MSA补充教材
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MSA培训教材
I S O/T S16949系列之M S A培训专业求实严谨诚信Measurement Systems AnalysisM S A测量系统分析第一章测量系统根述为何要进行测量系统分析如果测量出现问题，那么合格的产品可能被判为不合格，不合格的产品可能被判为合格，其后果可想而知。
测量设备经检定或校准合格后，在实际使用环境下由于人、机、料、法、环、测等方面的原因，仍会产生测量误差。
必须按MSA手册中规定的方法和判定准则对测量产品的测量系统进行分析，确定测量结果的变差是否足够小，降低产品误判的概率。
测量变差通常分为：Bias 偏倚;Repeatability 重复性Reproducibility再现性 ;Linearity 线性 ;Stability 稳定性。
基础概念测量系统：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。
变差：过程的单个输出之间不可避免的差别。
重复性：由一个评价人采用同种测量仪器，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：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获得的测量平均值的变差。
偏倚：测量结果的观测平均值与基准值的差值。
稳定性：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：在量具预期的工作范围内偏倚值的差值。
分辨力：测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。
MSA选择的基础测量系统的评定通常分为两个阶段，第一阶段和第二阶段。
第一阶段的试验有两个目的，第一个目的是确定该测量系统是否具有所需的统计特性。
第二个目的是发现哪种环境因素对测量系统有显著影响；第二个阶段试验的目的是验证一个测量系统一旦被认为是可行的，应持续具有恰当的统计特性。
第二阶段试验通常以正常校准程序，维护程序和计量程序的一部分日常工作来完成。
理想的测量系统在每次使用时，应只产生“正确”的测量结果，这种结果应具有零方差，零偏倚和对所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。
MSA培训教材_2
每小时1组； 每天1组； 每周1组。
保留记录
32
稳定性分析
决定要分析的测量系统
选取一标准样本，取值参考值 请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次
输入数据到EXCEL的Xbar-R表格中
将数据输入到excel中。 计算每一组的平均值 计算每一组的R值。 计算出平均值的平均值 计算出R的平均值。
值变差。
18
再现性(Reproducibility)：
操作者C
再现性是由不同的评价人，采 用相同的测量仪器，测量同一 零件的同一特性时测量平均值
的变差。
操作者A
再現性
19
操作者B
稳定性(Stability)：
稳定性 时间2
稳定性：是测量系统在某 持续时间内测量同一基准 或零件的相同特性时获得 的测量值的总变差。
48.9 48.5 48.6 48.6 48.7 48.7 48.5 48.7 48.7 48.9 48.7
9/7
9/11 10/9
48.0 48.1 47.9
48.4 48.6 48.3
48.8 48.9 48.4
36
控制图系数表
子组内样本数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
8
测量误差的来源
方法方面：Differences among methods of use 测试方法 测试标准
材料方面： 准备的样本本身有差异 收集的样本本身有差异
9
测量系统分析的目的
运用统计分析方法，确定测量系统测量结果的变差（测量 误差），了解变差的来源。 从而确定一个测量系统的质量，并且为测量系统的改进提 供信息。
从而确定测量系统的质量，以满足测量的需要。 满足ISO/TS16949标准的要求：
保留记录
32
稳定性分析
决定要分析的测量系统
选取一标准样本，取值参考值 请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次
输入数据到EXCEL的Xbar-R表格中
将数据输入到excel中。 计算每一组的平均值 计算每一组的R值。 计算出平均值的平均值 计算出R的平均值。
值变差。
18
再现性(Reproducibility)：
操作者C
再现性是由不同的评价人，采 用相同的测量仪器，测量同一 零件的同一特性时测量平均值
的变差。
操作者A
再現性
19
操作者B
稳定性(Stability)：
稳定性 时间2
稳定性：是测量系统在某 持续时间内测量同一基准 或零件的相同特性时获得 的测量值的总变差。
48.9 48.5 48.6 48.6 48.7 48.7 48.5 48.7 48.7 48.9 48.7
9/7
9/11 10/9
48.0 48.1 47.9
48.4 48.6 48.3
48.8 48.9 48.4
36
控制图系数表
子组内样本数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
8
测量误差的来源
方法方面：Differences among methods of use 测试方法 测试标准
材料方面： 准备的样本本身有差异 收集的样本本身有差异
9
测量系统分析的目的
运用统计分析方法，确定测量系统测量结果的变差（测量 误差），了解变差的来源。 从而确定一个测量系统的质量，并且为测量系统的改进提 供信息。
从而确定测量系统的质量，以满足测量的需要。 满足ISO/TS16949标准的要求：
2024版MSA培训教材(PPT1)
MSA培训教材(PPT1)contents •MSA概述与基本原理•测量系统分析流程与方法•稳定性评估及改进措施•偏倚性评估及校正方法•线性度评估与优化策略•重复性和再现性评估及改进•总结回顾与展望未来发展趋势目录CHAPTERMSA概述与基本原理MSA （Measurement System Anal…通过对测量系统的各组成要素进行分析和评估，确定该测量系统是否满足使用要求的过程。
要点一要点二MSA 作用确保测量数据的准确性和可靠性，提高产品质量和生产效率。
MSA 定义及作用测量系统组成要素01020304测量设备测量人员测量方法测量环境010405060302基本原理与假设条件CHAPTER测量系统分析流程与方法明确分析目的选择测量系统制定分析计划030201按照计划进行测量，并记录测量数据。
对测量数据进行统计分析，如计算均值、标准差、变异系数等。
根据分析结果判断测量系统是否满足要求。
如果测量系统不满足要求，需要采取改进措施，如校准设备、改进测量方法等。
进行测量数据分析结果判断改进措施描述性统计假设检验方差分析回归分析常用统计方法实例演示与操作指南实例演示操作指南CHAPTER稳定性评估及改进措施稳定性概念及评估方法稳定性定义评估方法数据收集不稳定因素识别与处理不稳定因素分类包括设计缺陷、制造过程问题、材料问题、环境问题等。
识别方法采用故障模式、影响及危害性分析（FMECA）、故障树分析（FTA）等方法进行识别。
处理措施针对识别出的不稳定因素，采取相应的纠正措施，如设计优化、工艺改进、材料更换等。
持续改进通过不断收集用户反馈、市场信息和新技术应用等，持续改进产品设计和制造工艺，提高产品稳定性。
预防措施在设计阶段引入可靠性设计理念，预防潜在的不稳定因素。
改进措施针对已出现的问题，采取根本原因分析（RCA ）等方法，找到问题根源并进行改进。
监控与预警建立稳定性监控体系，实时监测产品状态，及时发现并处理潜在问题。
MSA培训教材(2024)
数据图表丰富
