五大工具-MSA(详细版)
质量管理体系五种核心工具MSA
n
X
= i=1
Xi/n
5）计算重复性标准差（б重复性或称бr ）
б重复性=
max(xi) – min(xi)
d*2
式中：d2* 可从d2* 表中查到，此时，g=1,m=n
6）计算偏倚
偏倚=观测到的平均测量值（x）– 参考值
7）计算平均值的标准误差бb
2024/7/21
бb = бr /
n
8）确定偏倚的t统计值 t = 偏倚/бb
d.确定对偏倚的统计t值
m : 子组客量
平均值的标准误差бb=бr / g g : 子组数量
2024/7/21
t=偏倚/бb e.确定置信度，一般要求为95%（即α=0.05）。
偏倚–d2〔бb(tv,1–α/2)〕/ d≤*20≤偏倚+d2〔бb(tv,1–α/2)〕/
பைடு நூலகம்
d*2
式中：d2,d2* ,v可在d*2 表中查到。
n
平均值X 标准差бr 平均值的标准误差бb
测量值 100
6.021
0.2048
0.0458
测量值
参考值=6.01,α=0.05,m=5,g=20, d2* =2.334,d2=2.326
统计的 t 值
df
显著的t值
偏倚
（2-有尾数的）
偏倚95%置信度区 间
下限 上限
0.2402
72. 7
1.993
再比如:当R&R为10%时，CP实为2, CP观为1.96 R&R为30%时，CP实为2, CP观为1.71 R&R为60%时，CP实为2, CP观为1.28
可以看出， CP观由1.96到1.28之间的区别就是由于测 量系统的不同所造成。 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值。 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。
iatf16949质量管理体系五大工具之msa(测量系统分析)实操及异常分析
IATF16949质量管理体系五大工具之MSA（测量系统分析）实操及异常分析。
IATF16949：2016版汽车行业质量管理体系五大工具，其分别是：APQP APQP先期质量策划FMEA IATF16949五大工具：FMEA潜在失效模式与效应分析详解及案例分析。
MSA SPC SPC控制图八大判异准则PPAP IATF16949：PPAP生产件批准程序详解。
附国内某著名汽车公司PPAP 案例质量工程师之家今日给大家分享MSA（测量系统分析），本文包含常规的测量系统分析、破坏性测试的测量系统分析和计数型测量系统分析等。
一.MSA定义测量系统定义:用来对被测特性赋值的量具和其它设备,人员,标准,规程,操作,软件,环境和假设的集合,用来获得测量结果的整个过程.测量系统变差来自于:设备,人员,原材料,操作规程,环境等测量误差来源如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。
准确度与精密度误差：1.偏倚(Bias)是测量结果的观测平均值与基准值的差值。
真值的取得可以通过采用更高等级的测量设备进行多次测量，取其平均值。
1.1造成过份偏倚的可能原因仪器需要校准仪器、设备或夹紧装置的磨损磨损或损坏的基准，基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差─设计或一致性不好线性误差?应用错误的量具不同的测量方法─设置、安装、夹紧、技术测量错误的特性量具或零件的变形环境─温度、湿度、振动、清洁的影响违背假定、在应用常量上出错应用─零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误2.重复性(Repeatability)指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零件的同一特性时获得的测量值变差（四同）重复性与偏倚值是独立的零件(样品)内部：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性。
仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障，质量差或维护不当。
