TS五大工具之一MSA培训教材

1、测测 量量 系系 统统 分分 析析Measurement Systems AnalysisMeasurement Systems Analysis （ M S A M S A ）一、测量系统分析（一、测量系统分析（MSAMSA）概述）概述1、测量系统分析（MSA）的概念： 指 Measurement Systems Analysis （测量系统分析）的英文简称。 M ( Measurement ) 测量 S ( Systems ) 系统 A ( Analysis ) 分析2、测量系统的定义： 指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、 软件、人员、环境和假设的集

2、合；用来获 得测量结果的整个过程。 3、ISO/TS 16949：2002 质量管理体系对测量系统分析 （MSA）的要求： 7.6.1 测量系统分析 为分析每种测量和试验设备系统得出的测量结果 存在的变差，必须进行适当的统计研究。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。如果得到顾客的批准，也可采用其它分析 方法和接收准则。4 4、测量系统分析（、测量系统分析（MSAMSA）理解要点说明：）理解要点说明： 在在控制计划控制计划中提出的测量系统都要进行测量系统（中提出的测量系统都要进行测量系统（MSAMSA）分析，）分析

3、， 主要是针对产品特性所使用到的测量系统。主要是针对产品特性所使用到的测量系统。 所用的测量分析方法及接收准则必须与顾客关于测量系统分析所用的测量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。的参考手册相一致。 如经顾客批准，也可以采用其它方法及接收准则。如经顾客批准，也可以采用其它方法及接收准则。 ISO/TS 16949:2002 ISO/TS 16949:2002 标准中的体系内部审核检查表强调要有证标准中的体系内部审核检查表强调要有证 据证明上述要求已达到。据证明上述要求已达到。 生产件批准程序（生产件批准程序（PPAPPPAP）手册中明确规定：对新的或改进的量）手册

4、中明确规定：对新的或改进的量 具、测量和试验设备必须参考测量系统分析（具、测量和试验设备必须参考测量系统分析（MSAMSA）手册进行）手册进行 变差统计研究。变差统计研究。 产品质量先期策划（产品质量先期策划（APQPAPQP）手册中明确规定：测量系统分析）手册中明确规定：测量系统分析 （MSAMSA）作为第四阶段）作为第四阶段“产品和过程确认产品和过程确认”的输出之一。的输出之一。 测量系统分析（测量系统分析（SPCSPC）手册中明确指出测量系统分析（）手册中明确指出测量系统分析（MSAMSA）是）是 控制图必需的准备工作内容之一。控制图必需的准备工作内容之一。控 制 计 划第 页，共 页

5、样件样件 试生产试生产 生产生产控制计划编号：控制计划编号：主要联系人主要联系人/ /电话：电话：日期日期( (编制编制) )：日期日期( (修订修订) )：零件编号零件编号/ /最新更改等级：最新更改等级：核心小组：核心小组：顾客工程批准顾客工程批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：零件名称零件名称/ /描述：描述：供方供方/ /工厂批准工厂批准/ /日期：日期：顾客质量批准顾客质量批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：供方供方/ /工厂：工厂：供方代码：供方代码：其它批准其它批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：其它批准其它批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：零件

6、零件/ /过过程编程编号号过程名称过程名称/ /操作描述操作描述机器、装机器、装置、夹具、置、夹具、工装工装特特 性性特殊特殊特性特性分类分类方方 法法反应反应计划计划编编号号产品产品过程过程产品产品/ /过程过程规范规范/ /公差公差评价评价/ /测量测量技术技术样样 本本控制方法控制方法容量容量 频率频率1010进货检验进货检验内径内径游标卡尺游标卡尺外径外径千分卡尺千分卡尺硬度硬度硬度计硬度计3030热处理热处理硬度硬度硬度计硬度计4040车外圆车外圆内径内径游标卡尺游标卡尺厚度厚度厚度计厚度计5050车外圆检车外圆检验验内径内径游标卡尺游标卡尺厚度厚度厚度计厚度计QR-711-2-01

7、A0控 制 计 划第 页，共 页 样件样件 试生产试生产 生产生产控制计划编号：控制计划编号：主要联系人主要联系人/ /电话：电话：日期日期( (编制编制) )：日期日期( (修订修订) )：零件编号零件编号/ /最新更改等级：最新更改等级：核心小组：核心小组：顾客工程批准顾客工程批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：零件名称零件名称/ /描述：描述：供方供方/ /工厂批准工厂批准/ /日期：日期：顾客质量批准顾客质量批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：供方供方/ /工厂：工厂：供方代码：供方代码：其它批准其它批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：其它批准其它批准/ /日期

8、日期( (如需要如需要) )：零件零件/ /过过程编程编号号过程名称过程名称/ /操作描述操作描述机器、装机器、装置、夹具、置、夹具、工装工装特特 性性特殊特殊特性特性分类分类方方 法法反应反应计划计划编编号号产品产品过程过程产品产品/ /过程过程规范规范/ /公差公差评价评价/ /测量测量技术技术样样 本本控制方法控制方法容量容量 频率频率1010进货检验进货检验内径内径游标卡尺游标卡尺（）（）外径外径千分卡尺千分卡尺（）（）硬度硬度硬度计硬度计（）（）4040车外圆车外圆内径内径游标卡尺游标卡尺（）（）厚度厚度厚度计厚度计（）（）5050车外圆检车外圆检验验内径内径游标卡尺游标卡尺（）（）

