MSA测量系统分析作业指导书
MSA-测量系统分析(MSA)作业指导书
测量系统分析（MSA）作业指导书文件编号：RL/WI010共19页编制/日期：杨清松 2018-1-18审核/日期：批准/日期：版本号： 1.00受控状态：发放代码：xxxxxx机械制造有限公司ChongQing RuiLi Machinery Co., Ltd.二○一八年二月一日生效修改控制页目录一、目的 (3)二、参考文件 (3)三、术语 (3)四、测量系统分析 (3)（一）分析的原则 (3)（二）稳定性分析 (4)（三）偏倚分析 (4)（四）线性分析 (6)（五）双性（GRR或R&R）分析 (8)（六）计数型量具的测量系统分析 (16)一、目的为公司各类简单的计量型、计数型量具的测量系统分析提供指导。
二、参考文件测量系统分析参考手册第三版三、术语1、测量系统误差模型：本作业指导书采用的误差模型为S.W.I.P.E模型，该模型指出测量系统变差来源于以下几大方面：标准（Standard）、零件（Work）、仪器（I）、人员/程序（Person/Procedure）、环境（E）2、测量系统：对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估，所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合。
3、分辨力：测量装置和标准的测量解析度、刻度限制、或最小可检出的单位。
与最小可读单位研究，即通常所说的最小刻度值，但当仪器刻度较粗略时，允许将最小刻度值估读为原来的一半作为仪器的可视分辨力。
4、重复性：当测量条件已被确定和定义——在确定的零件、仪器、标准、方法、操作者、环境和假设之下，测量系统内部的变差。
5、再现性：传统上将再现性称为“评价人之间”的变差（AV）。
指的是不同评价人使用相同的仪器对同一产品上的同一特性，进行测量所得的平均值的变差。
但对于操作者不是变差的主要原因的测量过程，上述说法是不正确的。
ASTM的定义为：现现性是指测量的系统之间或条件之间的平均值变差。
它不但包括评价人的变差，同时还可能包括：量具、试验室及环境的不同，除此之外，还包括重复性。
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1、目的提供一种评定测量系统质量的方法，从而对必要的测量系统进行评估，以保证本公司所使用的测量系统均能满足于正常的质量评定活动。
2、范围适用于证实产品符合规定要求的所有测量系统。
3、职责负责确定MSA项目，定义测量方法及对数据的处理和对结果的分析.4、定义4.1测量设备：实现测量过程所必需的测量仪器，软件，测量标准，标准样品或辅助设备或它们的组合。
4.2测量系统：是对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件、环境以及操作人员的集合。
4.3偏倚：对相同零件上同一特性的观测平均值与真值（参考值）的差异。
4.4稳定性：经过一段长期时间下，用相同的测量系统对同一基准或零件的同一特性进行测量所获得的总变差。
4.5线性：在测量设备预期的工作（测量）量程内，偏倚值的差异。
4.6重复性：用一位评价人使用相同的测量仪器对同一特性，进行多次测量所得到的测量变差。
4.7再现性：不同评价人使用相同的测量仪器对同一产品上的同一特性，进行测量所得的平均值的变差。
4.8零件间变差：是指包括测量系统变差在内的全部过程变差。
4.9评价人变差：评价人方法间差异导致的变差。
4.10总变差：是指过程中单个零件平均值的变差。
4.11量具：任何用来获得测量结果的装置，包括判断通过/不通过的装置。
5.2测量设备的选择a) 有关人员在制定控制计划及作业指导书时，应选择适宜的测量设备，既要经济合理，又要确保测量设备具有足够的分辩率，使用测量结果真实有效。
b) 选择测量设备时，建议其可视分辩率应不低于特性的预期过程变差的十分之一（即可取过程公差的十分之一，例如:特性的变差为0.1，测量设备应能读取0.01的变化）,关键特性可按此规定选择合适精度的测量设备。
一般特性，测量设备可视分辩率最低不能低于预期过程变差的三分之一。
5.5.3 重复性和再现性分析（以均值和极差法为例）5.5.3.1选择样本选择包含10个零件的一个样本，该样本代表过程变差的实际或预期范围。
MSA测量系统分析报告材料作业指导书
MSA测量系统分析作业指导书1. 目的为正确进行测量系统分析工作提供操作指导。
2. 工作程序2.1 编制测量系统分析计划2.1.1 确定测量系统分析项目，根据技术部的控制计划和特殊特性清单编制《测量系统分析计划》。
2.1.2确定评价人，由于目的是评价全部的测量系统，评价人应该从那些正常操作该检测设备的人员中选择。
2.1.3 确定被测特性，当一个检测设备使用于较多个产品测量特性时，应选择被测产品特性要求最严格的特性进行测量系统分析。
2.1.4 确定分析方法，根据测量系统实际使用要求选择适宜的研究方法。
2.2 测量系统的研究工作2.2.1 选择基准样件，基准样件的选择对适当的分析是很关键的，对计量型检测设备，被测零件的选择应尽可能覆盖整个预期的过程变差。
