五大技术工具之MSA
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（一）有关测量的基本概念
1.测量： 定义的赋值（或数）给具体事物以表示他们之间关于特定特性的关系。
赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。
2.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。
3.测量系统： 用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、
过程变差和公差带两者中的较小者。
（四）测量系统变异的类型
测量系统的变异可分成五种类型：偏移、稳定性、线性、重复性和再现性。
通常变异较大的是： 量具的重复性和再现性。
测量系统变异
量具变异
评价者变异再现性
偏移
稳定性
线性
重复性
1. 偏移 ：测量结果的观测平均值与基准值的差值。 偏移大小表示测量系统的准确度，偏移越小表示准确度越好，反之越差 2. 稳定性： 又称漂移，指经过一段时间后，用相同的测量系统，对同一基准或零件的同一特性 测量所得到的变异。亦即偏移随时间的变化。 3. 线性： 指量具在工作量程内，偏移量之差异分布状况。亦即偏移随量程的变化。 4. 重复性： 又称测量设备的变异，是由同一位评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件 的同一特性时所得测量值差异。
3.易损耗之仪器必须注意其分析频率。
（七）测量系统分析之准备
1.先计划将要使用的方法。 有些测量系统的再现性影响可以忽略， 如按按钮， 打印出一个数字。
2.评价人的数量、样品数量及重复读数次数应预先确定。选择应考虑以下因素。
A. 尺寸的关键性——关键尺寸需要更多的零件和 /或试验。
B. 零件结构——大或重的零件可规定较少样品和较多试验。
（六）测量系统分析的应用和时机
测量系统分析的结果可应用于：
1.接受新测量设备的准则；
2.一种测量设备与另一种的比较；
3.评价怀疑有缺陷的量具的根据；Βιβλιοθήκη 4.维修前后测量设备的比较。
测量系统分析时机：
1.新生产之产品 PV（零件变差）有不同时；
2.新仪器， EV（仪器变差）有不同时；
2.新操作人员， AV （人员变差）有不同时；
5. 再现性： 又称评价人变异，指不同评价人采用相同测量仪器，测量同一零件同一特性时，测
量平均值变异。
6.量具 R&R 或 GRR：R&R 是结合重复性和再现性变异的估计值。
2
2
2
GRR
再现性
重复性
（五）测量系统分析的两个阶段
测量系统的评定通常分为两个阶段：
第一阶段：了解该测量过程并确定该测量系统是否满足要求。
第一阶段试验主要有两个目的：
A. 确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项必须在使用前进行。
B.发现哪种环境因素对测量系统有显著影响，如温度、湿度等，以决定其使用空间及环境。
第二阶段的评定： 目的是验证一个测量系统随时间的推移是否持续满足要求。 这种评定通常是
周期性进行，如每半年或每年进行一次分析。
1计
4２ ５ 47
16.0 31.0 47
9
94 103
35.0 68.0 103
51 99 150
51 99 150
设计这些表目的是确定评价人之间意见的一致程度。 为了确定评价人一致水平， 小组用科
恩的 Kappa 来衡量两个评价人对同一目标评价值一致程度。
Kappa
Po=观察一致性次数（对角线单元中观测值总和）
品测量中程数的生产零件，指定其为偏移分析的标准样本，在实验室测得这个零件
n≧10 次，
并计算 n 个读数的均值，把均值作为“基准值” 。
（ 2）让一个评价人，以通常方法测量样本 10 次以上。
分析方法—— 数据分析法
3. 线性分析指南：
研究步骤：
（ 1）选择 g≧ 5 个零件，由于过程变差，这些零件测量值覆盖量具的操作范围。
软件、操作人员、环境和条件的集合。
4.精密度： 是指测量仪器所能够区分出的微量程度或最小距离，亦即代表测量仪器对同一待测
工件，以相同测量过程作重复测量时， 其各测量结果的差异程度。 以差异程度愈微小称为精密
度佳。
5.准确度： 是指测量仪器的实际测量值（或测量平均值）与待测值之真值的接近程度，亦即实 际测量值偏离真实值的程度。以偏差愈微小之程度称为准确度佳。
1）让评价人 A、B、C 测量第一个零件并在第 1、6、 11 行记录数据； 2）让评价人 A、B、C 重复测量第一个零件并在第 2、7、12 行记录数据； 3）如试验需进行 3 次，重复这个循环在第 3、 8、13 行记录数据。 （ 7）如果评价人属于不同班次，可以使用一个替代方法