基准内部：质量、级别、磨损方法内部：在设置、技术、零位调整、夹持、夹紧、点密度的变差评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳。
质量管理五大工具MSA性质
质量管理五大工具MSA性质在质量管理中，MSA（Measurement System Analysis）是指测量系统分析，是一种用于评价和确保测量系统的准确性、稳定性和重复性的方法。
在现代制造业中，质量管理是至关重要的环节，而MSA则是一个重要的工具，用于确保生产过程中所采用的测量系统是可靠和有效的。
MSA的重要性一个可靠的测量系统对于确保产品的质量至关重要。
如果测量系统存在问题，就会导致生产出的产品质量参差不齐，甚至无法满足客户需求。
因此，了解和控制测量系统的性质是质量管理中的一个重要方面。
MSA帮助我们评估和改进测量系统，从而提高产品质量，减少浪费和降低成本。
MSA的五大工具1. 重复性和再现性的评估重复性和再现性是测量系统中两个重要的性质。
重复性指的是在相同条件下，同一个操作者对同一样本进行多次测量所得到的结果的一致性。
再现性则是指在相同条件下，不同操作者对同一样本进行多次测量所得到的结果的一致性。
通过对重复性和再现性进行评估，我们可以了解测量系统中存在的变异情况，及时发现问题并进行改进。
2. 偏差和线性度分析偏差和线性度分析用于评估测量系统是否具有准确性和稳定性。
偏差是指测量结果与实际值之间的差异，而线性度则是指测量系统在不同测量范围内是否能够维持一致的测量准确性。
通过对偏差和线性度进行分析，我们可以发现测量系统中存在的偏差和非线性问题，并及时加以修正。
3. 测量系统能力分析测量系统能力是指测量系统在测量过程中所具备的稳定性和准确性。
通过对测量系统能力进行分析，我们可以评估测量系统是否达到了产品要求的精度和稳定性水平。
如果测量系统的能力不足，就需要采取相应的措施来提高其准确性和稳定性。
4. 方差分析方差分析用于评估测量系统中各个因素对测量结果的影响程度。
通过方差分析，我们可以确定哪些因素对测量结果的影响最大，从而有针对性地进行改进。
方差分析帮助我们了解测量系统中存在的各种变异情况，为改进提供了有力的依据。
五大工具-MSA
典型的,此能力的度量是看仪器的最小刻度值
五大工具-MSA 什么样的分辨率是可以接受的?
• 分辨率:测量系统检测并如实指示被测特性的微小变化 的能力。被测特性根据测量值分为不同的数据组，同 一数据组内的零件之被测特性具有同样的数值。
GR&R sheet Long Method
R&R =
(EV) 2 + (AV) 2 0.10
P/T = 100 x (R&R) / Tolerance 19.13
% R&R = 100x(R&R)/TV 18.91
测试人
对于给定的x0,α水平置信带是：
a
xy
1 gm
xy
斜率
b y ax 截距
x2 1 x2
低值＝b
ax0
gm t gm2,1
/2
1 gm
2
x0 x
2
xi x
1/ 2
s
高值＝b
ax0
t
gm2,1
/2
1 gm
2
x0 x
2
xi x
1/ 2
s
五大工具-MSA 重复性和再现性
B、改进测量系统：减少测量系统误差从而减 少区域的面积，所有零件都在Ⅲ区，从而 风险降低。
五大工具-MSA 测量数据的变差:
如果测量系统用于过程控制，测量系统的误差会掩盖 制造过程本来的变差
在进行过程分析之前必须先进行测量系统分析确保测 量误差在接受的范围内
五大工具-MSA
在进行测量系统分析之前的概念和准备:
iatf16949五大质量工具详解及运用案例
iatf16949五大质量工具详解及运用案例在汽车行业中，质量管理是至关重要的，因为质量问题可能导致严重的安全隐患和巨大的经济损失。
为了确保汽车制造商和供应商的质量标准，国际汽车任务力量（IATF）制定了一系列质量管理要求，其中包括了五大质量工具，分别是：流程流程图、测量系统分析（MSA）、统计过程控制（SPC）、故障模式与效应分析（FMEA）和8D问题解决方法。
本文将详细介绍这五大质量工具的概念和用途，并提供相关案例以展示它们的运用。