运用图表、数据等形式直 观展示培训效果，提高报 告的可读性和说服力。
文字简洁明了
避免使用冗长的句子和复 杂的词汇，尽量用简洁的 语言阐述问题和观点。
27
优秀案例分享
企业内训成功案例
介绍某知名企业通过开展 内部培训，提高员工素质 和业务能力的案例。
2024/1/30
公开课优秀案例
分享某知名讲师在公开课 上的精彩表现和授课技巧 ，以及学员的积极反馈。
MSA通过对测量过程的优化和改进， 提高生产效率和产品质量，降低生产成
本和不良率。
2024/1/30
31
未来发展趋势预测
随着智能制造和工业4.0的推进， MSA将在质量管理体系中发挥更加重 要，形成更加完善的持续改进 机制。
2024/1/30
MSA将更加注重对测量系统的全面评 估和改进，包括测量设备的性能、测 量过程的稳定性和重复性、测量结果 的准确性和可靠性等方面。
Chapter
2024/1/30
21
数据收集策略制定
明确数据收集目的
根据研究或项目需求，明确数据 收集的目标和范围。
设计数据收集工具
根据数据来源和收集目的，设计 合适的数据收集工具，如问卷、 表格、软件等。
2024/1/30
01 02 03 04
选择合适的数据来源
根据数据类型和收集目的，选择 合适的数据来源，如数据库、调 查问卷、实验数据等。
解决方案
加强数据记录的培训和管理，确保使用标准化的数据记录 表格和流程；对异常数据进行及时处理和记录，避免数据 失真或遗漏。
问题三
分析结果与实际情况不符
解决方案
重新检查和分析数据，确认数据的准确性和完整性；结合 实际情况对分析结果进行合理解释和判断；如有必要，重 新进行测量系统分析。
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
最新最全MSA培训教材
的1/10。 5、当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于
过程变差和规范宽度较小者。
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第四章 分辨率
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分辨率
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分辨率
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测量系统的分辨力（分辨率不足对控制图的影响）
最新最全MSA培训教材
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练习二 偏移
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线性
最新最全MSA培训教材
量具的线性
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量具线性的分析
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量具线性的分析
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测量系统的线性
实例:(1)测量数据
零件
1
基准值
2.00
1
2
3
试4
验
5 6
次7
8
数9
10
11
12
零件平均值
稳定性范例
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测量系统的稳定性
➢两种稳定性
--- 一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差。 --- 统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差，而
没有特殊原因变差。
➢ 利用控制图评价测量系统稳定性（稳定性分析实例）
--- 保持基准件或标准样件 --- 极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定的
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测量系统的分辨力
➢ 建议的可视分辨率
6Ơ ≤
10 Ơ---- 过程的标准差 (不是公差宽度的1/10)
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第五章 偏倚、线性和稳定性
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过程变差和规范宽度较小者。
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第四章 分辨率
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分辨率
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分辨率
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测量系统的分辨力（分辨率不足对控制图的影响）
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练习二 偏移
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线性
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量具的线性
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量具线性的分析
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量具线性的分析
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测量系统的线性
实例:(1)测量数据
零件
1
基准值
2.00
1
2
3
试4
验
5 6
次7
8
数9
10
11
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零件平均值
稳定性范例
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测量系统的稳定性
➢两种稳定性
--- 一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差。 --- 统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差，而
没有特殊原因变差。
➢ 利用控制图评价测量系统稳定性（稳定性分析实例）
--- 保持基准件或标准样件 --- 极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定的
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测量系统的分辨力
➢ 建议的可视分辨率
6Ơ ≤
10 Ơ---- 过程的标准差 (不是公差宽度的1/10)
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第五章 偏倚、线性和稳定性
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MSA教材最新版(共116张)
■确定或否认过程是以稳定的方式操作并符合顾客 规定的目标。这种检查行为本身就是过程。
第12页，共116页。
12
6.测量系统的统计特性
1)足够的分辨率和灵敏度。 2)是统计受控制的。 3)产品控制，变异性小于
公差。
4)过程(guòchéng)控制:
▲显示有效的分辨率.