9、注：在“评价/测量技术”栏目中以“”符号标识的量具需进行测量系统（MSA）分析。 QR-711-2-01A05 5、测量系统分析（、测量系统分析（MSAMSA）在）在ISO/TS16949:2002ISO/TS16949:2002体系标准中实施要点体系标准中实施要点 说明：说明： 标识监测和测量设备及其检定标识监测和测量设备及其检定/ /校准的状态；校准的状态； 确定量具的准确度和精确度；确定量具的准确度和精确度； 当量具被发现处于非检定当量具被发现处于非检定/ /校准状态或失准状态时，应对其以校准状态或失准状态时，应对其以 前的测量结果进行确认；前的测量结果进行确认； 确保所有的量具的搬运、

10、防护（保护确保所有的量具的搬运、防护（保护/ /维护）、清洁和贮存；维护）、清洁和贮存； 检定检定/ /校准记录应包括个人量具；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（应用符合顾客要求的测量系统分析（MSAMSA）手册（第三版）中）手册（第三版）中 规定的测量分析方法和接收准则；除非顾客规定其它的测量分规定的测量分析方法和接收准则；除非顾客规定其它的测量分 析方法和接收准则。析方法和接收准则。6 6、测量系统分析（、测量系统分析（MSAMSA）在）在ISO/TS16949:2002ISO/TS16949:2002体系标体系标 准中实施的优胜者方法：准中实施的优胜者方法： 最大

11、限度的减少量具的种类；最大限度的减少量具的种类； 最大限度的减少量具的数量；最大限度的减少量具的数量； 根据产品族添置所需要的量具；根据产品族添置所需要的量具； 只采用符合测量系统分析（只采用符合测量系统分析（MSAMSA）要求的量具；）要求的量具； 尽量不允许作业员使用个人量具，如作业员一尽量不允许作业员使用个人量具，如作业员一 定要使用个人量具，则对作业员使用的个人量定要使用个人量具，则对作业员使用的个人量 具必须经检定具必须经检定/ /校准合格后方可使用；校准合格后方可使用； 用用6 6过程分布计算结果，而不是规格公差。过程分布计算结果，而不是规格公差。7 7、MSA MSA 与与 AP

12、QP/CPAPQP/CP、FMEAFMEA、PPAPPPAP和和SPCSPC的关系的关系 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 第四阶段第四阶段 第五阶段第五阶段 计划和计划和 产品设计产品设计 过程设计过程设计 产品和产品和 反馈、评定反馈、评定 确定项目确定项目 和开发和开发 和开发和开发 过程确定过程确定 和纠正措施和纠正措施 样件制作样件制作 试生产试生产 批量生产批量生产 PPAP PPAP MSAMSA DFMEA PFMEA SPC SPC DFMEA PFMEA SPC SPC （Ppk1.67) Ppk1.67) （Cpk1.33Cpk1.33） 样件样件CP

13、 CP 试生产试生产CP CP 生产生产CPCP MSA 在 APQP 过程中的位置/阶段关系： 输 出 试生产 过程审核 测量系统分析评价 初始过程能力研究 生产件批准 产品审核 样品送样和确认 生产确认试验 包装评价 过程策划和开发经验总结 生产控制计划 质量策划认定和管理者支持输 入 制造过程设计输入及其评审 资料 包装标准 产品/过程质量体系评审 过程流程图 车间平面布置图 特性矩阵图 过程FMEA分析资料 试生产控制计划 过程指导书 测量系统分析（MSA）计划 初始过程能力（SPC-Ppk）研 究计划 包装规范 制造过程设计输出及其评审 资料 制造过程验证和确认及其评 审资料 管理者

14、支持第四阶段：产品和过程确认第四阶段：产品和过程确认8 8、“过程分析（乌龟图）过程分析（乌龟图）”在测量系统分析（在测量系统分析（MSAMSA）中的运用）中的运用过程分析（乌龟图）工作表注：测量系统分析（MSA）的“过程分析（乌龟图）”表中之具体和详细内容的填写请见附件。过程过程 填写填写COPCOP或过程名称或过程名称测量系统分析测量系统分析( M S A )( M S A )使用什么方式进行使用什么方式进行 （材料（材料/ /设备设备/ /装置）装置）填写机器（包括试验设备），材填写机器（包括试验设备），材料，计算机系统，过程中所使用料，计算机系统，过程中所使用的软件等的详细说明的软件等

15、的详细说明 输输 入入（要求是什么？）（要求是什么？）填写详细的实际输入填写详细的实际输入, ,这可这可能是一份文件、材料、工具、能是一份文件、材料、工具、计划等计划等如何做？如何做？ （作业指导书（作业指导书/ /方法方法/ /程序程序/ /技术）技术）填写相关的过程控制、支持过程、填写相关的过程控制、支持过程、管理过程、程序、作业指导书、管理过程、程序、作业指导书、方法和技术等的详细说明方法和技术等的详细说明由谁进行？由谁进行？ （能力（能力/ /技能技能/ /知识知识/ /培训）培训）填写资源要求，特别注意要填写资源要求，特别注意要求的技能和能力准则，安全求的技能和能力准则，安全设备等设

