MSA-(Measurement SystemAnalysis)讲义
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MSA讲义
§1.6 测量系统变异性的影响
对决策的影响 在产品控制原理下，分类（OK&NG)活动
是测量零件的主要原因。但是，在过程控制原 理下，兴趣的焦点是零件变差是由过程中的普 通原因还是特殊原因造成的。
控制原理和驱动零件是否在指定的范围之内？
2过程控制 过程是否稳定和可接受？
引言
在产品的质量管理中，数据的使用是 极其频繁和相当广泛的，产品质量管理的 成败与收益在很大程度上决定于所使用数 据的质量，所有质量管理中应用的统计方 法都是以数据为基础建立起来的。为了获 得高质量的数据，必须对产生数据的测量 系统要有充分的理解和深入的分析。
引言
❖ 在ISO/TS16949质量管理体系中，均具有 针对测量系统分析的强制性要求，亦即 ：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” （即：MSA）。
§1.5 测量系统变异性—因果图
§1.6 测量系统变异性的影响
不同的变差源对测量系统的影响应经过短期 和长期评估。
1) 短期评估：测量系统的能力是短期时间的
测量系统（随机）误差。它由线性、一致 性、重复性和再现性误差合成定量的。
2) 长期评估：测量系统的性能是所有变差源 随时间的影响。确定过程是否统计受控， 对准目标（无偏倚），且在预期结果的范 围有可接受的变差（稳定性）。
检定：是为评价测量仪器的测量特性，对所进行的全部工作确定其是否合 格。法定性 贸易结算、安全防卫、医疗卫生、环境监测、公用计量 标准、组织内的最高计量标准
校准：在规定的条件下，为确定测量仪器或测量（计量）系统的示值，或 实物量具（参考物质）所代表的值，与相对应的被测量的已知值之 间关系的一组操作，称为校准。不具有法定性 可以自制规范 核对 计量器具的性能能否符合预期的要求。
MSA经典讲解
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
分析线性
--如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、 硬件或者同时调整两者，再校准以达到0偏 倚。
--如果在测量范围内偏倚不能被调整到0，只要测量系 统保持稳定，仍可以用于产品/过程控制 ，但不能进 行分析。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
线性误差的原因
仪器需要校准，需要减少校准时间间隔 仪器、设备或夹紧装置磨损 缺乏维护 磨损或损坏的基准，基准出现误差 量具的工作范围的上限和下限未经正确的校准 仪器质量差—设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳健性 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 变形 环境 书山有路勤为径，
4.根据通常的SPC要求作评估（稳定？） 5.将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用性
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
对稳定性图的分析
如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制 状态 －均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不正确， 检查： 偏倚改变了-- 确定原因并改正 如果原因是磨损-- 重复校准、维修
－不必计算测量系统稳定性数值-- 通过减少系统变差 来 改善稳定性
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
第五章
GR&R分析
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
GR&R
GR&R： 测量系统误差由精确度、稳定度、重复性、再现性合 并而成,其中重复性跟再现性简称为GR&R
注意: －重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或分 布 －偏倚、稳定性和线性用于对测量系统变差作定位
读数和其它相关数据)
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
对量具稳定性的影响
长时间的不用或间歇使用 二次稳定性试验的测量数很大或很小 环境或系统变化，例如：湿度，气压
分析线性
--如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、 硬件或者同时调整两者，再校准以达到0偏 倚。
--如果在测量范围内偏倚不能被调整到0，只要测量系 统保持稳定，仍可以用于产品/过程控制 ，但不能进 行分析。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
线性误差的原因
