MSA测量系统(第四版)教程
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测量系统分析MSA手册第四版-测量系统分析msa
对可重复测量系统推荐的实施方法 试验程序范例 计量型测量系统研究- 指南 用于确定稳定性的指南 确定偏倚的指南- 独立样本法 确定偏倚的指南- 控制图法 确定性的指南 确定重复性和再现性的指南 极差法 平均值和极差法 方差分析法（ANOVA）
计数型测量系统研究 风险分析法 信号检查（signal detection）方法 分析方法 其他测量概念和实践 不可重复的测量系统的实践 稳定性研究 变差研究 识别过大的零件内部变差的影响
3
MSA手册第四版
第 E 节 平均值和极差法—额外的处理 第 F 节 量具性能曲线 第 G 节 通过多次读值减少变差 第 H 节 聚焦标准差法计算 GRR 附录 附录 A 方差分析的概念 附录 B
GRR 对能力指数 Cp 的影响 公式 分析 图形分析 附录 C 附录 D 量具 R 研究 附录 E 用误差修正术语替代 PV 计算 附录 F P．I．S．M．O．E．A 误差模型 术语 参考文献 范例表格 索引
第 D 节 测量资源的开发 量具资源选择过程
第 E 节 测量问题 第 F 节 测量不确定度 第 G 节 测量问题分析 第二章 用于评估测量系统的基本概念 第 A 节 背景 第 B 节 选择/开发试验程序 第 C 节 测量系统研究的准备 第 D 节 结果分析
第三章 第A节 第B节
第C节
第四章 第A节 第B节 第C节 第D节
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MSA手册第四版
第一章 测量系统总指南 第一章---第 A 节 引言、目的及术语
引言
测量数据的使用比以前更多更广泛了。例如，现在是否对制造过程进行调整的决定通常以测 量数据为基础，将测量数据或一些从它们所计算出的统计值，与这一过程的统计控制限 （statistical control limits）相比较，如果该比较过程已超出统计控制，则进行某种调整，否 则，该过程将被允许在没有调整的状态下运行。测量数据的另一个用处是确定在两个或更多 变量之间是否存在显著的相互关系。例如，如果怀疑一个模塑零件上的一个关键尺寸和注射 材料的温度有关。这种可能的关系可以通过采用所谓回归分析的统计方法来研究，即比较关 键尺寸的测量值和注射材料的温度测量值
最新MSA测量系统分析第四版
系统内部变差。
2020/10/17
陈瑞泉
10
本手册中使用了以下术语
再现性(Reproducibility) 不同评价者使用相同的量具，
测量同一个零件的同一个特性的测 量平均值的变差。
通常被称为A.V.—评价者变差 (Appraiser Variation)。
系统之间（条件）的 误差。 在ASTM E456-96包括：重 复性、实验室、环境及评价者影响 。
2020/10/17
陈瑞泉
5
本手册中使用了以下术语
位置变差（Location variation)
准确度（Accuracy)
与真值或可接受的基准值“接 近“的程度。
在Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱTM包括了位置及宽度误 差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均值与基 准值之间的差值。
2020/10/17
6
准确度和精确度
量具 A 量具 B 量具 C 量具 A的均值 量具 B的均值 量具 C的均值
A 具有最佳准确度 B 具有最佳精确度 C 的准确度好于B
比较A和C的表现
2011.09.01
7
本手册中使用了以下术语
稳定性(Stability)
随时间变化的偏倚值。
一个稳定的测量过程在位置
方面是处于统计上受控状态。
别名：漂移（drift)
系统变差 （System Variation)
测量系统的变差可分类为：
能力(Capability) 短期内读数的变化量 。 性能(performance) 长期读数的变化量。以总变差(total
variation)为基础。
不确定度(Uncertainty)
有关被测值的数值估计范围，相信真值都被包括在该范围内。
MSA测量系统分析第四版
应用领域
目前，测量系统分析已经广泛应 用于制造业、医疗、科研等领域， 成为保障产品质量和准确性的重 要手段。