2.2.2根据《测量系统分析计划》中规定的日期、评价人、分析方法等，由品质部组织测量系统使用部门实施测量系统分析。
当实际情况偏离年度计划时，根据实际情况进行适当调整。
2.2.3计量型检测设备宽度误差的分析方法，主要是采用平均值和极差法（X&R）研究测量系统的重复性与再现性（GRR）。
2.2.3.1确定评价人，为了增加试验结果的可比性，通常情况下选择3个评价人并编号A、B、C三人；2.2.3.2 选取10个样件（大型样件除外），样件的选择可以是在许多天中每天抽取一件，并在比较隐秘的位置书写编号，编号不要被评价人看到。
2.2.3.3 对被测样件、检测设备和检测环境进行清洁，减少变差影响，并对检测设备进行校准。
2.2.3.4 通过测量收集数据：1）评价人C随机顺序取10个样件给评价人A测量，B将结果记录在《GRR数据记录表》第一行适当的栏位中。
2）让评价人B和C依次测量这10个样件的相同被测特性，不要让他们知道别人的读值；然后将结果分别的记录在第6行和第11行。
3）用不同的随机测量顺序重复以上循环，并将数据记录在第2、7、和12行；如果需要进行三次测量，则重复以上循环，并将数据记录在第3、8和13行。
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Ⅲ. %R＆R＞30%,表示该测量系统不可接收,必须加以改进。
Ⅳ.判定结果记录于《量具重复性和再现性报告》判定栏内。
D ndc(区别分类数)
ndc应该四舍五入到整数，要能大于或等于5。
5.4偏倚&线性分析:
5.4.1基于过程变差,在测量系统工作范围内选5个零件,确定它们的基准值,由一位评价人对每个零
件测量大于10次,零件随机抽取.将数据填入偏倚/线性分析表。
5.4.2计算零件偏倚,分析偏倚与基准的线性关系
5.4.3判别与原因分析:偏倚受控及具有线性关系则可以接受
5.4.4 A当偏差过大可分析下面几种原因: B当系统为非线性时可分析下面几种原因:
A1标准或基准值误差B1仪器没有正确校准
A2仪器磨损B2仪器磨损
A3操作不当B3标准量具误差
5.5稳定性分析:
挑选3-5个样品在规定的时间内(一般为一个月)观察其随时间变化偏倚的总变差。将数据填入
稳定性分析表。如变差受控则接受.如有超控或周期性变化则查找分析原因直到受控为止。
5.6 MSA分析相关记录之保存应依照《记录管理程序》执行。
6.记录
6.1量具重复性和再现性报告WI-W-139-01
1.目的
为决定过程中量测器具是否适当，借用量测系统分析（MSA）量化量具、操作者和产品之变
异，制订此规范操作管理依据。
2.范围
包含所有质量控制计划所控制的或客户要求的量测仪器分析作业。
3.职责与权限
3.1各部门：搜集分析量测系统所需的资料。
3.2品管部：分析量测系统。
4.名词定义
4.1 R&R分析：量具重复性与再现性分析，再现性是指同一种量具同一位操作者，当多次量测相同
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测量系统分析（MSA）作业指导书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 :MSA:测量系统分析量具：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)。
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。
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。
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。
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。
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。
线性：指量具在预期内之偏性表现。
4.权责:量测系统测试的排定、数据分析、仪器操作人员的选择：品保部测试执行：各相关单位MSA操作人员的培训：品保部5. 执行方法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。
取样方法：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过程分布（也可用之前类似过程的过程能力或者过程标准差代表TV进行计算）。
计数型取样：取50PCS样品，其中包含临近值，不良品与合格品。
测量过程中需要考虑盲测，由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.计数型: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。
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1.目的对测量系统进行分析和控制，确保测量系统处于稳定受控状态。