1. 流程流程图（Process Flow Diagram）流程流程图是一种用来描述和分析制造过程的工具，通过可视化地展示各个步骤和流程之间的关系，帮助人们理解整个制造流程，并识别潜在的质量问题和瓶颈。
流程流程图通常以图表的形式呈现，其中包含了输入、输出、关键步骤、检查点和控制点等信息。
案例：一家汽车制造商使用流程流程图来分析其汽车装配流程。
通过绘制装配线的各个步骤和工位，并标注每个步骤的输入和输出，该制造商能够清楚地了解到每个工位的功能和责任。
在制造过程中，该公司发现一个质量问题，通过对流程流程图的分析，他们发现问题出现在一个关键步骤上，因为该步骤的输入与输出不匹配。
通过对该步骤进行调整和改进，该制造商成功地解决了质量问题，提高了产品的质量和效率。
2. 测量系统分析（Measurement System Analysis，MSA）测量系统分析是一种用来评估和确认测量过程的可靠性和准确性的方法。
在汽车制造中，准确的测量是确保产品质量的关键，而测量系统分析则能帮助汽车制造商评估和优化其测量系统，确保其测量结果的可靠性。
案例：一家汽车零部件供应商使用测量系统分析来评估其测量设备的准确性。
通过进行重复性和再现性测试，他们能够确定测量设备的误差和变异程度。
在进行测量系统分析后，该供应商发现一个测量设备存在较大的误差，导致了产品质量的下降。
他们随后采取了纠正措施，修复了该设备，并通过再次进行测量系统分析确认了其准确性和稳定性。
质量管理五大工具-MSA测量系统分析
质量管理五大工具-MSA测量系统分析质量管理五大工具中的MSA，即测量系统分析。
它是使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。
一、测量数据的用途：－测量就是为了获得数据，并依据测量数据调整制造过程。
－确定两个或更多变量之间是否存在重要关系。
－统计质量管理都是以数据为基础的。
应用以数据为基础的方法的收益，在很大程度上决定于所用数据的质量。
如果测量数据的质量高，这一方法的收益可能很高，如果测量数据的质量低，则这一方法的收益可能很低。
为确保应用测量数据所得到的收益大于获得它们所花的费用，就必须把注意力集中在数据的质量上。
二、测量数据的质量测量数据的质量由在稳定条件下运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确定。
－如果测量数据与标准值很接近，则可以说这些测量数据的质量“高”；－如果测量数据远离标准值，则可以说这些测量数据的质量“低”；－低质量数据最普通的原因之一是数据变差太大。
－表征数据质量的最通用的统计特性是测量系统获得的数据的偏倚和方差，所谓偏倚的特性，是指数据相对于基准值的位置，而所谓方差的特性，是指数据的分布宽度。
－最理想的数据是零偏倚和零方差。
低质量的数据最通常的原因之一是数据变差太大。
－一组测量的变差大多是由于测量系统和它的环境之间的交互作用造成的。
如果交互作用产生太大的变差，那么数据的质量可能会很低以至于数据没有用。
－管理一个测量系统的许多工作是监视和控制测量变差，这就是说，应着重研究掌握环境对测量系统的影响，以使测量系统产生可接受的数据。
三、MSA（测量数据分析）的目的－确信测量系统处于统计控制中处于受控状态；－确信测量系统尽可能产生理想的测量结果；－可靠评定接受新测量设备的准则；－评价怀疑有缺陷的量具的根据；－维修前后测量设备的比较。
即：介绍选择各种方法来评定测量系统的质量，分析测量系统在工作时产生的变差是否可以被接受。
质量管理体系五种核心工具MSA
MSA 重要性
提高产品质量
准确的测量数据是保证产品质量 的基础，通过MSA分析测量系统 的误差，可以减少产品质量的不
合格率。
降低生产成本
准确的测量数据可以减少重复测量 和检验，降低生产成本和浪费。
MSA 应用场景
制造业
其他领域
在制造业中，MSA被广泛应用于产品 质量的检测和控制，通过对测量系统 的分析，确保产品质量的稳定性和可 靠性。
除了制造业和实验室，MSA还可以应 用于其他需要测量和测试的领域，如 医学、工程、农业等。
实验室
实验室在进行实验和测试时，需要使 用各种测量设备和方法，通过MSA分 析测量系统的误差，可以提高实验和 测试的准确性和可靠性。
