计数型测量系统分析

是一种测量数值为一有限的分类数据的测量系统，和获得一连串数值结果的计量型测量系统不同。通/止规是最常用的量具，它只有两种结果；测量的零件是被接受或是拒收。

范例

对于通/止规的测量系统，小组从过程中随机选取了50个零件(或限度樣品)，进行测量系统的分析；以3评价者，每位评价者对每个零件测量3次。得出的结果如下；

“1”表示可接受的决定；“0”表示不可接受的决定。假设试验分析

小组展开了交叉表格来比较每个评价者和其它人结果。

A*B交叉表

○123

B*C交叉表

总计

0 1

B 0 数量43 5 48

期望数量15.67 31.33 48.0

1 数量7 95 102

期望数量34.33 68.67 102.0

数量50 100 150 总计

期望数量50.0 100.0 150.0

A*C交叉表

总计

0 1

A 0 数量42 7 49

期望数量15.35 33.65 49.0

1 数量 5 96 101

期望数量31.65 69.35 101.0

数量47 103 150 总计

期望数量47.0 103.0 150.0

这些表格的目的在于确定评价者间的一致性程度。小组使用Kappa来衡量两个评价者对同一物体

评价时，其评定结果的一致性。Kappa为1时，表示有完全的一致性(0,0和1,1 占了全部的数量)，为0时，表示一致性不比可能性(0,0 / 0,1 / 1,0 / 1,1的数量一样多)来得好。

Kappa测试在诊断区(获得相同评定的零件)中的数量和那些基于可能性期望的数量是否有差别。

P0 = 在对角栏框中，观测的总和。

Pe = 在对角栏框中，期望的总和。

则P0 ─ Pe

Kappa = ────────

N ─Pe

通常的比例法则是Kappa值大于0.75表示有很好的一致性；小于0.4则表示一致性不好。

透过以上对评价计算了Kappa程度，小组得到以下的结论

Kappa A B C

A —.86 .78

B .86* —.79

C .78 .79 —

* [(45+97)—(16+68)]/[150—(16+68)]

说明所有评价者和其它评价者间有很好的一致性。

使用新的信息建立了另一组交叉表，衡量每个评价者和参考决定的比较。

A*参考决定交叉表

参考决定

总计

0 1

A 0 数量45 5 50

期望数量16.0 34.0 50.0 1 数量 3 97 100

期望数量32.0 68.0 100.0

数量48 102 150 总计

期望数量48.0 102.0 150.0 B*参考决定交叉表

参考决定

总计

0 1

B 0 数量45 2 47

期望数量14.73 32.27 47.0

1 数量

2 101 103

期望数量32.27 70.73 103.0

数量47 103 150 总计

期望数量47.0 103.0 150.0

C*参考决定交叉表

参考决定

总计

0 1

C 0 数量42 9 51

期望数量16.3 34.7 51.0 1 数量 6 93 99

期望数量31.7 67.3 99.0

数量48 102 150 总计

期望数量48.0 102.0 150.0 小组也算出了Kappa值以确定每个评价者和参考决定间的一致性。

A B C Kappa .88 .92 .77

以上数据说明所有评价者和参考决定间有很好的一致性。

然后这个过程小组计算这个测量系统的有效性。

作出正确决定数

有效性 =————————————

总决定数

评价者% 评价者%和归因的比较

变异来源 A B C A B C 总检查数50 50 50 50 50 50 相配数42 45 40 42 45 40 虚发警告 5 2 4 漏发警告 3 3 6 不相配8 5 10 93% 97% 90% 93 97% 90% 95%UCL

90% 80% 84% 90% 80% 计算结果84%(42/50)

71% 78% 66% 71% 78% 66% 95%LCL

系统有效结果% 系统有效结果%和参考决定的比较

总检查数 50

一致的数量 39

95%UCL

89%

78%

计算结果 78%

64%

95%LCL

64%

每位评价者结果的计算值均落在其它人的置信度区间内，小组接受零假设，这个结论进一步证实

了Kappa得到的结论。

为进一步分析，小组中订出下表，为每个评价者的结果提供指南：

决定测量系统有效性漏发警告% 虚发警告%

可接受的评价者≧90% ≦2%≦5%

可接受边缘的评价者→

≧80%≦5%≦10%

可能需改进

不可接受的评价者→

<80% >5% >10%

需改进

对之前所得到的资料进行汇总，小组得到以下的结论：

有效性漏发警告% 虚发警告%

6.3%(3/48)* 4.9%(5/102)

A 84%

6.3%(2/47) 2.0%(2/103)

B 90%

8.8%(9/102)

C 80%

12.5%(6/48)

