MSA.第四版解析
测量系统分析MSA手册第四版-测量系统分析msa
对可重复测量系统推荐的实施方法 试验程序范例 计量型测量系统研究- 指南 用于确定稳定性的指南 确定偏倚的指南- 独立样本法 确定偏倚的指南- 控制图法 确定性的指南 确定重复性和再现性的指南 极差法 平均值和极差法 方差分析法（ANOVA）
计数型测量系统研究 风险分析法 信号检查（signal detection）方法 分析方法 其他测量概念和实践 不可重复的测量系统的实践 稳定性研究 变差研究 识别过大的零件内部变差的影响
3
MSA手册第四版
第 E 节 平均值和极差法—额外的处理 第 F 节 量具性能曲线 第 G 节 通过多次读值减少变差 第 H 节 聚焦标准差法计算 GRR 附录 附录 A 方差分析的概念 附录 B
GRR 对能力指数 Cp 的影响 公式 分析 图形分析 附录 C 附录 D 量具 R 研究 附录 E 用误差修正术语替代 PV 计算 附录 F P．I．S．M．O．E．A 误差模型 术语 参考文献 范例表格 索引
第 D 节 测量资源的开发 量具资源选择过程
第 E 节 测量问题 第 F 节 测量不确定度 第 G 节 测量问题分析 第二章 用于评估测量系统的基本概念 第 A 节 背景 第 B 节 选择/开发试验程序 第 C 节 测量系统研究的准备 第 D 节 结果分析
第三章 第A节 第B节
第C节
第四章 第A节 第B节 第C节 第D节
4
MSA手册第四版
第一章 测量系统总指南 第一章---第 A 节 引言、目的及术语
引言
测量数据的使用比以前更多更广泛了。例如，现在是否对制造过程进行调整的决定通常以测 量数据为基础，将测量数据或一些从它们所计算出的统计值，与这一过程的统计控制限 （statistical control limits）相比较，如果该比较过程已超出统计控制，则进行某种调整，否 则，该过程将被允许在没有调整的状态下运行。测量数据的另一个用处是确定在两个或更多 变量之间是否存在显著的相互关系。例如，如果怀疑一个模塑零件上的一个关键尺寸和注射 材料的温度有关。这种可能的关系可以通过采用所谓回归分析的统计方法来研究，即比较关 键尺寸的测量值和注射材料的温度测量值
最新MSA测量系统分析第四版
系统内部变差。
2020/10/17
陈瑞泉
10
本手册中使用了以下术语
再现性(Reproducibility) 不同评价者使用相同的量具，
测量同一个零件的同一个特性的测 量平均值的变差。
通常被称为A.V.—评价者变差 (Appraiser Variation)。
系统之间（条件）的 误差。 在ASTM E456-96包括：重 复性、实验室、环境及评价者影响 。
2020/10/17
陈瑞泉
5
本手册中使用了以下术语
位置变差（Location variation)
准确度（Accuracy)
与真值或可接受的基准值“接 近“的程度。
在Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱTM包括了位置及宽度误 差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均值与基 准值之间的差值。
2020/10/17
6
准确度和精确度
量具 A 量具 B 量具 C 量具 A的均值 量具 B的均值 量具 C的均值
A 具有最佳准确度 B 具有最佳精确度 C 的准确度好于B
比较A和C的表现
2011.09.01
7
本手册中使用了以下术语
稳定性(Stability)
随时间变化的偏倚值。
一个稳定的测量过程在位置
方面是处于统计上受控状态。
别名：漂移（drift)
系统变差 （System Variation)
测量系统的变差可分类为：
能力(Capability) 短期内读数的变化量 。 性能(performance) 长期读数的变化量。以总变差(total
variation)为基础。
不确定度(Uncertainty)
有关被测值的数值估计范围，相信真值都被包括在该范围内。
MSA测量系统分析第四版
应用领域
目前，测量系统分析已经广泛应 用于制造业、医疗、科研等领域， 成为保障产品质量和准确性的重 要手段。
02MSA的测量系统评估源自测量系统的准确性准确性定义
准确性是指测量 系统所测得的结果接近真实值的程度。
准确性评估方法
通过比较测量系统与已知准确度高的标准测量系统之间的结果，或 者通过统计技术如回归分析来评估准确性。
准确性影响因素
影响测量系统准确性的因素包括设备精度、操作人员技能、环境条 件等。
测量系统的稳定性
01
02
03
稳定性定义
稳定性是指测量系统在长 时间内保持一致性的能力。
稳定性评估方法
通过定期重复测量同一对 象，并计算测量结果的一 致性程度来评估稳定性。
稳定性影响因素
影响测量系统稳定性的因 素包括设备老化、环境变 化等。
准确性分析
综合评价