明确实验目标，如优化 产品性能、提高生产效
率等。
确定 实验 目标
进行田口实验，记录实 验数据。
设计 田口 实验
根据实验结果采取相应
进
的改进措施，如调整工
行
艺参数、优化产品设计
实
等。
验
根据实验目标设计田口 实验，包括实验因子、
水平等。
分析 实验 结果
分析实验结果，找出最 优参数组合。
实施 改进 措施
04
提高生产效率
通过准确的测量数据，企业可以快 速发现问题并进行改进，提高生产 效率。
MSA 重要性
提高产品质量
准确的测量数据是保证产品质量 的基础，通过MSA分析测量系统 的误差，可以减少产品质量的不
合格率。
降低生产成本
准确的测量数据可以减少重复测量 和检验，降低生产成本和浪费。
IATF16949标准五大工具简介
IATF16949标准五大工具简介IATF（国际汽车行动组织）为了推动IATF16949标准的理解和运用，专门出版了五大核心工具应用指南，以此来推动五大工具的应用和推广。
以下向公司各位同仁作简要介绍。
1、 APQP（先期产品质量策划）APQP强调在产品量产之前，通过产品质量先期策划或项目管理等方法，对产品设计和制造过程设计进行管理，用来确定和制定让产品达到顾客满意所需的步骤。
产品质量策划的目标是保证产品质量和提高产品可靠性，它一般可分为以下五个阶段：一阶段：计划和确定项目（项目阶段）；第二阶段：产品设计开发验证（设计及样车试制）；第三阶段：过程设计开发验证（试生产阶段）；第四阶段：产品和过程的确认（量产阶段）；第五阶段：反馈、评定及纠正措施（量产阶段后）。
2、 FEMA（失效模式及后果分析）FEMA体现了防错的思想，要求在设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件及过程中的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采用必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。
FEMA从失效模式的严重度(S)、频度(O)、探测度(D)三方面分析，得出风险顺序数RPN=S×O×D，对RPN及严重度较高的失效模式采取必要的预防措施。
FMEA能够消除或减少潜在失效发生的机会，是汽车业界认可的最能减少“召回”事件的质量预防工具。
3、MSA（测量系统分析）MSA是使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要组成的方法。
测量系统的误差对稳定条件下运行的测量系统，通过多次测量数据的统计特性的偏倚和方差来表征。
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，测量系统的相关指标有：重复性、再现性、线性、偏倚和稳定性等。
4、PPAP（生产件批准程序）PPAP是指在产品批量生产前，提供样品及必要的资料给客户承认和批准，来确定是否已经正确理解了顾客的设计要求和规范。
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PTSH
33
偏倚
▪ 偏倚=测量均值- 参考值
▪ 偏倚百分比=偏倚/过程变差 过程变差= 6
▪ 为了确定过程分布中的某一点上测量系统是否发生偏倚,有
必要获得一个零件的可接受的参考值
参考值
测量值的均值
▪ 两种确定偏倚的方法：
偏倚
独立样品法和图表法
PTSH
34
独立样品法
(1) 取一个已知参考值的样品。如果不能获得参考值，就在生
▪ 测量系统分析的目的和作用 ▪ 测量系统的基本概念 ▪ 重复性和再现性分析 ▪ 测量系统的稳定性、偏倚和线性 ▪ 属性值数据测量系统的分析方法 ▪ 测量系统改进
PTSH
20
重复性和再现性（R&R）分析
忽略零件内的变差(如圆度、锥度、平面度 等)
不仅是量具本身和相关的偏倚、重复性等， 还包括被检查的零件的变差
R&R%=
MSE
100%
2 MSE
2 P
d
2
,
d
* 2
是由测量轮数和操作者的数量所决定的系数
PTSH
25
重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法