仪器需要校准，需要减少校准时间间隔 仪器、设备或夹紧装置磨损 缺乏维护 磨损或损坏的基准，基准出现误差 量具的工作范围的上限和下限未经正确的校准 仪器质量差—设计或一致性不好 仪器设计或方法缺乏稳健性 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 变形 环境 书山有路勤为径，
4.根据通常的SPC要求作评估（稳定？） 5.将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用性
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
对稳定性图的分析
如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制 状态 －均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不正确， 检查： 偏倚改变了-- 确定原因并改正 如果原因是磨损-- 重复校准、维修
－不必计算测量系统稳定性数值-- 通过减少系统变差 来 改善稳定性
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
第五章
GR&R分析
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
GR&R
GR&R： 测量系统误差由精确度、稳定度、重复性、再现性合 并而成,其中重复性跟再现性简称为GR&R
注意: －重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或分 布 －偏倚、稳定性和线性用于对测量系统变差作定位
读数和其它相关数据)
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
对量具稳定性的影响
长时间的不用或间歇使用 二次稳定性试验的测量数很大或很小 环境或系统变化，例如：湿度，气压
MSA
1、什么是测量系统
量具：任何用来获得测量结果的装置；经常用来特指用 在车间的装置；包括用来测量合格/不合格的装置。 测量：赋值给具体事物以表示它们对于特定特性之间的 关系。 测量过程：赋值过程定义为测量过程。 测量系统：是对测量单元进行量化或对被测特性进行评 估，其所使用的仪器、量具、标准、操作、方法、夹具、 人员、软件及环境的集合，用来获得测量结果的整个过 程。 测量系统分为计量型测量系统与计数型测量系统
3.2 定义
Reproducibility (再 現性) - 由不同的評价人使用 同一個量具測量一個零件 的一個特性的產生的測量 平均值的變差
3.2 定义
Linearity (線性) - 整個正常操作範圍的偏倚改變
3.2 定义
Stability (穩定性) - 偏倚隨著時間的變化
4、测量系统研究的准备
5.3 确定重复性与再现现性指南-均值极差法 步骤-计算：
10、将每个零件每次测量值相加并除以总的测量次数（试验 次数乘以评价人数），将结果填入第16行零件平均值的栏中。 11、从最大零件平均值减去最小的零件平均值，将结果填入 第16行标有RP的空格内（RP是零件平均值的极差）（表1） 12、将R、Xdiff和RP的计算值填写报告表格的栏中（表2）。 13、在表格左边标有“测量系统分析”的栏下进行计算（表2） 14、在表格右边标有“总变差%”的栏下进行计算.（表2） 15、 检查结果确认没有产生错误。
5.1 确定穩定性的指南-控制图分析法
5.1 确定穩定性的指南-控制图分析法 判定： 根据标准控制图进行分析，如均值与极差图无 异常则判定稳定性合格
5.1 确定穩定性的指南-控制图分析法
原因分析：
MSA讲义(GRR)
process原料测量测量结果合格不合格测量真值truevalue測量誤差ndiscrimination分辨能力nprecision精密度repeatability重复性naccuracy准确度bias偏差ndamage损坏ndifferencesamonginstrumentsfixtures不同仪器和夹具间的差异ndifferenceinspector不同使用人员的差异reproducibility再现性ndifferencesamongmethodsuse使用不同的方法所造成差异ndifferencesdueenvironment不同环境所造成的差异测量系统操作人员量具测量设备工装被测的材料样品特性操作方法操作程序工作的环境即使量具经过检定或校准由于人机料法环等方面的原因会带来测量误差
稳定性分析
1）取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。如果 该样品不可获得，选择一个落在生产测量范围中间的生 产零件 ，指定其为稳定性分析的标准样本。具备预期 测量的最低值，最高值和间位置的标准样本是较理想的。 建议对每个标准样本分别做测量与控制图。 2）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。因素可以包括重新校准的频次、 要求的修理，测量系统的使用频率，作业条件的好坏。 应在不同的时间读数以代表测量系统的实际使用情况， 以说明在一天中预热、周围环境和其他因素发生的变化。 3）将数据按时间顺序画在Xbar&R或Xbar&S控制图上。
i 1 10
值VT为0.8mm,零件之制程变异为0.70mm. 则Bias=VA-VT=0.75-0.80=－0.05 %Bias=100( Bias /制程变异） =100（0.05/0.70)=7.1%（标准是5%以下）