思考：是否要更改过程的标准？这样的风险顾客接受吗？评价者是否需要更好的培训？测量的环

境是否需要改善？

*第4頁參考決定交叉表。

计量型测量系统评价

计量型测量系统评价 [概要]介绍了测量系统的基本概念及评价测量系统的常用指标，利用Minitab软件作为数据分析工具详细说明了分析测量系统误差的基本工具——量具重复性和再现性（R&R）的原理和应用步骤。 [字数]9200。 [正文]如同产品具有质量，测量数据也是有质量的。为了获得高质量的数据需要对生产数据的测量系统进行分析和评价。所谓测量系统是指用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合，用来测量结果的整个过程。在汽车行业的质量管理体系ISO/TS 16949（以前的QS 9000等）中，包含测量系统分析（MSA）的强制性要求，企业除应对相关量具（或测量仪器）执行至少每年一次的定期校准以外，还必须对其实施必要的测量系统分析（MSA）。随着量化管理的逐步推进，其他行业也在积极推行MSA。…… 计量型测量系统评价如同产品具有质量，测量数据也是有质量的。为了获得高质量的数据需要对生产数据的测量系统进行分析和评价。所谓测量系统是指用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合，用来测量结果的整个过程。在汽车行业的质量管理体系ISO/TS 16949（以前的QS 9000等）中，包含测量系统分析（MSA）的强制性要求，企业除应对相关量具（或测量仪器）执行至少每年一次的定期校准以外，还必须对其实施必要的测量系统分析（MSA）。随着量化管理的逐步推进，其他行业也在积极推行MSA。 1基本概念测量系统的好坏通常用两个指标来衡量：准确度和精确度。准确度描述测量值与零件真值之间的差异。精确度描述以相同设备重复测量同一零件时所产生的变异。根据准确度和精确度两个评价指标，可以将测量系统分为4类，如图1所示。第一类测量系统可能测量零件时很精确（测量值的变异很小），但不够准确；第二类测量系统可能很准确（测量值的平均值非常接近真值），但不够精确，即测量值的变异很大；第三类测量系统既不准确也不精确，是最糟糕的测量系统；第四类测量系统的测量结果既准确又精确，是我们能够接受的测量系统。精确但不准确准确但不精确既不准确也不精确既准确又精确图1 准确度与精确度示意图衡量测量系统准确度大小的常用指标有：偏倚、线性和稳定性，如图2所示。偏倚是指多次测量结果的平均值与真值的差。真值可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，也称为基准值。线性用于度量工作量程范围内不同被测物准确度的差异。在预期工作量程内，测量数据与相应基准值之间的差值（偏倚）应是基准值的线性函数。一般测量系统在设计时都应做到具有线性，若在使用中发现非线性，应及时查找原因，进行纠正或校准。稳定性是对测量系统在一段时间内准确度的度量，用于衡量规定工作条件保持恒定时，测量系统的性能在规定时间内保持不变的能力。这是一项基本要求，由于测量系统可

MSA测量系统分析步骤和应用

1.什么是MSA 1.1 测量系统：指被测试特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合，是用来获得测量结果的整个过程。 1.2 量具：指任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格或不合格的装置。 1.3 测量系统的分辨率：测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力（也称为分辨力）。特别提醒：单独一个测量仪器不是测量系统，如一把卡尺、一台电子称等。 2.测量系统的作用 2.1 评估测量系统误差的大小，是否能被客户接受。 2.2 评估测量系统的稳定性，随着时间的推移，变异是否受控。 2.3 评估测量系统的偏倚值是否能被客户接受。 2.4 评估几种不同测量系统的优劣。通过MSA评估，找到测量系统改善的着力点，确定是进行人员培训，还是调整测量方法或调整仪器。第一份X-R图显示过程正常，分辨力0.001，第二份X-R图显示过程不正常，分辨力0.01。虽然这是针对同一制程，但是为什么会有这么大的差异呢？从以上数据来看，第二份控制图的测量系统分辨力太低，导致虚发报警。因此可以推断出，做SPC的前提是MSA必须合格，虚发报警导致成本过高。

3.MSA评估的仪器和责任人员 3.1 测量系统一般由仪校人员或品质部的负责人来主导，由参与检测或试验人员来测量，以提供测量数值。不可以由品质部领导或仪校人员来测量和提供数值，需要特别注意的是：测量人员不可知道自己上次测量结果和别人测量结果，要保证盲测。MSA要识别的误差是测量人员、设备、环境、方法、标准值导致的误差，品质部领导和仪校人员一般不亲自测量产品，所以分析他们的测量数据基本没有价值。 3.2 MSA分析的范围来自控制计划所有的测量系统，包括计量性、计数性。 3.3 破坏性的测量系统现在一般不做分析，除非客户有特殊要求，如盐雾试验测量系统。特别提醒：MSA分析的包括控制计划中所有测量系统，而不仅仅是测量特殊特性的测量系统。 4.MSA专业术语解释 4.1 准确度（Accuracy）准确度或称偏移（BIAS），是指测量值与相对真值之间的差异。真值是使用更精密的仪器找到的相对真值。准确度值也称为偏倚值，一般说来要求其越小越好。在MSA中，一般分析偏倚值和稳定性值4.2 精密度（Precision）

测量系统分析(MSA)2

一．稳定性： 1．定义：稳定性——测量系统在某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值总变差。 2．使用均值和极差控制图，该控制图可提供方法以分离影响所有测量结果的原因产生的变差（普通变差）和特殊条件产生的变差（特殊原因变差）。凡信号出现在控制值外点均表现“失控”或“不稳定”。 3．研究：绘出标准（样件）重复读数X或R，图中失控信号即为需核准测量系统的标志。 4．操作要领：必须仔细策划控制图技术（如取样时间、环境等），以防样本容量、频率等导致失误信号。 5．稳定性改进 ①从过程中排除特殊原因——由超出的点反应。 ②减少控制限宽度——排除普通原因造成的变差。图2测量系统特性图

二．偏倚 1．定义：偏倚——测量结果的观察平均值与基准的差值。 2．操作方式： ①对一件样件进行精密测量。 ②由同一评价人用被评价单个量具测量同一零件至少十次。 ③计算读数平均值。 ④偏倚=基准值-平均值 3．产生较大偏倚的原因 ①基准误差 ②磨损的零件 ③制造的仪器尺寸不对 ④测量错误的特性 ⑤仪表未正确校准 ⑥评价人使用仪器不正确。三．重复性 1．定义：重复性——由一个评价人采用一种测量器具，多次测量同一零件的同一特性时获得的差值。 2．测量过程的重复性意味着测量系统自身的变异是一致的。重复性可用极差图显示测量过程的一致性。 3．重复性或量具变差的估计： σe=5.15×R/d2 d2——常数（查表得）与零件数量、试验次数有关。