数据分级: NDC=1.41(PV/GRR)
分级数目 1
2-4
控制
只有下列情况才可用与控 制：与规范相比，过程变 差教小；预期过程变差上 的损失函数很平缓；过程 变差主要原因导致均值偏 移
1. 测量仪器 : 进行测量的任何工具; 通常是指工厂 的测量工具;包括属性值测量仪器（测量结果为 通过/不通过的仪器）。
2. 测量系统: 测量中的仪器及其操作方式和方法、 其他设备、软件、人员等的总称; 测量的全部过 程。
PTSH
10
测量系统的基本概念
3. 真值：被测对象客观存在的实际值，理论上讲 ， 这个值是客观存在却是不可知的
X diff Max{X i..} Min{X i..}
(5) 计算ˆ EV 、ˆ AV 和 ˆ MSE
ˆ EV
R
d2
（估计标准差）
ˆ AV
X diff
d
* 2
2
ˆ
2 EV
nr
ˆ MSE
ˆ
2 AV
ˆ
2 EV
PTSH
24
重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法
MSA
PTSH
1
课程目标
▪ 了解 MSA的目的和基本概念 ▪ 能够计算并分析 重复性和再现性 ▪ 能够分析测量系统的稳定性、线性和偏倚 ▪ 能够对属性值数据进行测量系统分析 ▪ 能够对测量能力不足的测量系统进行分析和改进
PTSH
2
目录
▪ 测量系统分析的目的和作用 ▪ 测量系统的基本概念 ▪ 重复性和再现性分析 ▪ 测量系统的稳定性、偏倚和线性 ▪ 属性值数据测量系统的分析方法 ▪ 测量系统改进
倚： (1)取一个已知参考值的样品。如果不能获得参考值，就在生 产线上取在测量范围中的零件，把它作为偏倚分析的主样品。 在工具室内测量这个零件10次并计算这10次读数的均值，把 这个均值作为“参考值”
(2)计算图中的X 。 (3)用参考值减X 得到偏倚。
PTSH
36
例 子：
一名工程师拟评价一用来测量橡胶垫尺寸的仪器的偏 倚程度。某特性值的参考值为 10.00mm。让一名操作 者在不知情的情况下测量同一零件10次。10次的读数 为：10.02, 10.01, 10.05, 10.03, 10.01, 10.01,10.00,10.02,10.02, 10.00. 过程分布 6=0.1mm. （或是容差）
极差法的缺点： • 没考虑操作者和零件之间的交互影响，因此
低估了测量系统误差.
PTSH
29
重复性和再现性的分析方法：方差分析法（ANOVA）
ANOVA 优点：
• 考虑交互作用的变异 • 基于方差估计可以对R&R的统计特性进行
深入分析
ANOVA缺点:
•手工计算繁琐
PTSH
30
重复性和再现性的分析方法：方差分析法（ANOVA）
4. 基准值/参考值：人为规定的代替真值的可接受值
5. 精度误差:：实际观测值的均值与真值之差
真值
测量值 的均值 精度误差
注意: 由于真值不可知， 所以在实践中使用偏倚 代替精度误差
PTSH
11
测量系统的基本概念
6. 偏倚：基准值与其测量值的均值之差 7. 精度：测量系统在测量特定样本时若干个测量值之间
的吻合程度或波动程度，它包括两个方面：重 复性和再现性 8. 重复性：同一个操作者采用同样的测量仪器对同样的
样品进行测量时的差异程度
PTSH
重复性
12
测量系统的基本概念
9. 再现性 :是不同的测量系统（尤指不同操作者) 在测量 相同样品的同一特征值的差异程度
再现性
系统 B 系统 C
系统 A
PTSH
不同轮数 的测量均值
交互作用的图形表示 操作者 A
操作者 B 操作者 C
12
34
零件
操作者和零件之间没有交互作用
PTSH
31
测量系统的分析方法：方差分析法（ANOVA）
不同轮数 的测量均值
操作者A 操作者B 操作者C
12
34
零件
操作者和零件之间交互作用显著
PTSH
32
目录
▪ 测量系统分析的目的和作用 ▪ 测量系统的基本概念 ▪ 重复性和再现性分析 ▪ 测量系统的稳定性、偏倚和线性 ▪ 属性值数据测量系统的分析方法 ▪ 测量系统改进
12. 测量系统能力 :是反映测量系统在对其特定的测量对
象测量时测量值的变异程度，表示测量能力的指标有P/T 比率（精度/公差比率）和R&R%