线性分析
稳定性分析
1）取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。如果 该样品不可获得，选择一个落在生产测量范围中间的生 产零件 ，指定其为稳定性分析的标准样本。具备预期 测量的最低值，最高值和间位置的标准样本是较理想的。 建议对每个标准样本分别做测量与控制图。 2）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。因素可以包括重新校准的频次、 要求的修理，测量系统的使用频率，作业条件的好坏。 应在不同的时间读数以代表测量系统的实际使用情况， 以说明在一天中预热、周围环境和其他因素发生的变化。 3）将数据按时间顺序画在Xbar&R或Xbar&S控制图上。
i 1 10
值VT为0.8mm,零件之制程变异为0.70mm. 则Bias=VA-VT=0.75-0.80=－0.05 %Bias=100( Bias /制程变异） =100（0.05/0.70)=7.1%（标准是5%以下）
线性分析
MSA讲义
Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6σ
所以(Cp) 观 = (Cp) 实 + (Cp) 测
23
-2
1.2.6 对过程决策的影响
CP观
10%GRR 30%GRR 50%GRR
70%GRR
90%GRR
例如:CP观1.33 CP实1.79 CP测2.0 1 1.33 2 ＝ 0.564
=
CP实
1 1.792 ＝ 0.3125
+
1 2.02 0.25 ＝
8
1.1.7 基本设备
• •
• •
分辨力(解析度):即最小可读单位,是由设计所确定的固 有特征(刻度单位),10:1法则 有效分辨力: 测量系统对过程变差的敏感度 可以测量有用输出信号的最小输入 描述为测量单元 参考值:常被用来替代真值使用的一个可接受的值 真值:某一物品的真实数值,但不可知且无法知道
建立公差
设计变差 -夹持 -测量点 维护 -位置 -探测头
稳定性 线性
热扩散系数 弹性特性
标准 空气 几何的相容性 流通 阳光 人员 光线 热的 人工的 系数
零件 平等化系统构 成要素 温度 周期 标准与环境 的关系
身体 的
空气污染 振动 照明 压力 人机工程 限 制
·
再现性
教育 培训 经验
测量系 统变差
18
1.2.3 基本统计特性
具有足够的分辨率 仪器分辨率：公差（或过程变差） 为10：1 测量系统处于统计受控状态，变差只能是由普通原因 造成的，并用控制图法进行评价 为了产品控制，测量系统的变差必须小于规范限值， 以产品特性公差来评价测量系统 为了过程控制，测量系统的变差应能证明具有有效的 解析度，并且小于制造过程的变差。6σ制造过程变差 和MSA 总变差可用来评估测量系统 测量系统的统计特性随不同测量项目会发生变化，但 是测量系统最大的变差必须小于过程变差或规范限值
MSA讲义
观测到的过程变差
•对过程决策的影响： -把普通原因报成特殊原因；
-把特殊原因报成普通原因。
实际的过程变差
测量系 测量系统分析时机 • 在正常仪器维护条件下，测量仪器误差很大 • 测量仪器进行了改装，如更换了重要零部件 • 对测量仪器进行了大修 • 进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力 • 测量系统不稳定
快速GR&R（极差法/短期模式）
Á ¼ ã þ 1 2 3 4 5
允差Tolerance = 20
Ù ÷Ô ² ×±1 4 3 6 5 9
R
Ù ÷Ô ² ×±2 2 4 7 7 8 ¶ §Ö Í ·Î ® º ½ ¾ ·Î Æ ù ¶ §
¶ § ·Î (R) 2 1 1 2 1 7 1.4
= 最大值-最小值
偏倚分析的做法
决定要分析的测量系统 抽取样本，取值参考值
请现场测量人员测量15次
输入数据到EXCEL表格中
计算t值，并判定
是否合格，是否要加补正值 保留记录
确定偏倚指南—独立样本法
• 1) 进行研究 获取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。 如果得不到，选择一个落在生产测量的中程数的生 产零件，指定其为偏倚分析的标准样本。在工具室 测量这个零件n≥10次，并计算这n个读数的均值。把 均值作为“基准”值。 可能需要具备预期测量值的最低值、最高值及中 程数的标准样本是理想的。完成此步后，用线性研 究分析数据。
Regression 95% CI
-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Master
• 划出”偏倚=0”线，评审该图指出特殊原因和线 性的可接受性。 – 为使测量系统线性可被接受，”偏倚=0”线必 须完全在拟合线置信带以内。
•对过程决策的影响： -把普通原因报成特殊原因；
-把特殊原因报成普通原因。
实际的过程变差
测量系 测量系统分析时机 • 在正常仪器维护条件下，测量仪器误差很大 • 测量仪器进行了改装，如更换了重要零部件 • 对测量仪器进行了大修 • 进行工序能力分析时需要考虑测量仪器的测量能力 • 测量系统不稳定
快速GR&R（极差法/短期模式）
Á ¼ ã þ 1 2 3 4 5
允差Tolerance = 20