02MSA的测量系统评估源自测量系统的准确性准确性定义
准确性是指测量 系统所测得的结果接近真实值的程度。
准确性评估方法
通过比较测量系统与已知准确度高的标准测量系统之间的结果，或 者通过统计技术如回归分析来评估准确性。
准确性影响因素
影响测量系统准确性的因素包括设备精度、操作人员技能、环境条 件等。
测量系统的稳定性
01
02
03
稳定性定义
稳定性是指测量系统在长 时间内保持一致性的能力。
稳定性评估方法
通过定期重复测量同一对 象，并计算测量结果的一 致性程度来评估稳定性。
稳定性影响因素
影响测量系统稳定性的因 素包括设备老化、环境变 化等。
准确性分析
综合评价
分析测量系统的准确性，通过比较实际值 与测量值的差异，评估测量系统的误差大 小。
综合分析稳定性、准确性和其他相关指标 ，对整个测量系统进行全面评价。
数据的解释与决策
解读分析结果
根据数据分析结果，解读测量系统的性 能指标，明确其优缺点和改进方向。
实施改进措施
按照改进措施进行实施，确保改进的 有效性和可行性。
测量系统的重复性
重复性定义
重复性是指同一操作人员在相同条件下多次测量 同一对象所获得结果的相似程度。
重复性评估方法
通过比较多次测量的结果，并计算其变异系数或 标准偏差来评估重复性。
重复性影响因素
影响测量系统重复性的因素包括操作人员的技能、 测量设备的精度等。
测量系统的再现性
01
再现性定义
再现性是指不同操作人员在相同 条件下测量同一对象所获得结果 的相似程度。
MSA培训资料第四版
MSA培训资料第四版一、引言MSA（Measurement System Analysis）是质量管理中非常重要的一个环节，它涉及到测量系统的精度、稳定性和可靠性等方面。
通过对测量系统进行分析，可以有效地提高产品的质量和生产效率，减少不良品率。
本篇文章将介绍MSA培训资料第四版的主要内容，包括测量系统的评估、数据分析、误差分析、纠正措施和案例分析等。
二、测量系统的评估测量系统的评估是MSA的重要环节，它涉及到测量系统的精度、稳定性和可靠性等方面。
评估测量系统需要考虑以下几个因素：1、测量设备的精度和误差；2、操作者的技能水平；3、测量环境的温度、湿度等因素；4、测量系统的重复性和稳定性。
在评估测量系统时，需要采用统计分析方法，如均值-极差控制图、单值控制图等，对测量数据进行统计分析。
通过对数据的分析，可以判断测量系统的稳定性和可靠性，并采取相应的纠正措施。
三、数据分析数据分析是MSA的另一个重要环节，它可以帮助企业了解产品的质量和生产效率情况。
数据分析主要包括以下几个方面：1、过程能力分析；2、缺陷百分比分析；3、测量系统的GR&R分析；4、重复性和偏移量的分析。
通过对数据的分析，可以发现生产过程中的问题，并采取相应的纠正措施。
例如，如果发现测量系统的重复性不好，可以采取更换测量设备、培训操作者等措施来提高测量精度。
四、误差分析误差分析是MSA的一个重要环节，它可以帮助企业了解测量系统的误差情况。
误差分析主要包括以下几个方面：1、随机误差和系统误差的分析；2、误差的传递和放大；3、误差的来源和解决方法。
通过对误差的分析，可以发现测量系统中存在的问题，并采取相应的纠正措施。
例如，如果发现随机误差较大，可以采取提高操作者的技能水平、改善测量环境等措施来减少误差。
五、纠正措施纠正措施是MSA的一个重要环节，它可以帮助企业采取有效的措施来解决问题。
纠正措施主要包括以下几个方面：1、针对问题的性质采取不同的纠正措施；2、纠正措施的实施计划和时间表；3、纠正措施的跟踪和效果评估。
TS16949中MSA第四版
对产品决策的影响
■错误决定的潜在因素:测量系统误差与公差交叉时
LSL
USL
Bad is bad Confused area
I
II
Good is good
III
Confused area
Bad is bad
II I
■产品状况判定:目标是最大限度地做出正确决定有二种选择： ▲改进生产区域：减少过程变差，没有零件产生在II区。 ▲改进测量系统：减少测量系统误差从而减小II区域的面积，
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可追溯标准的局限：
在破坏性测试中很难使用 有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准 有些测试没有行业或国家标准 在设计和开发、合同评审和APQP期间讨论这些局限性.
