测量系统分析MSA

测量系统分析(MSA)目录CONTENTS认知检测设备相关术语和定义01测量系统分析0203一、认知检测设备1、什么是检测设备？工厂常用的检测设备有很多，包括有标准的测量设备如卡尺、千分尺、百分表、天平、万用表、压力表、电流表、时间继电器、、扭力板手、热电偶、传感器、三坐标测量仪、圆柱度仪、投影仪等等。非标准的测量设备如检具、雨刮压力角测试台、手感带感测试台、线束导通测试台等等自制的检测设备。这些检测设备可用在产品研发验证、来料检验、生产过程管控和过程检验、成品验收等各环节。请说出自己工厂会用到哪些类别的检测设备？一、认知检测设备为什么要使用检测设备？目的是什么？为某一产品/过程赋值，依据测量结果评判产品/制程是否满足技术标准要求。防止不合格产品流入到客某省市场端，它是产品生产和测量必不可少的要素！如何管好检测设备？不管行不行？商品交称重缺斤少两可不行，会被投诉和查处？车辆测试结果是否可信？工厂测试合格的产品为什么客户投诉说不合格？怎么保证测量结果准确可靠？要对其进行检定或校准，要能量值溯源和量值传递？检定或校准后，检测设备是否一直是准确可靠的？还要对其进行稳定性和精确性考核，涉及其在生产制造环节的管理及MSA分析等等检测设备管理对于产品实现来讲是非常重要的管理环节！2、检测设备管理的重要性：一、认知检测设备4、基于标准的要求2014版机动车辆类强制性认证实施规则：条款5：检验试验仪器设备用于检验和试验的仪器设备应定期校准和检查，并有计量合格检定证。检验和试验的仪器设备应有操作规程，检验人员应能按操作规程要求，准确地使用仪器设备。5.1

校准和检定用于确定所生产的产品符合规定要求的检验试验设备应按规定的行校准或检定。校准或检定应溯源至国家或国际基准。对自行校准的，则应规定校准方法、验收准则和校准。设备的校准或检定状态应能被使用及管理人员方便识别。应保存设备的校准或检定记录。一、认知检测设备IATF16949：2016标准：监视和测量资源总则当利用监视或测量活动来验证产品和服务符合要求时，组织应确定并提供确保结果有效和可靠所需的资源。组织应确保所提供的资源：与所进行的监视和测量活动的具体类型相适应；得到适当的维护，以确保持续满足使用要求。组织应保持适当的文件化信息，作为监视和测量资源满足使用要求的证据。7.1.5.1.1 测量系统分析应进行统计研究来分析在控制计划所识别的每种检验、测量和试验设备系统的结果中呈现的变异。所采用的分析方法及接收准则，应与测量系统分析的参考手册相一致。如果得到顾客的批准，其它分析方法和接收准则也可以应用。替代方法的顾客接收记录应与替代测量系统分析的结果一起保留（见9.1.1.1条）。注：测量系统分析研究的优先等级应当着重于关键或特殊产品或过程特性。一、认知检测设备7.1.5.2测量的追溯性当测量有追溯性要求时，或组织认为测量溯源是信任测量结果有效的前提时，则测量设备应：对照能溯源到国际或国家标准的测量标准，按照规定的时间间隔或在使用前进行校准和（或）检定（验证），当不存在上述标准时，应保留作为校准或检定（验证）依据的形成文件的信息；予以标识，以确定其状态；予以保护，防止可能使校准状态和随后的测量结果失效的调整、损坏或劣化。当发现测量设备不符合预期用途时，组织应确定以往测量结果的有效性是否受到不利影响，必要时采取适当的措施。一、认知检测设备7.1.5.2.1校准/验证记录组织应有一个形成文件的过程，用于管理校准/验证记录。用以提供符合要求、法律法规要求及顾客规定要求证明的所有量具、测量和试验设备（包括员工拥有的测量设备、顾客拥有的设备或现场供应商拥有的设备），其校准/验证活动的记录予以保持。组织应确保校准/验证活动和记录应包括以下细节：根据影响测量系统的工程更改进行的修订；校准/验证时获得的任何偏离规范的读数；对偏离规范的情况导致的产品与其使用风险的评估；当在计划验证或校准期间，或在试用期间，检验、测量和试验设备被查出偏离校准或存在缺陷，应保留有关此批检验、测量和试验设备先前测量结果有效性的形成文件的信息，包括校准报告上显示的相关标准的最后一次校准日期和下次校准到期日；一、认知检测设备如果可疑产品或材料已被发运，对顾客的通知；校准/验证后，有关符合规范的声明；对用于产品和过程控制的软件版本符合规定的验证；所有量具（包括员工拥有的设备、顾客拥有的设备或现场供应商拥有的设备）校准和维护活动记录；对用于产品和过程控制的生产相关软件的验证（包括安装于员工拥有的设备、顾客拥有的设备或现场供应商拥有的设备的软件）。二、相关术语和定义测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员等的集合，用来获得测量结果的整个过程。真值：被测对象客观存在的实际值，理论上讲，这个值是客观存在却是不可知的。精度误差：实际测量值的均值与真值之差。测量值的均值精度误差真值注意:

