测量系统分析-(MSA)
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ISO/TS16949相关工具培训教程
测量系统分析 （MSA）
Measurement Systems Analysis
讲师：温林华
在TS推进或培训过程中，您的任何建议或意见，请与项目推行小组随时保持沟通（6773
段鹏），或登录力神质量论坛 http://qa-qsl/bbs 发起讨论。
随堂测试的答案会在考试完成后公布在质量论坛。
MSA--温林华 1
目录
前言 测量系统的基本概念 测量系统的基本要求 通用指南 试验程序的选择与制定 评定测量系统的程序 测量系统分析
MSA--温林华 2
一、前言
测量系统分析是企业建立符合产品生产控制 的测量系统的基础工作；
测量系统分析为企业实施SPC所要求； 测量系统分析报告是实施APQP和呈报PPAP
中的重要资料。 正确的选择与运用测量系统，能保证以较低
的成本获得高质量的测量数据。
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ISO/TS16949:7.6.1 测量系统分析
为分析各种测量和试验设备系统测量结 果存在的变差，应进行适当的统计研究。此 要求应适用于在控制计划提出的测量系统。 所用的分析方法及接收准则，应与顾客关于 测量系统分析的参考手册相一致。如果得到 顾客的批准，也可采用其它分析方法和接收 准则。
MSA--温林华 4
▪APQP:测量系统分析计划
小组应制定测量系统分析计划，至少应包 括量具的双性、线性、偏倚和备用量具的 相关性的职责；
详见MSA参考手册。
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关于手册
MSA参考手册 ➢1990年由美国汽车工业行动集团（AIAG）发 布,是评定测量系统的质量提供指南； ➢在第一版发布的基础上进行了两次修订，现在 有效的版本为第三版；
MSA参考手册的目的
➢ 提供测量系统分析的理论基础和方法； ➢ 主要关注的是对每个零件能重复读数的测量系统； ➢ 作为ISO/TS16949质量管理体系标准的附属文件； ➢ 在呈报PPAP的实际应用中，具体应用需要顾客批准。
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二、 几个基本概念
测量：赋值(或数)给具体事物以表示它们之间 关于特性的关系。 ➢赋值过程为测量过程，而赋予的值为测量值。
量具：任何用来获得测量结果的装置，经常指 用在车间的装置，包括通过/不通过装置。
测量系统：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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几个基本概念
• 测量系统的构成：
操作者
设备
赋
软件
被测事物 值
操作程序
测量环境
数据（测量结果）
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关于测量数据
测量数据用途：
➢用于对被测量事物的判断； ➢用于过程调整； ➢确定在两个或更多变量之间是否存在重要
关系。
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测量数据的质量
➢由(在稳定条件下运行的)某一测量系统多次 测量结果得到的统计特性确定。其测量数据 与其标准值比较,而确定其质量“高”/“低”。
➢测量数据的质量最常用偏倚和方差来表示。 理想是零偏倚、零方差。
➢“低”的通常原因之一是数据变差太大，这 是由于测量系统和它的环境之间的交互作用 造成的。
➢管理一个测量系统是监视和控制变差，以使 测量系统产生可接受的数据。
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真值：
➢零件的“实际”测量值。 ➢它是未知的和不可知的。 ➢但它是测量过程的目的，一般使用
“基准值”代替。
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偏倚 ：用来表示多次测量结果与基准值之差；其 中，基准值可以通过更高级别的测量设备进行多 次测量取其平均值来确定。
基准值
偏倚
偏倚示意图
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变差：用来表示在相同条件下进行多次重复测量 结果的变异程度，常用测量结果的标准差σ或过
程变差PV表示。
0.005
0.99
0.005
PV＝5.15σ
过程变差PV示意图
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有些资料上把偏倚称为准确度，把变差称 为精度，高质量的数据准确度和精度都要 高; 下面的四个图例说明偏倚和变差大小的 状态