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什么是测量系统分析
测量系统分析(MSA) ◦ MSA用于分析测量系统对测量值的影响 ◦ 强调仪器和人的影响
我们对测量系统作分析，以确定测量系统的统计特 性的量化值，并与认可的标准相比较。
4
请问：我公司的计量器具都经过检定，为什么 要进行MSA？
两个人测量结果不一致； 公司和顾客测量结果不一致； 不同的测量设备测量结果不一致； TS16949条款7.6.1要求测量系统分析;
5
7.6.1 测量系统分析
为分析各种测量系统测量结果中出现的差异,应进行 统计研究. 此要求应适于控制计划中提及的测量系统.所用 的分析方法及接收准则应符合顾客测量系统分析手册要 求.如果得到顾客批准,也可用其他分析方法和接收准则.
47
测量系统特性及变差类型和定义
类型 分辨力 Discrimination (Resolution)
偏倚 Bias
定义
测量系统检出并如实 指出被测定特性微小
MSA培训教材(第四版)
24
12、校准系统
校准系统指在特定环境下以建立测量设备与已知的参考价值和不确定值得可 追溯标准之间关系的一套操作系统。 校准系统同时也包括通过对测量设备精度的误差调整来检测校准系统的过程， 通过利用校准方法及标准来确定测量系统的测量的可追溯性。
外部、商业性质的独立校准服务供应商在进行校准项目时，其校准系统必须
MSA实务推进课程
盐城德林希教育咨询有限公司
YANCHENG DREAMHILL CO.,Ltd
课程内容
• 为什么要实施MSA?
• 什么是MSA?
• 如何实施MSA?
• 如何分析MSA?
培训目标: 了解MSA的5特性分析,及应用5特性分析确保量测系统 能满足测试过程中的要求.
2
第一章 测量系统基础
指针对产品特性所使用到的监视和测量装置进行测量系统分析（MSA），
而对过程特性所使用到的监视和测量装置则不需进行测量系统分析 （MSA）。
14
9、编制监视和测量装置的测量系统分析（MSA）计划
质量部根据控制计划和/或顾客要求制定监视和测量装置的
“测量系统分析计划”，并确定在控制计划和/或顾客要求中 所用到的监视和测量装置需进行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，经 管理者代表核准后由质量部、生产部和相关部门执行。
检定/校准记录应包括个人量具。
应用符合顾客要求的测量系统分析（MSA）手册（第四版）中规定的 测量分析方法和接受准则；除非顾客规定其它的测量分析方法和接受
准则。
8
重要的顾客手册-AIAG
产品质量先期策划和控制计划（APQP&CP） --第二版 2008年7月
潜在失效模式和后果分析参考手册（FMEA） 五大 技术 手册
S16949五大工具培训教材之三MSA第四版讲议
02
MSA第四版的核心概念
MSA第四版的测量系统分析
测量系统分析的概念
测量系统分析是对整个测量系统的评估，包括测量设备、测量方法、操作者、环境条件等 因素。通过对测量系统的分析，可以了解测量系统的准确性和可靠性，以及测量系统对产 品性能的影响。
测量系统分析的步骤
进行测量系统分析需要遵循一定的步骤，包括确定测量系统分析的目标和范围、选择适当 的测量设备和方法、收集数据、评估测量系统的性能指标、制定改进措施等。
常见问题三
总结词
基于评估结果进行改进、持续优化测量系统、提高测量质量和效率。
详细描述
根据测量系统评估结果，针对存在的问题和不足进行改进和优化，包括改进测量设备、 优化测量方法、提高人员技能等。同时要持续关注测量系统的变化和更新，及时调整和 改进测量系统，以保持其有效性。此外，通过引入新技术和方法，提高测量质量和效率，
MSA第四版的历史与发展
历史背景
随着汽车行业的不断发展，对测量系统准确性和可靠性的要求越来越高，因此MSA第四版的制定和发布是行业发 展的必然结果。
发展方向
未来，MSA第四版将继续不断完善和更新，以适应汽车行业的新技术和新需求。同时，随着智能制造和数字化转 型的推进，测量系统将更加智能化和自动化，MSA第四版也将与时俱进，为行业发展提供更加全面和有效的支持。
总结词
确保评估过程的规范性、准确性、可靠 性、可追溯性。
VS
详细描述
实施有效的测量系统评估需要遵循一定的 规范和流程，确保评估过程的规范性。同 时要保证评估结果的准确性和可靠性，对 测量设备、测量方法、人员技能等方面进 行全面评估。此外，要实现测量结果的追 溯性，建立测量结果的可追溯体系，以便 对测量结果进行复核和验证。
MSA_测量系统分析培训