2.适用范围适用于与产品监视和测量有关的测量系统的分析、评价管理和控制。
3.职责3.1 品管部：负责组织收集数据、计算、评价和结果的判定，并形成具体的系统分析报告。
3.2 生产部/品管部：负责测量系统分析时的具体测量工作4.定义4.1 MSA：指Measurement Systems Analysis（测量系统分析）的英文简称4.2 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。
4.3 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4.4 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4.5 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。
4.6 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。
4.7 线性：指在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。
4.8 盲测：指测量系统分析人员将评价的5—10个零件予以编号，然后要求评价人A用测量仪器将这些已编号的5—10个零件第一次进行依此测量（注意：每个零件的编号不能让评价人知道和看到），同时测量系统分析人员将评价人A第一次所测量的数据和结果记录于相关测量系统分析表中，当评价人A第一次将5—10个零件均测量完后，由测量系统分析人员将评价人A已测量完的5—10个零件重新混合，然后要求评价人A用第一次测量过的测量仪器对这些已编号的5—10个零件第二次进行依此测量，同时测量系统分析人员将评价人A第二次所测量的数据和结果记录于相关测量系统分析表中，第三次盲测以此类推5.作业内容5.1 稳定性分析5.1.1选取一个样本并确定其相对可追溯的基准值。
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有限公司作业文件文件编号：JT/C－－003版号：A/0（MSA）测量系统分析稳定性、偏移和线性研究作业指导书批准：审核：编制：受控状态：分发号：2010年11月15日发布2010年11月15日实施量具的稳定性、偏移、线性研究作业指导书 JT/C－－0031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，对测量系统的五个特性进行分析，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所有测量仪器的稳定性、偏移和线性的测量分析。
3职责检验科负责确定过程所需要的测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。
负责根据需要组织和安排测量系统技术应用的培训。
生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。
4术语偏倚偏倚是测量结果的观测平均值与基准值（标准值）的差值。
稳定性（飘移）稳定性是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。
线性线性是在量具预期的工作量程内，偏倚值的变差。
重复性重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性获得的测量值的变差。
再现性再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性的测量平均值的变差。
5测量系统分析作业准备确定测量过程需要使用的测量仪器以及测量系统分析的范围。
a)控制计划有要求的工序所使用的测量仪器；b)有SPC控制要求的过程，特别是有关键/特殊特性的产品及过程；c)新产品、新过程；d)新增的测量仪器；e)已经作过测量系统分析，重新修理后。
公司按GB/T10012标准要求，建立公司计量管理体系，确保建立的测JT/C－－003量系统的可靠性。
6分析研究过程 稳定性分析研究1）取一样件，并建立其可追溯到相关标准的参考值。
如果无法取得这样的样件，则选择一个落在产品测量范围中间的生产零件，指定它为基准样件进行稳定性分析。
对于追踪测量系统稳定性，不要求已知的参考值。
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判定
采用点、线、面原则识别异常因素
5.2偏性分析
5.2.1取得一个样本，并建立参考值。
5.2.2让一个评价者以正常方式测量样本，测量次数不得少于10次。
5.2.3实施人员记录下测量的数值，计算。
结果判定
如果t< tα就代表没有明显的偏移。此是可以接受的。
如果t> tβ就代表有明显的偏移。
新仪器EV（设备变该设备进行界定
新操作人员，AV（人员变异）有不同时
依照规定的频次对仪器进行MSA
在作测量系统分析时，应充分考虑量具的实际使用情况，以评估用何种方法来评估测量系统是否可接收。