分析测量系统的准确性，通过比较实际值 与测量值的差异，评估测量系统的误差大 小。
综合分析稳定性、准确性和其他相关指标 ，对整个测量系统进行全面评价。
数据的解释与决策
解读分析结果
根据数据分析结果，解读测量系统的性 能指标，明确其优缺点和改进方向。
实施改进措施
按照改进措施进行实施，确保改进的 有效性和可行性。
测量系统的重复性
重复性定义
重复性是指同一操作人员在相同条件下多次测量 同一对象所获得结果的相似程度。
重复性评估方法
通过比较多次测量的结果，并计算其变异系数或 标准偏差来评估重复性。
重复性影响因素
影响测量系统重复性的因素包括操作人员的技能、 测量设备的精度等。
测量系统的再现性
01
再现性定义
再现性是指不同操作人员在相同 条件下测量同一对象所获得结果 的相似程度。
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。
{品质管理MSA测量系统分析}测量系统分析第四版
此处是大标题样稿字样十五字以内测量系统分析基础和术语▪测量对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们对于特定特性之间的关系。
赋予数字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被定义为测量值。
▪量具（Gage)是指任何用来获得测量结果的装置。
经常是用在工厂现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
测量系统分析基础和术语▪测量系统：是对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估，其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合。
：标准：零件：仪器：人/程序：环境S W I P E 测量数值分析输入输出可接受可能可接受需改善测 量 系 统⏹参考值（Reference value)：•某一物品的可接受数值。
•需要一个可操作的定义。
•常被用来替代真值使用。
▪真值(True value)某一物品的真实数值。
不可知且无法知道的。
▪位置变差⏹准确度（Accuracy)⏹与真值或可接受的基准值“接近“的程度。
⏹在ASTM包括了随时间变化的偏倚值。
一个稳定的测量过程在位置方面是处于统计上受控状态。
别名：漂移（drift)▪线性(linearity)在量具正常工作量程内的偏多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系。
是测量系统的系统误差所构⏹宽度变差（Width variation)⏹精确度（Precision)每个重复读数之间的“接近”程度。
是测量系统的随机误差所构成。
▪重复性(Repeatability)一个评价者使用一种测量仪器，对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差。
是在固定的和已定义的测量条件下，连续（短期内）多次测量中的变差。
通常被称为E.V—设备变差。
设备（量具）能力或潜能。
系统内部变差。
▪再现性(Reproducibility) 不同评价者使用相同的量具，测量同一个零件的同一个特性的测量平均值的变差。
通常被称为A.V.—评价者变差。
系统之间（条件）的 误差。
▪GRR或量具的重复性和再现性(Gage R&R) 量具的重复性和再现性：测量系统重复性和再现性的联合估计值。
MSA第四版与第三版的主要变化
MSA第四版与第三版的主要变化一、对量测过程的系统性的理解在引言中向读者灌输了这个概念。
几年来汽车行业的供给商一直依靠GRR作为接受和批准带有复杂结果的量测装置的一种方法。
在很多情况下，GRR用来评价设备和操纵者对量测结果的影响是足够的。
但有些情况下此方法被证实是错误的假设。
其它的变差如操纵者的学习练习、指导书、温度等对结果起更大的作用。
时间被浪费在对这些结果的反应，很多情况引起停机或不必要的过程调整。
新的手册对评估两种以上的变差、评价影响结果的所有的变差开启了一道门，打开了思路。
二、量测开发和资源的选择手册增加了两个新的章节：1）量测战略和策划，2）量测资源的开发。
量测战略和策划章节研究了在选择和开发一个量测过程时期提出的可能的设计准则。
提供了一个通用的检查单作为研究工作思考的开始。
这个章节夸大在过程早期做出的结论对以后的量测系统的品质起较大的影响作用。
在编写资源的选择和开发章节时，工作组熟悉到量测系统不总是通过惯例的渠道采购，而且有时错过适当的APQP第二版的评价。
由于同样的原因增加了这个章节作为战略开发的一部份。
关注量测系统供给商的决定对终极量测的品质有巨大的影响。
三、偏倚和线性主题的变化和扩展工作组一致同意加强的另一部份是手册中偏倚和线性的章节。
早期的手册先容了偏倚和线性的主题，但是没有给读者提供如何处理结果的清楚的方向。