5.15——代表正态分布的90%的测量结果。四．再现性 1．定义：再现性——由不同评价人采用相同测量器具测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。 2．测量过程的再现性表明评价人的差异性是一致的。若评价人变异存在，则每位评价人所有平均值将会不同，可采用均值图来显示。 3．估计评价人标准偏差 σo=5.15×R o/d2 d2——常数（查表得）与零件数量、试验次数有关。 5.15——代表正态分布的90%的测量结果。 R o=R MAX-R MIN 由于量具变差影响该估计值，必须通过减去重复性来纠正校正过的再现值=√〔5.15×R o/d2〕-〔（5.15σe）2/nr〕n—零件数量 r—试验次数五．线性 1．定义：线性——在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。 2．非线性的原因： ①测量系统上限和下限没有正确校准。 ②最大和最小值校准量具的误差 ③磨损的仪器 ④仪器固有的设计特性

测量系统分析方法

测量系统分析(MSA)方法测量系统分析(MSA)方法**** 1.目的对测量系统变差进行分析评估，以确定测量系统是否满足规定的要求，确保测量数据的质量。 2.范围适用于本公司用以证实产品符合规定要求的所有测量系统分析管理。 3.职责质管部负责测量系统分析的归口管理; 公司计量室负责每年对公司在用测量系统进行一次全面的分析; 各分公司(分厂)质检科负责新产品开发时测量系统分析的具体实施。 4.术语解释测量系统(Measurement system)：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备以及操作人员的集合，用来获得测量结果的整个过程。偏倚(Bias):指测量结果的观测平均值与基准值的差值。稳定性(Stability):指测量系统在某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平均值总变差,即偏倚随时间的增量。重复性：重复性（Repeatability）是指由同一位检验员,采用同一量具,多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量值的变差。再现性: 再现性(Reproductivity) 是指由不同检验员用同一量具，多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量平均值的变差。分辨率（Resolution）:测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。可视分辨率（Apparent Resolution）:测量仪器的最小增量的大小,如卡尺的可视分辨率为。有效分辨率（Effective Resolution）:考虑整个测量系统变差时的数据等级大小。用测量系统变差的置信区间长度将制造过程变差（6δ）（或公差）划分的等级数量来表示。关于有效分辨率，在99%置信水平时其标准估计值为GR&R。分辨力(Discrimination):对于单个读数系统,它是可视和有效分辨率中较差的。盲测:指在实际测量环境中,检验员事先不知正在对该测量系统进行分析，也不知道所测为那一只产品的条件下,获得的测量结果。计量型与计数型测量系统:测量系统测量结果可用具体的连续的数值来表述,这样的测量系

浅谈测量系统分析

浅谈测量系统分析【摘要】本文介绍测量、测量系统分析的定义，及进行测量系统分析的重要性。之后阐述了测量系统分析的项目及能力判定标准，最后通过举例说明如何进行测量系统分析，并对该测量系统进行判定。【关键词】测量；测量系统；测量系统分析测量是指“以确定的实体或系统的量值大小为目标的整套作业”。这“一整套作业”就是给具体的事物（实体或系统）赋值的过程，这个过程的输入有操作者、量具、实测体、操作方法、测量环境，这个过程的输出是测量结果。这个由环境、操作者、仪器或量具、测量方法和测量对象构成的过程的整体就是测量系统。所谓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。为什么要进行测量系统分析？这是因为数据是测量的结果，而项目工作的每一个阶段都离不开数据，都需要对数据进行分析和基于数据做出决策，因而数据本身的质量在很大程度上决定了项目的成败。所以在开始测量并收集数据之前，必须对测量系统做出分析、评价，对存在的问题进行分析和纠正，以保证数据的质量。一、测量系统分析的项目常见的项目有分辨力、重复性和再现性。 1、测量系统的分辨力是指测量系统识别并反映被测量最微小变化的能力。这种能力可以通过仪器仪表的最小刻度来反映，具有足够的分辨力是合格测量系统的首要条件之一。通常认为或区别组数小于5时，测量系统不具备起码的分辨力，一般应考虑更换量具或选用更好

的测量技术。 2、测量系统的重复性是指在尽可能相同的测量条件下，对同一测量对象进行多次重复测量所产生的波动。其反映量具本身的波动，其误差只是由测量仪器本身的固有波动引起。合格的测量系统其重复测量的波动要小。因此，重复性又称为设备波动。 3、测量系统的再现性也称为复现性或重现性，是指在各种可能变化的测量条件下，对同一测量部件的同一特性进行多次测量，所得结果的一致性。一般而言，好的测量系统应具有良好的再现性，特别是由不同的操作人员使用同样的检测仪器对同一测量对象测量时的波动要小。二、测量系统能力判别准则在评价测量系统的性能时，通常采用的标准如表1所示。三、实例某车间生产卷烟，用毫米钢尺（测量范围0mm—200mm）测量到货的小盒商标纸数量。已知500张商标纸的公差要求为163.0 mm±0.5mm。对此测量系统进行分析、评价，步骤如下： 1、随机抽取10手材料，按1-10进行编号，编号不能让操作人员看到； 2、根据当天机台在岗人员，随机抽取覃XX、黄XX进行检测； 3、这二个操作人员随机对所取的10手材料用同一把钢尺测量一遍，并记录数据； 4、将所取的10手材料换一种顺序再上述二个操作人员依次测量，并记录数据； 5、将所有的数据按固定顺序整理于表2中。 6、用MINITAB对该测量系统进行分析，得：上面的计算结果显示该测量系统的100.00%>30%，根据测量系统能力判别准则，该测量系统的波动是不可接受的。又因为分组为1综上所述，可知在测量数据前展开测量系统分

测量系统分析指导书

测量系统分析指导书 1目的本规定具体明确进行“测量系统分析”的方法，以确定测量系统是否具有恰当的统计特性，并根据对研究结果的分析来评估所使用的量具或设备的测量能力是否能达到预期的要求。 2 适用范围：本规定适用于由控制计划规定的量具或测试设备并指出其相对应的关键特性。 3 术语或缩语 3.1重复性Repeatability：是用一个评价人，使用相同测量仪器，对同一零件上的同一特性进行多次测量所得到的测量变差。 3.2再现性Reproducibility：是用不同的评价人，使用相同的测量仪器，对同一零件上的同一特性进行测量所得的平均值的变差。 3.3重复性和再现性（GRR）：测量系统重复性和再现性联合估计值。 3.4Cg：检具能力指数。 4 程序 4.1流程图 4.2 职责 4.2.1 质量保证部负责对本工作规定的建立，保持和归口管理。 4.2.2 使用部门按控制计划要求，编制测量系统分析计划，上报质量保证部批准，使用部门准备样件，实施，提供报告。质量保证部负责结果评价。 4.2.3 人力资源部负责人员培训。 4.2.4 量具使用部门归档保存相应记录。