由于真值不可知，所以在实践中使用偏倚代替精度误差二、术语和定义在分辨范围内，该测量系统能够识别零件之间的差别。在分辨范围之外，该测量系统将无能为力。

σ越小，量具要求的分辨率就越高。分辨率测量系统检测并如实指示被测特性的微小变化的能力。此能力的度量是看仪器的最小刻度值。

系统可测量的小数部分的位数，测量的增量至少要达到产品或过程规格宽度的十分之一，即Unit

≤min(6σ/10,(USL-LSL)/10)。假设一个产品尺寸公差为60±2.5mm，该过程变差为3mm，应该使用哪一把尺测量具有上述分布的过程？二、术语和定义有效分辨率（可区分类别数）考虑整个测量系统变差时的数据分级大小叫有效分辨率，即一个测量系统对过程变差的灵敏度。它基于测量系统变差的置信区间长度来确定该等级的大小，通过把该数据大小划分为预期的过程分布范围能确定数据的分级数（ndc），数据组数的多少表示一个测量系统有效分辨率的大小，数据组数越多，该系统的分辨率对于有效分辨率，该ndc的标准（在97%置信区间）估计值1.41（PV/GRR）。举例：假定5个零件的外径分别为10.018mm、10.019mm、10.021mm、10.023mm、10.024mm，当用一把最小刻度为0.02mm的游标卡尺对它们进行测量时，读数都是10.02mm，也就是把这些零件划分为一组。当你用一把最小刻度为0.001mm的量具对它们进行测量时，则可以分为5个数据组。二、术语和定义数据的分级数（ndc）对控制和分析活动的影响。二、术语和定义测量不确定度：根据国家技术规范JJF1059.1-2012，不确定度是表征被赋予被测量值分散性的非负参数。与测量结果相联系的参数，意味著对测量结果正确性的可疑程度。它是利用概率论为基础，通过完整的数学计算而得出的一个量值。通过取不同的可信度，可得到不同不确定度量值，常用的可信度一般为

95%，99%两种，例如可信度95%表示测量结果落在所给出分布区间有95%的可能性。即测量100次时，测量结果落在不确定度区间有95次。例如：测量某工件的尺寸为

100.05 mm，测量不确定度为

0.05

mm，可信度为95%，则说明工件的测量结果为一给出的区间

100.05±0.05mm，即工件尺寸落在最小为100.00

mm，最大为100.10

mm的这个区间之可靠性为

95%。两个注意项：1）不确定度一定与测量结果相联系；2）不确定度一定要有被测对象。二、术语和定义测量误差：测得的量值减去参考的量值。不确定度和测量误差区别：不确定度表明赋予被测量之值的分散性，它与人们对被测量的认识程度有关，是通过分析和评定得到的一个区间。测量误差是表明测量结果偏离真值的差值。它客观存在，但人们无法准确得到。三、测量系统分析因此，我们对数据的期望是：准确性：数据必须告诉我们真相；稳定性：不同时间测量必须产生相同的结果；重复性：重复测量必须产生相同的结果；在现性：结果不应该受检验人员的影响。测量系统概述：希望能更了解产品制程，该怎么做呢？测量你的过程，分析得到的数据，没有别的选择。但是….如果测量得到的数据有误呢？我们可能因此做出错误的决定。。。测量系统分析的目的是确定所使用的数据是否准确可靠三、测量系统分析也许，有人认为，测量设备定期检定或校准就可以了，不必进行麻烦的MSA分析，这样的认识是错误的，检定或校准解决的是某个测量设备是否合格的问题，而测量系统分析解决的是某个测量系统能否用来判断产品合格或用来判断生产过程是否稳定的问题。二者作用是不同的。三、测量系统分析那么，哪些测量系统需要进行测量系统分析呢？控制计划上涉及的测量系统，包括对产品特性和过程特性进行测量的系统（如：初始过程能力研究和PPAP的特殊特性