▲变异性小于制造过程变差.
第13页，共116页。
7.6.1测量系统分析
■为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，应 进行适当统计研究。
■此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统。 ■所用的分析方法及接收准则，应符合与顾客关于测量系统分
析的参考手册的要求.。 ■如果得到(dé dào)顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。 PPAP手册中规定: ■对新的或进的量具测量和试验设备应参考MSA手册进行变差
需改善
•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。
9
第9页，共116页。
4.测量(cèliáng)数据的质量
■数据的质量:取决于从处于稳定条件下进行操作的测 量系统中，多次测量的统计特性.
■数据质量最通用的统计特性: ▲准确度 ( Accuracy ) X→μ或称偏移(BIAS): 量测实际值与工件真值间之差异,是指数据相对基准（标准） 值的位置。
7
第7页，共116页。
2.术语
■测量(cèliáng)定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间
关于特定性的关系。这个定义由美国标准局(NBS)Ｃ． cccEisenhart1963）首次提出。赋值过程定义为测量过ccc
程，而赋予的值定义为测量值。
第12页，共116页。
12
6.测量系统的统计特性
1)足够的分辨率和灵敏度。 2)是统计受控制的。 3)产品控制，变异性小于
公差。
4)过程(guòchéng)控制:
▲显示有效的分辨率.
▲变异性小于制造过程变差.
第13页，共116页。
7.6.1测量系统分析
■为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差，应 进行适当统计研究。
■此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统。 ■所用的分析方法及接收准则，应符合与顾客关于测量系统分
析的参考手册的要求.。 ■如果得到(dé dào)顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。 PPAP手册中规定: ■对新的或进的量具测量和试验设备应参考MSA手册进行变差
需改善
•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。
9
第9页，共116页。
4.测量(cèliáng)数据的质量
■数据的质量:取决于从处于稳定条件下进行操作的测 量系统中，多次测量的统计特性.
■数据质量最通用的统计特性: ▲准确度 ( Accuracy ) X→μ或称偏移(BIAS): 量测实际值与工件真值间之差异,是指数据相对基准（标准） 值的位置。
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第7页，共116页。
2.术语
■测量(cèliáng)定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间
关于特定性的关系。这个定义由美国标准局(NBS)Ｃ． cccEisenhart1963）首次提出。赋值过程定义为测量过ccc
程，而赋予的值定义为测量值。
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度
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准确度(Accuracy)
准确度(Accuracy) — 测量的平均值是否与真值吻合? 真值(True Value):
理论上正确的值 国际度量衡标准 偏倚（Bias) 测量值的均值与真值的距离 测量系统持续地偏离目标 系统错误
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描述测量数据质量的统计特性
➢ 是否有足够的分辨力和灵敏度？ 10比1规则:测量设备要能分辨出公差或过程变差的至 少十分之一以上。
➢ 是否具备时间意义的统计稳定？ ➢ 统计特性是否在期望的范围内具备一致性，用于过 程控制和分析是否可接受？
➢ 所有的变差总和是否在一个可接受的测量不确定度 的水平?
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MSA目标
w SPC（统计过程控制）和MSA（测量系统分析）的
应用状况作为衡量供应商提供稳定的符合要求的产 品的能力的重要参考指标。
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为什么进行 测量系统分析？
人 机 法 环 测量
测量 原辅料
制造过程
测量 结果
测量存在误差，误差导致误判。
要保证测量结果的准确性和可信度。
合格 不合格
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n 测量系统包括：人（及其培训）、过程（测量程 序）、设备（量具或测量工具）、系统的控制点、 及所有这些因素的相互作用。
n 测量总偏差： w总的观察偏差=过程偏差+测量系统偏差
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有关测量数据的常见问题
w 测量是一个能影响所观察值的中心值和偏差的过程。
w GR&R分析是用来分析测量系统的方法，目的是确定
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有关测量数据的常见问题
w 什么是测量？
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准确度(Accuracy)
准确度(Accuracy) — 测量的平均值是否与真值吻合? 真值(True Value):
理论上正确的值 国际度量衡标准 偏倚（Bias) 测量值的均值与真值的距离 测量系统持续地偏离目标 系统错误
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描述测量数据质量的统计特性
➢ 是否有足够的分辨力和灵敏度？ 10比1规则:测量设备要能分辨出公差或过程变差的至 少十分之一以上。
➢ 是否具备时间意义的统计稳定？ ➢ 统计特性是否在期望的范围内具备一致性，用于过 程控制和分析是否可接受？
➢ 所有的变差总和是否在一个可接受的测量不确定度 的水平?