让评价人 A 测量所有的 10 个零件并输入数据，然后评价人 A 以不同顺序重复读数，记 录结果于第 2、3 行，让评价人 B、C 同样做即可。 量具重复性与再现性的判定： ●当 %R&R＜ 10%——表示该测量系统可接受。 ●当 10%≦ %R&R ≦ 30% ——表示该测量系统可接受或不接受，决定于该测量系统重要性、修 理所需之费用等因素，应考虑客户的要求。 ●当 %R&R>30%——表示该测量系统不能接受，须予以改进。 ●不管 %R&R 的值是多少，分级数 ndc 必须≧ 5 方可接受该重复性和再现性。 （十）计数值量具测量系统分析 1. 何谓计数型量具？
3.由于目的是评价整个测量系统，评价人选择应从日常操作该仪器人中选择。
4.样品选择：
对于产品控制情况，样本的选择不需要覆盖整个过程范围。
对于过程控制情况，样本必须是选自于过程并且代表整个的生产过程。
样本可以通过每天取一个样本，持续若干天的方式进行选取。
5.仪器分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的 1/10，例如，如果特性的变差为 0.01，
总
0
1计
Ｂ 0 数量
4２ ５ 47
预期的数量 16.0 31.0 47
1 数量
9 94 103
预期的数量 35.0 68.0 103
总计
数量
51 99 150
预期的数量 51 99 150
（ 1）评价人之间一致性的评价方法
B*C 交叉表
Ｂ 0 数量
预期的数量
1 数量
预期的数量
总计
数量
预期的数量
C
总
0
核准
审核
制表
（九）计量值量具测量系统分析
1. 稳定性研究指南——控制图法
研究步骤：
（ 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，选择一个落在产
品测量中程数的生产零件，指定其为稳定性分析的标准样本。
（ 2）定期（每天、每周）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，
√
√
√
备注 半年一次
核准
审核
制表
测量系统分析（ MSA）详细计划（示例）
测量设备类别：
MSA项目
样本选择 及取样
测量人数
测量次数
主办人 / 单位
地点
计划实 施日期
完成日期
备注
GR&R
偏移性
稳定性
线性
总结
将测量数据填表计算， 完成报告并进行判定。 如不合格则分析原因及实施纠正措 施，如合格则保存记录。
查哪一零件，并相应记下数据。如评价人 A ，零件 1，第一次测量；评价人 B，零件 4，第二
次测量等。
B.在测量设备读数中，测量值应记录到仪器分辨率的实际限度。
a. 机械装置必须读取和记录到最小的刻度单位。
b. 对于电子读数，必须记录所显示的最右有效数位。
c. 模拟装置应记录至最小刻度的一半。如最小刻度为 0.01 ，则测量结果应记录到 0.005 。
P0 Pe Pe=预期一致性次数（对角线单元中预期值总和） N Pe N=观察的次数（如一个评价者观察 50 个样品 3
次，则 N 为 150）
Kappa 不考虑评价者之间的不一致性有多大，只考虑评价者之间是不是一致。
（ 2）用全尺寸检验测量每个零件以确定其基准值并确认包括量具的操作范围。 （ 3）让通常用这个仪器的操作者中的一人测量每个零件 m≧ 10 次。 线性分析方法——作图法 4. 量具重复性和再现性研究——均值极差法 研究步骤 : （ 1）获取一个样本零件数 n=10，应代表实际的或期望的过程变差范围。 （ 2）选择三个评价人 A、 B、C，零件号码从 1 编到 10，评价人不能看到零件编号。 （ 3）让评价人 A 以随机顺序测量 10 个零件，将测量结果输入第一行。 （ 4）让评价人 B 和 C 测量同样的 10 个零件，而且他们之间不能看到彼此的结果， 输入数据到 第 6 和 11 行。 （ 5）用不同的随机测量顺序重复该循环，输入数据到第 2、 7、 12 行，在适当的列记录数据， 如需要试验三次，重复循环并输入数据 3、8、13 行。 （ 6）当零件重量或体积很大时， 或同时多个零件不可一起获得时， 测量步骤 4、5 应改成如下 作法：
（ 2） R图中的失控状态表明不稳定的重复性——重复性已改变。
（ 3）如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏移。
（ 4）测量过程标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值。这可以
与生产过程标准偏差进行比较以决定测量系统重复性是否适用于应用。
2. 偏移分析指南—独立样本法
研究步骤：
（ 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，选择一个落在产
C.研究工作应由熟悉测量系统分析的人员进行管理和观察。
（八）测量系统分析计划