Today目录:1. IATF16949 :2016 标准对MSA的要求及部分5大核心工具与MSA的关系2. 有关测量相关的知识3. 测量系统分析的对象4. 测量系统分析实施的时机5. 如何分析1）计量型数据2）计量型+破坏性数据3）计数型数据6. MSA测量系统分析的取样要求汇总1. IATF16949 :2016 标准对MSA的要求IATF16949 条款：7.1.5.1.1 测量系统分析2.有关测量的相关知识_测量的定义测量就是对被测对象/特性赋值的过程，所赋的值被称为测量结果。
测量结果也可以是定性的：如用通止规测量孔距，可以提供该孔为合格或不合格的定性结果。
2.有关测量的相关知识_测量系统用来获取测量结果的任何装置都称为量具，卡尺、千分尺、通止规等都称为量具，但上述量具本身您不能给出测量结果，一般都需要人按照一定的规程进行操作才能给出测量结果。
2.有关测量的相关知识_理想的测量系统理想的测量系统是：每次都能获得正确的测量值(真实值）。
2.有关测量的相关知识_测量系统变差的来源无标准标准不清晰标准不可追溯多标准并且标准之间存在1. 为什么测不准？因为测量系统变差的影响。
人员的训练、技能S:标准Standard2.有关测量的相关知识_测量系统变差的影响(对产品检验/过程控制)LSL USLIIIII III I3. 测量系统分析的对象测量系统分析什么？变差4.测量系统分析实施的时机什么时候需要进行测量系统分析？测量系统使用前或即将投入使用时1）新产品试生产（或PPAP的有效生产），需要建立新的测量系统。
2）测量系统有异动时，如：a 新购量具替代原来的量具b 测量方法发生了变更，c 量具进行了大修等。
测量系统使用过程中1）按确定的周期进行MSA 如1次/年。
2）按顾客要求进行MSA，等等。
C.I.P活动中，测量数据前5.如何分析_5.1计量型数据5.1 计量型数据的MSA测量系统分析5.1.1计量型MSA测量系统分析的顺序分辨率Resolution 偏倚Bias 线性Linearity 稳定性Stability重复性& 再现性R&ROKOKOKOK5.1.1.1 分辨率（分辨力）分辨率是指一测量仪器能够检测并忠实地显示相对于参考值的变化量。
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测量系统分析
Measurement System Analysis
第四版
2010年6月发布
2018/10/18
1
MSA第四版发生了那些变化？
与MSA第三版相比，手册的第四版没有发生显著 的变化，只是补充提示了某些分析方法，使读者更容 易理解，同时也对一些使用者的常犯错误做了重要的 观念澄清。 譬如：澄清MSA与校准的关系、更清晰地定义测 量决策、改进了偏倚和线性内容、重写了高级的MSA 技术（包括破坏性试验）、计数型分析的更新、测量 的不确定度和MSA、 APQP和MSA的关系等等。
量具 A 量具 B
量具 C
量具 A的均值 量具 B的均值 量具 C的均值 A 具有最佳准确度 B 具有最佳精确度 C 的准确度好于B 比较A和C的表现
2018/10/18
8
本手册中使用了以下术语
稳定性(Stability)
随时间变化的偏倚值。 一个稳定的测量过程在位置 方面是处于统计上受控状态。 别名：漂移（drift)
2018/10/18 25
偏倚产生的原因
测量错误的特性 （量具或零件）变形 环境变化—温度、湿度、振动、清洁的影响 错误的假设，在应用常量上出错 应用—零件数量、位臵、操作者技能、疲劳、观察错 误（易读性、视差）
2018/10/18
26
偏倚的分析程序
偏倚的分析程序 1.1按生产过程所要求的检验项目、内容和检验 规定，从生产过程中选取一个零件作为样品。 1.2 首先确定所检查零件特性的基准值。基准值 应尽可能通过更高一级的计量装臵或在工具室、 全尺寸检验设备上确定。确定的读数应与量具 R＆R研究中的评价人的观察平均值（Xa 、Xb、 Xc）进行比较。
2018/10/18 6
本手册中使用了以下术语
位置变差（Location variation)
准确度（Accuracy)
与真值或可接受的基准值“接 近”的程度。 在ASTM包括了位置及宽度误 差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均值与基 准值之间的差值。
2018/10/18 7
准确度和精确度
2018/10/18
17
测量系统误差的影响
Ⅰ不好的零件永远视为不好的零件 Ⅱ可能做出潜在的错误决定 Ⅲ好零件永远被视为好零件 “取伪”、“弃真”的过程发生在Ⅱ区域。
2018/10/18 18
测量系统误差的影响
从位置的角度去考虑，偏倚、线性、稳定 性为位置的误差，如图： 针对基准值的位移。
从宽度的角度去考虑，重复性、再现性 为宽度的误差。随着 宽度加宽，Ⅱ区域增 大。
2018/10/18
10
本手册中使用了以下术语
