测量系统分析(游标卡尺)
测量系统分析MSA简介
1、稳定性研究
➢Xbar-R法
➢取一个样本并建立相对于可朔源标准的基准值
➢定期〔天,周〕测量标准样本3-5次,样本容量和 频率应该基于对测量系统的了解
➢将数据按时间顺序画在x&R或X&s控制图上
➢结果分析：
➢
建立控制限并用标准控制图分析评价
失控或不稳定状态。
稳定性练习
10/16 48.6
10/22 48.4
被管理的 过程
测量
测量过程 测量值
分析
入
作业 一般的过程〔放羊式过程〕
输出
对产品决策的影响
➢第一类错误〔生产者风险/假警报〕 ➢ 一个好的零件有时被误判为“不合格〞
➢第二类错误〔消费者风险/漏判率〕 ➢ 一个不合格的零件有时被误判为“合格〞
对产品决策的影响
➢ 减少过程变差,没有零件产生在Ⅱ区
48.5
48.7
48.3
48.0
48.9 48.0
49.2
49.0
48.3
47.7
48.7
48.4
48.7
48.9
48.5
Sample StDev
Sample Mean
49.6 49.2 48.8 48.4 48.0
1
0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
1
稳定性案例- Xbar-R法
Xbar-S Chart of C1
评价疑心有测量缺陷的量具的依据
维修前后测量设备的比较
计算过程变差所需的方法,以及生产过程的可接受性水平
作出量具的特性曲线的必要信息。
以上一切是为了满足ISO/TS 6949的相关要求：
“7.6.1 测量系统分析
游标卡尺游标原理
游标卡尺游标原理
游标卡尺是一种测量长度的工具，它的测量原理基于游标的移动。
游标卡尺由两个主要部分组成：主尺和游标。
主尺是一个带有毫米或英寸刻度的直尺，它用于测量物体的长度。
游标是可以在主尺上滑动的一个小片，它上面有一个刻度尺，通常比主尺的刻度更密集。
使用游标卡尺进行测量时，首先将主尺的一边放在要测量的物体上，并确保主尺与物体的平行。
然后，通过移动游标，使其与物体的另一边接触。
游标上的刻度尺会显示出与主尺接触点之间的距离。
游标卡尺的测量原理基于游标的移动，它通过游标相对于主尺的位置来测量物体的长度。
游标卡尺的主尺上的刻度是已知长度的单位，而游标上的刻度则提供了更精确的测量结果。
需要注意的是，游标卡尺的测量精度取决于游标的刻度尺的精度。
通常，游标卡尺的刻度尺会有0.02毫米或0.001英寸的刻度，这意味着可以测量到更高的精度。
总的来说，游标卡尺通过游标的移动来测量物体的长度，并提供了相对精确的测量结果。
它是广泛使用的测量工具之一，特别适用于需要更高精度的测量任务。
测量系统分析-游标卡尺
量具名称: 量具编号: 量具量程: 量具类型:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ说明：
游标卡尺 GKZS-YQB002 0~150mm 数显游标卡尺
1. 首先要将上面有关量具的基本信息填写好； 2. 双性分析分两页工作表，分别为：“双性数据”、“双性分析”。 3. 线性分析和偏倚分析因无判断标准和对“过程变差”理解有限，所以目前只做初步的计算， 暂无判断方法。 4. 建议在准备PPAP时，做“双性分析”和“小样法”。 5. 小样法只适用于计数型测量系统，如耐压仪、通断测试仪、外观检查等。 6. 此版本有许多缺陷，计划尽快将其完善。
做初步的计算，
GRR讲解及分析公式【精选】
4.97 4.98 0.03 5.05 5.04 5.03 0.02 4.98 5.02 4.99 0.04 4.98 4.97 4.96 0.02 5.01
4.97 4.98 0.03 4.97 4.98 5.01 0.04 4.97
5.04 5.05 0.02 5.02 5.03 5.04 0.02 4.96
测量操作人员和被测量物所组成的一个整体。 测量系统分析 ：是指检测测量系统以便更好地了
解影响测量结果的变异来源及其分布的一种方法。 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。 测量系统误差：由精确度、稳定度、可重复性、 再现性合并而成
C
XC2 XC21 XC22 XC23
XC3 XC31 XC32 XC33
XC24
XC34
XC25
XC35
XC26
XC36
XC27
XC37
XC28
XC38
XC29
XC39
XC2A
XC3A
XCbar
RC RC1 RC2 RC3
RC4
RC5 RC6 RC7 RC8 RC9 RCA RCbar
分析方法
计算公式 XAbar=(XA11+ XA12 +…+ XA3A)/30 XBbar=(XB11+ XB12 +…+ XB3A)/30 XCbar=(XC11+ XC12 +…+ XC3A)/30 Xbardiff=MAX(XAbar, XBbar, XCbar )-MIN (XAbar, XBbar, XCbar ) RAbar=(RA1 + RA2 + …+RAA )/10 RBbar=(RB1 + RB2 + …+RBB )/10 RCbar=(RC1 + RC2 + …+RCC )/10 Rbar=(RAbar + RBbar + RCbar ) /3
