测量系统分析指导书

测量系统分析指导书

1目的

本规定具体明确进行“测量系统分析”的方法，以确定测量系统是否具有恰当的统计特性，并根据对研究结果的分析来评估所使用的量具或设备的测量能力是否能达到预期的要求。

2 适用范围：

本规定适用于由控制计划规定的量具或测试设备并指出其相对应的关键特性。

3 术语或缩语

3.1重复性Repeatability：是用一个评价人，使用相同测量仪器，对同一零件上的同一特性进行多次测量所得到的测量变差。

3.2再现性Reproducibility：是用不同的评价人，使用相同的测量仪器，对同一零件上的同一特性进行测量所得的平均值的变差。

3.3重复性和再现性（GRR）：测量系统重复性和再现性联合估计值。

3.4Cg：检具能力指数。

4 程序

4.1流程图

4.2 职责

4.2.1 质量保证部负责对本工作规定的建立，保持和归口管理。

4.2.2 使用部门按控制计划要求，编制测量系统分析计划，上报质量保证部批准，使用部门准备样件，实施，提供报告。质量保证部负责结果评价。

4.2.3 人力资源部负责人员培训。

4.2.4 量具使用部门归档保存相应记录。

5 测量系统分析:

5.1 根据客户的要求来确定MSA，现场使用的计量器具，用于大众产品用Cg值来评估，用于通用的产品的用GRR来评估，其余的产品根据客户要求来定，客户无要求的采用GRR分析。

5.2 计量仪器的MSA，采用GRR来分析。测量仪器按对应的测量产品来做评估，但对同一大类的产品，同一种工艺允许只选取一种零件作为代表性的来做GRR分析。

5.2.1 CMM的MSA，可从控制计划中选取具有代表性的零件进行，项目包括位置尺寸、几何尺寸进行GRR分析。

5.2.2 齿轮测量中心的MSA，可根据齿轮加工特性，选取对最终的齿轮精度有影响加工工艺（如插齿、剃齿、珩齿、磨齿、成品）进行GRR分析。项目选取：周节累积误差、相邻齿距误差、平均齿向角度误差、平均齿形角度误差。

5.2.3 圆柱度仪的MSA，在控制计划中涉及到使用圆柱度仪的根据加工特性可分为车加工、磨加工和零件特性分为轴类和盘类，对其分别进行圆度、圆柱度和母线平行度的GRR分析。

5.2.4 轮廓仪的MSA，根据加工特性，可在控制计划中选取具有代表性的如倒角、R圆角、距离等进行GRR分析。

5.2.5 粗糙度仪的MSA，按控制计划中规定的项目（Ra、Rz、Rt），每一类评定标准选一种公差小的，分别进行GRR分析。

5.2.6 卡板的MSA，进行GRR分析。

5.3对在控制计划中出现的万能量具，由使用部门按控制计划组织MSA，对同一类万能量具用于同一大类的产品、同一工艺、同一精度允许只选取一种作为代表性的来做GRR分析分析方法，根据客户要求分为GRR和Cg。

5.4 对带表检具全部实施MSA，但对一台多参数专用检具，允许只对最小公差的检测项进行MSA。分析方法根据客户要求分为GRR和Cg。周期为检具六个月。

5.5对卡板、塞规等专用量具，首次使用前由使用部门按控制计划组织MSA，分析方法为计数型。对同一大类的产品、同一工艺、同一精度允许只选取一种作为代表性的来做GRR分析评估。

5.6专用量检具首次使用前应进行MSA。对用于SPC过程控制点的专用量检具需定期做MSA，原则上参照检定周期。

6. MSA的实施方法：

6.1 计量仪器、带表检具及万能量具的GRR实施方法和结果评估。

6.1.1带表检具及万能量具由使用部门组织并确定三位测量者,并从过程中抽取有代表性的10个零件(选定的零件应考虑到零件加工过程中可能波及的范围),同时做好标记。每个测量者代号（A,B,C）测量10个零件三次,并分别记录在JJ/SQC-69“测量系统分析数据采集卡”输入电脑,电脑需计算的数据有:

测量者A,B,C各自的对各零件的第一至第三次的测量值及其对应的极差(最大值--最小值)R;

