的
次数×评价人数）如：
值由表 1 中查出
（ 0.65+0.60+0.55+0.55+0.50
+0.55）/（3×2）=0.567
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找出第 4、9、14 行的平均值中最
每个评价人的测量平均极差相加之和除 大和最小值填入差值记为 X DIFF
以评价人数得所有极差平均值
评价人/试验次数
零 件
平均值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 A 1 0.65 1.00 0.85 0.85 0.55 1.00 0.95 0.85 1.00 1.00 0.83
2 2 0.60
1.00
0.85
0.95
0.45
1.00
0.95
0.80
1.00
1.00
0.825
3 3
4 平均值 0.62
5 1.000 0.825 0.900 0.500 1.000 0.950 0.825 0.1000 0.650 Xa =0.8275 5 极差
0.05 0.00 0.05 0.10 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 0.00 Ra =0.045
极差值的平均值
6 B 1 0.55 1.05 0.80 0.80 0.40 1.00 0.95 0.75 1.00 0.55 0.785
7 2 0.55
0.95
0.75
0.75
0.40
1.05
0.90
0.70
0.95
0.50
0.75
8 3
9 平均值 0.550 1.000 0.775 0.775 0.400 1.025 0.925 0.725 0.925 0.525 X b =0.7675
10
极差
0.00 0.10 0.05 0.05 0.00 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 R b =0.045 11 C 1 0.50 1.05 0.80 0.80 0.45 1.00 0.95 0.80 1.05 0.85 0.825 12 2 0.55
1.00
0.80
0.80
0.50
1.05
0.95
0.80
1.05
0.80
0.83
第 16 行的零 件 平 均值 的 平 均值
13 3
14 平均值 0.525 1.025 0.800 0.800 0.475 1.025 0.950 0.800 1.050 0.825
X c =0.8275 15 极差 0.05
0.05
0.00
0.00
0.05
0.05
0.00
0.00
0.00
0.05
R c =0.030 16
零件
平均值（X P ）
0.567
1.008
0.800
0.825
0.458
1.017
0.942
0783
1.008
0.667
X =0.8275 R p =0.559
第 16 行的
零 件 平 均值的极差
17 . R=(Ra+ R b + R c )/3=(0.045+0.045+0.030)/3=0.04
R=0.04
18
X DIFF = (MaxX=0.8257-MinX=0.7675)=0.06
X DIFF =0.06
19.
UCL R =R×D 4*=0.04×3.27=0.13
UCL R=0.13
20.
LCL R =R×D 3*=0.04×0.00=0.00
LCL R=0.00
21.
当实验次数为 2 次时 D4=3.27，为 3 次时，D4=2.58。

