测量系统分析详述

1、测量系统分析Measurement System AnalysisISO/TS16949：20027.6.1测量系统统分析为分析各各种测量量和试验验设备系系统测量量结果存存在的变变差，必必须进行行适当的的统计研研究。此此要求必必须适用用于在控控制计划划提出的的测量系系统。所所用的分分析方法法及接收收准则，必须与与顾客关关于测量量系统分分析的参参考手册册相一致致。如果果得到顾顾客的批批准，也也可以采采用其它它分析方方法和接接收准则则。MSA与ISO/TS16949：20021测量系统统术语介介绍2统计学知知识补充充3测量系统统研究的的准备4测量系统统分析方方法主要内容容Outline术语介绍绍参

2、考标准准校准标准准工作标准准传递标准准传递标准准传递标准准检查标准准基准基准不同标准准之间的的联系测量备试验设一组条件件下观察察结果的的集合，既可以以是连续的(一个量量值和测测量单位位)又可可以是离散的(属性数数据或计计数数据据如成功功失败败、好坏、过过不通通过等统统计数据据)。数据测量：赋值（或数）给具体体物以表表示它们们之间关关于特定定特性的的关系。赋值过过程定义义为测量量过程，而赋予予的值定定义为测测量值。量具：任何用用来获得得测量结结果的装装置，经经常用来来特指用用在车间间的装置置；包括括通过/不通过装装置。测量系统统术语介介绍测量系统统：是用来对对被测特特性定量量测量或或定性评评价的

3、仪仪器或量量具、标标准、操操作、方方法、夹夹具、软软件、人人员、环环境和假假设的集集合；用用来获得得测量结结果的整整个过程程。测量和试试验设备备（MTE）完成一次次测量所所必需的的所有测测量仪器器，测量量标准，基准材材料以及及辅助设设备。术语介绍绍基准用于校准准过程的的参考标标准，也也被称为为参考标标准或校校准标准准。基准值同意作作为比较较基准的的一个数数值。人为规规定的可可接受值值需要一一个可操操作的定定义作为真真值的替替代基准值可可能是：一个理论论值或基基于科学学原理而而确定的的值。基于一些些国家或或国际组组织的一一个指定定值。基于某科科学或工工程组织织主持的的合作试试验工作作的，一一致同

4、意意的数值值。用于特殊殊量的定定义相一一致的值值，按照照惯例有有时接受受用于某某已知目目的。有关术语语标准一个标准准是根据据普遍认认同的意意见使之之作为比比较的基基础；是是一个可可接受的的模型。它可能能是一件件人工制制品或总总效果（各种仪仪器，程程序等），由某某一权力力机构确确定和建建立，作作为数量量、重量量、范围围、值或或质量的的测量规规则。参考标准准一般在给给定位置置可得到到的最高高计量质质量标准准，在这这个位置置进行的的测量，都是以以此标准准为最终终参照。术语介绍绍校准标准准在进行定定期校准准中作为为基准的的标准，用来减减轻按照照试验室室基准来来进行的的样准工工作负担担。传递标准准用于一

5、个个独立的的已知值值的标准准与正在在校准的的元件进进行比较较的标准准。术语介绍绍工作标准准在试验室室中用于于进行定定期测量量的标准准。不用用于校准准标准，但是也也许可以以用作传传递标准准。需要仔细细考虑针针对某一一标准的的材料选选择。材材料的使使用应反反映测量量系统的的使用和和范围，以及基基于时间间的变差差源，如如磨损及及环境因因素（温温度，湿湿度等）检查标准准一个非常常类似设设计测量量过程的的测量人人工制品品，不过过它本身身比被评评价的测测量过程程更稳定定。术语介绍绍标准的总总结用于比较较的可接接受的基基准用于接受受的准则则已知数值值，在表表明的不不确定的的度界限限内，作作为真真值被接接受基

6、准值一个标准准应该是是一个可可操作的的定义：由供应应商或顾顾客应用用时，在在昨天、今天和和明天都都具有同同样的含含义，产产生同样样的结果果。术语总结结参考值参考值也也称为可可被接受受的参考考值或基基准值。它是一一个人工工制品值值或总效效果值用用作约定定的比较较基准值值。该参参考值基基于下列列各值而而定：由较高级级（如计计量实验验室或全全尺寸检检验设备备）的测测量设备备得到的的几个测测量平均均值确定定。法定值：由法律律定义和和强制执执行。术语介绍绍参考值（续）理论值：根据科科学原理理而得。给定值：根据某某些国家家或国际际组织的的实验工工作（由由可靠的的理论支支持）而而得。同意值：根据由由科学或或