计算测量者A,B,C各自的第一次,第二次和第三次的测量值总和与平均值、、，以及极差的总和与平均值、和。

计算各零件测量值的平均值Xp。

计算极差的值和、、的极差，以及零件平均值Xp的均值和极差Rp。

计算重复性，即由量具变化而造成波动的变差EV，系数K1按每测量者重复测量次数而定。系数K1见附表《量具重复性和再现性报告》。

计算再现性，由于测量者变化而造成波动的变差A V，系数K2按测量人数而定。式中，n为零件数量，r为测量次数。系数K2见附表《量具重复性和再现性报告》。

计算重复性与再现性，GRR。

计算零件变差PV，式中系数K3按零件数量而定。系数K2见附表《量具重复性和再现性报告》。

计算总变差TV。

计算测量误差占变差的百分数%EV、%A V和%GRR，以及零件变差%PV。

电脑自动生成JJ/SQC-70“测量系统分析报告”其中有4个内容：1.量具重复性和再现性数据表；2.量具重复性和再现性报告；3.重复性极差控制图；4.零件评价人均值图。

6.1.2 计量仪器由使用部门组织并确定至少两位测量者，并从过程中抽取至少五个零件，做好标记，每个测量者各测量至少两次，并分别记录在JJ/SQC-69“测量系统分析数据采集卡”。分析方法同带表检具及万能量具的GRR。

6.1.3 GRR的可接受性原则是：

% GRR<10%--测量系统可接受;

10%≤% GRR≤30%，根据应用的重要性,测量装置的成本,维修费用等,可以接受。

% GRR> 30%——测量系统不可接受，进行各种努力发现问题并改正。(如果GRR占零件公差带的百分比小于10%测量系统可接受。)

另外由测量系统对过程进行划分的区别分类数(ndc)32要能大于或等于5。

重复性极差控制图分析，如果所有的极差受控，评价人的测量误差被控制限允许，说明评价是一致的；如果不是，可能是由于评价人的技术、位置错误或仪器的一致性不好造成的，应予纠正。

零件评价人均值图分析，平均值的控制限之内的面积代表测量误差（干扰），如果一半或更多的平均值在极限之外，则该测量系统足以检查出试件间变差，并且该测量系统可以提供分析和控制该过程的有用数据，当不足一半在控制限外，则测量系统不足以检查出零件间变差，并且不能用于过程分析。

6.2 带表检具和万能量具的Cg实施方法和结果评估。

6.2.1 Cg值的实施方法。

6.2.1.1 由使用部门组织并确定测量者，如有两个人操作这台检具，这两个人应分别做。其中Cg值最低的作为这台检具的Cg值。在测量之前要用标准件将检具调整到基准位，将标准件放入并固定，然后读数，并记录测量结果。接着将标准件重新放入、固定，这样重复测量50次。操作应在实际使用的检验工位上进行。数据采样结束后，根据计算公式Cg=0.2T/6σ，计算Cg值。T为公差带范围，对测量的数值进行计算: 均值、方差、和Cg值。

6.2.1.2 在记录时说明:检具编号、测量人员姓名、测量时间,以及环境条件,如周围环境温度等。如果计量器具在灵敏度和选用精度符合要求时，稳定的显示同样的数值,无论每次放入标样测量都是这样,测量30次就可以停止测试。这说明检具的重复精度得到验证,其Cg值一定大于2.0。

6.2.1.3 Cg值的测算周期，检具为六个月。Cg值的周期检测由使用部门完成。

6.3 卡板、塞规等专用量具的MSA分析方法和结果评估。

6.3.1由使用部门组织并确定三位测量者,并从过程中抽取有代表性的20个零件(选定的零件应考虑到零件加工过程中可能波及的范围),同时做好标记。每个测量者代号（A,B,C）测量20个零件至少两次。并分别并分别记录在“专用量具测量系统分析数据分析表”（附录A）。

6.3.2 数据记录规定如下：如果测量结果合格记录“1”，测量不合格记录“0”