新的手册包括了答应读者依据风险来评价偏倚和线性的计算。
这将取决于量测的重要性和如何使用量测。
提供了例子有助于读者对计算和结果的方便使用。
四、计数型量测系统分析的新的方法手册中明显变化的另一部份是计数型量测系统分析的章节。
先前出版的小样法在一定程度不总是在有效统计下的实施，因此通常被错误的应用。
现在引进的风险分析法包括了假设检验分析和信号探测理论。
这两方面的资源都被指出而且还给出了一个系统的例子。
解析法也被引进作为多次追溯和评估一个计数型量测系统的方法。
五、复杂量测系统（非重复的）由于过往十年多的反馈，工作组熟悉到需要包括有关非惯用的量测方法的讨论。
S16949五大工具培训教材之三MSA第四版讲议
02
MSA第四版的核心概念
MSA第四版的测量系统分析
测量系统分析的概念
测量系统分析是对整个测量系统的评估，包括测量设备、测量方法、操作者、环境条件等 因素。通过对测量系统的分析，可以了解测量系统的准确性和可靠性，以及测量系统对产 品性能的影响。
测量系统分析的步骤
进行测量系统分析需要遵循一定的步骤，包括确定测量系统分析的目标和范围、选择适当 的测量设备和方法、收集数据、评估测量系统的性能指标、制定改进措施等。
常见问题三
总结词
基于评估结果进行改进、持续优化测量系统、提高测量质量和效率。
详细描述
根据测量系统评估结果，针对存在的问题和不足进行改进和优化，包括改进测量设备、 优化测量方法、提高人员技能等。同时要持续关注测量系统的变化和更新，及时调整和 改进测量系统，以保持其有效性。此外，通过引入新技术和方法，提高测量质量和效率，
MSA第四版的历史与发展
历史背景
随着汽车行业的不断发展，对测量系统准确性和可靠性的要求越来越高，因此MSA第四版的制定和发布是行业发 展的必然结果。
发展方向
未来，MSA第四版将继续不断完善和更新，以适应汽车行业的新技术和新需求。同时，随着智能制造和数字化转 型的推进，测量系统将更加智能化和自动化，MSA第四版也将与时俱进，为行业发展提供更加全面和有效的支持。
总结词
确保评估过程的规范性、准确性、可靠 性、可追溯性。
VS
详细描述
实施有效的测量系统评估需要遵循一定的 规范和流程，确保评估过程的规范性。同 时要保证评估结果的准确性和可靠性，对 测量设备、测量方法、人员技能等方面进 行全面评估。此外，要实现测量结果的追 溯性，建立测量结果的可追溯体系，以便 对测量结果进行复核和验证。
MSA 4th Edition概论
一前言MSA (Measurement System Analysis量測系統分析)是AIAG所出版的汽車工業標準之五大核心工具之一，目的是介紹各種分析手法來找出量測的總變異(亦稱為不確定度expanded uncertainty)，以便評估第一類型錯誤 (type-I error 良品判斷為不良品) 與第二類型錯誤 (type-II error 不良品判斷為良品)的風險。
其中需特別關注第二類型錯誤，因其風險會直接到達客戶端，造成嚴重之客訴與品質失敗成本。
MSA手冊所介紹之分析手法皆根源於古典統計學(classic SPC)，若想深入理解MSA則需先奠定古典統計學之概念。
MSA第四版已於2010年六月出來。
相比於第三版並無甚麼變更，只是補充提示某些分析手法，令其讀者對理路更易瞭解，也對一些使用者的常犯錯誤做重要的觀念澄清。
本文會以粗體紅字特別標出，俾令讀者能很快了解此次改版的變動。
MSA所需涵蓋的儀器範圍一般是參考管制計畫所列舉之量測儀器，最主要關注量測產品特性之儀器，因其直接和客戶要求關聯，並直接造成客戶影響。
至於量測製程特性之儀器，如 溫度計，壓力計，轉速計…等則可考量其重要性或客戶要求，決定其MSA手法與允收標準，不一定是非做不可。
二 MSA分析手法鳥瞰我們把MSA所談到的各種分析手法做一個架構圖來顯示其手冊內容之綱要量測系統的統計特性:• 理想之量測系統是一個具有零偏差、零變異的統計特性 。
• 量測系統的統計特性：量測系統須在統計管制下，亦即量測系統的變異僅根源於共同原因，而非特殊原因。
(亦即在做MSA 之前必須確認排除所有特殊原因；例如 儀器鬆動，儀器未校準，評價人非正常生產之檢驗員，使用塊規而非使用量產之產品樣本…等。
其中包括 “盲測 blind measurements”，亦即須應用客觀方式取得量測讀數，舉例來說: 評價人量測樣品的某一尺寸時，需遮蓋讀數表，當確認量測到位時，再揭開讀數表並紀錄其讀數，以避免評價人依預期心獲取讀數)。
第四版--MSA分析
X B = 6.466667 RB = 0.130000
6.250000 6.230000 6.240000
均值Mean 7.73333 6.06667 6.26667 6.30000 5.90000 6.13333 5.96667 5.63333 6.23333 6.16667 Sum C 23.2 18.2 0.1000 18.8 0.1000 18.9 0.0000 17.7 0.0000 18.4 0.1000 17.9 0.1000 16.9 0.1000 18.7 0.1000 18.5 0.1000 187.2 极差Range 0.1000