UCL R 表示 R 的界限（试验次数少于 7 次时，LCL R 为 0），圈出那些超出界限的值，了解原因并纠正。

用与原来相同评价人和仪器对同一个零件重复原来的测量，或剔除这些值并由其余观测值再次平均并计算 R 和 UCL R 值。

XX 机械有限公司
文件编号：CK-QP08-IM-05 版 本：A 实施日期：2018-3-21 修改次数：0 次
（MSA ）管理办法
受 控 号：08-05# 归口部门：质量部
XX 机械有限公司 文件编号：CK-QP08-IM-05 版 本：A 实施日期：2018-3-21 修改次数：0 次 （MSA ）管理办法
受 控 号：08-05# 归口部门：质量部
零件编号和名称： 垫片 量具名称: 厚薄规 日期： 测量参数： 厚度 量具编号：
执行人：
尺寸规格： 0.6-1.0 m m
量具类型：
0.0-10.1
来自数据表 R=0.04
X DIFF =0.06
Rp=0.559 测量系统分析
%总变量（TV ） 重复性—设备变量（EV ） EV= R×K 1 =0.04×4.56 =0.18 试验次数 2 3 K 1 0.8862 0.5908 %EV=100〔EV/TV 〕
=100〔0.18/0.93〕 =18.7% 再现性—评价人变差（AV ） %AV =100〔AV/TV 〕
AV=
=
(X DIFF K 1)2 (EV 2 /nr)
(0.06 2.70)2 (0.182
/10 2)
=100〔0.18/0.93〕 =16.8%
=0.16
n=零件数量
r=试验次数
重复性和再现性（R&R ） 评价人数
2
3
K 2
0.7071 0.5231
% R&R=100〔R&R /TV 〕
（R&R ）=
(EV 2 A V 2 )
=100〔0.18/0.93〕
=
(0.182
0.162 )
=25.2%
=0.24
零件变差（PV ） PV=Rp×K 3 =0.56×1.62 =0.90 总变差（TV ）
零件数量
K 3
%PV=100〔PV/TV 〕
=100〔0.90/0.93〕 =96.8%
TV=
(R & R 2 P V 2 )
=
=0.93
(0.24
2
0.902 )
备注：
所有的计算都基于预期 5.15σ
量具重复性和再现性报告 AV-如果计算中根号下出现负值，评价人变差缺省为 0
K 1=5.15/ d 2 , d 2 取决于试验次数（m ）和零件数与评价人数的乘积（g ）,并假设该值大于 15。

K 2 =5.15/d 2*, d 2*取决与评价人数量（m ）和（g ）,按单极差计算，g 为 1 K 3 =5.15/d 2*, d 2*取决与零件数量（m ）和（g ）,按单极差计算，g 为 1
如；厚度，高度
零件尺寸范围
量具量程
由上述数据表中得出
2 0.7071 ndc=1.41〔PV/R&R 〕
3 0.5231
=1.41〔0.90/0.24〕 4 0.4467 =5.288---5 5 0.4030 6 0.3742 7 0.3534 8 0.3375 9 0.3249 10
0.3146
D3 和 D4 的取值见表 1
d2和d2*的取值见表 2
6.1.2结果分析
6.1.2.1重复性和再现性的可接受准则；
低于 10%的误差----测量系统可以接受。

10%--30%的误差---根据应用的重要性，量具成本，维修费用等决定是否接受。

大
于 30%的误差----不可接受。

分析测量系统，寻找原因，并加以改进。

另外，ndc值应该大于或等于 5。

6.1.2.2原因分析：
6.1.2.2.1评价人需要更好的接受如何使用测量仪器和读数培训；
6.1.2.2.2量具刻度盘校准不清晰；
6.1.2.2.3设备需要维护；
6.1.2.2.4量具需要重新设计增加刚度；
6.1.2.2.5测量的夹紧或定位需改进；
6.1.2.2.6零件内的变差过大；
6.1.2.2.7测量仪器、设备需处于合适的工作环境中，且需足够的分辨率；
6.1.2.2.8规定的操作程序不正确等。

6.2 假设实验分析法
6.2.1准备工作：
6.2.1.1确定评价人数量、被测零件、样品数量及重复读数次数。

6.2.1.1.1评价人：应从日常操作该仪器的人中选择 3 位评价人，采用盲测。

6.2.1.1.2样品数量和重复读数次数：零件样品数量为 20--50 个（大样法取 50），对每一个
零件进行编号。

重复读数次数即试验次数为 3 次。

6.2.1.1.3被测零件：零件应从过程中选取，而且这些零件要进行测量出基准值，并能比较
均匀的代表整个公差范围，并选择超出公差上下限各10%的零件，要特别在公差上
下限的附近要多取。

