MSA培训教材-课件

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1、Measurement Measurement SystemsSystems AnalysisAnalysis培训师主要资质1TSTS对测量系统分析的要求对测量系统分析的要求1 1测量系统分析的重要性测量系统分析的重要性2 2测量基础术语及知识测量基础术语及知识3 3测量系统误差来源及影响测量系统误差来源及影响4 4测量系统主要统计特性测量系统主要统计特性5 5测量系统研究准备测量系统研究准备6 6计量型测量系统分析方法计量型测量系统分析方法7 7计数型测量系统分析方法计数型测量系统分析方法8 8课程主要内容课程主要内容第四版第四版MSAMSA主要变化主要变化9 92 TSTS对测量系统分析的

2、要求对测量系统分析的要求7.6.1 7.6.1 测量系统分析测量系统分析为分析各种测量和试验设备系统得出的结果中呈现的变差，应进行统计研究。此要求应适用于控制计划中提及的测量系统。所使用的分析方法及接受准则应符合顾客关于测量系统分析的参考手册的要求。如果得到顾客的批准，也可使用其他分析方法和接受准则。测量系统分析与控制计划及测量系统分析与控制计划及APQPAPQP的关系的关系控制计划中“评价及测量技术”栏目中所体现的测量和试验系统都必须进行测量系统分析。APQP的小组准备工作中，项目进度策划应考虑所需的测量系统分析，过程设计和开发阶段（第三阶段）应确定测量系统分析计划，产品和过程确认（第四阶段

3、）应按计划进行所需的测量系统评价。测量系统分析与测量系统分析与PPAPPPAP的关系的关系PPAP要求对新的或改进后的量具、测量、试验系统进行分析。保存并在客户要求时提交。测量系统分析与测量系统分析与SPCSPC的关系的关系进行SPC研究的测量系统应在进行SPC研究前进行测量系统分析，且结果须符合接受准则。测量系统分析与测量系统分析与FMEAFMEA的关系的关系FMEA中未体现对测量系统分析的要求。3测量系统分析与测量系统分析与APQPAPQP的关系的关系4测量系统分析与测量系统分析与APQPAPQP的关系的关系5测量系统分析的重要性测量系统分析的重要性测量数据的作用：测量数据的作用：用于判定

4、产品的符合性（控制用测量系统）；用于判定产品的符合性（控制用测量系统）；用于判定过程是否稳定（分析用测量系统）；用于判定过程是否稳定（分析用测量系统）；对过程进行调整的依据；对过程进行调整的依据；通过回归分析（或分析研究法）确定两个或两个通过回归分析（或分析研究法）确定两个或两个以上变量是否存在重要关系的依据。以上变量是否存在重要关系的依据。测量数据质量（偏倚和变差）低的危害：测量数据质量（偏倚和变差）低的危害：数据质量定义：测量系统稳定运行情况下，利用数据质量定义：测量系统稳定运行情况下，利用多次测量结果的统计特性来评价多次测量结果的统计特性来评价(与参考值越接近与参考值越接近则数据质量越高

5、）。则数据质量越高）。错误地判定产品的符合性；错误地判定产品的符合性；错误地判定过程的稳定性错误地判定过程的稳定性(如掩盖过程的变差，如掩盖过程的变差，即产生即产生，风险）；风险）；错误地对过程进行调整；错误地对过程进行调整；错误地得出变量之间的重要关系。错误地得出变量之间的重要关系。拆错定时炸弹线后果拆错定时炸弹线后果预测错是否有地震后预测错是否有地震后果果差之毫厘差之毫厘 谬以千里谬以千里6测量系统分析的重要性测量系统分析的重要性7如果测量如果测量过程有问题过程有问题，那么好的结果可能被测为，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，此坏的结果，坏的结果也可能被测为好的

6、结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。时便不能得到真正的产品或过程特性。PROCESS原料原料人人机机 法法环环测测量量测测量量结结果果好好不好不好测测量量7测量基础术语及知识测量基础术语及知识测量：测量：赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系。性的关系。赋值过程即为测量过程赋值过程即为测量过程，而，而赋予的值定赋予的值定 义为测量值义为测量值。（19631963年年C.EisenhartC.Eisenhart首次提出）首次提出）量具量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在工厂现场的装置，包括用

7、来测量合格不合指用在工厂现场的装置，包括用来测量合格不合 格的装置（并不包括用于清点数量的计数器）。格的装置（并不包括用于清点数量的计数器）。测量系统测量系统：用来对被测特性赋值的：用来对被测特性赋值的操作、程序、量操作、程序、量 具、设备、软件以及操作人员的集合；具、设备、软件以及操作人员的集合；用来获得测用来获得测量结果的整个过程。量结果的整个过程。8量值溯源性及其相关：量值溯源性及其相关：通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准（通常是国家或国际计量基准）联系起来的特性。量值溯源的最主要技术手段：校准和检定。校准：在规定条件下，确定测量仪器（

8、或测量系统）所指示的量值，或实物量具（或参考物质）所代表的量值，与对应的由其测量标准所复现的量值之间的关系的一组操作。校准的含义：1）在规定条件下，用参考测量标准给包括实物量具（或参考物质）在内的测量仪器的特性赋值，并确定其示值误差。2）将测量仪器所指示或代表的量值，按照比较链或校准链，将其溯源到测量标准所复现的量值。3）自下而上的一种溯源方式，目的确保量值准确，对象是强制性检定之外的测量设备，依据校准规范或校准方法，特殊情况下也可自行制定。测量基础术语及知识测量基础术语及知识9量值溯源性及其相关：量值溯源性及其相关：检定：查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序。包括检查、加标记和/或出具检