4.2计量型量具的分辨力
仪器的分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差或者公差的1/3-1/10。
有效性≥80%时，就认定为评价人的有效性可接受，低于该值则认为不可接受。
当漏发率≤10%时，可以接受，如超过10%则不能接受该风险。
当误发率≤5%时，可以接受，如超过5%则不能接受该风险。
七、附录
6.1均值-极差控制图常数
6.2 d2*表
6.3 t分布表
八、相关表单
7.1测量系统稳定性分析报告
7.2测量系统偏性分析报告
4.3测量系统研究的淮备及注意事项
4.3.1先计划将要使用的方法。应充分考虑量具的实际使用情况，以评估用何种方法来评估测量系统是否可接收。
4.3.2评价人的数量，样品数量及重复读数次数应预先确定。根据所采用的分析方法确定。评价人的选择应从日常操作该仪器的人中挑选、样品须编号，且必须从过程中选取，并代表其整个工作范围。
3.4重复性（EV）：来自测量系统内部的变异，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）。
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5.4.2定期（天、周）测量基准样品3-5次，决定样本容量和频率时考虑的因素有：校准周期、使用频率、修理次数和使用环境等。
5.4.3将测量值描绘在X—R控制图上。
5.4.4计算控制界限，并对不稳定或失控做出判断。
B．由一位操作员（评价人）以常规的方式对每个样品测量10次，并计算10次的平均值，此值即为“观测平均值”。
C．计算偏倚=观察平均值-基准值
过程变差=6δ
偏倚
偏倚%= ×100%
过程变差
过程变差无法求得时，可用规格公差代替，这样“偏倚%”的计算公式中分母使用“规格公差”代替。
5.5.2偏倚接受准则：
A．对测量重要特性的系统偏倚%≤10%时接受。
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测量系统分析规定
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A/0
B．对测量一般特性的系统偏倚%≤30%时接受。
C．偏倚%>30%时拒绝接受。
5.6线性分析
5.6.1选5个产品，它们的测量值应覆盖规格公差带。
5.6.2用全尺寸检验设备（精密量具）测量每个产品以确定它们各自的“基准值”并验证其尺寸检验设备（精密量具）测量每个产品以确定它们各自的“基准值”并验证其尺寸覆盖了公差带。
3.2计量室负责组织实施测量系统分析计划，收集数据并进行统计分析。
3.3技术质量部对检测能力不足的量具适用性重新进行评估，确定对策（包括对已检测的产品的处理意见）。
3.4各生产车间及相关部门配合测量系统分析工作。
4.定义
4.1量具
任何用于获得测量结果的装置，通常能生产中使用的临近和测量装置。
4.2测量系统
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测量系统分析规定
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A/0
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要求，以达到确保产品质量的目的。
2.范围：适用于本公司用以证实产品符合规定要求的所有量具测量系统分析的管理。
3.职责
3.1技术质量部部负责制订测量系统分析计划，负责对统计分析结果进行评估。
C．R&R>30%不能接受，必须改进。
5.3.2极差（R）法
5.3.2.1选取两位评价人和5个产品，每个评价人对每个产品盲测一次，将测量结果记入《量具分析（极差法）》表格中。
5.3.2.2用表中的公式计算%GR&R(当过程变差不能求得时，公式过程变差可用规格公差代替)。
5.3.2.3 GR&R接收准则：
2）若有一半以上或更多的平均值落在控制限之内，则该测量系统足以检查出零件间变差。若有一半以下的平均值落在控制限之外，则该测量系统不足以检查出零件间变差，并且不能用于过程控制，也不能用于测量系统的再现性和重复性分析工作。
5.3.1均值极差法（X—R）
5.3.1.1选择2-3个操作员抽取5-10个样品进行盲测，每个操作员对同一样品的同一特性重复测量2-3次；
5.6.6线性接受准则
A．对测量重要特性的系统，线性%≤5%时接受。
B．对测量一般特性的系统，线性%≤10%时接受。
C．线性%>10%时不予接受。
本公司为分析更准确，采用标准量决作线性分析。
5.7计数型量具小样法分析
通过选取20个零件，经两位评价人二次测量评价作出接收或拒收的判定。
5.7.1取样：选取20个零件，然后由两位评价人以一种能防止主评价人偏倚的方式（一般采用盲测法）二次测量该零件，一些零件会稍许低于或高于规范限值。
5.6.3由分析量具的操作员（评价人）盲测每个产品各10次（或更多次）计算测量平均值，即为每个零件的“观察平均值”。
5.6.4计算偏倚平均值
偏倚平均值=观察平均值-基准值
5.6.5绘图