）。决定是否接受一台新仪器。一种测量装置和另一种测量装置的比较。计算过程变差以及判断一个生产过程的可接受水平；测量系统发生变化时，如量具修复后，如更换了重要零部件；测量人员变更（人员影响较大的测量系统）等；在正常仪器维护条件下，测量仪器误差很大或测量结果波动大。三、测量系统分析测量系统分析的时机：新的测量系统使用前；测量系统用于不同的测量环境或对象时；对于特殊特性的测量系统需要根据顾客或程序规定定期进行测量系统分析；过程能力研究前或者过程能力分析发现可能是测量系统的问题，需要在确定问题原因时进行测量系统分析。一般在E3阶段开始测量系统研究，并将测量系统分析的结果纳入生产CP中，建议CP中明确测量仪器的精度或编号。零件/过程编号过程名称/操作描述机器装置夹具工装特

性特殊特性分类方 法反应计划产品过程产品/过程规范/公差评价测量技术质量控制控制方法员工控制品管控制容量频率容量频率55

装防尘海绵、灯壳等离子处理与涂胶、压合涂胶高压气枪、无尘布、熔胶机、涂胶工装胶桶气缸压力(7.0±0.5)Mpa气压表（0.1MPa）1次班前1次首检/巡检4H首检/巡检记录表调整设备参数，重新进行首件确认胶桶

125±5℃面板指示1次班前1次首检/巡检2H胶管

130±5℃1次胶枪

135±5℃1次胶量

（50±5）g电子称（1g）//5PCS首检/巡检2Hx-bar控制图调整涂胶机参数/胶少时补胶，溢胶时擦拭测量系统的统计特性一个理想的测量系统每次使用时均能产生“正确的”测量结果：零变差、零偏倚、对其所测量的产品被错误分析的可能性为零这种测量系统很少会存在一个“好”的测量系统应包括足够的分辨率和敏感度，至少满足1:10的规则测量系统的变差具有有效的解析度，并且小于制造过程的变差测量系统应处于统计受控的状态（控制图稳定）测量系统的变差必须小于规范限值三、测量系统分析我们需要寻找尽可能好的测量系统。三、测量系统分析测量系统对产品决策的影响：三、测量系统分析也就是说，考虑到规范限值，只要当测量误差和规范限值相交时，就可能发生对零件做出潜在的错误的决定，以下提出三个明显的区域。Ⅰ区：坏零件永远被判为坏零件；Ⅱ区：可能做出潜在的错误决定；Ⅲ区：好零件永远被判为好零件。由于我们的目标是尽可能的对产品状态做出正确的决定，有以下两个选择：改进生产过程：减少过程变差，不会生产落在区域Ⅱ的产品；改进测量系统：减少测量系统误差，以减低区域Ⅱ的大小。三、测量系统分析要减少测量系统误差，首先了解一下测量系统误差来源：测量误差测量仪器误差测量人员误差被测量对象误差总误差线性稳定性偏倚重复性生产件、样本、被测物体形状/位置、表面、可测量程度量具、测试台/设备、检具、安装夹具（稳定性、形状、地点、位置）岗位培训、操作习惯/方法、身体条件（视力、听觉）等环境、照明、振动、噪音电磁干扰、压力等位置变差：偏倚、稳定性、线性宽度变差：精确度、重复性、再线性…思考：一物体的实际尺寸为15cm，下面哪组准确度高？A：15.0、15.1、14.9、15.0、15.1B：15.2、14.9、14.9、15.3、14.8三、测量系统分析测量系统五大特性介绍：1偏倚☞是指对相同零件的同一特性测量值的均值与真值之差，它直接影响测量系统的准确度。当怀疑计量器具的测量结果准确性时可使用偏倚特性进行测量系统分析。如：制动液加注机的加注量是否与设定值相符时；力矩扳手设定值是否与实际值相符；电子称的显示值是否准确；偏倚的实施步骤：选择一个标准样件或零部件，求得其基准值。如何获得基准值？1) 获得可追溯到标准的基准值；2）在高一级的测量系统上对样本10次（或以上）测量的平均值作为该样本的基准值。三、测量系统分析让一位评价者以通常的方法测量该零件n次（

一般10次或以上）；计算这n次读数的平均值，计算其偏倚。偏倚=测量平均值-基准值备注：经过计算，可能得知“在此点处，测量系统没有偏倚或者测量系统有偏倚”。如有偏倚，则用“测量平均值-基准值”作为此点处的偏倚。值得注意的是偏倚有正有负的。在整个量程中，各点处的偏倚可能并不相等，整体的偏倚情况可以用偏倚平均值来表示，即偏倚百分率%（%bias）。此时，因偏倚平均值是把正负偏倚抵消得出的，故偏倚平均值很小并不代表各处的偏倚都很小。另外，对于%

bias很难给出一个对任何测量系统都能够认可标准，要根据自己生产过程的特性来判断，但这个值越小越好。三、测量系统分析例：一个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应该没有线性误差的考量，所以该工程师只需对测量系统的偏倚进行评价。他在这测量系统操作范围内选取了一个零件，通过对该零件使用更高一级的测量系统三坐标来确定它的参考值，然后由主要操件15