但具有对会直接影响测量结果的缺陷零件不应选用。

6.2.2操作程序
6.2.2.1.1用高一级的计量型的检测工具逐一测出各零件的基准值，并对零件编号和将零件
的基准值记录在下表。

6.2.2.1.2让各评价人在不知道基准值的情况下逐一进行测量，并将结果记录在下表中。

（举例一）
取一个孔径为 5.5±0.05 的零件。

备注：a：“1”表示接受（即既通又止），“0”不接受（即不通或止不住）。

b：“+”表示一致接受，“-”表示一致不接受，“*”表示接受或不接受不一致。

6.2.2.1.3将测量结果作出分析判断后，将分析结果记录在表上。

再将表的右边基准值按由
USL上USL 下LSL 上LSL 下USL LSL
d USL=d USL
上-d USL 下d LSL=d LSL 上-d LSL 下
6.2.2.1.5再求出平均值 d[d= （d USL+d LSL）/2]
6.2.2.1.6%GRR=d/T （T 表示公差值）
6.2.2.1.7求出的评估值%GRR 若在设计允许的范围内，则判断量具可接受。

6.3 假设检验分析法（注：若零件尺寸不易测出或同时控制多个尺寸时采用）：
6.3.1准备工作：
6.3.1.1确定评价人数量、被测零件、样品数量及重复试验次数。

6.3.1.1.1评价人：应从日常操作该仪器的人中选择 3 位评价人，采用盲测
6.3.1.1.2被测零件：零件应从过程中选取并能代表整个工作范围。

对会直接影响测量结果
的缺陷零件不应选用。

6.3.1.1.3样品数量和重复读数次数：零件样品数量为 20--50 个，对每一个零件进行编号。

重
复读数次数即试验次数为 3 次。

6.3.1.2选择量具和设备
检查量具的分辨力，校准量具，确保使用的量具合格。

6.3.1.3制定操作程序和应用表格
确保 3 位评价人都采用相同的方法，分 3 次测量所有的零件。

按
需要编制所需表格，以便及时填入所测数据。

6.3.2记录试验结果，填入记录表内。

示例如下：
6.3.3根据所得数据进行交叉表计算：
6.3.3.1评价人 A 与B交叉表比较每个评价人之间的差异（表A）：
表内数据说明：
A．①、②、③表示评价人 A 在 150 次试验中（50 个零件*3 次试验），共有 50 次被判为“0”（不可接受），其中共有 44 次试验结果与 B 一致，还有 6 次与 B 的试验结果不一致。

B．④、⑤、⑥表示评价人 A 在 150 次试验中（50 个零件*3 次试验），共有 100 次被判为“1”（可接受），其中共有 97 次试验结果与 B 一致，还有 3 次与 B 的试验结果不一致。

C．⑦、⑧、⑨分别为①+④、②+⑤、③+⑥
D．○A=（（①+④）*③）/⑨、○B=（（②+⑤）*③）/⑨、○C=○A+○B
E．○D=（（①+④）*⑥）/⑨、○E=（（②+⑤）*⑥）/⑨、○F=○D+○E
F．○G=○A+○D、○H=○B+○E、○I=○C+○F
6.3.3.2评价人 B 与C交叉表比较每个评价人之间的差异：（表B）
表内数据计算同表 A。

6.3.3.3评价人 A 与C交叉表比较每个评价人之间的差异：（表C）
表内数据计算同表 A。

6.3.4数据分析：
6.3.4.1依交叉表计算，求出每个评价人之间一致性的测量值 Kappa：
数据说明：
数据⑴：指评价人 A 与 A 之间不设定比较关系；
数据⑵：是由评价人A与B数据交叉表（表A）计算得出，计算方式：
设 Po=（①+⑤）/ ⑨（对角线单元中的观测值）
Pe=（○A +○E）/○I（对角线单元中的期望值）
则 Kappa=（Po-Pe）/(1-Pe)
数据⑶：是由评价人 A 与C数据交叉表（表C）计算得出，计算方式同数据⑵的一样。

其它数据：依此类推。

6.3.4.2结果评价
如果 Kappa 值大于 0.75 表示测量系统可以接受，否则表示不可接受。

7 参考资料：
《测量系统分析（MSA）》
7. 相关记录：
8．修改记录。