采用下列公式计算有关参数，然后绘图。
Y=b+ax
Y=偏倚
b-截距
a-斜率
R-拟合优度
线性=|斜率| ×过程变差
线性%=（线性/过程变差）×100%
③对量具进行保养。
B．当再现性（AV）变异值大于重复性（EV）时应考虑：
①修订作业标准，加强对操作员的操作技能培训。
②是否需采用夹具协助操作，以提高操作的一致性。
③量具校准后再进行R&R分析。
5.3.1.5 R&R接收准则
A．R&R<10%可接受。
B．10%≤R&R≤30%,依据量具的重要性、成本及维修费用，决定是否接受。
5.4.5计算测量结果的标准偏差，并将其与过程（工序）的标准偏差比较，以确定测量系统的稳定性是否适宜。
5.4.6利用控制图判定稳定性的准则：
A．点子不能超出上、下控制线。
B．连续3点不能有2点落在2δ—3δ或（-2δ）—（-3δ）区域内。
C．连续5点中不能有4点落在1δ-2δ或（-1δ）—（-2δ）以外区域内。
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第2页共4页版次A05.2.3对于同种类量具检验同种类产品，分析GR&R时可采用最小公差的项目做测量系统分析。
5.2.4新产品开发过程中根据试生产计划由计量室制定和组织实施测量系统分析计划。本公司对测量系统分析方法目前有6种，其中计量型有5种如重复性、再现性、稳定性、偏倚性和线性。计数型一种如“小样法”。确定研究对象、工序、量具、产品和质量特性采用下列方法进行分析。
5.7.2判定：如果所有的测量结果（每零件共4次测量）一致则接受该量具，否则应改进或重新评价该量具，如果不能改进的量具，则不能接受，并应找到接受的替代测量系统。
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核准人
测量系统在某持续时间内测量同一个基准或产品某一特性时，获得的测值总变差。
4.6偏倚（准确度）
测量结果的观测平均值与基准的差值。
4.7线性
在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。
4.8盲测：在实际测量环境下，操作员在事先不知道正在对测量系统进行分析的情况下所进行的测试。
5.工作程序
5.1测量系统分析范围对控制计划中规定的测量系统进行分析，也包括更新的量具（在检定的有效期内进行）。
5.3.1.2将测量结果记录在《量具重复性和再现性数据表》上；
5.3.1.3负责组织此项研究的人员，依据数据表和质量特性规格，按标准规定的格式出具《量具重复性和再现性报告》。
5.3.1.4结果分析
A．当重复性（EV）变异值大于再现性（AV）时，可采用下列措施：
①增强量具的设计结构。
②改善量具的使用方式。
D．不能有连续7点（或更多点）落在控制中心线的同一侧。
E．不能有连续7点（或更多点）持续上升或下降。
凡呈现不稳定状态（失控）时，必须对量具进行校准或维修。量具维修后应重新作稳定性分析。
5.5偏倚分析
5.5.1独立样本法
A．获取一个样本并确定其相对于可追溯标准的基准值。如果没有这样的样品，则选取一个样品，但其测量值应处于预期测量范围的中间区域。可能需要建立相应于预期测量范围的低、中、高数值的三个样品，并对每个样品用更精密的量具测量10次计算其平均值，此值即为“基准值”。
5.3重复性和再现性分析（P&R或GR&R）
1）确定研究对象、工序、量具、产品和质量特殊性采用下列方法进行分析，但对测量系统的重复性和再现性分析前，必须对被分析的量具进行零件间评价人平均值和重复性极差分析，同时分析结果必须受控方可进行重复性、再现性的分析工作，否则测量系统不能检查出零件间变差，且不能用于过程控制中。
由人员、量具、环境、操作程序、其它设备和软件组成的用来对被测特性赋值的系统。
4.3重复性
由一个评价人（操作员）采用一种测量仪器，对同一个产品的某一个特性进行多次测量下的变差。
4.4再现性
由不同的评价人（操作员）采用相同的测量仪器，测量同一个产品的同一个特性时，测量平均值的变差。
4.5稳定性（或飘移）
5.2测量系统分析的时机和分析计划
5.2.1分析时机：a.新产品b.新型测量器具c.新增加的员工d.经修理后的测量器具e.顾客的要求
5.2.1.1进行测量系统分析的工作人员，必须接受公司内部或外部的相关测量系统分析的培训或训练。
5.2.2测量系统的分析计划依据“控制计划”的要求，制订较详细，同时具有可操作性的测量系统分析计划，经品质部批准后，要组织各生产车间和相关部门配合实施。测量系统分析频次一般一年一次，当发现测量系统的变差过大，应随时进行，确保测量系统满足规定的要求。
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A．GR&R <10%可接受。
B．10%≤ GR&R≤30%,依据量具的重要性、成本及维修费用，决定是否接受。
C．GR&R>30%不能接受，必须改进。
5.4稳定性研究
5.4.1选取一个样品，并确定其相对可追溯标准的基准值。如果没有这样的样品，则从产品中选取一个样品，其测量值应处于预期测量范围的中间区域，将其作为标准样品。