测量系统分析控制程序(IATF16949)
修改记录1．目的评价测量系统的适用性，保证满足产品特性的测量需求。
2．范围本程序适用于公司控制计划中所要求的和/或顾客要求的所有测量设备的测量系统分析。
3．术语MSA：指Measurement Systems Analysis（测量系统分析）的英文简称。
测量系统：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，用来获得测量结果的整个过程。
偏倚（准确度）：指测量结果的观测平均值与基准值的差值。
一个基准值可通过采用更高级别的测量设备（如：计量实验室或全尺寸检验设备）进行多次测量，取其平均值来确定。
重复性：指由一个评价人，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。
再现性：指由不同的评价人，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。
稳定性：指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一性时获得的测量值总变差。
线性：指在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。
4．职责质量部负责测量系统分析计划的制定,负责数据收集后之测量设备的测量系统分析工作、结果评价和审查；负责测量系统分析所需涉及到的产品测量工作和数据的收集。
5 流程图6 内容6.1.1测量系统分析的范围凡控制计划中规定的或顾客要求的测量设备均需进行测量系统分析。
6.1.2测量系统分析的时机a)试生产阶段；b)新购和更新检验、测量和试验设备时；c)检验、测量和试验设备的位置移动，并经重新校准时；d)检验、测量和试验设备经周期检定不合格，通过修理并经重新校准合格时。
6.1.3 进行测量系统分析的工作人员和管理人员必须接受公司内部或外部的相关测量系统分析课程之培训与训练，方可进行测量系统分析工作。
6.2.1 由质量部根据测量设备的使用频率和其精度来确定进行测量系统分析的频率。
6.2.2 操作工和质检员使用的检验、测量和试验设备和其它相关量具，一般每年进行一次测量系统分析。
6.3.1质量部根据控制计划或顾客要求制定【测量系统分析计划】，确定测量系统分析的方法、内容、预计完成时间、负责部门/人员、分析频率、进度要求等。
测量系统分析及应用
the Application of Computer Technology • 计算机技术应用Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 133【关键词】测量系统 量具 评价1 引言随着制造业的不断发展，各企业对于质量的要求也越来越高，产品质量的好坏，已经不仅限于使用测量仪器检查合格，而是更多的关注检测数据的准确性以及测量仪器是否能有效检测出产品的质量的好坏，就必须对其相关的测量系统进行分析，当前最常用的方法就是测量系统分析即MSA 。
2 测量系统分析的简介测量系统分析MSA （Measurement Systems Analysis ）是通过运用统计技术分析、研究测量系统中的变差源及它们对测量结果的影响，并根据判定准则判断测量系统的符合性。
测量系统分析的目的是分析测量系统本身的误差是否满足测量要求。
测量系统分析还可以对新购置的测量仪器进行评价；当两种不同的测量方法差异较大时，可以对两种测量方法进行测量系统分析，评价出哪种测量方法是正确的；也可以对有问题的测量方法或测量仪器进行测量系统分析，找出问题所在。
3 量具重复性和再现性研究通常在进行测量系统分析时并不总是同时研究其所有的变差，而是根据测量系统的使用目的来规定对测量系统进行评价。
对于量具测量系统研究主要是量具对重复性和再现性的评价。
3.1 测量系统的评价方法测量系统的评价方法主要有极差法、均值极差法和方差分析法。
极差法可快速计算出测量变差的近似值，可以在较短的时间内检查出测量系统是否发生了变化。
但极差法只能提供测量系统的整体概况而不能区分是人的误差还是量具的误差。
均值极差法是一种可同时对测量系统提供重复性和再现性的研究方法。
这种方法允许将测量系统的变差分为两个独立的部分：重复性和再现性。
方差分析是一种标准统计技术，但是数测量系统分析及应用文/高军妮据计算更复杂，操作者需要掌握一定程度的统计学知识来解释结果。
测量系统分析(MSA)
%Tolerance
(SV/Toler) 30.91 20.51 23.12 0.00 23.12 118.79 122.74
各因素对变差的贡献度
10%，测量系统能力很好 30%，测量系统处于临界
>10，良好 5~9 ，尚可
Number of Distinct Categories = 5
重复性&再现性(G&RR)
15
线性(Linearity)
什么是线性
在其量程范围内，偏倚是基准值的线性函数.