16、备等 输输 出出（将要交付的是什么？）（将要交付的是什么？）填写详细的实际输出填写详细的实际输出, ,这可这可能是产品、文件，而且应该能是产品、文件，而且应该和实际有效性的测量相联系和实际有效性的测量相联系使用的关键准则是什么？使用的关键准则是什么？（测量（测量/ /评估）评估） 填写过程有效性的测量，比填写过程有效性的测量，比如矩阵和指标如矩阵和指标测量系统分析（MSA）过程分析（乌龟图）工作表 使用什么方式进行使用什么方式进行（材料（材料/ /设备设备/ /装置）装置）1 1、量具；、量具；2 2、电脑；、电脑；3 3、计算软件、计算软件/ /计计算公式；算公式；4 4、计算器；、计算器；

17、5 5、统计方法。、统计方法。 如何做？如何做？（作业指导书（作业指导书/ /方法方法/ /程序程序/ /技术）技术）1 1、测量系统分析程序；、测量系统分析程序；2 2、测量系统分析手册；、测量系统分析手册；3 3、监测和测量装置控制程序；、监测和测量装置控制程序；4 4、量具的操作规、量具的操作规程；程；5 5、文件控制管理程序；、文件控制管理程序；6 6、记录控制管理程、记录控制管理程序；序；7 7、人力资源管理程序；、人力资源管理程序；8 8、纠正与预防措施、纠正与预防措施控制程序；控制程序；9 9、持续改进管理程序。、持续改进管理程序。 输入（要求是什么？）输入（要求是什么？）1 1

18、、顾客要求（包括：顾客特殊要、顾客要求（包括：顾客特殊要求，如顾客要求提交的求，如顾客要求提交的PPAPPPAP资料资料中对测量系统分析的要求等）；中对测量系统分析的要求等）；2 2、公司要求；公司要求；3 3、控制计划（包括：、控制计划（包括：新产品试生产控制计划和生产控新产品试生产控制计划和生产控制计划、常规产品的通用生产控制计划、常规产品的通用生产控制计划等）；制计划等）；4 4、顾客指定的和组、顾客指定的和组织确定的产品特殊特性；织确定的产品特殊特性；5 5、合格、合格的检定证书或校准记录；的检定证书或校准记录；6 6、用来、用来进行测量系统分析进行测量系统分析(MSA)(MSA)的产

19、品；的产品；7 7、检定或校准合格的量具。、检定或校准合格的量具。 使用的关键准则是什么？使用的关键准则是什么？（测量（测量/ /评估）评估）1 1、测量系统分析计划完成率；、测量系统分析计划完成率；2 2、GR&RGR&R达成率；达成率；3 3、稳定性达成率；、稳定性达成率；4 4、偏倚、偏倚达成率；达成率；5 5、线性达成率；、线性达成率；6 6、kappakappa一致一致性达成率；性达成率；7 7、纠正措施有效关闭率。、纠正措施有效关闭率。 由谁进行？由谁进行？（能力（能力/ /技能技能/ /知识知识/ /培训）培训）1 1、测量系统分析人员；、测量系统分析人员；2 2

20、、作业员；、作业员；3 3、检验员；、检验员；4 4、质量部主管；、质量部主管；5 5、多、多方论证小组；方论证小组；6 6、管理者代表。、管理者代表。过程过程 填写填写COPCOP或过程名称或过程名称测量系统分析测量系统分析( M S A )( M S A ) 输出（将要交付的是什么？）输出（将要交付的是什么？）1 1、测量系统分析（、测量系统分析（MSAMSA）计划；）计划；2 2、零件评价人平均值和重复性极差零件评价人平均值和重复性极差控制图；控制图；3 3、量具重复性和再现性、量具重复性和再现性分析数据表；分析数据表；4 4、量具重复性和再、量具重复性和再现性分析报告；现性分析报告；5

21、 5、量具极差法分、量具极差法分析表；析表；6 6、量具稳定性分析报告；、量具稳定性分析报告；7 7、量具偏倚分析报告；、量具偏倚分析报告；8 8、量具、量具线性分析报告；线性分析报告；9 9、计数型量具假、计数型量具假设检验分析研究数据表；设检验分析研究数据表；1010、计、计数型量具假设检验分析交叉表；数型量具假设检验分析交叉表；1111、纠正和预防措施报告、纠正和预防措施报告. . 9 9、测量系统分析（、测量系统分析（MSAMSA）的目的）的目的 1 1）、对参加课程培训的人员：）、对参加课程培训的人员： 理解理解测量系统分析（测量系统分析（MSAMSA）在产品控制和过程改进中在产品控

22、制和过程改进中 的重要性；的重要性； 具备开展测量系统分析具备开展测量系统分析（MSAMSA）所需要的实用知识；所需要的实用知识； 建立测量系统不确定度的量化方法、可测量指标和接建立测量系统不确定度的量化方法、可测量指标和接 受准则，从而作出专业、客观的评价。受准则，从而作出专业、客观的评价。 2 2）、对企业使用测量系统分析（）、对企业使用测量系统分析（MSAMSA）方法：）方法： 确定新购或经维修、校准合格后的测量设备在生产过程中确定新购或经维修、校准合格后的测量设备在生产过程中 使用时能提供客观、正确的分析使用时能提供客观、正确的分析/ /评价数据，对各种测量评价数据，对各种测量 和试验