13. P/T 比率 ：测量系统的精度与公差范围的比率，常用
百分数表示
P / T % 5.15 MSE 100%
USL - LSL
MSE 代表测量误差的标准差
变），这时应查明原因并修正。如果这种原因是系统性 原因，则应重新校准。 (3) 对零件及测量系统的高中低量程建立控制图也许是 必要的。
PTSH
41
线性
统可能会导致错误的决策) ▪测量系统分析是 QS9000、ISO/TS16949 的必要
内容
PTSH
5
目录
▪ 测量系统分析的目的和作用 ▪ 测量系统的基本概念 ▪ 重复性和再现性分析 ▪ 测量系统的稳定性、偏倚和线性 ▪ 属性值数据测量系统的分析方法 ▪ 测量系统改进
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6
测量系统的基本要素
以统计稳定为前提
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21
平均值和极差法
选择5-10个零件用于测量系统分析 选择2-3名评价人 评价人重复测量零件2-3次 以随机顺序测量零件并记录测量结果 确保评价人无法看到数字 评价人不可看到互相的数值
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22
重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法
步骤：
假设有m个操作者，n个零件，测 r 轮 (1)计算同一操作者测量同一零件不同轮数时的极差Rij
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3
测量系统分析的目的
MSA: Measurement System Analysis
▪ 分析测量系统变差 ▪ 评价测量系统的适用性和有效性 ▪ 使测量系统处于受控状态，以确保过程输出
所测得的数据有效可靠
PTSH
4
测量系统分析的作用
▪正确的测量 永远 是质量改进的第一步 ▪正确的测量是作出决策的关键( 不正确的测量系
PTSH
16测量系统的基本概念 Nhomakorabea15. R&R% ：测量精度的估计值与过程范围的
比率
R&R%= MSE 100%
2 MSE
2 P
PTSH
17
测量系统的基本概念
以上公式基于以下三 LSL 个假设：
1、测量误差是彼此独 立的
2、测量误差与零件大 小无关
3、测量误差服从正态 分布
PTSH
USL
注意事项：
在计算R※R％之前，需要分析是否有异常数据，方法是利 用控制图，观察极差R，确保每个值都在控制限以内，如果 超出控制限，应查明原因并改正。令同样操作者对同样零 件进行重复测量，并重新计算控制限。
PTSH
28
重复性和再现性的分析方法：平均值和极差法
极差法的优点: •能够在EXCEL中完成. •可以检查是否有异常值
参照标准
被测对象 （输入）
测量者
环境
测量过程 测量方法
测量仪器 测量结果 （输出）
PTSH
7
影响过程质量的六个基本因素
人员 设备 方法 材料 环境 测量系统
变差总和=产品变差+测量变差
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8
影响测量结果的因素
• 操作者 • 测量仪器 • 材料 • 测量方法 • 环境
PTSH
9
测量系统的基本概念
上如何测量来选取控制图。
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38
确定稳定性的方法
(1)取一个已知参考值的样品。如果不能获得参考值，就在生
产线上取在测量范围中的零件，把它作为偏倚分析的主样品。 在工具室内测量这个零件10次并计算这10次读数的均值，把这 个均值作为“参考值” 。测量系统的稳定并不严格要求已知 样品的参考值。 (2) 每隔一段时间测量样品3-5次。样本大小及测量频率由测量 系统来决定，包括测量系统规定的校准和修理周期，使用寿命 以及操作条件的限制。
5.15σMSE
6
18
对测量能力的要求
如果 P/T% 和 R&R%两者的最大值满足：