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MSA目标
w SPC（统计过程控制）和MSA（测量系统分析）的
应用状况作为衡量供应商提供稳定的符合要求的产 品的能力的重要参考指标。
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为什么进行 测量系统分析？
人 机 法 环 测量
测量 原辅料
制造过程
测量 结果
测量存在误差，误差导致误判。
要保证测量结果的准确性和可信度。
合格 不合格
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n 测量系统包括：人（及其培训）、过程（测量程 序）、设备（量具或测量工具）、系统的控制点、 及所有这些因素的相互作用。
n 测量总偏差： w总的观察偏差=过程偏差+测量系统偏差
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有关测量数据的常见问题
w 测量是一个能影响所观察值的中心值和偏差的过程。
w GR&R分析是用来分析测量系统的方法，目的是确定
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有关测量数据的常见问题
w 什么是测量？
MSA培训教材( 第四版)
如果没有如SPC手册中描述的数据趋势或偏倚时，我们也可认为是统计控
制状态
特殊原因区域
特殊原因区域
40
♣ 5、统计的稳定性-变差关系
测量系统的变差必须小于制造过程变差
MSV
<
MPV
+
MSV
MPV
总变差 (TV)
规范公差
注：测量系统的变差必须尽可能小
41
第三章 测量系统变异性影响
测量系统
S ：标准 W ：零件 I ：仪器 P ：人/程序 E ：环境
36
♣ 3、分辨率-分辨率不足
当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨率不足：
◦ 只有一、二或三个极差值可读 ◦ 四分之一以上极差为零
分辨率应为公差或过程变差的十分之一。 在PPAP之前，APQP和测试期间进行量具分辨率的研究，研究
制造过程或相似过程的极差图，根据前页和范例从不断改进的角 度看，公差值的十分之一可能不够，MSA建议用6ó（总的）制 造标准偏差的十分之一。
指多次测量的平均值与参考值相符合的程度 它表征测量系统中系统误差的大小，常用绝对误差
表示，即就是偏倚
偏倚
观测到测量的平均值与参考值之间的差值 是测量系统的系统误差所构成
位置变差
17
♣ 8、术语和定义
稳定性
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
线性
在量具正常工作量程内的偏倚变化量 多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系 是测量系统的系统误差所构成
反馈、 评定和 纠正措施
5
9
♣ 5、测量系统分析（MSA）的目的
使 大 家 理 解 测 量 系 统 分 析 (MSA) 在 产 品 控 制 和 过程改进中的重要性。
MSA培训教材完整版
X6=0.8mm X7=0.75mm X8=0.75mm X9=0.75mm X10=0.7mm
如果参考标准是 0.80mm. 过程变差为0.70mm
Xi
X=
=
10 0.75
Bias = 0.75-0.8= -0.05 % Bias=100[0.05/0.70]=7.1%
表明 7.1% 的过程变差是偏倚 BIAS
料
基准值
BIAS — 测量结果的平均值与基准值的差异.
基准值（reference-value）是一个预先认定的参考标准 . 该标准可用更高一级测量系统测量的平均值来确定(例 如：高一级计量室)
偏倚
观测的平均值
MSA培训教材完整版
偏倚BIAS 实例
同一操作者对同一工件测 量10次
X1=0.75mm X2=0.75mm X3=0.8mm X4=0.8mm X5=0.65mm
MSA培训教材完整版
5.线性
❖线性是指量具在其工作范围内偏倚的变化规律。 ❖在全部测量范围内，测量值和基准值的差异保持稳定，说明其
线性好。
仪器 1 : 线形性有问题.
仪器 2 : 线形性没有问题.