23、设备系统测量结果的变差进行适当的可靠性统计研和试验设备系统测量结果的变差进行适当的可靠性统计研 究，以了解测量系统是否满足产品特性的测量需求和评价究，以了解测量系统是否满足产品特性的测量需求和评价 测量系统的适用性，确保产品质量满足和符合顾客的要求测量系统的适用性，确保产品质量满足和符合顾客的要求 和需求。和需求。 10、测量系统分析（MSA）实施的时机和范围 凡组织在控制计划中所提及的和/或顾客要求的所有监 视和测量装置均要进行测量系统分析（MSA）。 新产品； 因设计记录、规范和工程更改所引起的产品更改； 常规产品（老产品/旧产品）； 特别是以上产品中被确定为产品特殊特性所使用到 的监视和

24、测量装置必须进行测量系统分析（MSA）； 只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）。11、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。 进行测量系统分析（MSA）的工作/和管理人员必 须接受公司内部或外部的相关测量系统分析课程

25、 培训/训练，并经考试合格或获得相关证书，方 可进行测量系统分析（MSA）工作。 测量系统分析（MSA）计划序序号号量具名称量具名称量具编号量具编号产品产品特性特性分析内容和分析方法分析内容和分析方法分析分析频率频率预计完预计完成时间成时间/ /日期日期产品产品特殊特殊特性特性( (符号符号) )备备注注偏偏倚倚稳定稳定性性线线性性重复性和再现重复性和再现性（性（GR&RGR&R）假设检验假设检验分析法分析法1 1游标卡尺游标卡尺YBKC0001YBKC0001内径内径1 1年年/1/1次次2004/02004/05/105/102 2硬度计硬度计YDJ0002YDJ0002硬

26、度硬度1 1年年/1/1次次2004/02004/05/105/103 3千分卡尺千分卡尺QFKC0001QFKC0001外径外径1 1年年/1/1次次2004/02004/05/105/104 4通通/ /止规止规TZG0001TZG0001内径内径1 1年年/1/1次次2004/02004/05/105/10备备 注注核核 准准审审 查查制制 表表制定部门：质量部 产品名称： 规格/型号： 制定日期：2004年05月01日QR-726-2-01A012、测量系统分析（MSA）第三版和第二版区别 第三版测量系统分析（MSA）手册中对重复性和再现性（GR&R）的常用系数K1、 K2和K

27、3发生变化，与第二版的常用系数K1、K2和K3不同。 第三版测量系统分析（MSA）手册中对重复性和再现性（GR&R）分析方法的计算 内容增加了ndc（分级数）的计算，并要求ndc（分级数）的计算结果必须取整 数且ndc（分级数）必须5。而在第二版测量系统分析（MSA）手册中却对此没 有要求。 第三版测量系统分析（MSA）手册中对计数型量具的分析方法规定为：风险分析 法假设检验分析和信号探测理论、解析法。已经不再使用第二版测量系统分 析（MSA）手册中的计数型量具的小样法和大样法分析方法。 第三版测量系统分析（MSA）手册中对破坏性测量系统要求使用 X-Rm 控制图 （单值极差）进行测量

28、系统分析（MSA）,而在第二版测量系统分析（MSA）手册 中却没有要求。 第三版测量系统分析（MSA）手册中对偏倚的分析方法要求画出直方图，并评审 直方图，以确定其是否存在特殊原因或出现异常；同时计算方式、计算公式和 判定的接受准则均与第二版不一样。 第三版测量系统分析（MSA）手册中对线性的分析方法要求计算出“偏倚0” 线并必须完全在拟合置信带以内；同时计算方式、计算公式和判定的接受准则 均与第二版不一样。二、与测量系统有关的术语和定义二、与测量系统有关的术语和定义1、测量：定义为赋值（或数）给具体事物以表示它们之间关于特定特 性的关系。这个定义有C.Eisenhart（1963）首次提出。

29、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，包括通过/不通过装置（如：塞规、通/止规等）。3、测量系统：是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、软件、人员、环境和假设的集合；用来 获得测量结果的整个过程。 根据定义，一个测量过程可以看成是一个制造过程，它产生数值 （数据）作为输出。这样看待测量系统是有用的，因为这可以使 组织运用那些早已在统计过程控制领域证明了有效性的所有概 念、原理和工具。 4、测量系统误差：由于量具偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性产生 的合成变差。 5、校准：在规定

30、条件下，建立测量装置和己知基准值和不确定度的可溯 源标准之间的关系的一组操作。校准可能也包括通过调整被比较的测 量装置的准确度差异而进行的探测、相关性、报告或消除的步骤。6、核准周期：两次校准间的规定时间总量或一组条件，在此期间，测量 装置的校准参数被认定为有效的。7、标准：一个标准是根据普遍认同的意见使之作为比较的基础；是一个 可接受的模型。它可能是一件人工制品或总效果(各种仪器，程序 等)，由某一权力机构确定和建立，作为数量、重量、范围、值或质 量的测量规则。 用于比较的可接受的基准； 用于接受的准则； 已知数值，在表明的不确定度界限内，作为真值被接受； 基准值； 一个标准应该是一个可操作

31、的定义：由供应商或顾客应用时， 在昨天、今天和明天都具有同样的含义，产生同样的结果。8、参考标准：一般在给定位置可得到的最高计量质量标准，在这个位置进行的 测量，都是以此标准为最终参照。9、测量和试验设备(M&TE)：完成一次测量所必需的所有测量仪器，测量标准， 基准材料以及辅助设备。10、校准标准：在进行定期校准中作为基准的标准，用来减轻按照试验室基准 标准来进行的校准工作负担。11、传递标准：用于把一个独立的已知值的标准与正在校准的元件进行比较的 标准。12、基准：用于校准过程的参考标准，也被称为参考标准或校准标准。13、工作标准：在试验室中用于进行定期测量的标准。不用于校准标准，