次，求其偏倚。测量次数参考值

6.00测量次数参考值

6.0015.896.425.7106.335.9116.045.9126.156.0136.266.1145.676.0156.086.1三、测量系统分析例：求测量的平均值为：X=（X1+X2+…+X15）/15=6.00667；偏倚=测量平均值-基准值=6.00667-6=0.00667。练习：已知：基准值=0.8mm，零件过程变差=0.05mm，一位评价人对样件测量10次结果（以mm为单位）：0.75 0.75 0.80 0.80 0.65 0.75 0.75 0.80 0.800.65求其偏倚及偏倚占过程变差的百分比。三、测量系统分析练习答案：求均值X=S

x/10=0.75偏倚=均值-基准值=0.75-0.8=-0.05mm偏倚%=偏倚/过程变差=0.05/0.05=100%例:已知：基准值=0.8mm,

零件过程变差=0.05mm一位评价人对样件测量10次结果（以mm为单位）：0.75 0.75 0.80 0.80 0.650.80 0.75 0.75 0.75 0.70求偏倚占过程变差的百分比求均值X=S

x/10=0.75偏倚=均值-基准值=0.75-0.8=-0.05mm偏倚%=偏倚/过程变差=0.05/0.05=100%备注：1、抽取一个样本，确定基准值；从历史数据或测量部分数据确定过程变差。2、请现场测量人员测量10次以上；3、计算偏倚量三、测量系统分析如果偏倚在统计上不等于0，检查是否存在以下原因：基准件或参考值有误，检查确定标准件的程序。仪器磨损。这问题会在稳定性分析中呈现出来，建议进行维修或重新整修计划。仪器产生错误的尺寸。仪器所测量的特性有误。仪器没有经过适当的校准。对校准规程进行评审。评价者使用仪器的方法不正确。对测量指导书进行评审。仪器纠正的指令错误。如果测量系统的偏倚不等于零。若有可能，应该采用硬件修正法、软件修正法或同时使用这两种方法来对量具进行重新校准以达到零偏倚。如果偏倚不能调整到零，通过变更程序（如：对每个读值根据偏倚进行修正）还可以继续使用该测量系统。由于存在评价人误差这一高度风险，因此这种方法只能在取得顾客同意后方能使用。三、测量系统分析USL偏移LSL测量值(无偏差)准确性偏差

大在测量仪器工作范围内的上/下侧未做正确的校准测量仪器已磨损老化测量仪器特性变化测量系统的设计需重新评审环境影响—、湿度、震动、清洁度2线性：☞指测量系统在不同测量范围（或量程）时测量误差呈线性变化。※ 一般在测量仪器工作范围（或规格值）的上界限比下界限准确度高Y=aX+b，其中X为基准值，y为偏移。测量范围基准值准确性偏差

小三、测量系统分析线性分析的步骤：① 一般选择n

≥

5个零件，这些零件的测量值覆盖量具的使用范围。例如力矩的工作量程为0-100N.m，使用范围为：10-60N.m，则在10-60N.m的范围内选择零部件，包含极限样本。② 用更高一级的测量仪器测量每个零件，以确定其基准值。③ 通常用这个仪器的操测量每个零件m次，m≥10次；④ 使用盲测法，测量时随机选择零件以使操倚的“记忆”

最小化；三、测量系统分析案例：某工厂检验员对某过程引进了一套新的膜厚仪，需评价其线性。在测量系统的全部工作量程范围内选取了5个零件。通过对每个零件精度更高的测量仪器确定它们的基准值，然后由主要操件测量6次（此处为举例，未将每个样本测量12次）。在分析中，这些零件是随机测量的。测厚仪的测量结果部件12345参考值2.005.0010.0015.0020.00测量值12.034.9310.1114.8020.35测量值22.075.0810.0515.1720.52测量值31.934.989.9015.1520.40测量值42.054.9510.1315.2620.44测量值51.955.1210.1315.3220.38测量值61.965.139.8815.2420.21三、测量系统分析对于线性的计算，推荐使用Minitab软件进行分析。三、测量系统分析假设前期计算的过程变异为12过程的变异可以使用6σ来得出，可以根据以往的历史数据计算标准偏差σ