0 测量单位
0 测量单位
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测量数据五种类型
线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值。
測量
结果
不好
❖ 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。
MSA培训教材完整版
3.什么情况下做MSA
新生产的产品存在较大的产品变差（PV）; 引进新仪器时（EV）; 测量操作更换新的人员时（AV）; 易损耗之仪器必须注意其分析频率 ;
MSA线性分析培训教材
宽度 (Width )
位置 (Location )
是指数据的分布。
----重复性(Repeatability),再现性(Reproducibility)
既不精密又准确度低
准确度高但不精密
精密但准确度差
既又准确度高很精密
变异来源剖析
σTotal2=σP2+ σM2 总变异
σP2
MS A
MSA
量测系统变异
2）对每个零件进行全尺寸测量，从而确定其参考 值，并确定涵盖了这量具的工作量程。 3）让经常使用该量具的操作者测量每个零件 m≥10次。
要随机的选择零件，从而减少评价人对测量中 偏倚的“记忆”。
结果分析——图示法
4）计算零件每次测量的偏倚，以及每个零件的偏 倚平均值。
偏倚ij=Xij —（参考值）i
σM2= σbias2+ σStability2+ σLinearity2+ σAV2+σEV2
制程变异
组间变异 组内变异
准确度 Location 偏倚 稳定性 线性
精确度 Spread 重复性 (EV) 再现性 (AV)
MSA分析方法的分类
MSA
计量型 计数型 破坏型
稳 定 性系统存在一线性问题，需要通过硬 件修正、软件修正或对两者修正的方法，对 该测量系统进行重新校准使其达到零偏倚。 如果不能将整个测量系统范围内的偏倚调整 到零偏倚，它还是可能被用为对产品/过程的 控制，只要这测量系统依旧稳定，可以不加 以分析。 由于这有一个评价者误差的较高风险，该测 量应该仅在得到顾客同意下被使用
量测过程
量 测 系 统
S ：标准
W：零件 I ：仪器 P ：人/程序 E ：环境 输入
位置 (Location )
是指数据的分布。
----重复性(Repeatability),再现性(Reproducibility)
既不精密又准确度低
准确度高但不精密
精密但准确度差
既又准确度高很精密
变异来源剖析
σTotal2=σP2+ σM2 总变异
σP2
MS A
MSA
量测系统变异
2）对每个零件进行全尺寸测量，从而确定其参考 值，并确定涵盖了这量具的工作量程。 3）让经常使用该量具的操作者测量每个零件 m≥10次。
要随机的选择零件，从而减少评价人对测量中 偏倚的“记忆”。
结果分析——图示法
4）计算零件每次测量的偏倚，以及每个零件的偏 倚平均值。
偏倚ij=Xij —（参考值）i
σM2= σbias2+ σStability2+ σLinearity2+ σAV2+σEV2
制程变异
组间变异 组内变异
准确度 Location 偏倚 稳定性 线性
精确度 Spread 重复性 (EV) 再现性 (AV)
MSA分析方法的分类
MSA
计量型 计数型 破坏型
稳 定 性系统存在一线性问题，需要通过硬 件修正、软件修正或对两者修正的方法，对 该测量系统进行重新校准使其达到零偏倚。 如果不能将整个测量系统范围内的偏倚调整 到零偏倚，它还是可能被用为对产品/过程的 控制，只要这测量系统依旧稳定，可以不加 以分析。 由于这有一个评价者误差的较高风险，该测 量应该仅在得到顾客同意下被使用
量测过程
量 测 系 统
S ：标准
W：零件 I ：仪器 P ：人/程序 E ：环境 输入
MSA培训教材(完整)PPT课件
Measurement Systems Analysis
主讲：陈远景 培训师主要资质
2020/6/2
1
课程主要内容
1
TS对测量系统分析的要求
2
测量系统分析的重要性
3
测量基础术语及知识
4
测量系统误差来源及影响
5
测量系统主要统计特性
6
测量系统研究准备
7
计量型测量系统分析方法
8
计数型测量系统分析方法
9
第四版MSA主要变化
2020/6/2
14
测量基础术语及知识
➢ 分辨力、可读性、分辨率(解析度）
最小的读数单位、刻度限度； 由设计决定的固有特性； 测量或仪器输出的最小刻度； 10:1经验法则（过程变差与公差较小者1/10）。
2020/6/2
15
测量基础术语及知识
➢ 灵敏度
灵敏度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信号的最 小输入。它是测量系统对被测特性变化的回应。灵敏度由 量具设计（分辨力）、固有质量（OEM）、使用中保养， 以及仪器操作条件和标准来确定。它通常被表示为一测量 单位 ；
测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复 条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不 是特殊原因造成。所以统计稳定性最好由图形法评 价。
2020/6/2
24
测量基础术语及知识
➢ 测量系统应有的特性
对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小 于依据特性的公差评价测量系统。
对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的 分辨率并与过程变差相比要小。根据6σ变差和／或 来自MSA研究的总变差评价测量系统。
17
测量基础术语及知识
➢ 有效分辨率
主讲：陈远景 培训师主要资质
2020/6/2
1
课程主要内容
1
TS对测量系统分析的要求
2
测量系统分析的重要性
3
测量基础术语及知识
4
测量系统误差来源及影响
5
测量系统主要统计特性
6
测量系统研究准备
7
计量型测量系统分析方法
8
计数型测量系统分析方法
9
第四版MSA主要变化
2020/6/2
14
测量基础术语及知识
➢ 分辨力、可读性、分辨率(解析度）
最小的读数单位、刻度限度； 由设计决定的固有特性； 测量或仪器输出的最小刻度； 10:1经验法则（过程变差与公差较小者1/10）。
2020/6/2
15
测量基础术语及知识
➢ 灵敏度
灵敏度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信号的最 小输入。它是测量系统对被测特性变化的回应。灵敏度由 量具设计（分辨力）、固有质量（OEM）、使用中保养， 以及仪器操作条件和标准来确定。它通常被表示为一测量 单位 ；