32、但是 也许可以用作传递标准。 需要仔细考虑针对某一标准的材料选择。材料的使用应反映测量系统的 使用和范围，以及基于时间的变差源，如磨损及环境因素(温度，湿度 等)。 14、检查标准：一个非常类似设计测量过程的测量人工制品，不过它本身比被 评价的测量过程更稳定。 不同标准之间的联系不同标准之间的联系 测量及试验设备检查标准传递标准传递标准基准基准参考标准校准标准工作标准15、参考值：参考值也称为可被接受的参考值或基准值。它是一个人工 制品值或总效果值用作约定的比较基准值。该参考值基于下列各值 而定： 由较高级（如计量实验室或全尺寸检验设备）的测量设备得到的 几个测量平均值确定。 法定值：由法律定

33、义和强制执行。 理论值：根据科学原理而得。 给定值：根据某些国家或国际组织的实验工作（由可靠的理论 支持）而得。 同意值：根据由科学或工程组主持下的合作实验工作而得；由用 户，诸如专业和贸易组织在意见完全一致情况下来定义。 协议值：由有关各方明确一致同意的值。 在所有情况下，参考值必须基于可操作的定义和可接受的测量系 统的结果。为此，用于决定参考值的测量系统应包括： 使用比用于正常评价的系统要高的分辨等级和较低的测量系统误 差的仪器。 使用源于（美国）国家标准和技术局（NIST）或其他的NMI的标 准进行校准。 16、基本设备： 16.1 分辨力（别名：可读性、分辨率）：又称最小的可读数单位，

34、 分辨率是测量分辨率、刻度限值或测量装置和标准的最小可 探测单位。它是量具设计的一个固有特性，并作为测量或分 级的单位被报告。数据分级数通常称为“分辨力比率”，因 为它描述了给定的观察过程变差能可靠地划分为多少级。 由设计决定的固有特性； 测量或仪器输出的最小刻度单位； 总是以测量单位报告； 1：10 经验法则。16.2 有效分辨率：考虑整个测量系统变差时的数据分级大小叫有效分辨 率。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分级数(ndc)。 对于有效分辨率，该ndc的标准（在97%置信水平）估计值为1.41 （PV/GRR）。（见

35、 Wheeler，1989，一书中的另一种解释。） 对于一个特定的应用，测量系统对过程变差的灵敏性； 产生有用的测量输出信号的最小输入值； 总是以一个测量单位报告。16.3 真值：真值是零件的“实际”测量值，虽然这个值是不知道的，并 且是不可知的，但是它是测量过程的目标。任何人读值都应尽可能 （经济地）接近这个值。遗憾的是，真值的确从没能够被知道。在 所有的分析中，参考值被用作真值的近似值。因为参考值被用作真 值的替代值，所以这些标准术语常常互换使用，不过不推荐这种用 法。 物品的实际值； 未知的和不可知的。 16.4 基准值：被承认的一个被测体的数值，作为一致同意的用于进行比较的基准或标准样

36、 本： 一个基于科学原理的理论值或确定值； 一个基于某国家或国际组织的指定值； 一个基于某科学或工程组织主持的合作试验工作产生的一致同意值。 对于具体用途，采用接受的参考方法获得的一个同意值。 该值包含特定数量的定义，并为其它已知目的自然被接受，有时是按惯例被接受。 人为规定的可接受值； 需要一个可操作的定义； 作为真值的替代； 一个基准值可通过采用更高级别的测量设备（如：计量实验室或全尺寸检验设 备注： ）进行多次测量，取其平均值来确定。 与基准值同义使用的其它术语： 已接受的基准值 已接受值 惯用值 惯用真值 指定值 最佳估计值 标准值 标准测量 17、位置变差： 17.1 准确度：观测值

37、和可接受的基准值之间同意的接近程度。 “接近”真值或可接受的基准值； ASTM包括位置和宽度误差的影响。 一个表示准确的通用概念，它涉及一个或多个测量结果 的平均值与一个参考值之间一致的接近程度。测量过程 必须处于统计控制状态，否则过程的准确度就毫无意义。 在一些组织中准确度和偏倚互换使用。ISO(国际标准化 组织)以及ASTM(美国实验与材料协会)使用准确度这个术 语时同时包含了偏倚和重复性的含义。为了避免由使用 准确度一词产生的混淆，ASTM建议术语偏倚只被用来描 述位置误差。本文将沿用这个原则。 17.2 偏倚：对同样的零件的同样特性，测量的观测平均值（在可重复条件下的一组试验） 和真值

38、(基准值)之间的差值。偏倚常被称作“准确度”（传统上称为“准确度”）。 因为“accuracy”在字面上有好几种意思，所以建议不要用它来替代“偏倚”。偏 倚是在测量系统操作范围内对一个点的评估和表达。 测量结果的观测平均值与基准值之间的差异； 测量系统的系统误差分析。 偏倚是测量系统的系统误差的测量。它引起由各种已知的或未知的变差源的综合 影响组成的总误差，它引起总误差的原因是在重复采用同样的测量过程进行测量 时，总是趋向于使所有的测量结果发生持续及可预测的偏移。 造成过分偏倚的可能原因是： 仪器需要校准； 仪器、设备或夹紧装置的磨损； 磨损或损坏的基准，基准出现误差； 校准不当或调整基准的使