9、定证书。自上而下的量值传递方式，目的确认符合规定要求，对象是强制性检定测量仪器（贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测及组织最高测量标准），依据检定规程进行。监视：对某项事物按规定要求给予应有的观察、注视、检查和验证。测量：以确定量值为目的的一组操作。这里指包括几何量（长度）、温度、力学、电磁学、电子（无线电）时间频率、电离辐射、光学、声学、物理学（含标准物质）等十大类测量的广义测量概念。测量基础术语及知识测量基础术语及知识10量值溯源性体系图：量值溯源性体系图：工作计量器具（企业、事业、市场等）工作计量器具（企业、事业、市场等）国家计量基准国家计量基准副计量基准副计量基准工作计量基准工作计量

10、基准社会公用计量标准（省级）社会公用计量标准（省级）社会公用计量标准（市级）社会公用计量标准（市级）社会公用计量标准（县级）社会公用计量标准（县级）企业、事业单位最高计量标准企业、事业单位最高计量标准企业、事业单位计量标准企业、事业单位计量标准社会公用计量标准社会公用计量标准（国家专业计量站）（国家专业计量站）社会公用计量标准社会公用计量标准（国家专业计量分站）（国家专业计量分站）部门最高计量标准部门最高计量标准部门计量标准部门计量标准11国家标准引用标准参考标准工作标准生产量具夹量具千分尺CMM量块激光干涉仪引用量具量块比测波长标准干涉比测器量值溯源示例图量值溯源示例图12数据：数据：计量型

11、数据（结果是连续的）与计数型数据计量型数据（结果是连续的）与计数型数据（结果是离散的）。同时显示连续及离散数据的测（结果是离散的）。同时显示连续及离散数据的测量系统分析时尽量当作计量型测量系统。量系统分析时尽量当作计量型测量系统。测量基础术语及知识测量基础术语及知识13参考值：参考值：n某一个物品可接受的值。某一个物品可接受的值。n需要一个可操作的定义（由更高一级测量设备或全尺寸需要一个可操作的定义（由更高一级测量设备或全尺寸 实验室进行多次测量的平均值）。实验室进行多次测量的平均值）。法定值：由法律定义并强制执行（如计量检定时）。法定值：由法律定义并强制执行（如计量检定时）。理论值：由科学原

12、理而得（如重力）。理论值：由科学原理而得（如重力）。给定值：根据某些国家或国际组织的实验工作给定值：根据某些国家或国际组织的实验工作(由可靠的由可靠的理论支持理论支持)而得。而得。n通常被用于替代真值。通常被用于替代真值。真真 值：值：n某一个物品真实的值。某一个物品真实的值。n真值通常是不可获得的。真值通常是不可获得的。测量基础术语及知识测量基础术语及知识14分辨力、可读性、分辨率分辨力、可读性、分辨率(解析度）解析度）n最小的读数单位、刻度限度；最小的读数单位、刻度限度；n由设计决定的固有特性；由设计决定的固有特性；n测量或仪器输出的最小刻度；测量或仪器输出的最小刻度；n10:110:1经

13、验法则（过程变差与公差较小者经验法则（过程变差与公差较小者1/101/10）。）。测量基础术语及知识测量基础术语及知识15灵敏度灵敏度n灵敏度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信号的最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（量具设计（分辨力）、固有质量（OEMOEM）、使用中保养，以）、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位 ；n影响灵敏度的因素包括：影响灵敏度的因素包括：u

14、一个仪器的衰减能力一个仪器的衰减能力；u操作者的技能操作者的技能；u测量装置的重复性测量装置的重复性；u对于电子或气动量具，提供无漂移操作的能力对于电子或气动量具，提供无漂移操作的能力；u仪器使用所处的条件，例如：大气条件、尘土、湿度。仪器使用所处的条件，例如：大气条件、尘土、湿度。测量基础术语及知识测量基础术语及知识16分辨率对测量结果的影响分辨率对测量结果的影响n测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。n看看下面的部件A和部件B，它们的长度相似。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。部件A部件BA=2.0B=2.0因为第一个图面的的分辨率比两个部件之间

15、的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。测量基础术语及知识测量基础术语及知识A=2.50B=2.00部件A部件B因为第二个图面的的分辨率比两个部件之间的差异要小，两个部件将出现不同的测量结果。17有效分辨率有效分辨率n考虑整个测量系统变差时的数据分级大小考虑整个测量系统变差时的数据分级大小(ndc)ndc)。nndc=1.41x(PV/GRR)ndc=1.41x(PV/GRR)。测量基础术语及知识测量基础术语及知识18一致性一致性n一致性是随时间得到测量变差的区别。它也可以看成重复性随时间的变化。n影响一致性的因素是变差的特殊原因，如：u零件的温度u电子设备的预热要求u设备的磨损测量基础术语