偏倚小、变差小 偏倚大、变差小 偏倚小、变差大 偏倚大、变差大
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▪三、测量系统的基本要求
测量过程 测量过程可用下图表示：
输入
操
作
输出
需要控制 的过程
测量
测量过程 分析
测量值
决定
测量过程示意
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测量系统的统计特性
一个能产生“理想”的测量结果的测量系统的 统计特性：
➢零方差； ➢零偏倚； ➢对所测的任何产品错误分类为零概率。 这种理想统计特性的测量系统几乎不存在。
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现时中测量系统应具备的统计特性：
➢足够的分辨率和灵敏性 ➢测量系统应该是统计受控。
统计受控，即统计稳定性：在可重复条件下，测 量系统的变差只能是由普通原因而不是特殊原因 造成的。
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➢对于产品控制，测量系统的变异性小于公差； ➢对于过程控制，测量系统的变异性应该显示
有效分辨率并且小于制造过程变差。 • 有效分辨率
– 对于一个特定的应用，测量系统对过程变差 的灵敏性；
– 产生有用的测量输出信号的最小输入值； – 总是以一个测量单位报告。
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➢测量系统的统计特性可能随被测的项目变 化而改变，测量系统的最大的（最坏）变 差应小于过程变差和规范控制限两者中较 小者。
测量系统受随机和系统变差源影响。这些 变差源由普通原因和特殊原因造成，为此 应： ▪ 识别潜在的变差源；
▪ 排除(可能时)或监控这些变差源。
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识别变差源的工具，如因果图、故障树图等。 测量系统误差的主要要素：S(标准)、W(工件)、
I(仪器)、P(人/程序)、E(环境)。 实际的变差对一个特定的测量系统的影响是唯一
的。 图2 为一张潜在的变差源因果图，可作为研究测
量系统变差源思考的起点。
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工件(零件)
仪器+(量具)
假设使用
设计
物质
内部相关特性
制造变差
坚定性
放大
弹性变形
制造公差
稳定性 标准 热膨胀系数
清洁度
制造
支持特性 弹性性质
可操作定义
设计确认 充分的数据 -夹紧
维护
弹性性质
隐藏的几何尺寸 朔源性
-定位 标准 -测量点
稳定性 线性
测量系统分析 （MSA）
Measurement Systems Analysis
讲师：温林华
在TS推进或培训过程中，您的任何建议或意见，请与项目推行小组随时保持沟通（6773
段鹏），或登录力神质量论坛 http://qa-qsl/bbs 发起讨论。
随堂测试的答案会在考试完成后公布在质量论坛。
MSA--温林华 1
目录
前言 测量系统的基本概念 测量系统的基本要求 通用指南 试验程序的选择与制定 评定测量系统的程序 测量系统分析
MSA--温林华 2
一、前言
测量系统分析是企业建立符合产品生产控制 的测量系统的基础工作；
测量系统分析为企业实施SPC所要求； 测量系统分析报告是实施APQP和呈报PPAP
中的重要资料。 正确的选择与运用测量系统，能保证以较低
的成本获得高质量的测量数据。
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ISO/TS16949:7.6.1 测量系统分析
为分析各种测量和试验设备系统测量结 果存在的变差，应进行适当的统计研究。此 要求应适用于在控制计划提出的测量系统。 所用的分析方法及接收准则，应与顾客关于 测量系统分析的参考手册相一致。如果得到 顾客的批准，也可采用其它分析方法和接收 准则。
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▪APQP:测量系统分析计划
小组应制定测量系统分析计划，至少应包 括量具的双性、线性、偏倚和备用量具的 相关性的职责；
详见MSA参考手册。
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关于手册
MSA参考手册 ➢1990年由美国汽车工业行动集团（AIAG）发 布,是评定测量系统的质量提供指南； ➢在第一版发布的基础上进行了两次修订，现在 有效的版本为第三版；
MSA参考手册的目的
➢ 提供测量系统分析的理论基础和方法； ➢ 主要关注的是对每个零件能重复读数的测量系统； ➢ 作为ISO/TS16949质量管理体系标准的附属文件； ➢ 在呈报PPAP的实际应用中，具体应用需要顾客批准。