5 测量系统分析: 5.1 根据客户的要求来确定MSA，现场使用的计量器具，用于大众产品用Cg值来评估，用于通用的产品的用GRR来评估，其余的产品根据客户要求来定，客户无要求的采用GRR分析。 5.2 计量仪器的MSA，采用GRR来分析。测量仪器按对应的测量产品来做评估，但对同一大类的产品，同一种工艺允许只选取一种零件作为代表性的来做GRR分析。 5.2.1 CMM的MSA，可从控制计划中选取具有代表性的零件进行，项目包括位置尺寸、几何尺寸进行GRR分析。 5.2.2 齿轮测量中心的MSA，可根据齿轮加工特性，选取对最终的齿轮精度有影响加工工艺（如插齿、剃齿、珩齿、磨齿、成品）进行GRR分析。项目选取：周节累积误差、相邻齿距误差、平均齿向角度误差、平均齿形角度误差。 5.2.3 圆柱度仪的MSA，在控制计划中涉及到使用圆柱度仪的根据加工特性可分为车加工、磨加工和零件特性分为轴类和盘类，对其分别进行圆度、圆柱度和母线平行度的GRR分析。 5.2.4 轮廓仪的MSA，根据加工特性，可在控制计划中选取具有代表性的如倒角、R圆角、距离等进行GRR分析。 5.2.5 粗糙度仪的MSA，按控制计划中规定的项目（Ra、Rz、Rt），每一类评定标准选一种公差小的，分别进行GRR分析。 5.2.6 卡板的MSA，进行GRR分析。 5.3对在控制计划中出现的万能量具，由使用部门按控制计划组织MSA，对同一类万能量具用于同一大类的产品、同一工艺、同一精度允许只选取一种作为代表性的来做GRR分析分析方法，根据客户要求分为GRR和Cg。 5.4 对带表检具全部实施MSA，但对一台多参数专用检具，允许只对最小公差的检测项进行MSA。分析方法根据客户要求分为GRR和Cg。周期为检具六个月。 5.5对卡板、塞规等专用量具，首次使用前由使用部门按控制计划组织MSA，分析方法为计数型。对同一大类的产品、同一工艺、同一精度允许只选取一种作为代表性的来做GRR分析评估。 5.6专用量检具首次使用前应进行MSA。对用于SPC过程控制点的专用量检具需定期做MSA，原则上参照检定周期。 6. MSA的实施方法： 6.1 计量仪器、带表检具及万能量具的GRR实施方法和结果评估。 6.1.1带表检具及万能量具由使用部门组织并确定三位测量者,并从过程中抽取有代表性的10个零件(选定的零件应考虑到零件加工过程中可能波及的范围),同时做好标记。每个测量者代号（A,B,C）测量10个零件三次,并分别记录在JJ/SQC-69“测量系统分析数据采集卡”输入电脑,电脑需计算的数据有: 测量者A,B,C各自的对各零件的第一至第三次的测量值及其对应的极差(最大值--最小值)R; 计算测量者A,B,C各自的第一次,第二次和第三次的测量值总和与平均值X a、X b、X c，以及极差的总和与平均值R a、R b和R c。计算各零件测量值的平均值Xp。计算极差的值R和X a、X b、X c的极差X DIFF，以及零件平均值Xp的均值X和极差Rp。计算重复性，即由量具变化而造成波动的变差EV，系数K1按每测量者重复测量次数而定。系数K1见附表《量具重复性和再现性报告》。计算再现性，由于测量者变化而造成波动的变差A V，系数K2按测量人数而定。式中，n为零件数量，r为测量次数。系数K2见附表《量具重复性和再现性报告》。计算重复性与再现性，GRR。计算零件变差PV，式中系数K3按零件数量而定。系数K2见附表《量具重复性和再现性报告》。计算总变差TV。计算测量误差占变差的百分数%EV、%A V和%GRR，以及零件变差%PV。

MSA计数型测量系统分析指导书

莱州市XX机械有限公司作业文件文件编号：JT/C－7.6J－004版号：A/0 （MSA）计数型测量系统研究分析作业指导书批准：审核：编制：受控状态：分发号： 2015年11月15日发布2015年11月15日实施

计数型测量系统研究分析作业指导书 JT/C －7.6J －004 1 目的为了配备并使用与要求的测量能力相一致的测量仪器，通过适当的统计技术，对计数型测量系统进行分析研究，使测量结果的不确定度已知，为准确评定产品提高质量保证。 2适用范围适用于公司使用的计数型测量仪器的测量系统的分析研究。 3职责 3.1检验科负责确定过程所需要的计数型测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统进行研究分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。 3.2工会负责根据需要组织和安排计数型测量系统分析所需应用技术的培训。 3.3生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。 4计数型测量系统简介计数型测量系统是一种测量数值为一有限的分类数量的测量系统，它与能获得一连串数值结果的计量型测量系统截然不同。通/止规（go/no go gage ）是最常用的量具，它只有两种可能的结果；其它的计数型测量系统，如目视标准，可能产生五到七个分类，如非常好、好、一般、差、非常差。所以，针对计量性测量系统所描述的分析方法不能用于评价这样的系统。当使用任何测量系统进行决策时，都存在一定程度的风险。这些方法不能量化测量系统变异性，只有当顾客同意的情况下才能使用。选择和应用于这些技术应以基于一个良好的统计实践，了解影响产品和测量过程变差源，以及错误决定最终顾客的影响。计数型测量系统的变差来源，应该通过利用了人为因素和人机工程学的研究结果使之最小化。 5研究分析方法 5.1某生产过程处于统计受控状态，其性能指数为Pp=PpK=0.5，这是不可接受的。由于过程正在生产不合格的产品，于是被要求采取遏制措施，以便从生产过程中挑出不可接受的产品。见图1：