5.9 6 5.9
均值Mean 8.00000 6.16667 6.33333 6.43333 6.16667 6.06667 5.93333 5.86667 6.36667 6.46667 Sum A 极差Range 1 2 3 24 0.2 7.8 7.9 8 18.5 0.1 6.3 6.3 6.2 19 0.1 6.9 6.8 6.7 19.3 0.1 6.5 6.7 6.5 18.5 0.1 6.1 6 6.1 18.2 0.1 6.1 6 6.1 17.8 0.1 6.2 6.1 6 17.6 0.2 5.9 6 6 19.1 0.1 6.5 6.5 6.5 19.4 0.1 6.5 6.4 6.4 64.8 11.304 64.5
6.769744862
0.646678 0.660555 9.84% 17.86% 20.39% 97.90%
UCLx
基于公差base on parts spec
LCLx
基于零件变差base on parts variation
基于过程变差base on process variation
MSA第四版
2、计数 型数据
通过测量过程无法得出具 体测量数值，只可定性的
得出测量结果的。
举例
数量级测试结果
好与坏， 通过与不通过 接收与不接收
20
什么是数据的质量
➢如何评定数据质量 --- 测量结果与“真”值的差越小越好。 --- 数据质量是用多次测量的统计结果进行评定。 ➢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。
MSA 课程目的
使参加培训的人员： ◦ 了解本手册的目的是为评估测量系统的质量提供指南， 主要用于那些对于每个零件的数据可重复读取的测量 系统，但对于更复杂的或不长用的方法本手册没有讨 论 ◦ 理解MSA在控制和改进过程中的重要性 ◦ 具备开展测量系统分析所需要的统计方法的实用知识
3
一、MSA和TS16949的关系
6
实施要点说明
➢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。 ➢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，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。
在使用一个测量系统前必须知道其测量变差
37
MSA 应用
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 量具维修前后的性能比较 计算测量系统变差 确定制造过程可接受性
38
过程变差剖析
过程变差观测值
实际过程变差
e)MSA测量系统分析(第四版)
2020/11/26
陈瑞泉
2
本手册中使用了以下术语
测量（Measurement)
对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们 对于特定特性之间的关系。
2020/11/26
陈瑞泉
17
测量系统误差的影响
Ⅰ 不好的零件永远视为不好的零件 Ⅱ 可能做出潜在的错误决定 Ⅲ 好零件ue value) 某一产品/过程特性的真实数值，不可知且无法
知道。
2020/11/26
陈瑞泉
6
本手册中使用了以下术语
位置的变差（Location variation)
准确度（Accuracy) 与真值或可接受的基准值接近
的程度。 ASTM标准包括了位置及宽度误
差的影响。
偏倚（Bias) 观测到的测量值的平均值与基
该定义由C.Eisenhart(1963)首次提出。赋予数 字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被定义 为测量值。
量具（Gage)
任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂 现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
2020/11/26
陈瑞泉
3
本手册中使用了以下术语
测量系统（Measurement System)
的维修，以及测量仪器与标准的使用情况。 通常被描述为一种测量单位。
2020/11/26
陈瑞泉
14
本手册中使用了以下术语
一致性(Consistency) 随时间重复性变化的程度。 一致的测量过程是在宽度（变
测量系统分析MSA手册第四版
● 均一性
√ 整个正常操作范围内重复性的变化 √ 重复性的同义词
6
MSA手册第四版
测量系统必须稳 定和一致 标准和可追溯性
国家测量协会 （NMI）
可追溯性（Traceability）