。三、测量系统分析结果分析：如果“偏倚=0”的整个直线都位于置信度区间以内”，则称该测量系统的线性是可接受的，否则，该测量系统的线性不能接受。1、总体偏移值=0.120667，总体偏移百分率=1.0，因为对应的P值=0.000＜0.05,所以判定总体偏移确实存在。尤其是在参考值为20时，偏移严重存在。2、线性度=0.238105，线性百分率=2.0，表明当需要测量的部件的波动范围在12（前期计算得出的过程变异）之内时，我们的偏移值波动保持在0.238105的范围内。3、偏移的线性回归方程y（偏移）=-0.019842x+0.08569（x为参个量程范围内有线性偏移。考值），因为斜率和截距对应的P结果：线性结果不能接受，故实际使用此测量系统时，

值都小于0.05，结合左侧待拟合直线的散点图，表明此设备在整可以对测定出的x值，按上述回归方程计算出偏倚值，再将测量结果进行修正。不全位于置信区间内三、测量系统分析如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬件或两项同时进行来再校准以达到0偏倚。如果偏倚在测量范围内不能被调整到0，只要测量系统保持稳定，仍可用于产品／过程的控制，例如存在偏倚，则将测量结果减去偏倚值得出实际的测量结果，但不能进行分析，直到测量系统达到稳定。因为评价人误差风险较高，测量应该仅在顾客同意下使用。三、测量系统分析3稳定性☞指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。测量设备未在必要时进行校正仪器、设备或夹紧装置的老化或磨损仪器质量不好─

设计或符合性不同的测量方法─装置、安装、夹紧、技术环境变化─、湿度、振动、清洁度，某些仪器需要预热例如：不同的地点或是时间点测试，测试结果变差较大，需确认测量系统的稳定性。（1）汽车的四轮定位测试，在路试前和路试后测量结果偏差较大；（2）总装S6轮胎动平衡机，轮胎测试在不同时间上测得结果偏差较大。三、测量系统分析稳定性分析步骤：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，选择一个落在接近目标值的生产零件（在以后的测量中，该产品特性不应变化），将其作为稳定性分析的样本。如果仅研究测量系统稳定性，可不必确定基准值。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。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，以便说明在一天中预热、境和其他因素的变化。将数据按时间顺序画在x＆R或X＆S控制图上，使用控制图的失控标准来判断其稳定性。三、测量系统分析控制图的失控标准三、测量系统分析说明：1、标准件或基准件状态发生变化时导致测量评价失效。2、极差图或标准差图失控说明存在不稳定的重复性。3、均值图失控说明偏倚不稳定，仪器可能需要校准。稳定性分析案例：某工程师想了解电子钥匙发射强度检测设备的稳定性，在产品生产过程中选取了一个接近目标值50dB的零部件，根据该检测设备的使用频率，每天测量连续测量3次，收集数据如下（见下页）：三、测量系统分析稳定性分析数据：10月16日10月17日10月18日10月19日10月20日10月21日10月22日10月23日10月24日10月25日10月26日48.648.448.948.948.948.548.448.747.847.948.148.748.848.647.950.14948.24848.648.348.648.34848.94849.24948.347.748.748.448.711月12日11月13日11月14日11月15日11月16日11月17日11月18日11月19日11月20日11月21日11月22日48.248.148.34848.148.148.348.14848.247.948.548.748.948.748.448.448.648.648.648.448.348.948.548.648.648.748.748.548.748.748.948.711月25日11月26日11月27日4848.147.948.448.648.348.848.948.4三、测量系统分析稳定性分析结果：因均值图有一个点超出控制限，控制图失控，故该测量系25201510549.549.048.548.0Subgroup

0Means1X=48.483.0SL=49.16-3.0SL=47.801.00.50.0StDevsS=0.34833.0SL=0.8944-3.0SL=0.000统不够稳定。StabilityAnalysisfor

viscosity三、测量系统分析4重复性☞重复性是由同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值的变差。重复性第一次测量

第二次测量重复性不好的原因有:量具之结构需再设计增强量具之夹紧或零件之定位方式需加以改善量具需加以保养环境条件(照明/噪音)身体条件(视力)零件误差（形状、位置、表面、锥度等）不三、测量系统分析☞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者之间的测量平均值的变差性5