msa测量系统分析定义与内容

测量系统分析在日常生产中，我们经常根据获得的过程加工部件的测量数据去分析过程的状态、过程的能力和监控过程的变化；那么，怎么确保分析的结果是正确的呢？我们必须从两方面来保证，一是确保测量数据的准确性/质量，使用测量系统分析（MSA）方法对获得测量数据的测量系统进行评估；二是确保使用了合适的数据分析方法，如使用SPC工具、试验设计、方差分析、回归分析等。测量系统的误差由稳定条件下运行的测量系统多次测量数据的统计特性：偏倚和方差来表征。偏倚指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系统的偏倚（Bias）、线性（Linearity）和稳定性（Stability）；而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的R&R，包括测量系统的重复性（Repeatability）和再现性（Reproducibility）。一般来说，测量系统的分辨率应为获得测量参数的过程变差的十分之一。测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定。测量系统的稳定性可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控。测量系统的重复性和再现性由GageR&R研究来确定。分析用的数据必须来自具有合适分辨率和测量系统误差的测量系统，否则，不管我们采用什么样的分析方法，最终都可能导致错误的分析结果。在ISO10012-2和QS9000中，都对测量系统的质量保证作出了相应的要求，要求企业有相关的程序来对测量系统的有效性进行验证。测量系统特性类别有F、S级别，另外其评价方法有小样法、双性、线性等. 分析工具在进行MSA分析时，推荐使用Minitab软件来分析变异源并计算Gage R&R和P/T。并且根据测量部件的特性，可以对交叉型和嵌套型部件分别做测量系统分析。另外，Minitab软件在分析量具的线性和偏倚研究以及量具的分辨率上也提供很完善的功能，用户可以从图形准确且直观的看出量具的信息。 MSA的基本内容数据是通过测量获得的,对测量定义是：测量是赋值给具体事物以表示他们之间关于特殊特性的关系。这个定义由C．Eisenhart首次给出。赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。从测量的定义可以看出，除了具体事物外，参于测量过程还应有量具、使用量具的合格操作者和规定的操作程序，以及一些必要的设备和软件，再把它们组合起来完成赋值的功能，获得测量数据。这样的测量过程可以

测量系统分析最基本的知识

第一章通用测量系统指南 MSA目的：选择各种方法来评定测量系统的质量．．．．．．．．．。活动：测量、分析、校正适用范围：用于对每一零件能重复读数的测量系统。测量和测量过程： 1)赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系； 2)赋值过程定义为测量过程； 3)赋予的值定义为测量值； 4)测量过程看成一个制造过程，它产生数字（数据）作为输出。量具：任何用来获得测量结果的装置；经常用来特指在车间的装置；包括用来测量合格／不合格的装置。

测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件、以及操作人员的集合；用来获得测量结果的整个过程。测量变差： ●多次测量结果变异程度； ●常用σm表示； ●也可用测量过程过程变差R&R表示。注： a.测量过程（数据）服从正态分布； b.R&R=5.15σm 表征测量数据的质量最通用的统计特性是偏倚和方差。所谓偏倚特性，是指数据相对标准值的位置，而所谓方差的特性，是指数据的分布。

测量系统质量特性： ●测量成本； ●测量的容易程度； ●最重要的是测量系统的统计特性。常用统计特性： ●重复性（针对同一人，反映量具本身情况） ●再现性（针对不同人，反映测量方法情况） ●稳定性 ●偏倚 ●线性（针对不同尺寸的研究）注：对不同的测量系统可能需要有不同的统计特性（相对于顾客的要求）。测量系统对其统计特性的基本要求： ●测量系统必须处于统计控制中； ●测量系统的变异必须比制造过程的变异小； ●变异应小于公差带； ●测量精度应高于过程变异和公差带两者中精度较高者（十分之一）； ●测量系统统计特性随被测项目的改变而变化时，其最大的变差应小于过程变差和公差带中的较小者。

MSA计数型测量系统分析作业指导书

MSA 计数型测量系统研究分析作业指导书（ISO13485-2016/ISO9001-2015） 1.0目的为了配备并使用与要求的测量能力相一致的测量仪器，通过适当的统计技术，对计数型测量系统进行分析研究，使测量结果的不确定度已知，为准确评定产品提高质量保证。 2.0适用范围适用于公司使用的计数型测量仪器的测量系统的分析研究。 3.0职责 3.1检验科负责确定过程所需要的计数型测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统进行研究分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。 3.2工会负责根据需要组织和安排计数型测量系统分析所需应用技术的培训。 3.3生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。 4.0计数型测量系统简介计数型测量系统是一种测量数值为一有限的分类数量的测量系统，它与能获得一连串数值结果的计量型测量系统截然不同。通/止规（go/no go gage ）是最常用的量具，它只有两种可能的结果；其它的计数型测量系统，目标如目视标准，可能产生五到七个分类，如非常好、好、一般、差、非常差。所以，针对计量性测量系统所描述的分析方法不能用于评价这样的系统。当使用任何测量系统进行决策时，都存在一定程度的风险。这Ⅱ Ⅱ LSL USL Ⅰ Ⅰ Ⅲ

