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研究制造过程或相似过程的极差图，根据前页或范例 从不断改进的角度看，公差值的十分之一可能不够， MSA建议用6Ơ（总的）制造标准偏差的十分之一。
43
测量系统的分辨率
建议的可视分辨率 6Ơ
≤ 10
Ơ —— 过程的标准差 (不是公差宽度的1/10)
44
第五章
偏 倚、线 性 和 稳 定 性
45
准确度与精确度
20
优胜者方法
只有与过程变差相关联，才能使用测量系统分析对上述基 本问题的确定变得最有意义。
针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公差 的百分来表达测量误差是不够的。
21
评价测量系统的关键注意点
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。
— 零变差 — 零偏倚 — 零概率错误分类
31
类型 分辨力 Discrimination (Resolution)
偏倚 Bias
定义
测量系统检出并如实 指出被测定特性微小
变化的能力。
观ຫໍສະໝຸດ Baidu平均值与基准值 的差。
图示
稳定性 Stability
在某种持续时间内测 量同一基准或零件单 一特性结果的总变差。
11
什么是数据的质量
数据的类型
计量型数据 Variable data 计数型数据 Attribute data
12
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。
线性 Linearity
重复性 Repeatability
再现性 Reproducibity
量具的预期工作范围 内偏倚的变化。
同一评价人，多次测 量同一特性的观测值
变差。
观 有偏倚 测 的 平 均 值
不同评价人，测量同 一特性观测平均值的
变差。
32
操作者B 操作者C
操作者A 再现性
无偏倚 基准值
测 量 系 统 特 性 及 变 差 类 型 和 定 义
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。
6
ISO/TS16949:2002与MSA
实施要点说明 标识、监视与测量设备及其校准状态 确定量具准确度和精确度 当量具被发现处于非校准状态时，应对其以前的测量结果
concentration
—韦斯登标准电池 51
测量标准
使用一个可追溯的标准以提供：
— 比较的共同点 — 测量系统有效性 — 测量系统准确性评价 — 解决零件间的冲突 — 最直接的验证指导
52
应用局限性
在破坏性测试中很难使用 有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准 有些测试没有行业或国家标准 在设计和开发、合同评审和APQP期间讨论这些局限性；事
的1/10。 5、当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于
过程变差和规范宽度较小者。
37
第四章
测量系统的分辨率
38
分辨力
了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息 当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系统分析 当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用用过程控制
39
分辨力
测量一个硬币的厚度
测量系统分析 MSA(第三版) 培训教材
1
MSA课程目的
使参加培训的人员
— 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实用知识； — 建立测量系统不确定度的量化方法、可测量指标
和接受准则，从而作出专业的、客观的评价。
2
课程结构图
测量系统分析
分辨率
定义测量系统
计量较准 和追溯
34
测量系统的变差与制造过程变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差
MSV < MPV
MSV
MPV
总变差（TV）
注：测量系统的变差必须尽可能小
规范公差
35
统计稳定性
测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说，测量系统的 变差不受特殊原因支配
1、一般说来，当没有数值（点）落在特殊原因区域内
时，测量系统便处于统计控制状态
计数型数据的质量
— 对产品特性产生错误分级的概率。
13
数据分析和使用
用测量系统所收集的数据用于：
— 控制过程 — 评估影响过程结果的变量及其相互关系
利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影 响的了解
把注意力放在测量系统上，其产生的读数可在每个零件上 获得重复，在每个测量人员间获得再现
8
第二章
测量系统简介
9
什么是测量系统
人 设备
材料
测量过程
数据
方法 环境
输入
输出
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。
10
测量系统范例
例如要测量一个柱的内径，那其测量系统应包括：
— 测量项目 — 人员 — 测量仪器 — 进行测量的环境条件
作为测量活动的结果，产生一个数值以表示内径
向传统观念挑战
长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报 告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。
22
测量系统的变差
测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差
人员
量具
材料
测量值 变差
环境
方法
23
环境如何影响测量结果
温度变化引起热胀冷缩，使同一零件的同一特性产生不同 的读数
光线不足防碍正确的读数 刺眼的光导致读数不正确 受时间影响的材料—-如铝、塑料及玻璃 湿度影响 污染—-如电磁、灰尘等
28
从哪里开始
评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确 保量测系统在符合使用它的要求状态下
把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和 测量不确定性上
使用SPC的基本原理
29
第三章
测量系统统计特征
30
理想的测量系统
每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与真值一致 有以下统计特性：
— 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
我们对测量系统作试验，以确定系统的统计特性值与可接 受的标准作比较
17
测量系统评定的两个阶段
第一阶段（使用前）
— 确定统计特性是否满足需要？ — 确认环境因素是否有影响？
第二阶段（使用过程）
— 确定是否持续地具备恰当的统计特性？
哪个测量系统对三个硬币提供更好的变差信息？
分辨力
系统检测和指示被测量特性最小变化的能力，也称为 分辨率
范例
— 用二个系统测量同一组本 — 建立如下所示的均值和极差图（ X &R图） — 观察分辨率分别为0.001″和0.01″的二个测量系
统之间的差别
40
测量系统的分辨力（分辨率不足对控制图的影响）
18
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?