再现性再現性测量程序或标准不明确作业者未受到培训作业者很可能需要某些夹具来帮助检验作业，以便于更具一致性地使用量具操作方法：改变测量点、归零、固定或夹紧方法误差操作者B操作者C操作者A三、测量系统分析理解五大特性如何使用：举例说明如下：线性：弹簧称在称重量较小的物体时，线性较好；在称重量较大的物体时，线性较差。在这种情况下要检查量具（弹簧称）的线性。某省市场上有一些不法商贩，他们称的重量通常会比实际的重量大一些（偏某省市场管理部门通常需要对这些称做定期的偏倚检查。稳定性：弹簧称（或者电子称）如果经常称重量较大的物体，时间久了之后会慢慢变得不准。在这种情况下要检查量具（弹簧称）的稳定性。重复性和再现性：在多次重复测量中，量具表现出来的变异用重复性来衡量；由操作人员导致的变异用再现性来衡量。对于绝大多数的量具来说都需要检查重复性和再现性。如测量某产品的平面尺寸时用游标卡尺，但却用稳定性来评价测量系统，这是不全面的。三、测量系统分析MSA主要分类：双性分析：GR&R分析三、测量系统分析计量型MSA分析之GR&R研究：分析要求：量具：十分之一法则；进行研究前要校正，修理或调整；操作员：选择经常操作量具的操作员；训练操作员正确使用量具；零件：从过程中选择可代表整个生产过程变差的零件；标识每个零件（操作员不可见）；确定要进行测量的零件位置；零件交给操作员时，将次序随机化；方法：每个操作员使用相同程序测量；一名观察员记录结果，不要让操作员看见彼此的数据；每次试验完成时将零部件打乱，随机化测量；测量环境相同；如果测量系统有多个操作人员、随机选择合适人数，如果只有1个或没有操作人员，则分析时忽略操作人员的影响。三、测量系统分析GR&R分析步骤：①

取得为n

>5

个零件能代表过程变差实际或预期范围的样本，一般取10个。②

给评价人编号为A、B、C

等，并将零件从1

到n

进行编号，但零件编号不要让评价人看到。③

对量具进行校准，让评价人A

以随机顺序测量n

个零件，并将结果记录。④

让评价人B

和C

依次测量这些一样的n

个零件，不要让他们知道别人的读值：然后将结果分别的记录。⑤

用不同的随机测量顺序重复以上循环，并将数据记录；注意将数据记录在适当的栏位中，重复以上循环。⑥

当测量大型零件或不可能同时获得数个零件时，第3步到第5

步将变更成以下顺序：让评价人A

测量第一个零件并将读值记录，然后让评价人B

测量第一个零件并将读值记录，最后让评价人C

测量第一个零件并将读值记录。如果需要进行三次测量，则重复以上循环。如果评价人处于不同的班次，可以使用一个替代的方法。让评价人A

测量所有10个零件，并将读值记录，然后让评价人A

按照不同的顺序重新测量，并把读值记录。评价人B

和评价人C

也同样这样做。三、测量系统分析GR&R%接受标准：MSA手册要求GR&R%低于10%

时才是合格的，ndc

≥

5时，测量系统具有起码的分辨率。可以认为ndc是GR&R的另外一种表述，它说明以测量系统的波动为依据，将过程的波动度量出不同的类别范围，是分辨波动状况的能力。区分%GR&R（%P/TV）%P/T（公差）ndc（可区分类别数）备注不可接受大于30%大于30%小于5测量系统必须改善；可接受10%-30%10%-30%5—9根据应用的重要性，量具成本，维修的费用等判断，可能是接受的合格的水平0-10%0-10%≥10三、测量系统分析值得一提的是，做GRR时样品的选择十分重要，GRR样品的选取应该尽可能的覆盖制造过程中可能出现的范围。应避免的情况是：取连续的产品；或只取一个穴号

；或短时间内取样

。在过程平均附近抽出样品测量分析结果比实际不好比过程分布更宽的范围内抽出样品测量分析结果比实际好样品充分反应在整个过程分布时才有意义三、测量系统分析测量系统分析的平均值图：– 对于每一位评价人来说，子组平均值反映出零部件间的差异，但由于此均值图的控制限是以重复性误差为基础（

UCL/LCL=XP±A2R）的，而不是以零部件变差，故控制限内的区域表示测量的敏感性（干扰），如果研究中所使用的零件组代表了过程变差，则大约一半或一半以上的平均值应落在控制限以外。如果没有或很少子组平均值在控制限外，说明零件间变差隐蔽在重复性中，测量变差支配着过程变差，此时可能为测量系统的有效分辨率不足，或者样本不能代表预期的过程变差。1.2761.2781.2801.2821.2841.2881.28612345678910ABCCLUCLLCL三、测量系统分析S

a

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an963X=3.92

2_U_CL=4.94

5LCL=2.89

9ABC测量系统分析的平均值图：– 如果数据呈现以下这样的图形，则测量系统应该是适合进行检验出零件之间的变差，以及能为过程的分析和控制提供有用的信息。三、测量系统分析案例：为对压片厚度过程能力进行分析和改进，该工序的关键质量特征值为压片后极片厚度H，其规格值为2.9cm－3.2cm，使用游标卡尺进行测量，该测量仪器的精度为0.01，为评估该测量系统的能力，挑选了能代表过程的10个样本，并选了三个测量人员，每个样本每人测量3次，得到数据如下：三、测量系统分析数据和图表分析：%