测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复 条件下，测量系统的变差只能是由于普通原因而不 是特殊原因造成。所以统计稳定性最好由图形法评 价。
2020/6/2
24
测量基础术语及知识
➢ 测量系统应有的特性
对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小 于依据特性的公差评价测量系统。
对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的 分辨率并与过程变差相比要小。根据6σ变差和／或 来自MSA研究的总变差评价测量系统。
17
测量基础术语及知识
➢ 有效分辨率
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• 测量过程：测量及分析活动是一个过程。因 而对该过程也可以应用任何与所有过程控制 的管理、统计及逻辑技术。
• 对于过程拥有者需要了解顾客需求，而对于 顾客来说也是过程拥有者，也希望用最小的 努力获得正确的决定。
MSA补充教材
掌握测量过程内容
对于测量过程至少需要掌握以下内容：
– 测量设备资源 – 如何正确使用这些设备 – 测量过程内容是什么 – 如何分析和解释测量结果 – 监视和控制这个测量过程
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
对重复性的要求？
MSA补充教材
再现性(Reproducibility)
乙
丙 甲再现性
由不同操作人员，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(三同一异)
MSA补充教材
测量系统分析准备
• 2). 确定MSA的评价人的数量，样品数量及 重复读数次数。在此选择中应考虑的因素如 下：
– 尺寸的关键性：关键尺寸需要更多的零件和/或 试验，原因是量具研究评价所需的置信度。
– 零件结构：大或重的零件可规定较少样品和较 多试验。
– 由于其目的是评价整个测量系统，评价人的选 择应从日常操作该仪器的人中挑选。
破坏性MSA
破坏型
偏倚分析 变异分析 稳定性分析法
MSA补充教材
测量系统分析准备
• 1). 先计划将要使用的方法。例如，通过利 用工程决策，直观观察或量具研究决定，是 否评价人在校准或使用仪器中产生影响。有 些测量系统的再现性(不同人之间)影响可以 忽略，例如按按钮，打印出一个数字
确定公司的测量系 统方法
如果是卖方，对线 性的要求是什么？
公平是什么？
基准值
MSA补充教材
MSA分析时机
第
一
• 新生产之产品PV有不同时
阶 段
• 新仪器，EV有不同时
• 新操作人员，AV有不同时
第 二
• 易损耗仪器必须注意其分析频率。
阶 段
MSA补充教材
MSA分析的对象
• TS16949标准之7.6.1 测量系统分析
– 为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存 在的变差，必须进行适当统计研究。此要求必 须适用于在控制计划提出的测量系统。所用的 分析方法及接收准则，必须与顾客关于测量系 统分析的参考手册相一致。如果得到顾客批准， 也可采用其它分析方法和接收准则。
MSA补充教材
测量值构成
测量值 = 真值 + 测量误差
y=x+ε
戴明说没有 真值的存在
一致性
MSA补充教材
识别测量系统误差来源
• 与所有过程相似，测量系统受随机和系统 变差源影响。这些变差源由普通原因和特 殊原因造成，为了控制测量系统变差
– 1) 识别潜在的变差的来源 – 2) 消除(如果可能时)或监控这些变差的来源
MSA补充教材
2. 偏倚研究分析
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
现场人员测量：
现场人员：指的是实际在现 场从事测量工作的人员，由他 们来进行测量，才能真正了解 公司测量的偏差是多少。
重复测量十五次，记录其值 到所设定的Excel表格中
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统 选取一标准样本，取值参考值
请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次 输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
后续持续点图，判图
请现场测量人员连续测量25组数据， 要求：每次测量2~5次。并记录下这些 数据。 一般而言初期的25组数据最好在较短 的时间内收集，这样就可以利用这些数 据来了解仪器的稳定状况。收集这些数 据的频次一般可设定如下：
计算控制界限，作图判定是否稳定
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统
选取一标准样本，取值参考值 请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次
输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
选取一标准样品：要求样品具有代表 性，尽可能是产品的关键特性 针对样本使用更高精密度等级的仪器 进行精密测量十次，加以平均，做为参 考值。 如果标准样本为可溯源的基准值，则 直接作为参考值。
MSA补充教材
好的测量系统
• 足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的， 相对于过程变差或规范控制限，测量的增量 应该很小。通常所有的十进制或1/10法则， 表明仪器的分辨率应把公差(过程变差)分为 十份或更多。这个规则是选择量具期望的实 际最低起点。
• 测量系统应该是统计受控制的。这意味着在 可重复条件下，测量系统的变差只能是由于 普通原因而不是特殊原因造成。这可称为统 计稳定性且最好由图形法评价。
MSA补充教材
好的测量系统
• 对产品控制，测量系统的变异性与公差相比 必须小于依据特性的公差评价测量系统。
• 对过程控制，测量系统的变异性应该显示有 效的分辨率并与过程变差相比要小。根据6σ 变差和／或来自MSA研究的总变差评价测量 系统。
思考与讨论：对测 量要求是什么？
MSA补充教材
测量过程理解
• 尽管特殊原因将依据不同情况，但一些典 型的变差来源是可以识别。有多种不同的 方法可以对这些变差来源进行表述和分类。 如因果图、故障树图等。
MSA补充教材
测量系统特性
• 对测量系统进行分析的目的是为了更好地了 解测量系统变差的来源。
• 测量系统特性可用下列方式来描述
– 位置：稳定性、偏倚、线性。 – 宽度或范围：重复性、再现性。
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统