些方法不能量化测量系统变异性，只有当顾客同意的情况下才能使用。选择和应用于这些技术应以基于一个良好的统计实践，了解影响产品和测量过程变差源，以及错误决定最终顾客的影响。计数型测量系统的变差来源，应该通过利用了人为因素和人机工程学的研究结果使之最小化。 5.0研究分析方法 5.1某生产过程处于统计受控状态，其性能指数为Pp=PpK=0.5，这是不可接受的。由于过程正在生产不合格的产品，于是被要求采取遏制措施，以便从生产过程中挑出不可接受的产品。见图 1：与测量系统有关的“灰色”区域 LSL USL 0.40 0.50 0.60 图1过程范例 5.2具体的遏制行动是，过程小组采用了一个计数型量具，来对每一个零件与一个指定的限定值进行比较。如果零件满足限定值就可接受该零件，不满足的零件则拒收（如通/止量具）。许多这样的计数型量具基于一套基准零件来设定接收与拒收。不象计量型量具，计数型量具不能显示一个零件有多好或多么坏，

MSA测量系统分析与结果解释

量具R&R 研究（交叉）：摘要：每次测量过程结果时都会发现某些变异。产生这样的变异的变异源有两个：一是任何按照过程制造的部件都会存在差别，二是任何测量方法都不是完美无缺的?因此，重复测量同一部件不一定会产生同样的测量结果。使用量具R&R 可以确定测量产生的变异性中哪一部分是由测量系统本身引起的。测量系统变异性包括由量具本身和操作员之间的变异性引起的变异。此方法适用于非破坏性试验。当满足下列假定条件时它也可用于进行破坏性实验：（1）同一批内的所有部件都极为相似，以至于可以认为是同一种部件；（2）所有操作员都测量同一批部件。可使用方差分析法、均值和R 法进行交叉量具R&R 研究。其中使用均值和R 法时计算更为简单，而方差分析法则更为准确。在进行量具R&R 研究时，测量应按随机顺序进行，所选部件在可能的响应范围内提供了代表性样本，这一点非常重要。 1.1.1 数据说明选择了十个表示过程变异预期极差的部件。由三名操作员按照随机顺序测量每个部件的厚度，每个部件测量两次。 1.1.2 方差分析法与均值-R 法的比较由于利用控制图进行计算比较简单，因而首先产生了均值-R 法。但是，在某些方面方差分析法更为准确：（1）利用方差分析法可以研究操作员和部件之间会产生哪些交互作用，而均值-R 法却不同。（2）利用方差分析法所用的方差分量对变异性进行的估计比使用均值-R 法的极差进行估计更准确。 1.1.3 量具R&R 的破坏性实验量具R&R 研究的主要目的之一是要查看同一个操作员或多个操作员对同一个部件的重复测量结果是否相似。如果要进行破坏性实验，则无法进行重复测量。要对破坏性测试应用Minitab 的量具R&R 研究，则需要假定某些部件“完全相同”，可视为同一个部件。如果假定是合理的，则可将同一批产品中的部件当作同一个部件。如果上述情形满足该条件，则可以根据部件具体的测试方法选择使用交叉量具R&R 研究或嵌套量具R&R 研究。如果每个操作员都要对每批部件进行检验，则使用交叉量具R&R 研究比较适合。如果仅由一名操作员检验每批部件，则可使用嵌套量具R&R 研究。 2. 方差分析法包含交互作用的双因子方差分析通过双因子方差分析（方差分析）可以知道两个不同水平的因子是否可产生不同的响应变量平均值。双因子方差分析表中列出了以下产生变异性的变异源：（1）部件，它表示由于测量不同的部件而产生的变异性。（2）操作员，它表示由于进行测量的操作员不同而产生的变异性。（3）操作员*部件，它表示测量过程中由于操作员和部件的不同组合而产生的变异性。如果操作员*部件项的p 值大于0.25，方差分析将在无交互作用项的情况下重新运行。（4）误差或重复性，它表示在测量过程中不是由部件、操作员或者操作员与部件交互作用产生的变异性。

测量系统分析方案研究

测量系统分析测量系统是指由测量仪器(设备)、测量软件、测量操作人员和被测量物所组成的一个整体。 MSA(Measurement System Analysis)是指检测测量系统以便更好地了解影响测量地变异来源及其分布地一种方法。通过测量系统分析可把握当前所用测量系统有无问题和主要问题出在哪里，以便及时纠正偏差，使测量精度满足要求。] GageR＆R=5.15σm=√(EV2+AV2) σm=测量系统地标准偏差(Measurement system standard deviation) EV=设备(仪器)的变异(Equipment variation),即重复性(Repeatability).重复性是指同一测量仪器，同一检验者，对同一零部件进行数次测量，再对测量结果进行评价。 AV=评价变差(Appraisal Variation),即再现性(Reproducibility).再现性是指同一测量仪器，不同的检验者，对同一零部件进行多次测量，再对测量结果进行评价。

一、GageR＆R评价方法 1.首先界定此测量系统用于何处，如产品检验或工序控制 2.选处10个可代表覆盖整个工序变化围的样品 3.从测试人员中选择2-3人对每个样品进行2-3次随机测量 4.记录测量结果并用重复性和再现性表进行计算 5.用判别标准进行判断，确定此系统是否合格 6.对不合格之测量系统进行适当处理二、测量系统分析标准 1.测量系统的精度(分辩率)需比被测量体要求精度高一个数量级，即如要求测量精度是0.001，测量仪器的精度要求须是0.0001. 2.如果GageR＆R小于所测零件公差的10%，则此系统物问题。 3.如果GageR＆R大于所测零件公差的10%而小于20%，那么此测量系统是可以接受的。 4.如果GageR＆R大于所测零件公差的20%而小于30%，则接受的依据是数据测量系统的重要程度和商业成本。 5.如果GageR＆R大于所测零件公差的30%，那么此测量

计数型测量系统研究(对比法)

计数型测量系统研究（对比法）1．计数性测量系统测量值是一种有限的分级数，最常见的是通过/不通过量具，只有两个结果。其他计数型测量系统，结果可以形成5～7个不同的分级数。2．检验分析、交叉表方法：LSL USL 案例：生产过程处于受控并且性能子数 PP=PPK=0.5是不可接受的。需要一个遏制措施把不合格品从生产过程中祧出。选择一个计数型量具100%检验。把每一个零件同一个特定限定值进行比较。该量具只判断零件合格/不合格。（两个分级） 1）随机从过程中抽取50个零件，使用3个评价人，每人对每个零件评价3次。2）用（1）指定为可接受判断，用（0）指定为不可接受判断。