重复性(Repeatability)
一个评价者使用一种测量 仪器，对同一零件的某一特性进 行多次测量下的变差。 是在固定的和已定义的测量 条件下，连续（短期内）多次测 量中的变差。 通常被称为E.V—设备变差 。 (Eguipment Variation) 设备（量具）能力或潜能。 系统内部变差。
2018/10/18 16
测量系统的误差
测量系统误差可以分成五种类型： 偏倚、线性、稳定性、重复性、再现性 测量过程变差: 对大多数测量过程而言，总测量变差通常被描述为 正态分布。正态概率被设想成测量系统分析的标准方法。 事实上，有一些测量系统并不是正态分布，如果仍 假设该测量系统为正态分布，MSA的分析方法可能会过高 评价测量系统误差;因此应充分识别和评价。
其中σ r=σ
重复性
b r
n
7.如果 0 落在围绕偏倚值1- 臵信区间以内 ，偏倚在 水平是可接受的。 d2，d2*和v可以在附录 c 中查到， g =1，m=n
t = 偏倚 σb
2018/10/18
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独立样件法 —范例
标准差
n（m） 平均值 x
计算结果
标准误差的
平均值
σ r/σ
重复性
2018/10/18
2
本手册中使用了以下术语 测量（Measurement)被定义为“对某具体事物赋
予数字（或数值），以表示它们对于特定特性之间的 关系”。这定义由C.Eisenhart(1963)首次提出。赋予 数字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被定义 为测量值。
量具（Gage)是指任何用来获得测量结果的装置。
2018/10/18
13
本手册中使用了以下术语
测量系统性能(Measurement System Performance)
测量系统变差的长期估计值（例： 长期控制图法）
敏感度(Sensitivity)
能导致可探测到的输出信号的最小输入。 测量系统对被测特性变化的感应度。 取决于量具设计（分辨力）、固有质量（ OEM）、使用期间的维修，以及测量仪器与 标准的操作情况。 通常被描述为一种测量单元。
2018/10/18
30
确定偏倚的指南 - 独立样件法
研究程序 1.选取一个样件，得出一个可追溯到相关标准的基准 值。如果不可能，选择一件落在生产测量范围中间的生 产件 ，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，并计算出n次读数的平均值；把这个平 均值作为基准值。 2.让一个评价人，以工作状态通常的方法测量这个样件 10次以上。 3.相对于基准值，将数据画出直方图。评审直方图，确 定是否存在特殊原因或出现异常；如果没有，继续分析。
测量系统的变差可分类为：
能力(Capability) 短期内读数的变化量 。 性能(performance) 长期读数的变化量。以总变差(total
variation)为基础。
不确定度(Uncertainty)
有关被测值的数值估计范围，相信真值都被包括在该范围内。
测量系统必须稳定并且一致,测量系统的总变差的所 有特征是假设该系统稳定并且一致。
2018/10/18 27
偏倚的分析程序
1.3如果不可能按上述方法对样件进行测量，可采用下面 的替代方法。 在工具室或全尺寸检验设备上对零件进行精密测量 ，确定基准值。 1.4让一位评价人用正被评价的量具测量同一零件至少十 次，并记录结果。 1.5计算读数的平均值。平均值与基准值之间的差值为该 测量系统的偏倚。
2018/10/18
31
确定偏倚的指南 - 独立样件法
4.计算该评价人n个读数的 均值。公式如右 ：
x
x
i 1
n
i
n
5.计算可重复性标准偏差 。 其中 d2* 可以从附录c中查 到，g＝1，m ＝n
2018/10/18 32
确定偏倚的指南 - 独立样件法
6.确定偏倚的 t 统计量： 偏倚＝观测测量平均值－基准值
2018/10/18
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偏倚产生的原因
造成过份偏倚的可能原因有： 计量器具需要校准 计量器具或相关夹具磨损 磨损或损坏的基准，基准出现误差 不适当的校准或使用基准设定 线性误差（譬如测量两个不同的点，零件的内在变差所 造成的线性误差。） 使用了错误的量具 不同的测量方法— 设臵、安装、夹紧、技术
20名称
测量系统
分析项目
偏倚
线性
稳定性
重复性
再现性
负责人/日期
卡尺 硬度仪 金相显微镜 万能材料试验机
2018/10/18
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测量系统研究—偏倚