GR&R%P/T测量系统波动占总体波动的百分比测量系统精度占公差的百分比ndc（即可区分的类别数）必须不小于5三、测量系统分析此图表明各种占总变异的比例，GRR占的比例越小越好此图表明是否有异常数据，若全部在控制线范围之内，则OK，此图操测量值极差较大主要观察零件的变化，均值变化越大则过程实际波动越大，均值的多个散点分布越集中，表明重复性和再现性的波动越小此图表明每个测量者的总体均值，均值的变化越小表明再现性的波动越小此图表明测量者和样本的交互影响，平行表明没有交互影响，相交表明有交互影响此图表明各测量值的分布，越多点在控制线之外，表明测量系统能力越高三、测量系统分析1.从X图（均值图）分析：大部分数据均落在控制限之外，说明过程实际波动较大，而此测量系统可以识别，即此测量系统较良好，但3、7、9部件三个检验员存在分歧，尤其是检验员邢丹分歧较大，且从测量数据可知，部件3检验员邢丹三次测量中有一次都存在较大波动，测量不稳定，故还需要加强检验培训；备注：

X-bar有多点（至少一半的点）超出控制限，则说明偏差来自部品本身，否则来自测量系统。如果没有超限点,

你很可能没能获得生产中覆盖正常范围的样本

；如果每个操不同，再现性是可疑的

。2.从R图（极差图）分析：大部分数据均落在控制限之内，说明测量结果无明显差异，但检验员邢丹在测量部件3时有一点出现异常，检验员郭时时在测量部件9有一点出现异常，说明检验员自身存在测量波动，现场得知主要是测量手法存在差异导致，故需加强测量人员的培训；备注：

极差（Range

）图可以帮助确定不合适的分辨率

，我们要求在控制限内有最少

5

个可能的数值

。如果R-图显示非受控情况，重复性可疑

；如果一个操非受控，而其他操么方法可疑

；如果所有的操非受控，那么系统对操

。三、测量系统分析计数型MSA计数型测量系统是一种测量数值为一有限的分类数量的测量系统。它与能获得一连串数值结果的计量型测量系统截然不同。通／止规(go／no

go

gage)是最常用的量具，它只有两种可能的结果：通过/不通过，合格/不合格。下面介绍一下假设性试验分析方法：由于该方法没有量化测量系统变差，应该只有在顾客同意的条件下才能使用。测量方法：零件（50个）随机从过程中抽取，但需覆盖过程范围；确定评价人（3个），各测试3次；测试过程由记录员负责记录；测试中采用盲测并进行随机测试。三、测量系统分析数据收集：（参考值用计量仪器测量获得，“0”表示不合格，“1”表示合格。规格标准：0.46-0.54mm）样本资料操作员A操作员B操作员C参考值样品号参考值111111111110.48211111111110.51300000000000.58400000000000.57500000000000.57611101100110.54711111111010.47811111111110.5900000000000.441011111111110.521111111111110.491200000000100.561311111111110.541411101111000.461511111111110.511611111111110.531711111111110.521811111111110.481911111111110.522011111111110.482111101010100.462200010101100.552311111111110.532411111111110.512500000000000.6三、测量系统分析样本资料操作员A操作员B操作员C参考值样品号参考值2600100000000.552711111111110.52811111111110.522911111111110.523000000010000.563111111111110.53211111111110.53311111111110.493400010010110.453511111111110.53611101111010.543700000000000.413811111111110.493900000000000.434011111111110.54111111111110.514200000000000.574311011111100.464411111111110.474500000000000.414611111111110.494711111111110.494800000000000.594911111111110.485000000000000.45三、测量系统分析三、测量系统分析先讲期望的计算：从上表中，我们知道评价人A在150次的测量中，有50次拒收，那么拒收概率P0a=50/150=0.33，评价人B有47次拒收，拒收概率P0b=47/150=0.31，我们以评价人A的拒收概率P0a=0.3333和评价人B拒收的概率P0b=0.3133作为背景的情况下，让A、B两人一前一后随机检测同一个产品，那么两个人都碰巧偶然拒收的概率为P0=P0a*P0b=0.33*0.31=0.1044，在此偶然的概率下，让两人对50个零部件各检测3次，那么两人都碰巧偶然拒收的次数为P0*150=0.1044*150=15.7。这就是上表中A为0且B为0的“期望数量”，其他同理可求得。期望数量的计算