6.3.3专用量具计数型的评估原则，如果20个零件，三个测量者结果一致，那此量具为可接受的。

如果20个零件中，三个测量者有一个零件的测量结果不同，那需要从新选20个零件再做分析。

（注：凡在过程控制中，用于SPC控制点的量具需按周期做MSA分析。）

7. MSA分析结果的处理

7.1 如果测量系统不被接受，先由使用部门分析是否为人为因素，如排除是人为因素后测量系统仍不被接受，再由质量保证部计量室组织测量人员、现场工程师一起分析原因。

7.2 原因确定后，用JJ/SQC-064计量器具检测结果通知单写明原因，通知相关部门纠正改进。

7.3经处理改进后的计量器具由使用部门重新安排分析。

7.4在周期内该测量设备的操作者有调动请重新作MSA分析。

8记录

附录A JJ/SQC-069测量系统分析数据采集卡：

之一测量系统分析数据采集卡

之二专用量具测量系统分析数据分析表

附录B JJ/SQC-070测量系统分析报告：之一量具重复性和再现性数据表

之二量具重复性和再现性报告

之三重复性极差控制图

之四零件评价人均值图

编制：审核：批准：

附录A

（规范性附录）

XXXXXXX有限公司汽车齿轮总厂

测量系统分析数据采集卡

零件名称：技术要求：试验次数：

工序号：量具名称：操作者A：完成日期：检测项目：量具编号：操作者B：完成日期：被测零件数：记录人：操作者C：完成日期：

有勇气承担命运这才是英雄好汉。

XXXXXXXX有限公司汽车齿轮总厂

专用量具测量系统分析数据分析表

零件名称：技术要求：试验次数：

工序号：量具名称：操作者A：完成日期：检测项目：量具编号：操作者B：完成日期：被测零件数：记录人：操作者C：完成日期：

有勇气承担命运这才是英雄好汉。

MSA测量系统分析步骤和应用

1.什么是MSA 1.1 测量系统：指被测试特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合，是用来获得测量结果的整个过程。 1.2 量具：指任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格或不合格的装置。 1.3 测量系统的分辨率：测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力（也称为分辨力）。 特别提醒：单独一个测量仪器不是测量系统，如一把卡尺、一台电子称等。 2.测量系统的作用 2.1 评估测量系统误差的大小，是否能被客户接受。 2.2 评估测量系统的稳定性，随着时间的推移，变异是否受控。 2.3 评估测量系统的偏倚值是否能被客户接受。 2.4 评估几种不同测量系统的优劣。通过MSA评估，找到测量系统改善的着力点，确定是进行人员培训，还是调整测量方法或调整仪器。 第一份X-R图显示过程正常，分辨力0.001，第二份X-R图显示过程不正常，分辨力0.01。虽然这是针对同一制程，但是为什么会有这么大的差异呢？从以上数据来看，第二份控制图的测量系统分辨力太低，导致虚发报警。因此可以推断出，做SPC的前提是MSA必须合格，虚发报警导致成本过高。

3.MSA评估的仪器和责任人员 3.1 测量系统一般由仪校人员或品质部的负责人来主导，由参与检测或试验人员来测量，以提供测量数值。不可以由品质部领导或仪校人员来测量和提供数值，需要特别注意的是：测量人员不可知道自己上次测量结果和别人测量结果，要保证盲测。MSA要识别的误差是测量人员、设备、环境、方法、标准值导致的误差，品质部领导和仪校人员一般不亲自测量产品，所以分析他们的测量数据基本没有价值。 3.2 MSA分析的范围来自控制计划所有的测量系统，包括计量性、计数性。 3.3 破坏性的测量系统现在一般不做分析，除非客户有特殊要求，如盐雾试验测量系统。 特别提醒：MSA分析的包括控制计划中所有测量系统，而不仅仅是测量特殊特性的测量系统。 4.MSA专业术语解释 4.1 准确度（Accuracy） 准确度或称偏移（BIAS），是指测量值与相对真值之间的差异。真值是使用更精密的仪器找到的相对真值。准确度值也称为偏倚值，一般说来要求其越小越好。在MSA中，一般分析偏倚值和稳定性值4.2 精密度（Precision）