7、工程组组主持下下的合作作实验工工作而得得：由用用户，诸诸如专业业和贸易易组织在在意见完完全一致致情况下下来定义义。协议值：由有关关各方明明确一致致同意的的值。术语介绍绍参考值（续）在所有情情况下，参考值值必须基基于可操操作的定定义和可可接受的的测量系系统的结结果。为为此，用用于决定定参考值值的测量量系统应应包括：使用比用用正常评评价的系系统要高高的分辨辨等级和和较低的的测量系系统误差差的仪器器。使用源于于（美国国）国家家标准和和技术局局（NIST）或其他他的NMI的标准进进行校准准。术语介绍绍真值真值是零零件的“实际”测量值值，虽然然这个值值是不知知道的，并且是是不可能能的（经经济地）接近这这

8、个值。遗憾的的是，真真值的确确从没能能被知道道。在所所有的分分析中，参考值值被用作作真值的的近似值值。因为为参考值值被用作作真值的的替代值值，所以以这些标标准术语语常常互互换使用用，不过过不推荐荐这种用用法。真值的总总结物品的的实际值值未知的的和不可可知的术语介绍绍分辨力（DISCRIMINATION）指一个测测量仪器器对标准准测量单单位可再再分的程程度1：10经验法则则鉴别力（RESOLUTION）指一个测测量仪器器监测出出被测量量量的变变差的能能力术语-基本设备备分辨力（续）1：10经验法则则测量仪器器分辨力力的第一一准则应应该至少少是被测测量范围围的十分分之一。传统上：此范围围就是产产品

9、公差范围；最近：此此范围指指过程变变差，即即10比1规则被解解释为测测量设备备能够分分辨至少少十分之之一的过过程变差差。这符符合持续续改进的的原理。（即即过程的的焦点是是顾客指指定的目目标值）。术语介绍绍最小的读读数单位位、刻度度限度；由设计决决定的固固有特性性；测量或仪仪器输出出的最小小刻度；1:10经验法法则（过过程变差差与公差差较小者者）。分辨力、可读性性、分辨辨率有效分辨辨力一个数据据分级定义：考考虑整个个测量系系统变差差时的数数据分级级大小(ndc)。Ndc=1.41x(PV/GRR)左图：只能表明明过程是是否正在在生产合合格零件件。Numberofdataclassificatio

10、n有效分辨辨力24个个数据分分级左图：只只能粗略略估计过过程。不能用于于计量控控制。5个或更更多个个个数据分分级左图：可用于计计量控制制图达到5个以上分分级数建议使用用有效分辨辨力 有效分辨辨力区分分（example）6 -10+104个分级数数10个分级数数分辨力（续）由于经济济和物理理上的限限制，测测量系统统不能识识别过程程分布中中所有零零件的独独立的或或不同的的被测特特性。被被测特性性将测量量值划分分为不同同的数据据组。在在同样的的数据组组里的各各个零件件将有同同样的被被测特性性值。如果测量量系统缺缺乏分辨辨力，对对于识别别过程变变差或量量化单个个零件特特性而言言，这个个系统也也许不是是

11、一个合合适的系系统，应应使用更更好的测测量技术术。术语介绍绍分辨力（续）如果该分分辨力不不能探测测过程变变差，其其用于分分析过程程是不可可接受的的；并且且如果它它不能探探测特殊殊原因的的变差，则其不不能用于于控制。参见下图图分辨力不不足的情情况可能能会在控控制图中中表现出出来，参参见图表表术语介绍绍X/R控制图分分辨率率=0.001术语介绍绍0。1450。1400。135样本均值值子组0515202510UCL=0.1444Mean=0.137LCL=0.13500.020.010.00样本极差差R=0.00812ULC=0.01717LCL=0X/R控制图分分辨率率=0.01术语介绍绍0。1

12、450。1400。135样本均值值子组0515202510UCL=0.1438Mean=0.1397LCL=0.13590.020.010.00样本极差差R=0.0068ULC=0.01438LCL=0分辨力（续）上述两控控制图取取自同样样的数据据，不同同之处就就是一个个分辨力力是0.001,另一个是是0.01,但控制图图显示的的结果却却是不同同,一个受控控,一个失控控,为什么?失控的原原因是分分辨力不不足.术语介绍绍分辨力（续）当使用稳稳定的，“最高高等级的的”，并并在切实实可行的的技术限限值内的的测量系系统后，可以达达到稳定定的，高高能力的的过程。然而，有有效分辨辨率也许许不足，并且进进一