16、及知识测量基础术语及知识19均均匀匀性性n均匀性是量具在整个工作量程内变差的区别。它也可被认为是重复性在量程上的均匀性(同质性)。n影响均匀性的因素包括：u夹紧装置对不同定位只接受较小较大尺寸u刻度的可读性不好u读数视差测量基础术语及知识测量基础术语及知识20测量不确定度测量不确定度n不确定度是赋值给测量结果的范围，在规定的置信水平不确定度是赋值给测量结果的范围，在规定的置信水平内描述为预期包含有真值的范围。测量不确定度通常被内描述为预期包含有真值的范围。测量不确定度通常被描述为一个双向量。描述为一个双向量。n标准不确定度不是指由标准引起的不确定度，而是不确标准不确定度不是指由标准引起的不确定

17、度，而是不确定度以标准差来表征被测量值的分散性。定度以标准差来表征被测量值的分散性。nU=U=扩扩展展不确定度。扩展不确定度是测量过程中合成标准不确定度。扩展不确定度是测量过程中合成标准误差误差UcUc，乘以一个代表所希望的置信范围中的正态分布，乘以一个代表所希望的置信范围中的正态分布的分布系数的分布系数(K)(K)。ISO/IECISO/IEC（测量中不确定度指南）确定（测量中不确定度指南）确定了足以代表正态分布的了足以代表正态分布的95%95%的不确定度的分布系数。通常的不确定度的分布系数。通常认为认为K=2K=2，U=KUcU=KUc。测量基础术语及知识测量基础术语及知识21测量不确定度

18、测量不确定度标准不确定度标准不确定度扩展不确定度扩展不确定度A A类标准不确定度类标准不确定度B B类标准不确定度类标准不确定度合成标准不确定度合成标准不确定度U U（k=2k=2，3 3）UpUp（p p为置信概率）为置信概率）测量不确定度测量不确定度n不确定度分类。不确定度分类。测量基础术语及知识测量基础术语及知识22理想测量系统理想测量系统n理想的测量系统是在每次使用时，应只产生理想的测量系统是在每次使用时，应只产生“正确正确”的的测量结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一测量结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一个能产生理想测量结果的测量系统，应具有个能产生理想测量结果的测

19、量系统，应具有零偏倚、零零偏倚、零线性线性和所测的任何产品和所测的任何产品错误分类为零概率错误分类为零概率的统计特性。的统计特性。n理想测量系统几乎是不存在的。理想测量系统几乎是不存在的。测量基础术语及知识测量基础术语及知识23测量系统应有的特性测量系统应有的特性n足够的分辨率和灵敏度。为了测量的目的，相对于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常所有的十进制或1/101/10法则，表明仪器的分辨率应法则，表明仪器的分辨率应把公差把公差(过程变差过程变差)分为十份或更多。这个规则是选分

20、为十份或更多。这个规则是选择用于过程控制的量具期望的实际最低起点，用于择用于过程控制的量具期望的实际最低起点，用于产品是否合格的量具通常要求至少将规范分成三产品是否合格的量具通常要求至少将规范分成三份份。n测量系统应该是统计受控制的。这意味着在可重复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是特殊原因造成。所以统计稳定性最好由图形法评价。价。测量基础术语及知识测量基础术语及知识24测量系统应有的特性测量系统应有的特性n对产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小

21、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。于依据特性的公差评价测量系统。n对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的对于过程控制，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。根据分辨率并与过程变差相比要小。根据66变差和变差和或来自或来自MSAMSA研究的总变差评价测量系统。研究的总变差评价测量系统。n偏倚、重复性、再现性、线性应是可接受的。偏倚、重复性、再现性、线性应是可接受的。测量基础术语及知识测量基础术语及知识25置信区间置信区间n期望包括一个参数的真值的值的范围期望包括一个参数的真值的值的范围(在希望的概在希望的概率情况下叫置信水平率情况

22、下叫置信水平)。n统计检定时，常常取用统计检定时，常常取用置信水平置信水平=95%=95%时，表示时，表示1.961.96 的范围。的范围。显著性水平显著性水平n被选择用来测试随机输出概率的一个统计水平，被选择用来测试随机输出概率的一个统计水平，也同风险有关，表示为也同风险有关，表示为风险，代表一个决定出错风险，代表一个决定出错的概率。的概率。n第一种错误又称第一种错误又称风险（错报），属于生产方风风险（错报），属于生产方风险，即弃真错误。险，即弃真错误。n第二种错误又称第二种错误又称风险（漏报），属使用方风险，风险（漏报），属使用方风险，即存伪错误。即存伪错误。测量基础术语及知识测量基础术语

23、及知识26风险与风险与风险风险测量基础术语及知识测量基础术语及知识27准确度与精密度判读准确度与精密度判读高高低低低低准确度准确度精密度精密度高高测量基础术语及知识测量基础术语及知识28Y=x+测量值测量值=真值真值(True Value)+测量误差测量误差真值不可获得真值不可获得一致性一致性测量系统误差来源及影响测量系统误差来源及影响29测量系统误差来源及影响测量系统误差来源及影响30仪器方面：仪器方面：分辨力分辨力精密度精密度(重复性重复性)准确度准确度(偏倚偏倚)稳定性（校准）稳定性（校准）不同仪器和夹具间的不同仪器和夹具间的差异差异线性线性损坏损坏不同检验者的差异：不同检验者的差异：训