系统变差（system variation）
测量系统变差可以分类为： ● 能力（capability）
√ 短期获取读数的变异性
√ 随时间变化的偏倚值 √ 一个稳定的测量过程在位置方面是处于统计
上受控状态 √ 别名：漂移（drift）
● 线性（linearity）
√ 在量具正常工作量程内的偏倚变化量 √ 多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系
√ 是测量系统的系统误差所构成
宽度变差(width variation)
● 精密度 2(precision)
● GRR 或量具的重复性和再现性（ gage R＆Ｒ）
√ 量具的重复性和再现性；测量系统重复性和再 现性联合估计值
√ 测量系统能力；取决于所用的方法，可能包括 或不包括时间影响
● 测量系统性能(measurement system performance)
√ 测量系统变差的短期估计值（例：“GRR”，也 包括图表法）
控制图法，方差分析（ANOVA），回归分析法
替代的方法 白皮书---可上网查询，网址
章节 三
三 四
三、四
三、四
五
注：关于 GRR 标准差的使用
2
MSA手册第四版
目录
第一章 测量系统总指南 第 A 节 引言、目的及术语
引言 目的 术语 第 B 节 测量过程 测量系统 测量系统变差的影响 第 C 节 测量策划和计划
MSA测量系统分析第四版
Measurement System Analysis
第四版
2023年6月公布
2024/9/22
1
MSA第四版发生了那些变化？
与MSA第三版相比，手册旳第四版没有发生明显 旳变化，只是补充提醒了某些分析措施，使读者更轻 易了解，同步也对某些使用者旳常犯错误做了主要旳 观念澄清。
譬如：澄清MSA与校准旳关系、更清楚地定义测 量决策、改善了偏倚和线性内容、重写了高级旳MSA 技术（涉及破坏性试验）、计数型分析旳更新、测量 旳不拟定度和MSA、 APQP和MSA旳关系等等。
其中 d2* 能够从附录c中查 到，g＝1，m ＝n
2024/9/22
32
拟定偏倚旳指南 - 独立样件法
6.拟定偏倚旳 t 统计量： 偏倚＝观察测量平均值－基准值
其中σr=σ反复性
7.假如 0 落在围绕偏倚值1- 置信区间以内 ，偏倚在 水平是可接受旳。 d2，d2*和v能够在附录 c 中查到， g =1，m=n
2024/9/22
17
测量系统误差旳影响
Ⅰ不好旳零件永远视为不好旳零件 Ⅱ可能做出潜在旳错误决定 Ⅲ好零件永远被视为好零件
“取伪”、“弃真”旳过程发生在Ⅱ区域。
2024/9/22
18
测量系统误差旳影响
从位置旳角度去考虑，偏倚、线性、稳定 性为位置旳误差，如图： 针对基准值旳位移。
从宽度旳角度去考虑，反复性、再现性为宽 度旳误差。伴随
2024/9/22
27
偏倚旳分析程序
1.3假如不可能按上述措施对样件进行测量，可采用下面 旳替代措施。
在工具室或全尺寸检验设备上对零件进行精密测量 ，拟定基准值。 1.4让一位评价人用正被评价旳量具测量同一零件至少十 次，并统计成果。 1.5计算读数旳平均值。平均值与基准值之间旳差值为该 测量系统旳偏倚。
测量系统分析MSA第四版培训教程98页
观测次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
外径观测值 (英寸) 0.72660 0.72440 0.72535 0.72630 0.72710 0.72745 0.72630 0.72515 0.72525 0.72570
45
量具偏倚不合格的原因
标准值有误 测量设备：
磨损 错误的尺寸 测量错误的特性 校准不当 作业员使用不当
12
评价测量系统的基本问题
是否有足够的分辨力？ 是否具备时间意义的统计稳定？ 统计特性是否在期望的范围内具备一致性，用于 过程控制和分析是否可接受？ 所有的变差总和是否在一个可接受的量测不确定 度的水平？
13
测量系统变差
测量过程的构成因子及其相互作用，产生了测 量结果或数值的变差。
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，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。
测量系统分析简介
什么是测量系统
是对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估， 其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹 具、软件、人员、环境及假设的集合，也就是说， 用来获得测量结果的整个过程。
测量系统分析
（MSA) 第四版
2019年1月15日
内容提要
MSA与IATF16949：2016的关系 MSA 介绍 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 MSA 技术总结