真值 1
观测值1
倾斜小
••••••
真值 2
观测值2
倾斜大
测定的下限范围
测定的上限范围
16
线性(Linearity)
线性案例
由一个测量员用同一台千分尺对长度分别为10mm, 20mm, 50mm, 100mm的块规各进行5次测量，测量的基准值及偏倚如下：
控
Gage R&R (ANOVA) for 膜厚值
Gage name:
膜厚仪
Date of study: 2019/8/5
Reported by: QA Tolerance: Misc:
Components of Variation
Percent10500 0
Gage R&R
Repeat
Reprod Part-to-Part
G&RR 练习
A组：选取10件bar-pin,用游标卡尺对标注厚度进行2个测量者，每件2次的G&RR分析.
B组：选取10件Bushing,用游标卡尺对标注外径进行2个测量者，每件2次的G&RR分析.
计数型测量系统分析
MSA测量系统分析
1 1 0.01mm 2013年1月26日 2013年1月26日
规范前 的类型 1 量具研究
量具名称: 研究日期:
游标卡尺 2013.1.26
排除所有的变差源 使测量系统受控制运行
实际上是可以做到的!
我们对测量数据有什么期望？
– 准确性：数据必须告诉我们真相！ – 重复性：重复测量必须产生同样的结果！ – 再现性：结果不应该受检验员的影响。
偏倚
线性
重复性 再现性
稳定性
准确性 （偏移性问题）
精确性 （波动性问题）
稳定性（波动变 大或偏倚变化）
序号
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
规范前 20.17 20.22 20.24 20.09 20.09 20.13 20.20 20.17 20.05 20.17 20.14 20.18 20.13 20.20 20.19 20.13 20.17 20.10 20.20 20.20 20.22 20.24 20.25 20.21 20.24
MSA分析时机：
• 新生产之产品PV(零件)有不同时 • 新仪器，EV(设备)有不同时 • 新操作人员，AV(人员)有不同时 • 校准周期(文件规定)。
测试人员和分析人员的选择
——测试人员和分析人员不能是同一个人,测试人员 实施测量并读数,分析人员进行记录并分析。 ——评价人应是日常使用被分析检具的操作工/检验 员。 ——测试操作人员和分析人员应经过培训,熟悉操作 方法和分析方法。 ——测量时应尽量采用盲测，以排除人为的干扰。
通1号过零部数件据不3难.001发现3：.007不同3测.011量人3使.01用0 同一4.00把8 卡尺3.0，05 对同3.0一07 个零3.0部01件进4.行008检测，1其.007
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3.27 ※ 1.88
21. DA(R) (Ra+Rb+Rc)/(评价人数3)= 22. UCLR DA(Ra,b,c)*D4(3.27)= 23. LCLR DA(Ra,b,c)*D3(0)=
16.500 AVERAGES X BAR CHART RANGES R CHART
16.000
0.10336 1.73660
A/0
％EV= = ％AV=
100× 5.95% 100×
=100×
=100×
0.02035 1.73660
3 2.70
= 1.17% n=零件数 r=量测次数 R&R TV
0.10534 1.73660
％R&R= K3 2.70 2.30 2.08 1.93 1.82 1.74 1.67 1.62 =
B8
B9
上海攀晟德技术咨询服务有限公司-杨海嵘
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
0.070 0.060 0.050 0.040
0.030
UCLR
0.020 0.010 0.000
CLR
C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1
15.5570 0.0220 1.070
15.07 16.08 PSD-YHR
评价系数表 2 3 2.57 ※ 1.02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
MSA双性-说明事项
18. DA(X) 19. UCLx 20. LCLx
n次数 D4 D3 A2
1.数据必须从生产现场获得. 2.由工作现场评价人进行量测. 3.采用盲测法量测. 4.选择零件尺寸须考虑1/3原则. 5.根据极差图分析量具分辨率. 6.必须根据分析得出结论.