24、练训练技能技能疲劳疲劳无聊无聊眼力眼力舒适舒适检验的速度检验的速度测量系统误差来源及影响测量系统误差来源及影响31不同环境所造成的差异不同环境所造成的差异：温度温度湿度湿度振动振动照明照明腐蚀腐蚀污染污染(油脂油脂)方法方面：方法方面：测试方法、程序测试方法、程序测试标准测试标准材料方面：材料方面：准备的样本本身有差异准备的样本本身有差异收集的样本本身有差异收集的样本本身有差异测量系统误差来源及影响测量系统误差来源及影响32 测量系统主要统计特性测量系统主要统计特性 统计特性统计特性偏倚偏倚线性线性重复性重复性再现性再现性稳定性稳定性33 位置变差之准确度位置变差之准确度参考值参考值观测观测平

25、均值平均值一个或多个测量结果的平均值与参考值一个或多个测量结果的平均值与参考值之间一致的接近程度；之间一致的接近程度；测量过程必须处于统计受控状态，过程测量过程必须处于统计受控状态，过程的准确度才有意义；的准确度才有意义；有些组织将准确度和偏倚互用；有些组织将准确度和偏倚互用；ISOISO和和ASTMASTM用准确度覆盖偏倚和重复性；用准确度覆盖偏倚和重复性；ASTMASTM建议只使用偏倚描述位置变差建议只使用偏倚描述位置变差；偏倚是指对相同零件的同一特性观测平偏倚是指对相同零件的同一特性观测平均值与真值（参考值）的差异，是由系均值与真值（参考值）的差异，是由系统误差构成统误差构成。偏倚过大的

26、原因：偏倚过大的原因：仪器仪器需需要要校准校准仪器、设备或夹紧装置磨损仪器、设备或夹紧装置磨损基准基准的的磨损磨损或损坏，基准或损坏，基准偏偏差差校准不当或调整基准的校准不当或调整基准的设定设定不当不当仪器质量差仪器质量差设计或一致性不好设计或一致性不好线性误差线性误差使使用错误的量具用错误的量具不同的测量方法不同的测量方法设置、安装、夹设置、安装、夹紧、技术紧、技术测量错误的特性测量错误的特性变变形形（量具或零件量具或零件）环境环境温度、湿度、振动、清洁温度、湿度、振动、清洁违背假定、常违背假定、常数应用数应用不不对对应用应用零件零件数数量、位置、操作者技量、位置、操作者技能、疲劳、观察错误

27、能、疲劳、观察错误34 位置变差之稳定性位置变差之稳定性指经过一段长时间，用相同的测量系统指经过一段长时间，用相同的测量系统对同一基准或零件同一特性进行测量所对同一基准或零件同一特性进行测量所获得的总变差；获得的总变差；稳定性是整个时间的偏倚变化量。稳定性是整个时间的偏倚变化量。造成不稳定的原因：造成不稳定的原因：仪器仪器需需要要校准校准，调调整整校校准准周周期期仪器、设备或夹紧装置磨损仪器、设备或夹紧装置磨损正正常常的的老化老化或或磨损磨损维维护护保养保养不不好好通通风、风、动动力力、过滤过滤器器、腐蚀腐蚀、清洁清洁基准基准的的磨损磨损或损坏，基准或损坏，基准偏偏差差校准不当或调整基准的校准

28、不当或调整基准的设定设定不当不当仪器质量差仪器质量差设计或一致性不好设计或一致性不好仪器仪器缺缺少少稳健稳健的的设计设计和和方法方法使使用错误的量具用错误的量具不同的测量方法不同的测量方法设置、安装、夹紧、设置、安装、夹紧、技术技术变变形形（量具或零件量具或零件）、违背假定、违背假定环境环境变变化化温度、湿度、振动、清洁温度、湿度、振动、清洁应用应用零件零件数数量、位置、操作者技能、量、位置、操作者技能、疲劳、观察错误疲劳、观察错误稳定性稳定性时间时间1时间时间2时间时间335 位置变差之线性位置变差之线性指测量设备在预期的工作量程内偏倚值指测量设备在预期的工作量程内偏倚值的差异，是由系统误差

29、构成；的差异，是由系统误差构成；可视为偏倚对于量程不同所发生的变化。可视为偏倚对于量程不同所发生的变化。造成线性误差的原因：造成线性误差的原因：仪器仪器需需要要校准校准，调调整整校校准准周周期期仪器、设备或夹紧装置磨损仪器、设备或夹紧装置磨损维维护护保养保养不不好好通通风、风、动动力力、过滤过滤器器、腐蚀腐蚀、清洁清洁基准基准的的磨损磨损或损坏，基准或损坏，基准偏偏差差校准不当或调整基准的校准不当或调整基准的设定设定不当不当仪器质量差仪器质量差设计或一致性不好设计或一致性不好仪器仪器缺缺少少稳健稳健的的设计设计和和方法方法使使用错误的量具用错误的量具不同的测量方法不同的测量方法设置、安装、夹紧

30、、设置、安装、夹紧、技术技术量具或零件量具或零件的的特性特性值值随着随着值值的的大小大小变变形形量量不不同同环境环境变变化化温度、湿度、振动、清洁温度、湿度、振动、清洁违背假定、常违背假定、常数应用数应用不不对对应用应用零件零件数数量、位置、操作者技能、量、位置、操作者技能、疲劳、观察错误疲劳、观察错误观测平均值观测平均值基准值基准值量程量程观测平均值观测平均值基准值基准值36线性线性量具预期的量程范围内量具预期的量程范围内的的偏倚值。偏倚值。参考值参考值观测平均值观测平均值观测平均值观测平均值参考值参考值量程量程偏倚偏倚1 1偏倚偏倚2 2偏倚偏倚3 3偏倚偏倚4 437 宽度变差之重复性宽