在测量系统分析之前，应制定测量系统分析总计划和每类量具分析细部计划。
测量系统分析（ MSA）总计划（示例）
1.测量： 定义的赋值（或数）给具体事物以表示他们之间关于特定特性的关系。
赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。
2.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。
3.测量系统： 用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、
过程变差和公差带两者中的较小者。
（四）测量系统变异的类型
测量系统的变异可分成五种类型：偏移、稳定性、线性、重复性和再现性。
通常变异较大的是： 量具的重复性和再现性。
测量系统变异
量具变异
评价者变异再现性
偏移
稳定性
线性
重复性
1. 偏移 ：测量结果的观测平均值与基准值的差值。 偏移大小表示测量系统的准确度，偏移越小表示准确度越好，反之越差 2. 稳定性： 又称漂移，指经过一段时间后，用相同的测量系统，对同一基准或零件的同一特性 测量所得到的变异。亦即偏移随时间的变化。 3. 线性： 指量具在工作量程内，偏移量之差异分布状况。亦即偏移随量程的变化。 4. 重复性： 又称测量设备的变异，是由同一位评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件 的同一特性时所得测量值差异。
3.易损耗之仪器必须注意其分析频率。
（七）测量系统分析之准备
1.先计划将要使用的方法。 有些测量系统的再现性影响可以忽略， 如按按钮， 打印出一个数字。
2.评价人的数量、样品数量及重复读数次数应预先确定。选择应考虑以下因素。
A. 尺寸的关键性——关键尺寸需要更多的零件和 /或试验。
B. 零件结构——大或重的零件可规定较少样品和较多试验。
（六）测量系统分析的应用和时机
测量系统分析的结果可应用于：
1.接受新测量设备的准则；
2.一种测量设备与另一种的比较；
3.评价怀疑有缺陷的量具的根据；Βιβλιοθήκη 4.维修前后测量设备的比较。
测量系统分析时机：
1.新生产之产品 PV（零件变差）有不同时；
2.新仪器， EV（仪器变差）有不同时；
2.新操作人员， AV （人员变差）有不同时；
5. 再现性： 又称评价人变异，指不同评价人采用相同测量仪器，测量同一零件同一特性时，测
量平均值变异。
6.量具 R&R 或 GRR：R&R 是结合重复性和再现性变异的估计值。
2
2
2
GRR
再现性
重复性
（五）测量系统分析的两个阶段
测量系统的评定通常分为两个阶段：
第一阶段：了解该测量过程并确定该测量系统是否满足要求。
第一阶段试验主要有两个目的：
A. 确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项必须在使用前进行。
B.发现哪种环境因素对测量系统有显著影响，如温度、湿度等，以决定其使用空间及环境。
第二阶段的评定： 目的是验证一个测量系统随时间的推移是否持续满足要求。 这种评定通常是
周期性进行，如每半年或每年进行一次分析。
1计
4２ ５ 47
16.0 31.0 47
9
94 103
35.0 68.0 103
51 99 150
51 99 150
设计这些表目的是确定评价人之间意见的一致程度。 为了确定评价人一致水平， 小组用科
恩的 Kappa 来衡量两个评价人对同一目标评价值一致程度。
Kappa
Po=观察一致性次数（对角线单元中观测值总和）
品测量中程数的生产零件，指定其为偏移分析的标准样本，在实验室测得这个零件
n≧10 次，
并计算 n 个读数的均值，把均值作为“基准值” 。
（ 2）让一个评价人，以通常方法测量样本 10 次以上。
分析方法—— 数据分析法
3. 线性分析指南：
研究步骤：
（ 1）选择 g≧ 5 个零件，由于过程变差，这些零件测量值覆盖量具的操作范围。
软件、操作人员、环境和条件的集合。
4.精密度： 是指测量仪器所能够区分出的微量程度或最小距离，亦即代表测量仪器对同一待测
工件，以相同测量过程作重复测量时， 其各测量结果的差异程度。 以差异程度愈微小称为精密
度佳。
5.准确度： 是指测量仪器的实际测量值（或测量平均值）与待测值之真值的接近程度，亦即实 际测量值偏离真实值的程度。以偏差愈微小之程度称为准确度佳。
1）让评价人 A、B、C 测量第一个零件并在第 1、6、 11 行记录数据； 2）让评价人 A、B、C 重复测量第一个零件并在第 2、7、12 行记录数据； 3）如试验需进行 3 次，重复这个循环在第 3、 8、13 行记录数据。 （ 7）如果评价人属于不同班次，可以使用一个替代方法