19
MSA总目标
测量不确定度
一个特性的估计真值所处的范围，这类数据可表达 为一系列测量值的统计分布、标准差、概率、百分比及 实测值与真值的差，在控制图或曲线图表上的点等。
测量系统的误差或分为五类：偏倚、重复性、再现性、稳 定性和线性
必须在使用一个测量系统前知道其测量变差
27
MSA的应用
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 管理和改进测量过程
作确认 确保所有的量具的搬运、保护、清洁、维护和存放 校准记录应包括个人量具 应用MSA手册中规定的方法
7
优胜者方法
最大限度的减少量具种类 最大限度的减少量具的数量 根据产品族添置量具 只采用符合MSA要求的量具 不允许个人量具 用6Ơ过程分布计算结果，而不是规范或公差
关管理职责问题
14
标准的传递
国际标准 国家标准 地方标准
公司标准 测量结果
国际实验室 国家实验室 国家认可的 校准机构
企业的校准 实验室
生产现场
15
检测设备 制造厂
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。
16
什么是测量系统分析
测量系统分析（MSA）
偏倚、线性 和稳定性
进行GR & R
测量系统 比较和分析工具
3
第一章
MSA 与 ISO/TS16949 的 关 系
4
ISO/TS16949:2002与MSA
要求条文 要素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。此要求应适用于控制计划中提及 的测量系统。
— 可接受的值 — 常规值 — 指定值 — 最佳估算值 — 标准测量 — 测量的标准
49
基准件
具有非常精确制定的一个或更多特性的一种材料或物质， 用于仪器的校准、测量方法的评估或给材料赋值。
50
测量标准
一个材料测量，测量仪器、基准件或系统准备去定义、实 现、保存或复制一个零件、一个或更多的数值，为了将它们去 和其他测量仪器比较
24
测量仪器如何影响测量结果
测量仪器精度必须小于规范值 测量仪器的咱类，如尺、游标卡尺 测量仪器的准确度和精确度 偏倚和线性 重复性和再现性 稳定性
25
材料、人员如何影响测量结果
材料
人员
26
测量值并不总是精确的
测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作 的判定
2、如果没有如SPC手册中描述的 数据趋势或漂移时，我们也可
特殊原因区域
以认为是统计控制状态
特殊原因区域
36
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
这些标准被一些国家专业机构或国际一致认可的国际性服 务机构所承认，作为确定其他所有与数量有关的标准件的值的 依据
一些例子
—1Kg质量标准
—氦-氖激光长度标准
—标准量块
—铯原子频率标准
—100欧姆标准电阻 —Josephson Array电压标准
—solution of cortisol in human serum as a standard of
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。
5
ISO/TS16949:2002与MSA
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。 SQA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
41
分辨力不足
当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨力不足：
— 只有一、二或三个极差值可读 — 四分之一以上极差为零
选择分辨力按比例小于规范或过程变差，以获得足够的分 辨力
42
分辨力的决定原则
分辨力应当为（容限）公差或分布的十分之一 在PPAP之前，APQP和测试期间进行量具分辨力的研究
量化
— 准确度以偏倚评估 — 精确度以重复性和再现性评估
46
准确度与精确度范例
★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
47
偏倚
观测均值与基准值之差。
基准值，也称为可接受的
基准值或标准值，用作测 量值的认可基准。基准值 可以通过更高级别的测量 设备进行测量而获得测量 均值来确定。
Reference Value
Bias
Observed Average Value
48
基准值
为了比较的一个一致认可的值，有时也称为：
测量系统数据
评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确 保量测系统在符合使用它的要求状态下
把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和 测量不确定性上
使用SPC的基本原理
33
变差数据表达
过程控制中所收集的数据包含二种不同的、相对独立的变 差来源：
— 制造过程变差（MPV） — 测量系统变差（MSV） — 总变差（TV）= MPV + MSV
43
测量系统的分辨率
建议的可视分辨率 6Ơ
≤ 10
Ơ —— 过程的标准差 (不是公差宽度的1/10)
44
第五章
偏 倚、线 性 和 稳 定 性
45
准确度与精确度
20
优胜者方法
只有与过程变差相关联，才能使用测量系统分析对上述基 本问题的确定变得最有意义。
针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公差 的百分来表达测量误差是不够的。
21
评价测量系统的关键注意点
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。
— 零变差 — 零偏倚 — 零概率错误分类
31
类型 分辨力 Discrimination (Resolution)
偏倚 Bias
定义
测量系统检出并如实 指出被测定特性微小
变化的能力。
观ຫໍສະໝຸດ Baidu平均值与基准值 的差。
图示
稳定性 Stability
在某种持续时间内测 量同一基准或零件单 一特性结果的总变差。
11