0.023
0.074 根据量测次数选定系数 0.000 ※代表没有极差的下限
UCLX
15.500 15.000
14.500
CLX
14.000 A10 B10 A1
0.080
021-64139387 56725795
LCLX C8 C9 C10
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
9 10
改进措施内容
责任人及进度
改进效果确认
确认签名
企业名称： 宁波富升汽车电气科技有限公司
表1：量具再现性及再生性数据表（双性分析报告）
报告编号： P700-RD08-022 版本版次 A/0
零件名称和图号 量具名称和编号 测量范围和精度 量测次数 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
OT25-8裸压端子 零件公差规范 游标卡尺 零件上限规范 0~150/0.02mm 零件下限规范
100× 6.07%
=100×
×
1.62
％PV= =
100× 99.82%
PV TV
=100×
1.73340 1.73660
1.73340
量具再现性和再生性 YES YES NO ％R&R＜10％ ％R&R≥10％ ％R&R＞30％
可接受 需改进 YES NO 如果R&R≥ 10%则需要通 过以下分析
(A(Xa)+A(Xb)+A(Xc))/3= DA(X)+A2(1.88)*DA(R)= DA(X)-A2(1.88)*DA(R)= ##### PSD-YHR
15.559 15.601 15.516
15.07 0.02 15.07
15.07 16.07 0.02 0.02
A(Xc)= A(Rc)= Rp=
企业名称： 宁波富升汽车电气科技有限公司
表2：量具再现性及再生性报告 量 测 单 元 分 再现性—设备变异（EV）： EV= DA（R）×K1 = 0.023 × 4.56 = 0.10336 析 量测次数 2 3 K1 4.56 3.05 ％ 制 EV TV AV TV
再生性—作业者变异（AV）： AV= Sqrt[（XDIFF×K2）2－（EV2／nr)] = Sqrt( ##### － ##### ) 0.02035 = 2 作业者人数 K2 3.65 再现性&再生性（R&R）： R&R= Sqrt(EV2＋AV2) = Sqrt( ##### ＋ ##### ） = 0.10534 零件数 3 4 5 6 7 8
2 3 4 5 6
16.0mm 16.1mm 15.9mm
7 8 15.06 15.08
评价者 A： 评价者 B： 评价者 C： 铆高
9 10 15.06 16.10 15.08 16.08
贾红梅 罗义 徐相平 评价人 平均值
15.550 15.568 #DIV/0!
评价人数 报告期 2012年10月14日 制品及编号 测量特性名称
15.08 16.08 15.06 16.06
14. 平均值 16.09 15.03 16.05 16.06 15.03 16.09 15.01 15. 极差 0.02 0.02 0.02 0.04 0.02 0.02 0.02 16. 17. 零件均 16.09 15.03 16.05 16.06 15.03 16.09 15.02 值—XP XDIFF Max(A(Xa,b,c))-Min(A(X))=
1
A1 16.08 15.00 16.06 16.04 15.02 16.08 15.00 A2 16.10 15.04 16.04 16.08 15.04 16.10 15.04 A3 平均值 16.09 15.02 16.05 16.06 15.03 16.09 15.02 极差 0.02 0.04 0.02 0.04 0.02 0.02 0.04 B1 16.08 15.02 16.06 16.06 15.04 16.10 15.04 B2 16.10 15.04 16.04 16.08 15.02 16.06 15.02 B3 平均值
3.00468
零件变异（PV）： PV= Rp×K3 = 1.070 = 全变异（TV）：
有效分辨率NDC=(PV/R&R)=23 以下根据需要填写（当R&R≥10%时） 测 量 系 统 测量何种特性 质量特性等级 检测量仪成本 维修检定费用 改装改进费用 □是□否 需要采取措施
ART TV= Sqrt(R&R2＋PV2） = Sqrt( ##### = 1.73660 ＋ 再现性EV＞再生性AV 再 现 性 再 生 性 对 比 原 因 □ 量测仪器需要保养和维护 □ 更换精度更高的量测仪器 □ 夹紧装置和检验点需要改进 □ 存在过大的零件内变差 再生性AV＞再现性EV □ 评价人需要量仪及读数培训 □ 量具刻度盘上的刻度不清楚 □ 需要夹具帮助测量的一致性 改进后是否需要重新评价该测量系统 备 注 是 √ 喻涛2012/10/14 韦亚锋2012/10/14 否 编制/日期 审核/日期 批准/日期 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 报告编号： P700-RD08-022 版本版次 程 变 异
16.09 15.03 16.05 16.07 15.03 16.08 15.03
15.07 0.02 15.06 15.08
15.07 16.09 0.02 0.02
A(Xa)= A(Ra)=
15.5590 0.0260 15.560 15.560 #DIV/0!
15.06 16.08 15.06 16.10
15.07 0.02 15.06 15.08
15.06 16.09 0.00 0.02
A(Xb)= A(Rb)=
15.5600 0.0200 15.564 15.550 #DIV/0!
极差 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.04 0.02 C1 16.08 15.04 16.06 16.08 15.04 16.10 15.02 C2 16.10 15.02 16.04 16.04 15.02 16.08 15.00 C3