2018/10/18
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什么是偏倚
偏倚是指对相同零件 上同一特性的观测的平均 值与基准值的差异。 它是由所有已知或未 知的变差来源共同影响的 总偏差所造成。
2018/10/18
5
本手册中使用了以下术语
有效解析度Effective resolution 特定应用条件下，一个测量系统对过程变差的敏感度。 可以导致测量有用的输出信号的最小输入。 通常被描述为一种测量单元。 基准值（Reference value) 某一物品的可接受数值。 需要一个可操作的定义。 常被用来替代真值使用。 真值(True value) 某一物品的真实数值。 不可知且无法知道的。
2018/10/18 11
本手册中使用了以下术语
再现性(Reproducibility) 不同评价者使用相同的量具， 测量同一个零件的同一个特性的测 量平均值的变差。 通常被称为A.V.—评价者变差 (Appraiser Variation)。 系统之间（条件）的 误差。 在ASTM E456-96包括：重 复性、实验室、环境及评价者影响。
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独立样件法 —范例
一名制造工程师评价了一个用于过程监控 的新测量系统。测量设备的一项分析证明该测 量系统没有线性误差的问题，该工程师只需对 测量系统的偏倚进行研究和评价。根据过程变 差的实际情况，他从测量系统操作范围内选取 了一个零件；通过对该零件进行了全尺寸测量 确定了它的参考值，然后由主要操作者测量该 零件15次。
2018/10/18 4
本手册中使用了以下术语
分辨力Discrimination、可读性Readability、 分辨率Resolution
别名：最小可读单位、测量解析度、最小刻度极限或探测的最 小极限。 由设计所确定的固有特征。 一个仪器测量或输出的最小刻度单位。 通常被显示为测量单位。 10比1的比例法则。
2018/10/18
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本手册中使用了以下术语
GRR或量具的重复性和再现性 (Gage &R)
量具的重复性和再现性：测量系统 重复性和再现性的联合估计值。 测量系统能力：取决于所用的方法 ，可能包括或不包括时间的影响。
测量系统能力(Measurement System Capability)
测量系统变差的短期估计值。（例： “GRR”包括图表法）
2018/10/18
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本手册中使用了以下术语
Measurement System Analysis
第四版
2010年6月发布
2018/10/18
1
MSA第四版发生了那些变化？
与MSA第三版相比，手册的第四版没有发生显著 的变化，只是补充提示了某些分析方法，使读者更容 易理解，同时也对一些使用者的常犯错误做了重要的 观念澄清。 譬如：澄清MSA与校准的关系、更清晰地定义测 量决策、改进了偏倚和线性内容、重写了高级的MSA 技术（包括破坏性试验）、计数型分析的更新、测量 的不确定度和MSA、 APQP和MSA的关系等等。
量具 A 量具 B
量具 C
量具 A的均值 量具 B的均值 量具 C的均值 A 具有最佳准确度 B 具有最佳精确度 C 的准确度好于B 比较A和C的表现
2018/10/18
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本手册中使用了以下术语
稳定性(Stability)
随时间变化的偏倚值。 一个稳定的测量过程在位置 方面是处于统计上受控状态。 别名：漂移（drift)
2018/10/18 25
偏倚产生的原因
测量错误的特性 （量具或零件）变形 环境变化—温度、湿度、振动、清洁的影响 错误的假设，在应用常量上出错 应用—零件数量、位臵、操作者技能、疲劳、观察错 误（易读性、视差）
2018/10/18
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偏倚的分析程序
偏倚的分析程序 1.1按生产过程所要求的检验项目、内容和检验 规定，从生产过程中选取一个零件作为样品。 1.2 首先确定所检查零件特性的基准值。基准值 应尽可能通过更高一级的计量装臵或在工具室、 全尺寸检验设备上确定。确定的读数应与量具 R＆R研究中的评价人的观察平均值（Xa 、Xb、 Xc）进行比较。
2018/10/18 6
本手册中使用了以下术语
位置变差（Location variation)