=

列总数

x

[行总数/总数]三、测量系统分析Kappa值计算方法：Kappa是评价人之间一致性的一个测量值。Kappa=(P0-Pe)/(1-Pe)设P0=对角线单元中观测值的总和，为实际一致的概率。Pe=对角线单元中期望值的总和，为期望一致的概率。经验法表明大于0.75表示好的一致性（最大为1），小于0.4表示不好一致性。三、测量系统分析例如：计算Kappa(A*B)

。P0=(44+97)/150=0.94；Pe=(15.7+68.7)/150=0.563；Kappa(A*B)=（0.94-0.563)/(1-0.563)=0.86。三、测量系统分析练习：B总计01A0 数量期望数量4371 数量期望数量991总计 数量期望数量三、测量系统分析检验员与参考（即基准）交叉表：标准A与标准的交叉表总计01A0观测45550期望1634501观测397100期望3268100总计观测48102150期望48102150B与标准的交叉表标准总计01B0观测45247期望15.0431.96471观测3100103期望32.9670.04103总计观测48102150期望48102150C与标准的交叉表标准总计01C0观测43851期望16.3234.68511观测59499期望31.6867.3299总计观测48102150期望48102150三、测量系统分析检验员与参考（基准）之间kappa分析：这些值可以被解释为每个评价人与基准有好的一致。三、测量系统分析有效性评估：测量系统的有效性评估；–有效性(Effectiveness)

=

正确判断的数量/判断的机会总数–假警报比例(拒收合格品的概率)P(FA)False

Alarm

=假警报次数/(总的正确判定合格品次数+假警报次数)–

错误率(接收不合格品的概率)P(Miss)Miss

Rate

=错失次数/(总的正确判定不合格品次数+错失次数)三、测量系统分析例如：A的有效性评估Effectiveness=42/50=0.84P(Miss)=3/(45+3)=0.625P(FA)=5/(97+5)=

0.04902三、测量系统分析有效性评估判定方法：判断标准如下（基于客户要求可作调整）：一般来讲，我们应该首先关注每个评价人自身的一致性及其与基准的符合程度，这反映了每个评价人的技能水平，然后关注所有评价人之间的一致性及其与基准的符合性，这反映了整个测量系统的有效性和能力。三、测量系统分析如果我的数据来自破坏性检验怎么办？有些检验

(扭矩、抗屈强度、、模数、延伸率、硬度、电流强度等)

是破坏性的检验。样本不能由一个以上的操作员来测量。同样本的选择应该使“部件”自身的误差降至最低限度。每个操作员不只是测量同一个样本。每个操作员测量同一样本的一部分。这样，样本必须尽可能是一类别的。三、测量系统分析破坏性测量系统分析：

S3稳定性分析法，以拉力试验机为例一、分析方案：根据拉力试验机的特点，一般是从稳定的过程中进行大量取样。因此，对拉力试验机进行测量系统分析时，一般只要采用S3分析法进行稳定性分析，而不必做变异性分析。考虑到用拉力试验机进行检测时对样本的破坏性，一般要花费较高的成本，故推荐用需要较少样本的单值某著名企业极差图进行分析。二、取样问题：从稳定过程中进行大量取样时，要求过程是受控的，而要判断过程是否受控，可进行过程能力分析。问题在于，进行过程能力分析必须要由可靠的测量系统来保证，这也正是进行测量系统分析的目的所在。这就产生了循环论证的问题。怎么解决呢？

在进行破坏性测量系统分析的时候，我们先假定测量系统是可靠的（或者使用原有的经过验证的可靠的测量系统），并对过程能力进行初步研究，以保证样本的一致性。经过对过程能力的初步研究，如果过程是稳定的，也就可以进行取样做测量系统的分析了。当然，已经证明是稳定的过程可以不再对过程能力进行初步的研究。三、测量系统分析破坏性测量系统分析：

S3稳定性分析法，以拉力试验机为例为保证样本的一致性要求，取样时还需要注意以下问题：1、整个取样过程最好是一次性完成；保证所有样件来自同一个操间段、同一环境、同一原材料、同一生产设备连续生产的产品；2、可以根据经验或用其他检测手段先剔除异常产品；3、妥善保存样本，保证在预定的分析被测特性不发生改变（如有发生改变的样本必须剔除）；4、一般需保证有25至30个的有效样本。另外，手册中提到：“因为这些零件（样本）不会变化（一个隔离样本），任何不稳定性迹象将归因于该测量系统的变化”。即进行测量系统分析时，是把所有的样本作为具有完全相同的性能来考