测量系统分析方法

测量系统分析(MSA)方法 测量系统分析(MSA)方法**** 1.目的 对测量系统变差进行分析评估，以确定测量系统是否满足规定的要求，确保测量数据的质量。 2.范围 适用于本公司用以证实产品符合规定要求的所有测量系统分析管理。 3.职责 质管部负责测量系统分析的归口管理; 公司计量室负责每年对公司在用测量系统进行一次全面的分析; 各分公司(分厂)质检科负责新产品开发时测量系统分析的具体实施。 4.术语解释 测量系统(Measurement system)：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备以及操作人员的集合，用来获得测量结果的整个过程。 偏倚(Bias):指测量结果的观测平均值与基准值的差值。 稳定性(Stability):指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平均值总变差,即偏倚随时间的增量。 重复性：重复性（Repeatability）是指由同一位检验员,采用同一量具,多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量值的变差。 再现性: 再现性(Reproductivity) 是指由不同检验员用同一量具，多次测量同一产品的同一质量特性时获得的测量平均值的变差。 分辨率（Resolution）:测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。 可视分辨率（Apparent Resolution）:测量仪器的最小增量的大小,如卡尺的可视分辨率为。有效分辨率（Effective Resolution）:考虑整个测量系统变差时的数据等级大小。用测量系统变差的置信区间长度将制造过程变差（6δ）（或公差）划分的等级数量来表示。关于有效分辨率，在99%置信水平时其标准估计值为GR&R。 分辨力(Discrimination):对于单个读数系统,它是可视和有效分辨率中较差的。 盲测:指在实际测量环境中,检验员事先不知正在对该测量系统进行分析，也不知道所测为那一只产品的条件下,获得的测量结果。 计量型与计数型测量系统:测量系统测量结果可用具体的连续的数值来表述,这样的测量系

MSA测量系统分析与结果解释

量具R&R 研究（交叉）： 摘要： 每次测量过程结果时都会发现某些变异。产生这样的变异的变异源有两个：一是任何按照过程制造的部件都会存在差别，二是任何测量方法都不是完美无缺的?因此，重复测量同一部件不一定会产生同样的测量结果。 使用量具R&R 可以确定测量产生的变异性中哪一部分是由测量系统本身引起的。测量系统变异性包括由量具本身和操作员之间的变异性引起的变异。 此方法适用于非破坏性试验。当满足下列假定条件时它也可用于进行破坏性实验： （1）同一批内的所有部件都极为相似，以至于可以认为是同一种部件； （2）所有操作员都测量同一批部件。 可使用方差分析法、均值和R 法进行交叉量具R&R 研究。其中使用均值和R 法时计算更为简单，而方差分析法则更为准确。 在进行量具R&R 研究时，测量应按随机顺序进行，所选部件在可能的响应范围内提供了代表性样本，这一点非常重要。 1.1.1 数据说明 选择了十个表示过程变异预期极差的部件。由三名操作员按照随机顺序测量每个部件的厚度，每个部件测量两次。 1.1.2 方差分析法与均值-R 法的比较 由于利用控制图进行计算比较简单，因而首先产生了均值-R 法。但是，在某些方面方差分析法更为准确： （1）利用方差分析法可以研究操作员和部件之间会产生哪些交互作用，而均值-R 法却不同。 （2）利用方差分析法所用的方差分量对变异性进行的估计比使用均值-R 法的极差进行估计更准确。 1.1.3 量具R&R 的破坏性实验 量具R&R 研究的主要目的之一是要查看同一个操作员或多个操作员对同一个部件的重复测量结果是否相似。如果要进行破坏性实验，则无法进行重复测量。 要对破坏性测试应用Minitab 的量具R&R 研究，则需要假定某些部件“完全相同”，可视为同一个部件。如果假定是合理的，则可将同一批产品中的部件当作同一个部件。 如果上述情形满足该条件，则可以根据部件具体的测试方法选择使用交叉量具R&R 研究或嵌套量具R&R 研究。 如果每个操作员都要对每批部件进行检验，则使用交叉量具R&R 研究比较适合。 如果仅由一名操作员检验每批部件，则可使用嵌套量具R&R 研究。 2. 方差分析法 包含交互作用的双因子方差分析 通过双因子方差分析（方差分析）可以知道两个不同水平的因子是否可产生不同的响应变量平均值。 双因子方差分析表中列出了以下产生变异性的变异源： （1）部件，它表示由于测量不同的部件而产生的变异性。 （2）操作员，它表示由于进行测量的操作员不同而产生的变异性。 （3）操作员*部件，它表示测量过程中由于操作员和部件的不同组合而产生的变异性。如果操作员*部件项的p 值大于0.25，方差分析将在无交互作用项的情况下重新运行。 （4）误差或重复性，它表示在测量过程中不是由部件、操作员或者操作员与部件交互作用产生的变异性。

测量系统分析作业指导书(MSA)

Document Constitute/Change Application Form 核准/Approved by：文管中心/DCC： 版本版次：A STD-401-000-14