什么是数据的质量
数据的类型
计量型数据 Variable data 计数型数据 Attribute data
12
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。
线性 Linearity
重复性 Repeatability
再现性 Reproducibity
量具的预期工作范围 内偏倚的变化。
同一评价人，多次测 量同一特性的观测值
变差。
观 有偏倚 测 的 平 均 值
不同评价人，测量同 一特性观测平均值的
变差。
32
操作者B 操作者C
操作者A 再现性
无偏倚 基准值
测 量 系 统 特 性 及 变 差 类 型 和 定 义
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。
6
ISO/TS16949:2002与MSA
实施要点说明 标识、监视与测量设备及其校准状态 确定量具准确度和精确度 当量具被发现处于非校准状态时，应对其以前的测量结果
concentration
—韦斯登标准电池 51
测量标准
使用一个可追溯的标准以提供：
— 比较的共同点 — 测量系统有效性 — 测量系统准确性评价 — 解决零件间的冲突 — 最直接的验证指导
52
应用局限性
在破坏性测试中很难使用 有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准 有些测试没有行业或国家标准 在设计和开发、合同评审和APQP期间讨论这些局限性；事
的1/10。 5、当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于
过程变差和规范宽度较小者。
37
第四章
测量系统的分辨率
38
分辨力
了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息 当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系统分析 当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用用过程控制
39
分辨力
测量一个硬币的厚度
测量系统分析 MSA(第三版) 培训教材
1
MSA课程目的
使参加培训的人员
— 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实用知识； — 建立测量系统不确定度的量化方法、可测量指标
和接受准则，从而作出专业的、客观的评价。
2
课程结构图
测量系统分析
分辨率
定义测量系统
计量较准 和追溯
34
测量系统的变差与制造过程变差
测量系统的变差必须小于制造过程变差
MSV < MPV
MSV
MPV
总变差（TV）
注：测量系统的变差必须尽可能小
规范公差
35
统计稳定性
测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说，测量系统的 变差不受特殊原因支配
1、一般说来，当没有数值（点）落在特殊原因区域内
时，测量系统便处于统计控制状态
计数型数据的质量
— 对产品特性产生错误分级的概率。
13
数据分析和使用
用测量系统所收集的数据用于：
— 控制过程 — 评估影响过程结果的变量及其相互关系
利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影 响的了解
把注意力放在测量系统上，其产生的读数可在每个零件上 获得重复，在每个测量人员间获得再现
8
第二章
测量系统简介
9
什么是测量系统
人 设备
材料
测量过程
数据
方法 环境
输入
输出
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。
10
测量系统范例
例如要测量一个柱的内径，那其测量系统应包括：
— 测量项目 — 人员 — 测量仪器 — 进行测量的环境条件
作为测量活动的结果，产生一个数值以表示内径
向传统观念挑战
长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报 告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。
22
测量系统的变差
测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差
人员
量具
材料
测量值 变差
环境
方法
23
环境如何影响测量结果
温度变化引起热胀冷缩，使同一零件的同一特性产生不同 的读数
光线不足防碍正确的读数 刺眼的光导致读数不正确 受时间影响的材料—-如铝、塑料及玻璃 湿度影响 污染—-如电磁、灰尘等
28
从哪里开始
评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确 保量测系统在符合使用它的要求状态下
把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和 测量不确定性上
使用SPC的基本原理
29
第三章
测量系统统计特征
30
理想的测量系统
每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与真值一致 有以下统计特性：
— 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
我们对测量系统作试验，以确定系统的统计特性值与可接 受的标准作比较
17
测量系统评定的两个阶段
第一阶段（使用前）
— 确定统计特性是否满足需要？ — 确认环境因素是否有影响？
第二阶段（使用过程）
— 确定是否持续地具备恰当的统计特性？
哪个测量系统对三个硬币提供更好的变差信息？
分辨力
系统检测和指示被测量特性最小变化的能力，也称为 分辨率
范例
— 用二个系统测量同一组本 — 建立如下所示的均值和极差图（ X &R图） — 观察分辨率分别为0.001″和0.01″的二个测量系
统之间的差别
40
测量系统的分辨力（分辨率不足对控制图的影响）
18
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?