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二、 几个基本概念
测量：赋值(或数)给具体事物以表示它们之间 关于特性的关系。 ➢赋值过程为测量过程，而赋予的值为测量值。
量具：任何用来获得测量结果的装置，经常指 用在车间的装置，包括通过/不通过装置。
测量系统：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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几个基本概念
• 测量系统的构成：
操作者
设备
赋
软件
被测事物 值
操作程序
测量环境
数据（测量结果）
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关于测量数据
测量数据用途：
➢用于对被测量事物的判断； ➢用于过程调整； ➢确定在两个或更多变量之间是否存在重要
关系。
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测量数据的质量
➢由(在稳定条件下运行的)某一测量系统多次 测量结果得到的统计特性确定。其测量数据 与其标准值比较,而确定其质量“高”/“低”。
➢测量数据的质量最常用偏倚和方差来表示。 理想是零偏倚、零方差。
➢“低”的通常原因之一是数据变差太大，这 是由于测量系统和它的环境之间的交互作用 造成的。
➢管理一个测量系统是监视和控制变差，以使 测量系统产生可接受的数据。
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真值：
➢零件的“实际”测量值。 ➢它是未知的和不可知的。 ➢但它是测量过程的目的，一般使用
“基准值”代替。
MSA--温林华 11
偏倚 ：用来表示多次测量结果与基准值之差；其 中，基准值可以通过更高级别的测量设备进行多 次测量取其平均值来确定。
基准值
偏倚
偏倚示意图
MSA--温林华 12
变差：用来表示在相同条件下进行多次重复测量 结果的变异程度，常用测量结果的标准差σ或过
程变差PV表示。
0.005
0.99
0.005
PV＝5.15σ
过程变差PV示意图
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有些资料上把偏倚称为准确度，把变差称 为精度，高质量的数据准确度和精度都要 高; 下面的四个图例说明偏倚和变差大小的 状态
偏倚小、变差小 偏倚大、变差小 偏倚小、变差大 偏倚大、变差大
MSA--温林华 14
▪三、测量系统的基本要求
测量过程 测量过程可用下图表示：
输入
操
作
输出
需要控制 的过程
测量
测量过程 分析
测量值
决定
测量过程示意
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测量系统的统计特性
一个能产生“理想”的测量结果的测量系统的 统计特性：
➢零方差； ➢零偏倚； ➢对所测的任何产品错误分类为零概率。 这种理想统计特性的测量系统几乎不存在。
MSA--温林华 16
现时中测量系统应具备的统计特性：
➢足够的分辨率和灵敏性 ➢测量系统应该是统计受控。
统计受控，即统计稳定性：在可重复条件下，测 量系统的变差只能是由普通原因而不是特殊原因 造成的。
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➢对于产品控制，测量系统的变异性小于公差； ➢对于过程控制，测量系统的变异性应该显示
有效分辨率并且小于制造过程变差。 • 有效分辨率
– 对于一个特定的应用，测量系统对过程变差 的灵敏性；
– 产生有用的测量输出信号的最小输入值； – 总是以一个测量单位报告。
MSA--温林华 18
➢测量系统的统计特性可能随被测的项目变 化而改变，测量系统的最大的（最坏）变 差应小于过程变差和规范控制限两者中较 小者。
测量系统受随机和系统变差源影响。这些 变差源由普通原因和特殊原因造成，为此 应： ▪ 识别潜在的变差源；
▪ 排除(可能时)或监控这些变差源。
MSA--温林华 19
识别变差源的工具，如因果图、故障树图等。 测量系统误差的主要要素：S(标准)、W(工件)、
I(仪器)、P(人/程序)、E(环境)。 实际的变差对一个特定的测量系统的影响是唯一
的。 图2 为一张潜在的变差源因果图，可作为研究测
量系统变差源思考的起点。
MSA--温林华 20
工件(零件)
仪器+(量具)
假设使用
设计
物质
内部相关特性
制造变差
坚定性
放大
弹性变形
制造公差
稳定性 标准 热膨胀系数
清洁度
制造
支持特性 弹性性质
可操作定义
设计确认 充分的数据 -夹紧
维护
弹性性质
隐藏的几何尺寸 朔源性
-定位 标准 -测量点
稳定性 线性