Ù ÷Ô ² ×±1 4 3 6 5 9
R
Ù ÷Ô ² ×±2 2 4 7 7 8 ¶ §Ö Í ·Î ® º ½ ¾ ·Î Æ ù ¶ §
¶ § ·Î (R) 2 1 1 2 1 7 1.4
= 最大值-最小值
偏倚分析的做法
决定要分析的测量系统 抽取样本，取值参考值
请现场测量人员测量15次
输入数据到EXCEL表格中
计算t值，并判定
是否合格，是否要加补正值 保留记录
确定偏倚指南—独立样本法
• 1) 进行研究 获取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。 如果得不到，选择一个落在生产测量的中程数的生 产零件，指定其为偏倚分析的标准样本。在工具室 测量这个零件n≥10次，并计算这n个读数的均值。把 均值作为“基准”值。 可能需要具备预期测量值的最低值、最高值及中 程数的标准样本是理想的。完成此步后，用线性研 究分析数据。
Regression 95% CI
-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Master
• 划出”偏倚=0”线，评审该图指出特殊原因和线 性的可接受性。 – 为使测量系统线性可被接受，”偏倚=0”线必 须完全在拟合线置信带以内。
超详细MSA测量系统分析讲解
超详细MSA测量系统分析讲解MSA（Measurement System Analysis）是一种用于评估测量系统准确性和可重复性的方法。
它被广泛应用于各种工业领域，特别是质量管理和过程改进领域。
下面将详细介绍MSA的一些关键概念和测量过程。
首先，MSA的主要目标是确保测量系统能够准确地衡量一个过程或产品的特性。
测量系统可以是任何用于测量的工具、设备或方法，如卡尺、天平、人工测量等。
为了评估测量系统的准确性和可重复性，主要使用以下几个指标：1. 精确度（Accuracy）: 指测量结果与真实值之间的接近程度。
通常通过与已知的标准进行比较来评估。
2. 可重复性（Repeatability）: 指在重复测量同一样本时，测量系统的结果之间的一致性。
这可通过多次测量同一样本并比较结果来评估。
3. 重现性（Reproducibility）: 指在不同的条件下，不同操作员使用相同的测量系统测量同一样本时，测量结果之间的一致性。
现在，我们将介绍MSA的几个主要步骤：1.选择适当的测量系统：首先需要确定要使用的测量系统，这取决于所需测量的特性以及资源和时间的限制。
为了选择合适的测量系统，需要考虑其测量范围、精度和可靠性等因素。
2.收集数据：在进行MSA时，需要收集足够的数据量以便对测量系统进行分析。
数据收集可以通过抽样、重复测量或使用模拟数据等方式进行。
3.分析数据：收集到数据后，需要对其进行统计分析。
常用的分析方法包括直方图、均值-方差图和相关性分析等。
通过这些分析，可以计算出测量系统的准确性和可重复性指标。
5.评估测量系统：通过上述步骤，可以评估测量系统的准确性和可重复性，并确定它是否符合要求。
如果发现测量系统存在问题，可以采取改进措施，如校准、调整或更换测量设备等。
需要注意的是，MSA不仅适用于新的测量系统，也适用于已经在使用的测量系统。
对于已经在使用的测量系统，MSA可以帮助识别潜在的问题并提出相应的改进建议。
测量系统分析Measurement System Analysis (MSA)
六西格玛培训—优化阶段模块测量（M easurement）系统（S ystem）分析（A nalysis）Patrick ZhaoI&CIM Deployment Champion测量系统分析介绍可变数据的测量系统分析属性数据的测量系统分析类型I的量具研究**量具的线性和偏倚性**测量系统分析介绍可变数据的测量系统分析属性数据的测量系统分析类型I的量具研究**量具的线性和偏倚性**什么是测量系统分析？•什么是测量系统？测量员测量设备测量材料测量方法测量环境为什么要做测量系统分析？PPAP需要提交的文件之一质量改进过程的重要组成部分数据是可靠的测量系统分析的应用VSV1.0V2.0验收新测量系统对比不同测量系统的差异维修或升级前后的变化测量系统变异•和所有系统一样，测量系统也不可能保持永远稳定，所以也存在变异•良好的测量系统考虑到所有的变异源，并且将他们的影响降低到最小•广义的测量系统有两个主要的变异源组成准确度精确度准确度和精确度的关系有效的校准是Gage R&R 研究的前提！准确度Accuracy偏倚性Bias 线性Linearity 稳定性Stability 精确度Precision 重复性Repeatability再现性Reproducibility 通过校准Gage R&R国家标准NationalStandard参考标准Reference Standard工作标准Working Standard生产用量具Production Gage生产用量具Production Gage工作标准Working Standard参考标准Reference Standard国家标准National Standard塞规三坐标激光干涉仪光速在约30万分之一秒内移动的距离准确度—偏倚性•偏倚性检查实测平均测量值和参考值之间的差。
•例：制造商想知道在工业烘炉中的温度计是否有偏倚。