1．目的 : 对所有量具、量测及试验设备实施统计分析, 藉以了解量具系统之准确度与精确度。 2. 范围 : 所有控制计划（Control Plan）中包含的/或客户要求的各种量测系统均适用之. 3.定义 : 3.1 MSA:量测系统分析 3.2 量具：是指任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。 3.3 量测系统：是对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估，其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、 夹具、软件、人员、环境和假设的集合；也就是说，用来获得测量结果的整个过程。 3.4量具重复性(EV) : 一个评价人多次使用一件测量仪器，对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差。 3.5 量具再现性(AV) : 由不同的评价人使用相同的量具，测量一个零件的一个特性的测量平均值的变差。 3.6偏性：同一人使用同一量具在管制计划规划地点与在实验室量测同一产品之相同特性所得平均值与真值之 间的差异。 3.7稳定性：指同一量具于不同时间量测同一零件之相同特性所得之变异。 3.8线性：指量具在预期内之偏性表现。 4.权责: 4.1量测系统测试的排定、数据分析、仪器操作人员的选择：品保部 4.2测试执行：各相关单位 4.3 MSA操作人员的培训：品保部 5. 执行方法 5.1 QA工程师人员依公司PCP文件建立《xx年MSA实施计划表》或客户要求,并依据计划表之排程进行对仪器 做量测系统分析。 5.2 取样方法： 5.2.1计量型取样：从代表整个工作范围的过程中随机抽取10件样品，但所抽取的10件样 品其数值必须涵盖该产品的公差带。 5.2.2计数型取样：取50PCS样品，其中包含临近值，不良品与合格品。 5.2.3.需要2或3个测量者随机抽取对每个产品各测量取一定数量样品. 5.3计数型: 5.3.1被评价的零件的选定 随机抽取50个零件，把零件编号，由研究小组给出该50个零件的标准，必须含合格，不合格，模糊 品，条件允许的情况下最好各占1/3。 5.3.2 评价人的选定：由品质部从该系统的检验人员中的人员中挑选3人进行测量。 5.3.3 由三名评价人随机对零件进行评定，每个评价人对每个零件随机评定3次，结果记录于《计数型分 析报告》,表格讲自动生成数据。 5.3.4 判定准则： a.评价人之间一致性的程度Kappa值必须大于0.75（未知基准值）； b.每个评价人与基准判断一致的程度必须大于0.75； c.有效性（实际判断正确数/总判断数），错误率（不合格品判为合格品数/不合格品总数），

测量系统分析全集

测量系统分析（MSA） 目录 通用测量系统指南 - 引言、目的和术语 - 测量系统的统计特性 评价测量系统的程序

- 测量系统变差的类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性 - 测量系统的分析 - 测量系统研究的预备 - 计量型测量系统分析： 1.稳定性分析方法 2.重复性和再现性分析方法 3. 线性分析方法 - 量具特性曲线 - 计数型量具研究 Measurement System Analysis – MSA 测量系统分析 测量系统的特性 ◆测量： -通过把零件与已定的标准进行比较，确定出该零件有多少单位的过程。 -有数值与标准测量单位 -是测量过程的结果 测量数据的质量 ◆基准值 -确定比较的基准

- 关于理解“测量的准确性”专门重要 - 能够在实验条件下，使用更准确的仪器以建立准确的测量来获得 测量数据的质量 ◆ 高质量 - 关于某特性，测量接近基准值 ◆ 低质量 - 关于某特性，测量远离基准值 过程 ◆ ★人 ★装置★ ★方法★环境 输入 过程/系统过程模式 质量循环中的测量系统

测量系统必须具有的性能 ◆测量系统必须处于统计操纵中 ◆测量系统的变差小于制造过程的变差 ◆测量系统的变差小于规定极限或同意的公差 ◆测量变差小于过程变差或公差带中较小者 ◆测量最大(最坏)变差小于过程变差或公差带中较小者 定义 ◆量具 -用来猎取测量的任何设备 ◆测量系统 - 用来给被测特性赋值的操作、程序、量具及其他设备、软件和操作人员的集合 ◆公差 -零件特性同意的变差 ◆受控 - 变差在过程中表现稳定且可预测 ◆不受控 -所有专门缘故的变差都不能消除 -有点超出操纵图的操纵限，或点在操纵限内呈非随机分布形状 受控过程