MSA与IATF16949的关系
MSA.第四版
偏倚
观测平均值
基准值
11
上海伟众汽车科技有限公司
三、对测量系统分析要分析什么
10
稳定性（位置变差） ：别名：漂移。是测量系统在某个 持续时间内，测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量 总变差。换句话说。稳定性是随时间变化的偏倚值。
偏倚3 偏倚2 偏倚1 时间
参考值
12
上海伟众汽车科技有限公司
三、对测量系统分析要分析什么
11 线性（位置变差） ： 就是量具在正常工作量程内的偏倚变化量； 是多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系。
偏倚2 偏倚1 无偏 倚
观测的平 均值
基准 值
值1
值N
13
上海伟众汽车科技有限公司
三、对测量系统分析要分析什么
12
重复性EV （宽度变差） ：是由一个评价人，采用同一 种测量仪器，在固定的和已定义的测量条件下，连续（短期 内）多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变差。 我们可以把重复性看作设备变差:它是设备本身固有的变差 或性能——仪器的变差，是从规定的测量条件下连续试验得 到的普通原因变差。
生产用量具的变差
观察过程的变差 σ2 观 =σ2实 +σ2测 由于变差源的作用结果 式中: σ2观： 观测到的过程标准差 σ2实：实际的过程（零件）标准差 σ2测: 测量系统标准差
因此: σ2 观 >σ2实
为此，我们要对测量系统进行分析，要识别测量系统的普通原因和特殊原 因，以便采取决策措施，使测量系统的变差减小到最小程度，使得测量系 统观测到的过程变差值尽可能接近和真实地反映过程的变差。这就要求， 测量系统的最大（最坏）的变差必须小于过程变差或规范公差。
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三、对测量系统分析要分析什么
准确度（位置变差）和精密度（宽度变差）： 7 准确度：与真值或参考值“接近”的程度。 8 精密度：每个重复读数之间的“接近”的程度。
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三、对测量系统分析要分析什么
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偏倚（位置变差） ：观测到的测量值的 平均值与真值（基准值）之间的差值。 偏倚是测量系统的系统误差所构成。
3
极差法是一种以修正的计量型量具研究方法，它能对 测量变差提供一个快速的近似值，这方法只能对测量 系统提供变差的整体情况，不能将变差分解成重复性 和再现性，它通常用来快速地检查以验证GRR是否有 变化。
均值与极差法（X&R）是一种可同时对测量系统提供 重复性和再现性的估计值的研究方法，与极差法不同， 这种方法允许将测量系统的变差分解成两个独立的部 分：重复性和再现性，但不能确定它们两者的相互作 用。 方差分析法可以用来确定量具和评价者之间的互相作 用（如果存在的话）。
偏倚
观测平均值
基准值
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三、对测量系统分析要分析什么
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稳定性（位置变差） ：别名：漂移。是测量系统在某个 持续时间内，测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量 总变差。换句话说。稳定性是随时间变化的偏倚值。
偏倚3 偏倚2 偏倚1 时间
参考值
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生产用量具的变差
观察过程的变差 σ2 观 =σ2实 +σ2测 由于变差源的作用结果 式中: σ2观： 观测到的过程标准差 σ2实：实际的过程（零件）标准差 σ2测: 测量系统标准差
因此: σ2 观 >σ2实
为此，我们要对测量系统进行分析，要识别测量系统的普通原因和特殊原 因，以便采取决策措施，使测量系统的变差减小到最小程度，使得测量系 统观测到的过程变差值尽可能接近和真实地反映过程的变差。这就要求， 测量系统的最大（最坏）的变差必须小于过程变差或规范公差。
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MSA第四版快速指南
测量系统类型 基本的计量型 基本的计数型
MSA方法
极差法、均值与极差法、方差分析法、偏倚、线性、控制图法 信号探测法、假设试验分析法-----交叉表法
复杂的计量型
极差法、均值与极差法、方差分析法、偏倚、线性、控制图法