测量实际偏倚202.7-202=0.7 202.5-202=0.5 203.2-202= 1.2 203.0-202= 1.0 203.1-202= 1.1 203.3-202= 1.3结论：•202°热度设置处的温度测量值呈正偏倚，平均偏倚量为0.97。
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6) 与测量系统重复性及再现性相关的容差的百分比 R&R 为 5.15*[σm ／ 容差] 100；产品尺寸的数：[ σp/σm]*1.41 或 1.41(PV/R&R) 确定。 PV=5.15σp TV=5.15σT
-ts06 NO:LLC NO:LLC-ts06
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Measurement System Analysis
� 偏倚原因： 1) 基准的误差； 2) 磨损的零件； 3) 制造的仪器尺寸不对； 4) 仪器测量非代表性的特性； 5) 仪器没有正确校准； 6) 评价人员使用仪器不正确。
-ts06 NO:LLC NO:LLC-ts06
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Measurement System Analysis
重复性：
� 定义： 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时获得的测量值变 差。 测量过程的重复性意味着测量系统自身 的变异是一致的。
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。
评价测量系统的三个问题： � 有足够的分辨力； （根据产品特性的需要） � 一定时间内统计上保持一致（稳定性） ； � 在预期范围（被测项目）内一致可用于过程分析或过程控制。 （线性）
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Measurement System Analysis
第三章 测量系统研究程序
1. 准备工作： 1） 先计划将要使用的方法； 2） 确定评价人的数量、样品数量及重复读数： � � 关键尺寸需要更多的零件和／或试验； 大或重的零件可规定较少样品和较多试验；
3） 从日常操作该仪器的人中挑选评价人； 4） 样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围； 5） 仪器的分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一； 6） 确保测量方法（即评价人和仪器）在按照规定的测量步骤测量特征尺寸。
零件间变差：
� 定义： � 确定方法： 使用均值控制图： 1) 子组平均值反映出零件间的差异； 2) 零件平均值的控制限值以重复性误差为基础，而不是零件间的变差； 3) 没有一个子组平均值在这些限值之外，则零件间变差隐蔽在重复性中， 测量变差支配着过程变差，如果这些零件用来代表过程变差，则此测量 系统用于分析过程是不可接受的； 4) 如果越多的平均值落在限值之外，该测量越有用。 （注：非受控，50％以上为好；即：R 图受控，X 图大部分点在界外） � 测量系统标准差： σm= ( σe 2 + σ0 2 ) ――零件间固有的差异； ――不包含测量的变差。
研究程序：
I. II. III. IV. 取等得包含 10 个零件的一个样本， 代表过程变差的实际或预期范围； 指定评价人 A、B 和 C，并按 1 至 10 给零件编号（评价人不能看到 数字） ； 如果校准是正常程序中的一部分，则对量具进行校准； 让评价人 A 随机测量 10 个零件，由观测人记录结果填入第 1 行， 让 评价人 B 和 C 随机测量这 10 个零件，由观测人记录结果填入第 6、 11 行，三人测量时应互相不看对方的数据； V. VI. VII. 使用不同的随机顺序重复上述操作过程； 数值计算： 从第 1 、2 、3 行的最大值减去它们中的最小值；把结果记入第 5 行。 在第 6、7 和 8 行，11 、12 和 13 行重复这一步骤，并将结果记录 在第 10 和 15 行； VIII. IX. X. XI. 把填入第 5 、10 和 15 行的数据变为正数； 将第 5 行的数据相加并除以零件数量，得到第一个评价人的测量平均 极差 Ra。同样对第 10 和 15 行的数据进行处理得到 Rb 和 Rc； 将第 5 、10 和 15 行的数据（Ra、Rb、Rc ）转记到第 17 行，将它 们相加并除以评价人数，将结果记为 R（所有极差的平均值） ； 将R （平均值） 记入第 19 和 20 行并与 D3 和 D4 相乘得到控制下限 和上限。注意：如果进行 2 次试验则，D3 为零，D4 为 3.27 。单个 极差的上限值（UCLR）填入第 19 行。小于 7 次测量的控制下限极 XII. XIII. 差值（LCLR）等于 0； 使用原来的评价人和零件重复读取任何极差大于计算的 UCLR 的读 数，或剔除那些值并重新计算平均值； 将行（第 1 、2、3 、6、7 、8、11 、12 和 13 行）中的值相加。把 每行的和除以零件数并将结果填入表中最右边标有 “平均值“的列内；
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。