31、度变差之重复性指由指由同一操作人员同一操作人员用用同一量具同一量具经多次测经多次测量量同一零件同一零件的的同一特性同一特性时获得的测量值时获得的测量值变差（变差（四同四同）；通常称之为设备变差（称之为系统内部通常称之为设备变差（称之为系统内部变差较合理）。变差较合理）。造成重复性的可能原因：造成重复性的可能原因：零件零件(样品样品)内部：形状、位置、表内部：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性面加工、锥度、样品一致性差差。仪器内部：修理、磨损、设备或夹仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障，质量差或维护不当。紧装置故障，质量差或维护不当。基准内部：质量、级别、磨损基准内部：质量、级别、磨损

32、。方法内部：在设置、技术、零位调方法内部：在设置、技术、零位调整、夹持、夹紧、点密度的变差整、夹持、夹紧、点密度的变差。评价人内部：技术、职位、缺乏经评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳。验、操作技能或培训、感觉、疲劳。环境内部：温度、湿度、振动、亮环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁度的短期起伏变化。度、清洁度的短期起伏变化。违背假定：稳定、正确操作违背假定：稳定、正确操作。仪器设计或方法缺乏稳健性，一致仪器设计或方法缺乏稳健性，一致性不好性不好。应用错误的量具应用错误的量具。量具或零件变形，硬度不足量具或零件变形，硬度不足。应用：零件尺寸、位置、操作者技应用：零件

33、尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察误差能、疲劳、观察误差(易读性、视易读性、视差差)。重复性重复性38 宽度变差之再现性宽度变差之再现性由由不同操作人员不同操作人员，采用，采用同一量具同一量具，测量，测量同一零件同一零件的的同一特性同一特性时测量平均值的变时测量平均值的变差（差（三同一异三同一异）；通常称之为人员变差（包括人员、环境通常称之为人员变差（包括人员、环境等变差，属系统间变差）。等变差，属系统间变差）。造成再现性的可能原因：造成再现性的可能原因：零件零件(样品样品)之之间间：使用同样的仪器、：使用同样的仪器、同样的操作者和方法时，当测量零件同样的操作者和方法时，当测量零件的类型为的类

34、型为A,B,CA,B,C时的均值差。时的均值差。仪器之仪器之间间：同样的零件、操作者、和：同样的零件、操作者、和环境，使用仪器环境，使用仪器A,B,CA,B,C等的均值差等的均值差。标准之间：测量过程中不同的设定标标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响准的平均影响。方法之间：改变点密度，手动与自动方法之间：改变点密度，手动与自动系统相比，零点调整、夹持或夹紧方系统相比，零点调整、夹持或夹紧方法等导致的均值差法等导致的均值差。评价人评价人(操作者操作者)之间：评价人之间：评价人A,B,CA,B,C等的训练、技术、技能和经验不同导等的训练、技术、技能和经验不同导致的均值差。对于产品及过程资格

35、以致的均值差。对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器，推及一台手动测量仪器，推荐荐进行此研进行此研究。究。环境之间：在第环境之间：在第1,2,31,2,3等时间段内测等时间段内测量，由环境循环引起的均值差。这是量，由环境循环引起的均值差。这是对较高自动化系统在产品和过程资格对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究。中最常见的研究。仪器设计或方法缺乏稳健性仪器设计或方法缺乏稳健性。操作者训练效果操作者训练效果。应用应用零件尺寸、位置、观察误差零件尺寸、位置、观察误差(易读性、视差易读性、视差)。再现性再现性39测量系统的规划测量系统的规划n由由APQPAPQP小组根据被测量特性的重要程度确

36、定测量小组根据被测量特性的重要程度确定测量系统。同时考量：系统。同时考量：u产品规范是什么？预期的过程变差是多少？需要什产品规范是什么？预期的过程变差是多少？需要什么样的分辨率？么样的分辨率？u量具需要怎样的操作方式？需要操作者具备哪些技量具需要怎样的操作方式？需要操作者具备哪些技能？怎样培训？能？怎样培训？u如何测量？是否人工测量？在哪里测量？零件的位如何测量？是否人工测量？在哪里测量？零件的位置和固定是否是可能的变差来源？接触测量还是非置和固定是否是可能的变差来源？接触测量还是非接触测量？接触测量？测量系统研究准备测量系统研究准备40计划所使用的方法计划所使用的方法n评价人影响仪器的使用或

37、校准，使用工程判断、目视观评价人影响仪器的使用或校准，使用工程判断、目视观察或量具研究来确定。察或量具研究来确定。n如评价人不影响测量结果，则忽略再现性的影响。如评价人不影响测量结果，则忽略再现性的影响。确定评价人数、抽样数量、重复读数次数确定评价人数、抽样数量、重复读数次数n尺寸的重要程度（关键尺寸可能需要更多的零件和重复尺寸的重要程度（关键尺寸可能需要更多的零件和重复次数）。次数）。n零件的形态（大零件可能减少样本及重复次数）。零件的形态（大零件可能减少样本及重复次数）。评价人应该能够熟练操作测量仪器评价人应该能够熟练操作测量仪器样品的选择（可以也可能必要每天抽取一件）样品的选择（可以也可