让评价人 A 测量所有的 10 个零件并输入数据，然后评价人 A 以不同顺序重复读数，记 录结果于第 2、3 行，让评价人 B、C 同样做即可。 量具重复性与再现性的判定： ●当 %R&R＜ 10%——表示该测量系统可接受。 ●当 10%≦ %R&R ≦ 30% ——表示该测量系统可接受或不接受，决定于该测量系统重要性、修 理所需之费用等因素，应考虑客户的要求。 ●当 %R&R>30%——表示该测量系统不能接受，须予以改进。 ●不管 %R&R 的值是多少，分级数 ndc 必须≧ 5 方可接受该重复性和再现性。 （十）计数值量具测量系统分析 1. 何谓计数型量具？
3.由于目的是评价整个测量系统，评价人选择应从日常操作该仪器人中选择。
4.样品选择：
对于产品控制情况，样本的选择不需要覆盖整个过程范围。
对于过程控制情况，样本必须是选自于过程并且代表整个的生产过程。
样本可以通过每天取一个样本，持续若干天的方式进行选取。
5.仪器分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的 1/10，例如，如果特性的变差为 0.01，
总
0
1计
Ｂ 0 数量
4２ ５ 47
预期的数量 16.0 31.0 47
1 数量
9 94 103
预期的数量 35.0 68.0 103
总计
数量
51 99 150
预期的数量 51 99 150
（ 1）评价人之间一致性的评价方法
B*C 交叉表
Ｂ 0 数量
预期的数量
1 数量
预期的数量
总计
数量
预期的数量
C
总
0
核准
审核
制表
（九）计量值量具测量系统分析
1. 稳定性研究指南——控制图法
研究步骤：
（ 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，选择一个落在产
品测量中程数的生产零件，指定其为稳定性分析的标准样本。
（ 2）定期（每天、每周）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，
√
√
√
备注 半年一次
核准
审核
制表
测量系统分析（ MSA）详细计划（示例）
测量设备类别：
MSA项目
样本选择 及取样
测量人数
测量次数
主办人 / 单位
地点
计划实 施日期
完成日期
备注
GR&R
偏移性
稳定性
线性
总结
将测量数据填表计算， 完成报告并进行判定。 如不合格则分析原因及实施纠正措 施，如合格则保存记录。
查哪一零件，并相应记下数据。如评价人 A ，零件 1，第一次测量；评价人 B，零件 4，第二
次测量等。
B.在测量设备读数中，测量值应记录到仪器分辨率的实际限度。
a. 机械装置必须读取和记录到最小的刻度单位。
b. 对于电子读数，必须记录所显示的最右有效数位。
c. 模拟装置应记录至最小刻度的一半。如最小刻度为 0.01 ，则测量结果应记录到 0.005 。
P0 Pe Pe=预期一致性次数（对角线单元中预期值总和） N Pe N=观察的次数（如一个评价者观察 50 个样品 3
次，则 N 为 150）
Kappa 不考虑评价者之间的不一致性有多大，只考虑评价者之间是不是一致。
（ 2）用全尺寸检验测量每个零件以确定其基准值并确认包括量具的操作范围。 （ 3）让通常用这个仪器的操作者中的一人测量每个零件 m≧ 10 次。 线性分析方法——作图法 4. 量具重复性和再现性研究——均值极差法 研究步骤 : （ 1）获取一个样本零件数 n=10，应代表实际的或期望的过程变差范围。 （ 2）选择三个评价人 A、 B、C，零件号码从 1 编到 10，评价人不能看到零件编号。 （ 3）让评价人 A 以随机顺序测量 10 个零件，将测量结果输入第一行。 （ 4）让评价人 B 和 C 测量同样的 10 个零件，而且他们之间不能看到彼此的结果， 输入数据到 第 6 和 11 行。 （ 5）用不同的随机测量顺序重复该循环，输入数据到第 2、 7、 12 行，在适当的列记录数据， 如需要试验三次，重复循环并输入数据 3、8、13 行。 （ 6）当零件重量或体积很大时， 或同时多个零件不可一起获得时， 测量步骤 4、5 应改成如下 作法：
（ 2） R图中的失控状态表明不稳定的重复性——重复性已改变。
（ 3）如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏移。
（ 4）测量过程标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值。这可以
与生产过程标准偏差进行比较以决定测量系统重复性是否适用于应用。
2. 偏移分析指南—独立样本法
研究步骤：
（ 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，选择一个落在产
C.研究工作应由熟悉测量系统分析的人员进行管理和观察。
（八）测量系统分析计划
在测量系统分析之前，应制定测量系统分析总计划和每类量具分析细部计划。
测量系统分析（ MSA）总计划（示例）