4）交叉比较每个评价人之间的差别：

5）计算Kapaa系数为了评价人一致的水平，用科恩的Kapaa系数来测量两个人之间一致性程度。Kapaa是一个评价人之间一致性的测量值。检验是否沿对角线格子中的计数（接受比率一样的零件）与那些仅是偶然的期望不同。设：Po=对角线单元中观测值的总和 Pe=对角线单元中期望值的总和则：Kapaa=（Po－Pe）/（1－Pe） (1) Kapaa不考虑评价人的意见不一致的程度，只考虑他们一致与否。 6）评价准则 ①Kapaa＞0.75表示一致性好。 ②Kapaa＜0.40表示一致性差。 7）结论：分析指出所有评价人之间表现出的一致性较好。

9）计算Kapaa系数计算Kapaa系数，确定每个人与基准值的一致性，然后计算测量系统的有效性。

问题： 1．什么是“95%上限”？其中93%、97%、90%是怎么算出的？2．什么是“95%下限”？其中71%、78%、66%是怎么算出来的？3．系统有效得分中：64%； 89%从何得来？对每个评价人间多重假设检验可用等于零的假设进行： Ho：两个评价人都相同的有效性相同。经计算对每个评价人的计算评价结果都落在另一个评价人的置信区内，不能放弃零假设。这一点验证了KAPPA的结论。为了进一步分析，一名阻援列出了下面的数据表，数据表提供了对每个评

测量仪器评价程序

测量设备评价程序 1 目的为规范测量系统分析的方法和要求，特制订本程序。 2 范围本文件适用于多层瓷介电容器实施SPC的过程中所使用的测量仪器或设备进行测量系统分析。 3 术语和定义 3.1 测量系统用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或器具、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。 3.2 测量系统分析对各种测量和试验设备系统的测量结果进行统计研究，以确定其存在的变差，并据以判断该测量系统是否可以接受的一种方法，简称MSA。 3.3 分辨力测量系统检测并如实指示被测特性中极小变化的能力。 3.4 稳定性测量系统在某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值总变差。 3.5 重复性由一位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。 3.6 再现性由不同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。 3.7 偏倚测量结果的观测平均值与基准值的差值。

3.8 线性在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。 4 管理职责 4.1 设备部负责测量设备的管理；负责制定测量系统分析计划；在测量系统分析结果超出接收准则时采取有效改进措施；负责测量系统分析相关文件的保存；负责提供符合预期使用要求的测量设备，以及测量设备的改进。 4.2 质量部负责选择配备适合的测量设备，包括分辨力、量程等；负责按照计划完成测量系统分析的相关工作。 4.3 生产部门负责选择配备适合的测量设备，包括分辨力、量程等。 5 流程图

6 工作程序 6.1 在进行测量系统分析之前，由质量部确定以下条件满足要求。 6.1.1 确定测量系统中所有测量设备在有效期内，计量特性符合使用要求。 6.1.2 确定测量系统中测量人员的操作符合规范，测试项目（零件的测量点）符合工序操作卡中的相应要求，确保测量方法（即评价人和测量设备）按照规定的测量步骤进行测量。 6.1.3 确定测量系统中不存在显著影响测量结果的环境因素，如温度、振动等。 6.1.4 评价人是在该测量系统中测量设备日常操作的人员中随机指定的。 6.1.5 样品的选择 6.1.5.1 样品必须是生产过程中随机选取并在测量系统工作范围内。 6.1.5.2 样品的取值范围应能代表实际生产过程中零件或产品的特性值范围。 6.1.5.3 样品可以通过每一天取一个样本，持续若干天或从不同批次产品中取样的方式进行选取。 6.1.6 在测量时应按照随机顺序采用盲测的方法获得测量结果，以确保整个研究过程中产生的任何漂移或变化将随机分布。 6.2 测量系统分析特性顺序 6.2.1 判别测量系统的类型。 6.2.1.1 计量型测量系统分析顺序：分辨力、稳定性、偏倚、线性、重复性及再现性。 6.2.1.2 计数型测量系统分析：使用小样法进行测量系统分析。 6.3 测量系统分析方法和接收准则 6.3.1 分辨力（适用时） 6.3.1.1 在一段时期内，每个工作日每隔两小时随机选取5只零件测量其特性，将测量结果记录在X R -控制图中，并计算出R值。 6.3.1.2 根据测量次数、零件数量以及评价人数量，查表得常数 d*。 2 6.3.1.3 按下列公式计算得到过程标准偏差6σ。

计数型测量系统分析(MSA)

计数型测量系统分析（MSA）计数型测量系统的最大特征是其测量值是一组有限的分类数，如合格、不合格、优、良、中、差、极差，等等。当过程输出特性为计数型数据时，测量系统的分析方法会有所不同，一般可以从一致性比率和卡帕值两个方面着手考虑计数型测量系统分析。计数型测量系统分析——一致性比率一致性比率是度量测量结果一致性最常用的一个统计量，计算公式可以统一地概括为：一致性比率=一致的次数/测量的总次数根据侧重点和比较对象的不同，又可以分为4大类。 1. 操作者对同一部件重复测量时应一致，这类似于计量型测量系统的重复性分析。每个操作者内部的计数型测量系统都有各自的一致性比率。 2. 操作者不但对同一部件重复测量时应一致，而且应与该部件的标准值一致（若标准值已知），这类似于计量型系统的偏倚分析。将每个操作者的计数型测量系统的结果与标准值相比较、分析，又有各自不同的一致性比率。 3. 所有操作者对同一部件重复测量时应一致，这类似计量型测量系统的再现性分析，操作者计数型测量系统分析之间有一个共同的一致性比率。 4. 各操作者不但对同一部件重复测量时应一致，而且应与该部件的标准值一致（若标准值已知）。通常，使用这种一致性比率来衡量计数型测量系统的有效性。一般说来，一致性比率至少要大于80%，最好达到90%以上。当值小于80%，应采取纠正措施，以保证测量数据准确可靠。计数型测量系统分析——卡帕值（k） K（希腊字母，读音kappa，中文为卡帕）是另一个度量测量结果一致程度的统计量，只用于两个变量具有相同的分级数和分级值的情况。它的计算公式可以统一的概括为：