38、能必要每天抽取一件）n用于产品控制情形：样品不需包含整个过程变差。用于产品控制情形：样品不需包含整个过程变差。n用于过程研究情形：样品必须包含整个过程变差。用于过程研究情形：样品必须包含整个过程变差。测量系统研究准备测量系统研究准备41仪器应有足够分辨率仪器应有足够分辨率n10：1原则原则测量方法遵循已定义的测量程序测量方法遵循已定义的测量程序分析时机分析时机n新生产之产品新生产之产品PVPV有不同时有不同时n新仪器或改进仪器，新仪器或改进仪器，EVEV有不同时有不同时n新操作人员，新操作人员，AVAV有不同时有不同时(appraiser)(appraiser)n依照规定的频次对依照规定的频次

39、对测量系统测量系统进行分析进行分析。测量系统研究准备测量系统研究准备第第一一阶阶段段第第二二阶阶段段42测量系统评定测量系统评定n第一阶段第一阶段：了解测量过程并确定测量系统是否满：了解测量过程并确定测量系统是否满足要求的两个目的足要求的两个目的u确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项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。必须在使用前进行。u发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响，例如发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响，例如温度、湿度等，以决定其使用之空间及环境。温度、湿度等，以决定其使用之空间及环境。测量系统研究准备测量系统研究准备43测量系统评定测量系统评

40、定n第二阶段第二阶段：了解测量过程并确定测量系统是否满：了解测量过程并确定测量系统是否满足要求的两个目的足要求的两个目的u是在验证一个测量系统一旦被认为是可行时，应持是在验证一个测量系统一旦被认为是可行时，应持续具有恰当的统计特性。续具有恰当的统计特性。u通常用线性分析、偏倚分析、通常用线性分析、偏倚分析、R&RR&R分析等方法。分析等方法。测量系统研究准备测量系统研究准备44测量系统分析执行注意要点测量系统分析执行注意要点n测量应按照随机顺序，以确保整个研究过程中产生测量应按照随机顺序，以确保整个研究过程中产生的任何漂移或变化将随机分布。评价人不应知道正的任何漂移或变化将随机分布。评价人不应

41、知道正在检查零件的编号，以避免可能的偏倚。但是进行在检查零件的编号，以避免可能的偏倚。但是进行研究的人应知道正在检查那一零件，并记下数据。研究的人应知道正在检查那一零件，并记下数据。n在设备读数中，读数应估计到可得到的最接近的数在设备读数中，读数应估计到可得到的最接近的数字。如果可能，读数应取至最小刻度的一半。例如，字。如果可能，读数应取至最小刻度的一半。例如，如果最小刻度为如果最小刻度为0.01，则每个读数的估计应圆整为，则每个读数的估计应圆整为0.005。n研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行。研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行。n每一位评价人应采用相同方法，包括所有步骤来获

42、每一位评价人应采用相同方法，包括所有步骤来获得读数。得读数。测量系统研究准备测量系统研究准备45 测量系统分析方法选择测量系统分析方法选择 计量型计量型位置分析位置分析离散分析离散分析偏倚分析偏倚分析线性分析线性分析重复性分析重复性分析再现性分析再现性分析稳定性分析稳定性分析计数型计数型MSA信号探测法信号探测法假设试验分析法假设试验分析法46 测量系统分析方法选择测量系统分析方法选择 测量误差主要来源于重复性和再现性；测量误差主要来源于重复性和再现性；偏倚和线性由测量系统的系统误差构成；精确度由随机误差构成；重复性由测量系统偏倚和线性由测量系统的系统误差构成；精确度由随机误差构成；重复性由测

43、量系统内部变差构成；再现性由系统之间（条件）变差构成；内部变差构成；再现性由系统之间（条件）变差构成；计量型测量系统通常要求对重复性和再现性进行分析，内部或外部校验分析其偏倚、计量型测量系统通常要求对重复性和再现性进行分析，内部或外部校验分析其偏倚、线性，量具各种量程都使用得到（如用于实验室）线性，量具各种量程都使用得到（如用于实验室），则先分析线性再偏倚，量具只，则先分析线性再偏倚，量具只有个别量程使用到则仅分析其偏倚，量具非完全自动的，需分析其重复性和再现性。有个别量程使用到则仅分析其偏倚，量具非完全自动的，需分析其重复性和再现性。量具完全自动的，不需分析其再现性，但是需再分析其稳定性。量

44、具完全自动的，不需分析其再现性，但是需再分析其稳定性。47 测量系统分析方法选择测量系统分析方法选择 测量系统分析讨论测量系统分析讨论n游标卡尺用于工序仅测量特定范围内（或某一游标卡尺用于工序仅测量特定范围内（或某一个）的尺寸。个）的尺寸。n游标卡尺用于实验室（量程内都会使用到）。游标卡尺用于实验室（量程内都会使用到）。n电子秤、电测机。电子秤、电测机。n硬度计、拉力测试机（破坏性）。硬度计、拉力测试机（破坏性）。48基本基本计量型分析计量型分析方法方法n稳定性分析稳定性分析n偏倚分析偏倚分析独立样件法独立样件法n线性线性分析分析指南指南n重复性和再现性重复性和再现性分析分析指南指南基本基本计