零件 1 2 3 4 5 评价人 A 0.85 0.75 1.00 0.45 0.50 评价人 B 0.80 0.70 0.95 0.55 0.60 极差（A－B ） 0.05 0.05 0.05 0.10 0.10
平均极差（R）＝∑Ri/5=0.35/5=0.07 GR&R=5.15( R)/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303 过程变差＝0.40 %GR&G=100[GR&G/ 过 程 变 差 100[0.303/0.40]=75.5%
评价测量系统的试验： � 确定该测量系统是否具有满足要求的统计特性； � 发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响； � 验证统计特性持续满足要求（R&R） 。 -2-
-ts06 NO:LLC NO:LLC-ts06
Measurement System Analysis
程序文件要求： � 示例； � 选择待测项目和环境规范； � 规定收集、记录、分析数据的详细说明； � 关键术语和概念可操作的定义、相关标准说明、明确授权。 包括：a. 评定，b. 评定机构的职责，c. 对评定结果的处理方式及责任
Measurement System Analysis
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 。 ．．．．．．．．．
被检产品特性 输 入
检验／测量
赋值过程
数据／测量结果 输 出
受控：量具、仪器、检测人员、程序、软件 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。
偏 倚：
� 定义： 是测量结果的观测平均值与基准值的差 值。 又称为“准确度” 。 注： 基准值可通过更高级别的测量设备进行 多次测量取平均值。
偏倚 基准值
观测的平均值
� 确定方法： 1) 在工具室或全尺寸检验设备上对一个基准件进行精密测量； 2) 让一位评价人用正被评价的量具测量同一零件至少 10 次； 3) 计算读数的平均值。
重复性
� 确定方法： 1) 采用极差图； 2) 如果极差图受控，则仪器变差及测量过程在研究期间是一致的； 3) 重复性标准偏差或仪器变差距( σe)的估计为 R／d2*； 4) 仪器变差或重复性将为 5.15R／d2* 或 4.65 R； 注（假定为两次重复测量，评价人数乘以零件数量大于 15） 5) 此时代表正态分布测量结果的 99％。
B. 确定偏倚用指南： 独立样本法： 1） 获取一样本并确定其相对可追溯标准的基准值； 2） 让一位评价人以通常的方法测量该零件 10 次； 3） 计算这 10 次读数的平均值； 4） 通过该平均值减去基准值来计算偏倚： 偏 倚 ＝ 观测平均值－基准值 偏 倚
过程变差＝ 6δ极差 偏 倚％＝ 过程变差
� 极差图失控： 1) 调查识别为失控不一致性原因加以纠正； 2) 例外：当测量系统分辨率不足时。
-ts06 NO:LLC NO:LLC-ts06
-6-
Measurement System Analysis
再现性：
� 定义： 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 时测量平均值的变 差。
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Measurement System Analysis
稳定性：
� 定义： 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。
稳定性
时间 2
时间 1
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Measurement System Analysis
� 零件之间标准偏差的确定： ―― 可由测量系统研究的数据或由独立的过程能力研究决定。 1) 确定每一零件平均值； 2) 找出样品平均值极差(RP )； 3) 零件间标准偏差( σP)估计为 R P／d2*； 4) 零件间变差 PV 为 5.15RP／d2* 或 3.65 RP；代表正态分布的 99％测 量结果。 5) 总过程变差标准偏差：σt = 则 零件间标准偏差：σP ＝ (σp 2 + σm2 ) ； (σt2 - σm 2 ) ；
� 非线性原因： 1) 在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准； 2) 最小或最大值校准量具的误差； -ts06 NO:LLC NO:LLC-ts06 - 10 -
Measurement System Analysis
3) 磨损的仪器； 4) 仪器固有的设计特性。
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2. 测量顺序： 1） 测量应按照随机顺序； 2） 评价人不应知道正在检查零件的编号； 3） 研究人应知道正在检查零件的编号，并相应记下数据； 即：评价人 A，零件 1，第一次试验； 评价人 B，零件 2，第二次试验等； 4） 读数就取至最小刻度的一半； 5） 研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行； 6） 每一位评价人应采用相同的方法（包括所有步骤）来获得读数。