13、步改改进测量量系统变变得不可可行了。在这些些特殊的的情况下下，测量量计划需需要其它它代替性性的过程程监测技技术。只只有具有有一定资资格的，熟悉测测量系统统和过程程的技术术人员，才能作作出决定定并用文文件记录录。这些些都要求求获得顾顾客的批批准，并并在控制制计划中中文件化化。术语介绍绍偏倚是对同样样的零件件的同样样特性，真值（基准值值）和观观测到的的测量平平均值的的差值。术语介绍绍稳定性（或漂移移）是测测量系统统在某一一阶阶段段时间内内，测量量同一基基准或零零件的单单一特性性时获得得的测量总变变差。换换句话说，稳稳定性是是偏倚随时间间的变化化。术语介绍绍线性在设备的的预期操作作（测量）范围内偏倚

14、的的不同被被称为线线性。线线性可以以被认为为是关于于偏倚大大小的变变化。线性的总总结整个正正常操作作范围的的偏倚改改变整个操操作范围围的多个个并且独独立的偏偏倚误差差的相互互关系测量系系统的系系统误差差分量术语介绍绍术语介绍绍重复性由一位评评价人多多次使用用一种测测量仪器器，多次次测量同同一零件件的同一一特性时时获得的的测量变变差在固定定和规定定的测量量条件下下连续（短期）试验变变差通常指指E.V.设备变变差仪器（量具）的能力力或潜能系统内内变差术语介绍绍再现性由不同同的评价价人使用用同一个个量具，测量一一个零件件的一个个特性时时产生的的测量平平均值的的变差对于产产品和过过程条件件，可能能是评

15、价价人、环环境（时时间）或或方法的的误差通常指指A.V评价人人变差系统间间（条件件）变差差术语介绍绍期望包括括一个参参数的真真值的值值的范围围(在希希望的概概率情况况下叫置置信水平平)。统计检定定时，常常常取用用置信水平平=95%时，表示示1.96的范围。置信区间间GRR或量具RR量具重复复性和再再现性：测量系系统重复复性和再再现性合合成的估计，换句话话说，GRR等于系统统内部和和系统之之间的方方差的总总和。GRR=再现性+重复性量具R&R被选择用用来测试试随机输输出概率率的一个个统计水水平，也也同风险险有关，表示为为风险，代代表一个个决定出出错的概概率。显著水平平在商品和和服务贸贸易中溯溯源

16、性是是一个重重要概念念，溯源源到相同同或相近近的标准准的测量量比那些些没有溯溯源性的的测量更更容易被被认同。这为减减少重新新试验、拒收好好的产品品、接收收坏的产产品提供供了帮助助。溯源性在在ISO计量学基基本和通通用国际际术语(VIM)中的定义义是”测测量的特特性或标标准值，此标准准是规定定的基准准，通常常是国家家或国际际标准，通过全全部规定定了不确确度的不不间断的的比较链链相联系系。溯源性准确度位置变变差接近真值值或可接接受的基基准值的的程度精密度宽度变变差重复读数数彼此之之间的接接近度指不同的的评价人人，采用用相同的的测量仪仪器，测测量同一一零件的的同一特特性时测测量平均均值的变变差一致性

17、宽度变变差重复性随随时间的的变化程程度，一一个一致致的测量量过程是是考虑到到宽度（变异性性）下的的统计受受控有关术语语分辨力、可读性性、分辨辨率别名：最小的的读数的的单位、测量分分辨率、刻度限限度或探探测限度度由设计计决定的的固有特特性测量或或仪器输输出的最最小刻度度单位总是以以测量单单位报告告1：10经验法则则术语总结结总体、个个体、样样本研究对象象的全体体称为总体构成总体体的每个个成员称称为个体统计学的的主要任任务就是是：（1）研究总总体是什什么分布布？（2）这个总总体的均均值、方方差是多多少？从总体中中抽取部部分个体体所组成成的集合合称为样本，样本的的个体称称为样品品，样品品的个数数称为

18、样样本容量量,用n表示统计学知知识补充充均值：用用来表示示分布的的中心位位置，通通常用E(X)或来表示,计算公式式:xipiX是离散型型分布E(X) =x p(x)dxX是连续型型分布方差：用用来表示示分布的的散布大大小，通通常用D(X)或2来表示,方差大意意味着分分布较宽宽较分散散,方差小意意味着分分布较窄窄较集中中统计学知知识补充充样本均值值：x=(xi)/n样本均值值处于样样本的中中间位置置，它可可以反映映总体分分布的均均值。样本方差差：s2= (xi-x)2/(n-1)样本标准准差：s统计学知知识补充充正态分布布N（，2）其中是正态分分布的中中心，质质量特性性X在附近取值值的机会会最大