45、数型分析计数型分析方法方法（大样法）（大样法）n信号探测法信号探测法n假设试验分析法假设试验分析法不可重复测量系统（破坏性试验）分析方法不可重复测量系统（破坏性试验）分析方法n控制图法控制图法测量系统分析方法测量系统分析方法49稳定性分析方法及注意事项稳定性分析方法及注意事项确定确定要分析的要分析的测测量系量系统统特性及样本选择特性及样本选择请现场测请现场测量人量人员连续测员连续测量量20组组,每次每次测测量量35次次计计算控制界限算控制界限Xbar-RXbar-R图描点图描点，并并判定是否判定是否稳稳定定延长控制限并描点延长控制限并描点，判，判读读保留保留记录记录分析方法及注意事项分析方法及

46、注意事项：测量系统：通常需要针对控制计划测量系统：通常需要针对控制计划中的自动型测量系统进行分析中的自动型测量系统进行分析。特性：针对控制计划中重要程度较特性：针对控制计划中重要程度较高的质量特性。样本：高的质量特性。样本：1PCS1PCS（可以（可以是可追溯到相关标准的参考值的基是可追溯到相关标准的参考值的基准件。也可以是落在生产测量范围准件。也可以是落在生产测量范围中间的样品）。参考值：只要测量中间的样品）。参考值：只要测量系统稳定，并不要求参考值已知。系统稳定，并不要求参考值已知。测量周期：每天或每周一次。重复测量周期：每天或每周一次。重复次数：次数：3-53-5次。次。计算控制限：输入

47、相应的表格。计算控制限：输入相应的表格。判稳：先判判稳：先判R R图，再判图，再判XbarXbar图。图。前面分析测量系统是稳定的，后续前面分析测量系统是稳定的，后续同同SPCSPC中的控制用控制图。中的控制用控制图。没有合适的特定数值或指数用于稳没有合适的特定数值或指数用于稳定性分析。定性分析。保留分析相应记录。保留分析相应记录。稳定性分析软件50偏倚分析方法及注意事项偏倚分析方法及注意事项51确定确定要分析的要分析的测测量系量系统统特性及样本选择特性及样本选择请一个测请一个测量人量人员，连续测员，连续测量量10次以上次以上输入输入EXCEL表格中表格中计算计算t t值值判定偏倚是否合格判定

48、偏倚是否合格保留保留记录记录分析方法及注意事项分析方法及注意事项：测量系统：通常针对控制计划中测量系统：通常针对控制计划中的计量型测量系统均需分析的计量型测量系统均需分析。特性：针对控制计划中重要程度特性：针对控制计划中重要程度较高的质量特性。样本：较高的质量特性。样本：1PCS1PCS（可以是可追溯到相关标准的参（可以是可追溯到相关标准的参考值的基准件。也可以是落在生考值的基准件。也可以是落在生产测量范围中间的样品，用更高产测量范围中间的样品，用更高一级测量设备获得参考值）。一级测量设备获得参考值）。测量人数、重复次数：一个评价测量人数、重复次数：一个评价人，重复人，重复1010次以上。次以

49、上。将数据输入将数据输入EXCELEXCEL中。中。计算计算t t值。值。判定：可能需要使用直方图进行判定：可能需要使用直方图进行判定，判定，0 0需要在偏倚的上限、下限需要在偏倚的上限、下限之间，方可接受，如不可接受视之间，方可接受，如不可接受视必要采取修正补偿。必要采取修正补偿。保留分析相应记录。保留分析相应记录。MSA偏倚研究-独立样件法软件51线性分析方法及注意事项线性分析方法及注意事项52确定确定要分析的要分析的测测量系量系统统特性及样本选择特性及样本选择请一个测请一个测量人量人员，连续测员，连续测量量10次以上次以上输入输入EXCEL表格中表格中计算计算ta,tbta,tb值值判定

50、线性是否合格判定线性是否合格保留保留记录记录分析方法及注意事项分析方法及注意事项：测量系统：通常针对控制计划中的测量系统：通常针对控制计划中的计量型测量系统均需分析（但用于计量型测量系统均需分析（但用于特定工序或只使用单个行程的测量特定工序或只使用单个行程的测量系统可不分析）系统可不分析）。特性：针对控制计划中重要程度较特性：针对控制计划中重要程度较高的质量特性。样本：高的质量特性。样本：5PCS5PCS（覆（覆盖整个工作量程）。盖整个工作量程）。测量人数、重复次数：一个评价人，测量人数、重复次数：一个评价人，重复重复1010次以上（尽量盲测）。次以上（尽量盲测）。将数据输入将数据输入EXCE

51、LEXCEL中。中。计算计算ta,tbta,tb值。值。判定：判定：0 0需要在偏倚的上限、下限之需要在偏倚的上限、下限之间，方可接受，如不可接受视必要间，方可接受，如不可接受视必要采取修正补偿。采取修正补偿。保留分析相应记录。保留分析相应记录。线性分析软件52GRR重复性和再现性分析重复性和再现性分析GRRGRR对过程变差及过程能力计算的影响对过程变差及过程能力计算的影响GRRGRR对过程变差计算的影响。对过程变差计算的影响。观测到的过程变差实际的过程变差测量系统的变差53GRR重复性和再现性分析重复性和再现性分析GRRGRR对产品决策的影响对产品决策的影响下限上限上限下限 或 或第II型错

52、误：漏判，将不合格的判断成合格的 第I型错误：误判，将合格的判断成不合格的 54GRR重复性和再现性分析重复性和再现性分析GRRGRR对过程变差及过程能力计算的影响对过程变差及过程能力计算的影响GRRGRR对过程能力计算的影响。对过程能力计算的影响。70%60%50%40%30%10%0.01.02.03.04.05.06.00.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0观测观测Cp实际实际Cp0%10%20%30%40%50%60%70%R&R55GRR重复性和再现性分析重复性和再现性分析GRRGRR分析主要注意