不可重复的 替代方法 （如：破坏试验） 复合系统、量具 或试验标准 其他 其他 控制图法、方差分析法、回归分析法 替代方法 白皮书------登陆AIAG官方网站()
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一般过程
输入 标准 ▲
操作
输出
测量过程
人员 仪器
（量具）
▲ ▲
测量
数 值
（评价人）
分析
决定
工作件▲
（零件）
程序 环境
▲ ▲
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二、为什么要对测量系统进行分析
测量系统存在变差 数据的质量取决于多次测量的统计特征，一般情况下，我们要求 仪器的可视分辨力最多为公差范围的十分之一。多次测量结果的 变异程度，形成了测量系统变差。 高 质 量 数 据 —— 对 某 一 特 定 特 性 值 进 行 多 次 测 量 的 数 值 均 与该特性的参考值“接近”。
重复性
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一、何谓测量系统
定义：是对测量单元进行量化或对被测的特性进行 评估，其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、 夹具、软件、人员、环境及假设的集合。也就是说， 用来获得测量结果的整个过程。 由这个定义可以将测量过程看作一个制造过程， 其产生的输出就是数值（数据）。这样看待一个测 量系统是很有用的，因为这样让我们明白已经说明 的所有概念、原理、工具，这在统计过程控制中早 已被证实它们的作用。 检验本身就是一个过程（但是一个不增值的过程）。
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三、对测量系统分析要分析什么
数据的质量取决于处于稳定条件下进行操作的测量系统中， 多次测量的统计特征：偏倚和变差。 为此，我们引伸出如下一些术语： 1 测量：给某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们对 于特定特性之间的关系。 2 量具：任何用来获得测量的装置，包括计量型量具和计数 型量具。 3 测量系统：对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估， 其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、 人员、环境及假设的集合；也就是说，用来获得测量结果的 整个过程。 4 分辨力：一个仪器测量或输出的最小刻度单位。 5 基准值（参考值）：人为规定的可接受的值，常被用来替 代真值使用。能够获得的，可用更高一级的量具或多次测量 的平均值得到。 9 6 真值：某一物品的真实数值，不可知且无法知道的。
质量管理体系 五种核心工具培训教材 MSA(第四版) 测量系统分析
Measurement Systems Analysis
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前
言
测量系统分析（MSA）是汽车行业在采用质 量管理体系标准ISO/TS 16949 时所涉及的五 种核心工具之一。 本教材简明阐述了四个问题： 何谓测量系统？ 为什么要对测量系统进行分析？ 对测量系统分析要分析什么？ 如何分析测量系统？
三、对测量系统分析要分析什么
11 线性（位置变差） ： 就是量具在正常工作量程内的偏倚变化量； 是多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系。
偏倚2 偏倚1 无偏 倚
观测的平 均值
基准 值
值1
值N
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三、对测量系统分析要分析什么
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重复性EV （宽度变差） ：是由一个评价人，采用同一 种测量仪器，在固定的和已定义的测量条件下，连续（短期 内）多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变差。 我们可以把重复性看作设备变差:它是设备本身固有的变差 或性能——仪器的变差，是从规定的测量条件下连续试验得 到的普通原因变差。
低质量数据——测量数据均与该特性的参考值相差“很远”。
理想的测量系统——零偏倚、零变差。 理想的测量系统不存在，为什么?
由于测量系统变差源：标准、人员（评价人、）仪器（量具）、 工作件（零件）、程序（方法）、环境的作用结果，使得观测到 的过程变差值与实际的过程变差值不相等。
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实际过程的变差