19
MSA总目标
测量不确定度
一个特性的估计真值所处的范围，这类数据可表达 为一系列测量值的统计分布、标准差、概率、百分比及 实测值与真值的差，在控制图或曲线图表上的点等。
测量系统的误差或分为五类：偏倚、重复性、再现性、稳 定性和线性
必须在使用一个测量系统前知道其测量变差
27
MSA的应用
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 管理和改进测量过程
作确认 确保所有的量具的搬运、保护、清洁、维护和存放 校准记录应包括个人量具 应用MSA手册中规定的方法
7
优胜者方法
最大限度的减少量具种类 最大限度的减少量具的数量 根据产品族添置量具 只采用符合MSA要求的量具 不允许个人量具 用6Ơ过程分布计算结果，而不是规范或公差
关管理职责问题
14
标准的传递
国际标准 国家标准 地方标准
公司标准 测量结果
国际实验室 国家实验室 国家认可的 校准机构
企业的校准 实验室
生产现场
15
检测设备 制造厂
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。
16
什么是测量系统分析
测量系统分析（MSA）
偏倚、线性 和稳定性
进行GR & R
测量系统 比较和分析工具
3
第一章
MSA 与 ISO/TS16949 的 关 系
4
ISO/TS16949:2002与MSA
要求条文 要素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。此要求应适用于控制计划中提及 的测量系统。
— 可接受的值 — 常规值 — 指定值 — 最佳估算值 — 标准测量 — 测量的标准
49
基准件
具有非常精确制定的一个或更多特性的一种材料或物质， 用于仪器的校准、测量方法的评估或给材料赋值。
50
测量标准
一个材料测量，测量仪器、基准件或系统准备去定义、实 现、保存或复制一个零件、一个或更多的数值，为了将它们去 和其他测量仪器比较
24
测量仪器如何影响测量结果
测量仪器精度必须小于规范值 测量仪器的咱类，如尺、游标卡尺 测量仪器的准确度和精确度 偏倚和线性 重复性和再现性 稳定性
25
材料、人员如何影响测量结果
材料
人员
26
测量值并不总是精确的
测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作 的判定
2、如果没有如SPC手册中描述的 数据趋势或漂移时，我们也可
特殊原因区域
以认为是统计控制状态
特殊原因区域
36
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
这些标准被一些国家专业机构或国际一致认可的国际性服 务机构所承认，作为确定其他所有与数量有关的标准件的值的 依据
一些例子
—1Kg质量标准
—氦-氖激光长度标准
—标准量块
—铯原子频率标准
—100欧姆标准电阻 —Josephson Array电压标准
—solution of cortisol in human serum as a standard of
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。
5
ISO/TS16949:2002与MSA
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。 SQA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
41
分辨力不足
当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨力不足：
— 只有一、二或三个极差值可读 — 四分之一以上极差为零
选择分辨力按比例小于规范或过程变差，以获得足够的分 辨力
42
分辨力的决定原则
分辨力应当为（容限）公差或分布的十分之一 在PPAP之前，APQP和测试期间进行量具分辨力的研究
量化
— 准确度以偏倚评估 — 精确度以重复性和再现性评估
46
准确度与精确度范例
★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
47
偏倚
观测均值与基准值之差。
基准值，也称为可接受的
基准值或标准值，用作测 量值的认可基准。基准值 可以通过更高级别的测量 设备进行测量而获得测量 均值来确定。
Reference Value
Bias
Observed Average Value
48
基准值
为了比较的一个一致认可的值，有时也称为：
测量系统数据
评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确 保量测系统在符合使用它的要求状态下
把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和 测量不确定性上
使用SPC的基本原理
33
变差数据表达
过程控制中所收集的数据包含二种不同的、相对独立的变 差来源：
— 制造过程变差（MPV） — 测量系统变差（MSV） — 总变差（TV）= MPV + MSV