39、用不当； 仪器质量差 设计或一致性不好； 线性误差； 应用错误的量具； 测量错误的特性； （量具或零件）变形； 不同的测量方法 设置、安装、夹紧、技术； 环境 温度、湿度、振动、清洁的影响； 违背假定，在应用常量上出错； 应用 零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误（易读性、视差）。 在校准过程使用的测量程序（如：使用“基准”）应尽可能与正常操作的测量程 序一致。 17.3 稳定性：既指测量过程的统计稳定性又指随时间变化的测量稳定性。两者对于测量系 统预期用途都是重要的。统计稳定性包含一个可预测的，潜在的测量过程，该过程在 普通原因变差(受控)条件下运行，测量稳定性代表测量系统在运行周期(

40、时间)内对测 量标准或基准的必要的符合程度。 偏倚随时间的变化； 一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控； 别名：漂移。 稳定性是测量系统在某一阶段时间内，测量同一基准或零件的单一特性时获得的 测量总变差。换句话说，稳定性是偏倚随时间的变化。 不稳定性可能的原因包括： 仪器需要校准，需要减少校准时间间隔； 仪器、设备或夹紧装置的磨损； 环境变化 温度、湿度、振动、清洁度； 磨损或损坏的基准，基准出现误差； 校准不当或调整基准的使用不当； 仪器质量差 设计或一致性不好； 仪器设计或方法缺乏稳健性； （量具或零件）变形； 违背假定，在应用常量上出错； 正常老化或退化； 不同的测量方法 设置、安装、

41、夹紧、技术； 缺乏维护 通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁； 应用 零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误（易读性、视差）。 17.4 线性：测量系统预期操作范围内偏倚误差值的差别。换句话说，线性表示操作范围内 多个和独立的偏倚误差值的相关性。 整个正常操作范围的偏倚改变； 整个操作范围的多个并且独立的偏倚误差的相互关系； 测量系统的系统误差分量。 在设备的预期操作（测量）范围内偏倚的不同被称为线性。线性可以被认为是关 于偏倚大小的变化。 注意不可接受的线性可能以各种形式出现。不要假定一个常量偏倚。 线性误差的可能原因包括： 仪器需要校准，需要减少校准时间间隔； 仪器、设备或夹紧装

42、置的磨损； 缺乏维护 通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁； 磨损或损坏的基准，基准出现误差 最小/最大； 校准（不包括工作范围）不当或调整基准的使用不当； 仪器质量差 设计或一致性不好； 仪器设计或方法缺乏稳健性； 应用错误的量具； （量具或零件）随零件尺寸变化的变形； 环境 温度、湿度、振动、清洁度； 违背假定，在应用常量上出错； 不同的测量方法 设置、安装、夹紧、技术； 应用 零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误（易读性、视差）。 18、宽度变差： 18.1 精密度：传统上，精密度描述了测量系统在操作范围（大小、 量程和时间）内分辨力、灵敏度和重复的最终影响（净效 果）。在一

43、些组织中，精密度和重复性具有互换性。事实上， 精密度最经常用于描述测量范围内重复测量的预期变差，这个 测量范围可以是大小、容量或时间（即“一个装置在低量程测 量同在高量程测量一样，具有相同的精密度”，或“今天和昨 天的精密度一样”）。有人也许会说精密度对应重复性，而线 性对应偏倚（虽然前者是随机的，而后者是系统误差）。通常 建议使用比术语“精度”更具有描述性的分术语。ASTM（美国 实验及材料协会）更广泛地把精密度定义为包括来自不同的读 数、量具、人员、实验室或条件的变差。 重复读数彼此之间的“接近度”； 测量系统的随机误差分量。 18.2 重复性：传统上把重复性看作“评价人内变异性”。重复性

44、是指由 一个评价人，用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性 时获得的测量变差。它是设备本身固有的变差和性能，通常指设备 变差(EV)，尽管这样容易使人误解。但事实上，重复性是在确定的 测量条件下连续试验得到的普通原因（随机变差）变差。当测量环 境固定和已定义时，即确定了固定的零件、仪器、标准、方法、 操作者、环境和假设条件时，对于重复性最佳的术语是系统内部变 差。除了设备内部变差以外，重复性也包括在特定测量误差模型下 任何情况下的内部变差。 在固定的和规定的测量条件下连续（短期）实验变差； 通常指 E.V - 设备变差； 仪器（量具）的能力或潜能； 系统内变差。 重复性不好的可能原因包括

45、： 零件（样品）内容：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性； 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； 基准内部：质量、级别、磨损； 方法内部：在设置、技术、零位调整、夹持、夹紧、点密度的变差； 评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳； 环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁度的短期起伏变化； 违背假定稳定、正确操作； 仪器设计或方法缺乏稳健性，一致性不好； 应用错误的量具； （量具或零件）变形，硬度不足； 应用 零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察误差（易读性、视 差）。 18.3 再现性：传统上把再现性看作“评价人之间”的变异。再现性通常定义为