准确度（Accuracy)
与真值或可接受的基准值“接 近”的程度。 在ASTM包括了位置及宽度误 差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均值与基 准值之间的差值。
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准确度和精确度
2018/10/18
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测量系统误差的影响
Ⅰ不好的零件永远视为不好的零件 Ⅱ可能做出潜在的错误决定 Ⅲ好零件永远被视为好零件 “取伪”、“弃真”的过程发生在Ⅱ区域。
2018/10/18 18
测量系统误差的影响
从位置的角度去考虑，偏倚、线性、稳定 性为位置的误差，如图： 针对基准值的位移。
从宽度的角度去考虑，重复性、再现性 为宽度的误差。随着 宽度加宽，Ⅱ区域增 大。
2018/10/18
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本手册中使用了以下术语
重复性(Repeatability)
一个评价者使用一种测量 仪器，对同一零件的某一特性进 行多次测量下的变差。 是在固定的和已定义的测量 条件下，连续（短期内）多次测 量中的变差。 通常被称为E.V—设备变差 。 (Eguipment Variation) 设备（量具）能力或潜能。 系统内部变差。
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测量系统的误差
测量系统误差可以分成五种类型： 偏倚、线性、稳定性、重复性、再现性 测量过程变差: 对大多数测量过程而言，总测量变差通常被描述为 正态分布。正态概率被设想成测量系统分析的标准方法。 事实上，有一些测量系统并不是正态分布，如果仍 假设该测量系统为正态分布，MSA的分析方法可能会过高 评价测量系统误差;因此应充分识别和评价。
其中σ r=σ
重复性
b r
n
7.如果 0 落在围绕偏倚值1- 臵信区间以内 ，偏倚在 水平是可接受的。 d2，d2*和v可以在附录 c 中查到， g =1，m=n
t = 偏倚 σb
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独立样件法 —范例
标准差
n（m） 平均值 x
计算结果
标准误差的
平均值
σ r/σ
重复性
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本手册中使用了以下术语 测量（Measurement)被定义为“对某具体事物赋
予数字（或数值），以表示它们对于特定特性之间的 关系”。这定义由C.Eisenhart(1963)首次提出。赋予 数字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被定义 为测量值。
量具（Gage)是指任何用来获得测量结果的装置。
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本手册中使用了以下术语
测量系统性能(Measurement System Performance)
测量系统变差的长期估计值（例： 长期控制图法）
敏感度(Sensitivity)
能导致可探测到的输出信号的最小输入。 测量系统对被测特性变化的感应度。 取决于量具设计（分辨力）、固有质量（ OEM）、使用期间的维修，以及测量仪器与 标准的操作情况。 通常被描述为一种测量单元。
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确定偏倚的指南 - 独立样件法
研究程序 1.选取一个样件，得出一个可追溯到相关标准的基准 值。如果不可能，选择一件落在生产测量范围中间的生 产件 ，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，并计算出n次读数的平均值；把这个平 均值作为基准值。 2.让一个评价人，以工作状态通常的方法测量这个样件 10次以上。 3.相对于基准值，将数据画出直方图。评审直方图，确 定是否存在特殊原因或出现异常；如果没有，继续分析。
测量系统的变差可分类为：
能力(Capability) 短期内读数的变化量 。 性能(performance) 长期读数的变化量。以总变差(total
variation)为基础。
不确定度(Uncertainty)
有关被测值的数值估计范围，相信真值都被包括在该范围内。
测量系统必须稳定并且一致,测量系统的总变差的所 有特征是假设该系统稳定并且一致。