19、，2是正态分分布的方方差，越大，分分布俞分分散，越小，分分布俞集集中N（0，1）为标准准正态分分布统计学知知识补充充统计学知知识补充充峰态分析析正态分布布的概率率：只要知道道平均值值和标准准差就可可以确定定分布。正态分配配的性质质1.分布形态态对称于于横坐标标上平均均点上的的垂直线线。2.正态分配配曲线左左右两尾尾逐渐接接近于横横坐标轴轴，但不不于横坐坐标相交交。3.曲线下横横轴上的的面积等等于1，其概率率分布如如下图。统计学知知识补充充正态概率率的分布布2+13-1-2-30.340.340.1350.1350.02350.0235P（-1X+1）=0.6827P（-2X+2）=0.9545

20、P（-3X+3）=0.9973能做到3就可以了了。P（-6X+6）=0.9999966正态分布布的标准准化变换换设XN(，2),则U=(X-)/N(0，1)即:任一正态态变量经经过标准准化变换换(X-)/ 后都可归归一到标标准正态态分布如: XN(10，22)，通过标标准化变变换U=(X-10)/2N(0，1)统计学知知识补充充统计学知知识补充充0.7U0.7=0.5250.30aua01-a标准正态态分布N(0，1)的分位数数P(xua)=a,记为a的分位数数为uaua=-u1-a如果XN(，2)，则样本均均值XN(，2/n)，即：X=(xi)/nN(，2/n)正态分布布查表练练习已知a=0

21、.05查ua已知ua=0.56查a统计学知知识补充充t分布：正正态样本本均值X的标准化化变换中中用样本本标准差差s代替总体体标准差差后的分布布是自由由度为n-1的t分布，记记为t（n-1）即n (X-)/st（n-1）t分位数P(tta)=a,记为a的分位数数为tata=-t1-at分布的查查表练习习n=10a取0.05查表t1-a/2(n-1)统计学知知识补充充参数估计计：点估估计、区区间估计计点估计：用样本均均值X去估计总总体均值值用样本方方差s2去估计总总体方差差2用样本标标准差s去估计总总体标准准差正态标准准差的无偏估估计有两两个:R=R/d2s=s/c4统计学知知识补充充区间估计计：

22、对于参数数x，如果估估计x落在x1和x2之间的概概率为1-a，即：P(x1 x x2)=1- a则称随机机区间x1，x2是x的置信水水平为1-a的置信区区间。如果P(x2 x)=P(x x1)=a/2，则称这这种置信信区间为为等尾置置信区间间。统计学知知识补充充正态总体体参数的的置信区区间：估计，已知时，1-a的置信区区间为xu1-a/2/n估计，未知时，1-a的置信区区间为xt1-a/2(n-1)s/n统计学知知识补充充假设检验验:基本思想想是根据据所获样样本,运用统计计分析方方法,对总体X的某种假假设H0作出接受受或拒绝绝的判断断.具体作法法:1、建立原原假设H0：=0备选假设设H1：02

23、、选择检检验统计计量，给给出拒绝绝的形式式3、给出显显著性水水平a，常取a=0.054、定出临临界值c，写出拒拒绝域W5、判断统计学知知识补充充正态总体体均值的假设检检验已知时，用u检验H0：0；0；=0；H1：0；0；0；检验统计计量：u=(x-0)/(/n)对应的拒拒绝域：uu1-a；uua；uu1-a/2统计学知知识补充充正态总体体均值的假设检检验未知时，用t检验H0：0；0；=0；H1：0；0；0；检验统计计量：t=(x-0)/(s/n)对应的拒拒绝域：tt1-a(n-1)；tta(n-1)；tt1-a/2(n-1)统计学知知识补充充测量系统统分析：评价人的的选择？样本的选选择？量具的

24、选选择？对测量的的要求？MSA-测量系统统分析普通工作作计量器器具国际基准准或物理理定义国家基准准副基准国家法制制计量工工作部门门工作标标准器计量校准准实验室室工作标标准器工业部门门测试实实验室企企业工作作标准比较装置置、方法法比较装置置、方法法比较装置置、方法法比较装置置、方法法比较装置置、方法法传递装置置5级4级3级2级1级“”风險說明明“”风險說明明（第一种种错误）（第二种种错误）“”及“”风险说明明LSL中心值USLIIIIIIIIII区：坏零零件永远远被测量量为坏零零件II区：可能能作出错错误决定定的区域域III区：好零零件永远远被测量量为好零零件零件尺寸分区区II区的宽度度是多少少