46、 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。手动仪器受操作者技术影响常常是实际情况，然而，在测 量过程（即自动操作系统）中操作者就不是主要的变差源了。由于这个原 因，为此，再现性被看作是测量系统之间或测量条件之间的平均变差。 由不同的评价人使用同一量具，测量一个零件的一个特性时产生的测量 平均值的变差； 对于产品和过程条件，可能是评价人、环境（时间）或方法的误差； 通常指A.V-评价人变差； 系统间（条件）变差； ASTM E456-96包括重复性、实验室、环境及评价人影响。 ASTM（美国实验及材料协会）的定义超出上述定义范围，它不仅包括评 价人不同，而

47、量具、实验室和环境（温度、湿度）也不同，同时在再现 性计算中还包括重复性。 再现性错误的潜在的原因包括： 零件（样品）之间：使用同样的仪器、同样的操作者和方法时，当测量 零件的类型为A、B、C时的均值差。 仪器之间：同样的零件、操作者和环境，使用仪器A、B、C等的均值差。 注意：在这种研究情况下，再现性错误常与方法和/或操作者混淆。 标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响 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 方法等导致的均值差。 评价人（操作者）之间：评价人A、B、C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以及一台手动测量仪器，推荐 进

48、行此研究。 环境之间：在第1、2、3等时间段内测量，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中最常见的研究。 违背研究中的假定。 仪器设计或方法缺乏稳健性。 操作者训练效果。 应用 零件尺寸、位置、观察误差（易读性、视差）。 18.4 GRR或量具R&R：一个测量系统的重复性和再现性的合成变差的估 计。换句话说，GRR变差等于系统内部和系统之间的方差的总和。 2GRR = 2再现性 + 2重复性 量具重复性和再现性：测量系统重复性和再现性合成的评估； 测量系统能力；依据使用的方法，可能包括或不包括时间影 响。 18.5 测量系统能力： 测量系统变差的短期评估（例如

49、“GRR”包括图形）测量系统性能； 测量系统变差的长期评估（长期控制图法）。 18.6 灵敏度：灵敏度是导致一个测量装置产生可探测(可辨别)输出信号的最小 的输入。一个仪器应至少和其分辨力单位同样敏感，它是测量系统对被测 量特征改变的响应。灵敏度由量具设计(分辨力)、固有质量(OEM)、使用 中的维护以及仪器和标准的操作条件决定。它通常被描述为测量的一个单 位，是用测量单位报告的。 最小的输入产生可探测出的输出信号； 在测量特性变化时测量系统的响应； 由量具设计（分辨率）、固有质量（OEM）、使用中的维修及仪器和标 准操作条件确定； 总是以一个测量单位报告。 影响灵敏度的因素包括： 使仪器减振

50、的能力； 操作者的技能； 测量装置的重复性； 在电子或气动量具情况下提供无漂移运行的能力； 仪器正被使用的环境，如大气、尘埃、湿度。 18.7 一致性：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。 重复性随时间的变化程度； 一个一致的测量过程是考虑到宽度（变异性）下的统计受控。 影响一致性的因素是变差的特殊原因，如： 零件的温度； 电子设备的预热要求； 设备的磨损。 18.8 均一性：指量具在整个工作量程内变差的区别。它也可以被认为是重复性 在量程上的均一性(同一性)。 整个正常操作范围重复性的变化； 重复性的一致性。 影响均匀性的因素包括： 夹紧装置对不同定位只 接受较小较大

51、尺寸； 刻度的可读性不好； 读数视差。 19、系统变差：测量系统变差可以具有如下特征： 19.1 能力:短期获取读数的变异性，对测量误差(随机的和系统的)合成变差的估计。 简单的能力包括以下几个部分： 不正确的偏倚或线性 重复性和再现性(GRR)，包括短期一致性 测量能力的估计是对于规定条件、范围和测量系统量程内的预期误差的表达 (不同于测量不确定度，测量不确定度是一个与测量结果有关的误差或值的 预期范围的表达)。当测量误差互不相关时(随机的和独立的)，合成变差(方 差)的能力表达可以量化为： 2能力 = 2偏倚（线性） + 2GRR 对于理解和准确应用测量能力有两个基本点： 首先，能力的估计

52、总是与规定的测量范围条件、量程和时间有关。 例如，如果没有测量条件的定量范围和量程，那么一个25mm的测微计的 能力是0.1mm的说法是不完全的。再次强调，这就是为什么误差的模型 对于定义测量过程是如此重要的原因。测量能力的评价范围应该是在测 量范围有限的部分内或在整个测量范围内，很具体的或者是一个概括的 操作说明。上面所说的“短期”的意思可以是：一系列测量循环期间的 能力；完成GRR评价的时间：一个规定的生产期，或由校准频率表示的时 间。测量能力的说明只需要完整到能合理地再现出测量条件和量程。一 个文件化的控制计划可以达到这一目的。 对于理解和准确应用测量能力有两个基本点： 其次，在测量量程

53、内的短期一致性和均匀性(重复性误差)被包含在能力 的评价中。一个简单的仪器，如25mm测微计，在整个测量范围内使用典 型的，有技术的操作者，其重复性被期望是一致的和均匀的。在此例子 中，能力的评价可以包括在普通条件下多种类型特性的整个测量范围。 测量范围越长或测量系统越复杂(如CMM)，就越表明了在一定的量程范 围内或尺寸方面存在(不正确)的线性、均匀性和短期一致性的测量误差。 因为这些误差是相互关联的，所以他们不能用上述简单的线性公式组合 起来。当(不正确)的线性、均匀性或一致性在一定的量程范围内明显变 化时，测量计划者和分析者就只有两种实际选择： 报告对于整个规定的条件、范围和测量系统量程