53、事项：分析主要注意事项：测量人员：必须熟悉测量仪器的使用测量人员：必须熟悉测量仪器的使用取样应具有代表性取样应具有代表性 所取样品应该尽量覆盖整个过程变差（样品不可以在生产过程中连续取样，可以按规定的时间间隔及人、机、料、法、环变化时取样，最好事先选取，如尺寸规格为10.00.05，实际过程变差10.00.04，取样时尽量覆盖9.96-10.04）。测量的要求：测量的要求：盲盲测测 评价人不知自已测量的样品的编号，但记录的人员必须知道，且每个评价人间不知道其他评价人的测量结果。判定准则判定准则 1.Xbar图约有一半或一半以上的点在控制限外才OK（控制限为测量系统变差的控制限而产品均值包含测量

54、系统变差和产品变差）。2.R图不能有点落在控制限外的情形出现。3.ndc5同下列同时配合进行判定。4.%GRR10%，测量系统可以接受。10%GRR 30%，测量系统视测量特性的重要性、量具成本等可能可以接受。%GRR30%，测量系统不能接受，必须改进。GRR均值极差法软件56GRR重复性和再现性分析重复性和再现性分析GRRGRR分析主要注意事项续：分析主要注意事项续：不合格改进指南不合格改进指南 确认每个评价人针对样件的极差R。确认每个零件的均值Xp变异是否覆盖过程变差(即Rp够不够大）。不具代表性的取法不具代表性的取法具代表性的取法具代表性的取法57信号探测法及注意事项信号探测法及注意事项

55、58确定确定要分析的要分析的测测量系量系统统特性及样本选择特性及样本选择请三个测请三个测量人量人员，盲测员，盲测3次次输入输入EXCEL表格中表格中计算计算%GRR%GRR值值判定判定%GRR是否合格是否合格保留保留记录记录分析方法及注意事项分析方法及注意事项：测量系统：通常针对控制计划测量系统：通常针对控制计划中的计数型测量系统（需要同中的计数型测量系统（需要同时具备计数型及更高一级计量时具备计数型及更高一级计量型测量系统）型测量系统）。特性：针对控制计划中的质量特性：针对控制计划中的质量特性。样本：特性。样本：50PCS50PCS（覆盖（覆盖整个过程变差且必须有整个过程变差且必须有I I、

56、IIII、IIIIII、IIII、I I区域）。区域）。测量人数、重复次数：三个评测量人数、重复次数：三个评价人。重复价人。重复3 3次（尽量盲测）。次（尽量盲测）。将数据输入将数据输入EXCELEXCEL表格中。表格中。计算计算%GRR%GRR值。值。判定：同均值极差法的判定：同均值极差法的%GRR%GRR接接受准则。受准则。保留分析相应记录。保留分析相应记录。信号探测法软件58假设试验分析法及注意事项假设试验分析法及注意事项59确定确定要分析的要分析的测测量系量系统统特性及样本选择特性及样本选择请三个测请三个测量人量人员，盲测员，盲测3次次输入输入EXCEL表格中表格中计算计算KappaK

57、appa值值判定判定Kappa是否合格是否合格保留保留记录记录分析方法及注意事项分析方法及注意事项：测量系统：通常针对控制计划中的测量系统：通常针对控制计划中的计数型测量系统（只需具备计数型计数型测量系统（只需具备计数型而不需更高一级计量型测量系统）而不需更高一级计量型测量系统）。特性：针对控制计划中的质量特性。特性：针对控制计划中的质量特性。样本：样本：50PCS50PCS（覆盖整个过程变（覆盖整个过程变差且必须有差且必须有I I、IIII、IIIIII、IIII、I I区区域）。域）。测量人数、重复次数：三个评价人。测量人数、重复次数：三个评价人。重复重复3 3次（尽量盲测）。次（尽量盲测

58、）。将数据输入将数据输入EXCELEXCEL中（注意，输入中（注意，输入数据须与相应人员及次数对应）。数据须与相应人员及次数对应）。计算计算KappaKappa值。值。判定：判定：KappaKappa0.75,0.75,则一致性良好。则一致性良好。保留分析相应记录。保留分析相应记录。假设试验分析软件59第四版第四版MSA主要变化主要变化第四版第四版MSAMSA主要是补充提示某些分析手法，没有太重大的变化主要是补充提示某些分析手法，没有太重大的变化偏倚分析前需进行重复性分析，且重复性需符合要求方进行偏倚分析，偏倚分析前需进行重复性分析，且重复性需符合要求方进行偏倚分析，重复性标准差计算公式变化，重复性标准差计算公式变化，t t统计值的选择方法变化、偏倚的上、下统计值的选择方法变化、偏倚的上、下限计算公式略有变化限计算公式略有变化线性分析前需进行重复性分析，且重复性需符合要求方进行偏倚分析线性分析前需进行重复性分析，且重复性需符合要求方进行偏倚分析信号探测法以信号探测法以6 6个标准差替代原先的个标准差替代原先的5.155.15个标准差，计算结果与第三版个标准差，计算结果与第三版有些差异有些差异如果过程能力如果过程能力CpkCpk足够大，或许可以考虑不用进行足够大，或许可以考虑不用进行MSAMSA分析分析60