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偏倚的分析程序
1.3如果不可能按上述方法对样件进行测量，可采用下面 的替代方法。 在工具室或全尺寸检验设备上对零件进行精密测量 ，确定基准值。 1.4让一位评价人用正被评价的量具测量同一零件至少十 次，并记录结果。 1.5计算读数的平均值。平均值与基准值之间的差值为该 测量系统的偏倚。
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确定偏倚的指南 - 独立样件法
4.计算该评价人n个读数的 均值。公式如右 ：
x
x
i 1
n
i
n
5.计算可重复性标准偏差 。 其中 d2* 可以从附录c中查 到，g＝1，m ＝n
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确定偏倚的指南 - 独立样件法
6.确定偏倚的 t 统计量： 偏倚＝观测测量平均值－基准值
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偏倚产生的原因
造成过份偏倚的可能原因有： 计量器具需要校准 计量器具或相关夹具磨损 磨损或损坏的基准，基准出现误差 不适当的校准或使用基准设定 线性误差（譬如测量两个不同的点，零件的内在变差所 造成的线性误差。） 使用了错误的量具 不同的测量方法— 设臵、安装、夹紧、技术
20名称
测量系统
分析项目
偏倚
线性
稳定性
重复性
再现性
负责人/日期
卡尺 硬度仪 金相显微镜 万能材料试验机
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测量系统研究—偏倚
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什么是偏倚
偏倚是指对相同零件 上同一特性的观测的平均 值与基准值的差异。 它是由所有已知或未 知的变差来源共同影响的 总偏差所造成。
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本手册中使用了以下术语
有效解析度Effective resolution 特定应用条件下，一个测量系统对过程变差的敏感度。 可以导致测量有用的输出信号的最小输入。 通常被描述为一种测量单元。 基准值（Reference value) 某一物品的可接受数值。 需要一个可操作的定义。 常被用来替代真值使用。 真值(True value) 某一物品的真实数值。 不可知且无法知道的。
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本手册中使用了以下术语
再现性(Reproducibility) 不同评价者使用相同的量具， 测量同一个零件的同一个特性的测 量平均值的变差。 通常被称为A.V.—评价者变差 (Appraiser Variation)。 系统之间（条件）的 误差。 在ASTM E456-96包括：重 复性、实验室、环境及评价者影响。
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独立样件法 —范例
一名制造工程师评价了一个用于过程监控 的新测量系统。测量设备的一项分析证明该测 量系统没有线性误差的问题，该工程师只需对 测量系统的偏倚进行研究和评价。根据过程变 差的实际情况，他从测量系统操作范围内选取 了一个零件；通过对该零件进行了全尺寸测量 确定了它的参考值，然后由主要操作者测量该 零件15次。
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本手册中使用了以下术语
分辨力Discrimination、可读性Readability、 分辨率Resolution
别名：最小可读单位、测量解析度、最小刻度极限或探测的最 小极限。 由设计所确定的固有特征。 一个仪器测量或输出的最小刻度单位。 通常被显示为测量单位。 10比1的比例法则。
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本手册中使用了以下术语
GRR或量具的重复性和再现性 (Gage &R)
量具的重复性和再现性：测量系统 重复性和再现性的联合估计值。 测量系统能力：取决于所用的方法 ，可能包括或不包括时间的影响。
测量系统能力(Measurement System Capability)
测量系统变差的短期估计值。（例： “GRR”包括图表法）
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本手册中使用了以下术语