54、的最大(最坏的情况) 能力或 对于规定的测量量程区间(即低、中、较大量程)确定和报告多种能力 评估。 19.2 性能:测量系统性能是所有有效的和可确定的变差源随时间的最终影响。性能量化了 合成测量误差(随机的和系统的)的长期评估。 长期获取读数的变异性； 以总变差为基础。 性能包括的长期误差为以下几部分： 能力(短期误差)； 稳定性和一致性。 测量性能的估计是一个规定的条件、范围和测量系统量程的预期误差的表达(不 同于测量不确定度，测量不确定度是一个与测量结果有关的误差或值的预期范围 的表达)。当测量误差互不相关时(随机的和独立的)，该合成变差(方差)的性能 表达式可以量化为： 2性能 = 2

55、能力 + 2稳定性 + 2一致性 此外，如同短期能力样，长期性能总是与规定的测量范围条件、量程和时 间有关。测量性能的评价范围应是在测量范围有限的部分内或在整个测量范围 内，很具体的或者是一个概括的操作说明。“长期”的意思可以是：几个在时间 上的能力评估的平均；来自测量控制图的长期平均误差：校准记录评估或多种线 性研究；或来自在测量系统的寿命和量程方面的几个GRR研究的平均误差。测量性 能的说明只需要完整到能合理地再现出测量环境和范围。 在测量量程内的长期一致性和均匀性(重复性误差)被包含在性能估计中。测量分 析者必须知道误差之间的潜在的关联，以便没有过高地估计性能。这要依赖于这 些误差被怎样

56、确定。当长期(不正确)的线性，均匀性或一致性在一定的量程范围 内明显变化时，测量计划者和分析者就只有两种实际选择： 报告对于整个测量系统规定的条件、范围和量程的最大(最坏的情况)性能或 对于规定的测量量程区间(即低、中、较大量程)确定和报告多种性能评估。 19.3 不确定度：同测量结果有关的一个参数，代表数值的分散特性， 此数值归结于被测体(VIM)是合理的。在给定的置信水平内，对 一个测量结果的指定范围描述，限值期望包含真实测量结果。 不确定度是一个测量可靠性的量化表述。即：关于测量值的数 值估计范围，相信真值包括在此范围内。 测量不确定度是国际上用来描述一个测量值的质量的术语。 本质上，不

57、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测量结果的范围。测量不确定度通常被描述为 一个双向量，不确定度是测量可靠性的定量表达。这个概念的 一个简单的表达是： 真测量值 = 观测到的测量值（结果） U U是一个被测量对象和测量结果的“扩大不确定度”术语。扩 展不确定度是测量过程中合成标准误差（UC），或合成误差的 标准偏差（随机的和系统的）。乘以一个代表所希望的置信度 范围的正态分布系统（K）。正态分布经常在测量系统中用作 一个原理性假设。ISO/IEC测量中不确定度指南确定了足 以代表正态分布的95%的不确定度的分布系数。通常认为 K=2： U = KUC 合成标准

58、误差（UC）包括了测量过程中变差的所有重要组成部分。 在大多数情况下，按着本手册完成的测量系统分析的方法可用来定 量确定不确定度的众多来源。通常，大多数重要的误差合成部分可 用2性能 定量表示。其它重要的误差源根据实际测量的情况来采用 这些方法。不确定度的描述必须包括识别所有重要误差和允许被重 复测量的足够的范围。一些不确定度描述将通过长期、其它短期、 测量系统误差而产生。然而，简单的表达式能被定量表示为： U2c = 2性能 + 2其他 重要的是要记住测量的不确定度是在测量时间上测量值可能变化多 少的一个简单估计值。要考虑在测量过程中所有重要的测量变差源 加上校准、基准、方法、环境及其它前面

59、没有考虑到的因素的重要 误差。在许多情况下，这个估计将使应用MSA和GRR法来定量确定这 些重要的标准误差。定期重复评价与测量过程有关的不确定度以确 保持续保持所预计的准确度是适宜的。 20、方差分析：一种经常用于试验设计（DOE）中的统计方法（ANOVA），用于分析多组 的计量型数据以便比较方法和分析变差源。 21、置信区间：期望包括一个参数的真值的值的范围（在希望的概率情况下叫置信水 平）。 22、ndc：分级数，即：1.41（PV/GRR）。23、评价人变差：在一个稳定环境中应用相同的测量仪器和方法，不同评价人（操作 者）对相同零件（被测体）的测量平均值之间的变差。评价人变差（AV）是一

60、种由 于操作者使用相同测量系统的技巧和技能产生的差别造成的普通原因测量系统变差 （误差）源。评价人变差通常被假定为与测量系统有关的“再现性误差”，但这并不 总是正确的（见再现性）。 24、零件变差：与测量系统分析有关，对于一个稳定过程零件变差（PV）代表预期的不 同零件和不同时间的变差。25、零件间变差：由于测量不同零件产生的变差。26、概率：以已收集数据的特定分布为基础的，描述特定事件发生机会的一种估计（用 比例或分数）。概率估计值范围从0（不可能事件）到1（必然事件）。一组条件或 原因共同作用产生某种结果。 27、回归分析：两个或多个变量之间关系的统计研究.确定两个或多个变量间数学关系的 一种计算。 28、分辨率：可用作测量分辨率或有效分辨率。测