选取一标准样本，取值参考值 请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次
输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
不可以发生重复性的标准差大于制程 标准差，如果有发生此现象，代表测量 系统的变异大于制程变异，此仪器是不 可接受的 保留记录
各项的分析记录要保存下来，可以 和PPAP档案存放在一起，以证明此 测量系统的测量能力是足够。
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
2. 偏倚研究分析
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
MSA补充教材
稳定性(Stability)
稳定性 时间2
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
时间1
MSA补充教材
线性(Linearity)
线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值
基准值
基准值
观测平均值
量程
MSA补充教材
线性(Linearity)
观测平均值 有偏倚 无偏倚
2. 偏倚研究分析
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
自生产现场抽取样本：一般是取 在制程中间的产品。
用更高精密的测量设备对样品进 行测量，测量十次，加以平均， 取得参考值。
如果标准样本为可溯源的基准值， 则直接作为参考值。
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统 选取一标准样本，取值参考值
请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次 输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
后续持续点图，判图
后续持续点图、判图
如果控制图是稳定的，可以将此控制界限 做为控制用控制界限。后续就依据原先固 定的频次，用同样的样本、测量仪器、测 量人员。此时若控制图有异常，一般就代 表仪器有问题，要进行相应的处理。 异常的判定：用点、线、面原则识别异常因素 异常的处理 若R图失控，表明不稳定的重复性，可能 什么东西松动、阻塞、变化等。 若X-bar图失控，表明测量系统不再正确 测量，可能磨损，可能需重新校准。
MSA补充教材
测量系统分析准备
– 样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围。 有时每一天取一个样本，持续若干天。这样做是 有必要的，因为分析中这些零件被认为生产过程 中产品变差的全部范围。由于每一零件将被测量 若干次，必须对每一零件编号以便识别。
– 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，例如特性的变差为0.01，仪 器应能读取0.001的变化。
MSA补充教材
2020/11/2
MSA补充教材
测量系统要素与构成
• 被测试的材料 • 被测量的特性 • 收集和准备样品 • 测量种类和尺度 • 仪器或测试设备 • 检验者或技术员 • 使用的状况等
测量系统构成 量具 (Equipment) 测量人员 (Operator) 被测工件 (Parts) 程序、方法 (Procedure, Methods)
MSA补充教材
分辨率的要求
• 建议的要求是总过程6σ(标准偏差)的十分之 一
• 传统是公差范围的十分之一
MSA补充教材
偏倚(Bias)
基准值 偏倚
偏倚：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
观测平均值
对偏倚的要求？
MSA补充教材
• 对于过程拥有者需要了解顾客需求，而对于 顾客来说也是过程拥有者，也希望用最小的 努力获得正确的决定。
MSA补充教材
掌握测量过程内容
对于测量过程至少需要掌握以下内容：
– 测量设备资源 – 如何正确使用这些设备 – 测量过程内容是什么 – 如何分析和解释测量结果 – 监视和控制这个测量过程
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
对重复性的要求？
MSA补充教材
再现性(Reproducibility)
乙
丙 甲再现性
由不同操作人员，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(三同一异)
MSA补充教材
测量系统分析准备
• 2). 确定MSA的评价人的数量，样品数量及 重复读数次数。在此选择中应考虑的因素如 下：
– 尺寸的关键性：关键尺寸需要更多的零件和/或 试验，原因是量具研究评价所需的置信度。
– 零件结构：大或重的零件可规定较少样品和较 多试验。
– 由于其目的是评价整个测量系统，评价人的选 择应从日常操作该仪器的人中挑选。
破坏性MSA
破坏型
偏倚分析 变异分析 稳定性分析法
MSA补充教材
测量系统分析准备
• 1). 先计划将要使用的方法。例如，通过利 用工程决策，直观观察或量具研究决定，是 否评价人在校准或使用仪器中产生影响。有 些测量系统的再现性(不同人之间)影响可以 忽略，例如按按钮，打印出一个数字
确定公司的测量系 统方法
如果是卖方，对线 性的要求是什么？
公平是什么？
基准值
MSA补充教材
MSA分析时机
第
一
• 新生产之产品PV有不同时
阶 段
• 新仪器，EV有不同时
• 新操作人员，AV有不同时
第 二
• 易损耗仪器必须注意其分析频率。
阶 段
MSA补充教材
MSA分析的对象
• TS16949标准之7.6.1 测量系统分析
– 为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存 在的变差，必须进行适当统计研究。此要求必 须适用于在控制计划提出的测量系统。所用的 分析方法及接收准则，必须与顾客关于测量系 统分析的参考手册相一致。如果得到顾客批准， 也可采用其它分析方法和接收准则。
MSA补充教材
测量值构成
测量值 = 真值 + 测量误差
y=x+ε
戴明说没有 真值的存在
一致性
MSA补充教材
识别测量系统误差来源
• 与所有过程相似，测量系统受随机和系统 变差源影响。这些变差源由普通原因和特 殊原因造成，为了控制测量系统变差
– 1) 识别潜在的变差的来源 – 2) 消除(如果可能时)或监控这些变差的来源
MSA补充教材
2. 偏倚研究分析
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