以上公式中，P0为实际一致的比率；P e为期望一致的比率。K在计算上有两种方法：Cohen 的k和Fleiss的k。 K的可能取值范围是从-1到1，当k为1时，表示两者完全一致；k为0时，表示一致程度不比偶然猜测好；当k为-1时，表示两者截然相反，判断完全不一致。通常，k为负值的情况很少出现，下表归纳了常规情况下k的判断标准。在计数型测量系统中研究一个测量员重复两次测量结果之间的一致性，一个测量员的测量结果与标准结果之间的一致性，或者两个测量员的测量结果之间的一致性时，都可以使用k。计数型测量系统分析的合格标志对于测量系统的分析，用户最终要得出测量系统是否合格的结论。如果可以认定测量系统合格，测量系统分析工作可以结束。但如果测量系统不合格，则要进一步分析，查找出问题，并迅速解决问题。本文主要介绍的是特殊的但是在某些行业非常适用的计数型测量系统分析方法，这将帮助企业相关人员更全面深入的理解测量系统分析（MSA）。

测量系统分析作业指导书(MSA)

Document Constitute/Change Application Form 核准/Approved by：文管中心/DCC：版本版次：A STD-401-000-14

1．目的 : 对所有量具、量测及试验设备实施统计分析, 藉以了解量具系统之准确度与精确度。 2. 范围 : 所有控制计划（Control Plan）中包含的/或客户要求的各种量测系统均适用之. 3.定义 : 3.1 MSA:量测系统分析 3.2 量具：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)。 3.3 量测系统：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；也就是说，用来获得测量结果的整个过程。 3.4量具重复性(EV) : 一个评价人多次使用一件测量仪器，对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差。 3.5 量具再现性(AV) : 由不同的评价人使用相同的量具，测量一个零件的一个特性的测量平均值的变差。 3.6偏性：同一人使用同一量具在管制计划规划地点与在实验室量测同一产品之相同特性所得平均值与真值之间的差异。 3.7稳定性：指同一量具于不同时间量测同一零件之相同特性所得之变异。 3.8线性：指量具在预期内之偏性表现。 4.权责: 4.1量测系统测试的排定、数据分析、仪器操作人员的选择：品保部 4.2测试执行：各相关单位 4.3 MSA操作人员的培训：品保部 5. 执行方法 5.1 QA工程师人员依公司PCP文件建立《xx年MSA实施计划表》或客户要求,并依据计划表之排程进行对仪器做量测系统分析。 5.2 取样方法： 5.2.1计量型取样：从代表整个工作范围的过程中随机抽取10件样品，但所抽取的10件样品其数值必须涵盖该产品的公差带。 5.2.2计数型取样：取50PCS样品，其中包含临近值，不良品与合格品。 5.2.3.需要2或3个测量者随机抽取对每个产品各测量取一定数量样品. 5.3计数型: 5.3.1被评价的零件的选定随机抽取50个零件，把零件编号，由研究小组给出该50个零件的标准，必须含合格，不合格，模糊品，条件允许的情况下最好各占1/3。 5.3.2 评价人的选定：由品质部从该系统的检验人员中的人员中挑选3人进行测量。 5.3.3 由三名评价人随机对零件进行评定，每个评价人对每个零件随机评定3次，结果记录于《计数型分析报告》,表格讲自动生成数据。 5.3.4 判定准则： a.评价人之间一致性的程度Kappa值必须大于0.75（未知基准值）； b.每个评价人与基准判断一致的程度必须大于0.75； c.有效性（实际判断正确数/总判断数），错误率（不合格品判为合格品数/不合格品总数），

测量系统分析全集

测量系统分析（MSA）目录通用测量系统指南 - 引言、目的和术语 - 测量系统的统计特性评价测量系统的程序

- 测量系统变差的类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性 - 测量系统的分析 - 测量系统研究的预备 - 计量型测量系统分析： 1.稳定性分析方法 2.重复性和再现性分析方法 3. 线性分析方法 - 量具特性曲线 - 计数型量具研究 Measurement System Analysis – MSA 测量系统分析测量系统的特性 ◆测量： -通过把零件与已定的标准进行比较，确定出该零件有多少单位的过程。 -有数值与标准测量单位 -是测量过程的结果测量数据的质量 ◆基准值 -确定比较的基准

- 关于理解“测量的准确性”专门重要 - 能够在实验条件下，使用更准确的仪器以建立准确的测量来获得测量数据的质量 ◆ 高质量 - 关于某特性，测量接近基准值 ◆ 低质量 - 关于某特性，测量远离基准值过程 ◆ ★人 ★装置★ ★方法★环境输入过程/系统过程模式质量循环中的测量系统

测量系统必须具有的性能 ◆测量系统必须处于统计操纵中 ◆测量系统的变差小于制造过程的变差 ◆测量系统的变差小于规定极限或同意的公差 ◆测量变差小于过程变差或公差带中较小者 ◆测量最大(最坏)变差小于过程变差或公差带中较小者定义 ◆量具 -用来猎取测量的任何设备 ◆测量系统 - 用来给被测特性赋值的操作、程序、量具及其他设备、软件和操作人员的集合 ◆公差 -零件特性同意的变差 ◆受控 - 变差在过程中表现稳定且可预测 ◆不受控 -所有专门缘故的变差都不能消除 -有点超出操纵图的操纵限，或点在操纵限内呈非随机分布形状受控过程