现场人员测量：
现场人员：指的是实际在现 场从事测量工作的人员，由他 们来进行测量，才能真正了解 公司测量的偏差是多少。
重复测量十五次，记录其值 到所设定的Excel表格中
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统 选取一标准样本，取值参考值
请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次 输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
后续持续点图，判图
请现场测量人员连续测量25组数据， 要求：每次测量2~5次。并记录下这些 数据。 一般而言初期的25组数据最好在较短 的时间内收集，这样就可以利用这些数 据来了解仪器的稳定状况。收集这些数 据的频次一般可设定如下：
计算控制界限，作图判定是否稳定
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统
选取一标准样本，取值参考值 请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次
输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
选取一标准样品：要求样品具有代表 性，尽可能是产品的关键特性 针对样本使用更高精密度等级的仪器 进行精密测量十次，加以平均，做为参 考值。 如果标准样本为可溯源的基准值，则 直接作为参考值。
MSA补充教材
好的测量系统
• 足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的， 相对于过程变差或规范控制限，测量的增量 应该很小。通常所有的十进制或1/10法则， 表明仪器的分辨率应把公差(过程变差)分为 十份或更多。这个规则是选择量具期望的实 际最低起点。
• 测量系统应该是统计受控制的。这意味着在 可重复条件下，测量系统的变差只能是由于 普通原因而不是特殊原因造成。这可称为统 计稳定性且最好由图形法评价。
MSA补充教材
好的测量系统
• 对产品控制，测量系统的变异性与公差相比 必须小于依据特性的公差评价测量系统。
• 对过程控制，测量系统的变异性应该显示有 效的分辨率并与过程变差相比要小。根据6σ 变差和／或来自MSA研究的总变差评价测量 系统。
思考与讨论：对测 量要求是什么？
MSA补充教材
测量过程理解
• 尽管特殊原因将依据不同情况，但一些典 型的变差来源是可以识别。有多种不同的 方法可以对这些变差来源进行表述和分类。 如因果图、故障树图等。
MSA补充教材
测量系统特性
• 对测量系统进行分析的目的是为了更好地了 解测量系统变差的来源。
• 测量系统特性可用下列方式来描述
– 位置：稳定性、偏倚、线性。 – 宽度或范围：重复性、再现性。
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统
选取一标准样本，取值参考值 请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次
输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
不可以发生重复性的标准差大于制程 标准差，如果有发生此现象，代表测量 系统的变异大于制程变异，此仪器是不 可接受的 保留记录
各项的分析记录要保存下来，可以 和PPAP档案存放在一起，以证明此 测量系统的测量能力是足够。
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
2. 偏倚研究分析
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
MSA补充教材
稳定性(Stability)
稳定性 时间2
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
时间1
MSA补充教材
线性(Linearity)
线性是在量具预期的工作范围内，偏倚值的差值
基准值
基准值
观测平均值
量程
MSA补充教材
线性(Linearity)
观测平均值 有偏倚 无偏倚
2. 偏倚研究分析
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
自生产现场抽取样本：一般是取 在制程中间的产品。
用更高精密的测量设备对样品进 行测量，测量十次，加以平均， 取得参考值。
如果标准样本为可溯源的基准值， 则直接作为参考值。
后续持续点图，判图
保留记录
MSA补充教材
1.稳定性研究分析
决定要分析的测量系统 选取一标准样本，取值参考值
请现场测量人员连续测量 25组数据每次测量2~5次 输入数据到EXCEL作Xbar-R图 计算控制界限，作图判定是否稳定
后续持续点图，判图
后续持续点图、判图
如果控制图是稳定的，可以将此控制界限 做为控制用控制界限。后续就依据原先固 定的频次，用同样的样本、测量仪器、测 量人员。此时若控制图有异常，一般就代 表仪器有问题，要进行相应的处理。 异常的判定：用点、线、面原则识别异常因素 异常的处理 若R图失控，表明不稳定的重复性，可能 什么东西松动、阻塞、变化等。 若X-bar图失控，表明测量系统不再正确 测量，可能磨损，可能需重新校准。
MSA补充教材
测量系统分析准备
– 样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围。 有时每一天取一个样本，持续若干天。这样做是 有必要的，因为分析中这些零件被认为生产过程 中产品变差的全部范围。由于每一零件将被测量 若干次，必须对每一零件编号以便识别。
– 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，例如特性的变差为0.01，仪 器应能读取0.001的变化。
MSA补充教材
2020/11/2
MSA补充教材
测量系统要素与构成
• 被测试的材料 • 被测量的特性 • 收集和准备样品 • 测量种类和尺度 • 仪器或测试设备 • 检验者或技术员 • 使用的状况等
测量系统构成 量具 (Equipment) 测量人员 (Operator) 被测工件 (Parts) 程序、方法 (Procedure, Methods)
MSA补充教材
分辨率的要求
• 建议的要求是总过程6σ(标准偏差)的十分之 一
• 传统是公差范围的十分之一
MSA补充教材
偏倚(Bias)
基准值 偏倚
偏倚：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
观测平均值
对偏倚的要求？
MSA补充教材