25、？对于仅仅仅存在偶偶然因素素的情况况下,由于点子子越出控控制界限限外而判判断过程程发生变变化的错错误,即将正常常判断为为异常的的错误是是可能发发生的.这种错误误称为第一种错错误.当过程具具有某种种非偶然然因素影影响,致使过程程发生程程度不同同的变化化.但由于此此变化相相应的一一些点子子落在控控制界限限内,从而有可可能发生生判断过过程未发发生变化化的错误误,这种错误误称为第二种错错误.发生第一一种错误误时,虚发警报报,由于徒劳劳地查找找原因并并为此采采取了相相应的措措施,从而造成成损失.因此,第一种错错误又称称为徒劳劳错误.发生第二二种错误误时漏发警报报,过程已经经处于不不稳定状状态,但并未采采

26、取相应应的措施施,从而不合合格品增增加,也造成损损失.杜绝或降降低错误误的方法法是做MSA。控制图两两种错误误的分析析对产品决决策的影影响I类错误-好判“坏坏”，生生产者风风险，误误发警报报II类错误-坏判“好好”，消消费者风风险或漏漏发警报报测量系统统变异性性的影响响对过程决决策的影影响把普通原原因报告告为特殊殊原因把特殊原原因报告告为普通通原因新过程的的接受测量系统统变异性性的影响响测量数据据质量？与在稳定定的操作作条件下下由一个个测量系系统获得得的多个个测量值值的统计计特性有有关基准值基准值是是一个可可溯源的的标准值值。如果果没有，可在已已经测量量的数据据中选定定一个中中程数。即选择择一

27、个较较准确的的量具，对被测测零件测测量10次，计算算其平均均值；这这个平均均值可作作为本次次测量的的基准值值。MSA-测量系统统分析背景需要对两两个重要要的方面面进行评评定：1）验证在在适当的的特性位位置正在在测量正正确的变变量。若若适用还还要验证证夹紧和和锁紧。另外，还要识识别与测测量相互互依赖的的任何关关键的环环境因素素。2）确定测测量系统统需要具具有何种种统计特特性才是是可接受受的。测量系统统研究的的准备测量系统统必须处处于统计计控制中中。即测测量系统统变差只只能是由由于普通通原因，而不是是由于特特殊原因因造成的的。测量系统统的变异异必须比比制造过过程的变变异小。测量精度度应高于于过程变

28、变异和公公差带两两者中精精度较高高者，一一般来说说，测量量精度过过程变异异和公差差带两者者中精度度较高者者的十分分之一、测量系统统统计特特性可能能随被测测项目的的改变而而变化。测量系系统最大大最坏变变差应小小于过程程变差和和公差带带两者中中的较小小者。测量系统统的共有有特性人设备零件方法环境检验要求求测测量系统统的组成成1)先计划要要使用的的方法。2）评评价人的的数量、样品数数量及重重复读数数次数。考虑：(a)尺寸的关关键性；(b)零件结构构。3)评价人的的选择应应从日常常操作该该仪器的的人中挑挑选；4)样品的选选择对正正确的分分析至关关重要；5）仪器的的分辨力力至少直直接读取取特性的的预期变

29、变差的1/106）确保测测量方法法正在测测量特性性的尺寸寸并遵守守规定的的测量程程序。测量系统统研究的的准备为最大限限度地减减少误导导结果的的可能性性，应采采取下列列步骤：1)测量应按按照随机机顺序，以确保保整个研研究过程程中产生生的任何何漂移或或变化将将随机分分布。评评价人不不应知道道哪个被被编号的的零件正正在被检检查，以以避免可可能的认认识偏倚倚。但是是进行研研究的人人应知道道正在检检查那一一零件，并相应应记下数数据，即即评价人人A，零件1，第一次次试验；评价人人B，零件4，第二次次试验等等。应注意的的问题2)在设备读读数中，测量值值应记录录到仪器器分辨率率的实际际限度。机械装装置必须须读

30、取和和记录到到最小的的刻度单单位。对对于电子子读数测测量计划划必须为为记录所所显示的的最右有有效数位位建立一一个通用用的原则则。模拟拟装置应应记录至至最小刻刻度的一一半或灵灵敏度和和分辨力力的极限限。对于于模拟装装置，如如果最小小刻度为为0.0001，则测量量结果应应记录到到0.00005。3)研究工作作应由了了解进行行可靠研研究的重重要性的的人员进进行管理理和观察察。应注意的的问题测量系统统的变异异性测量系统变异性仪器+(量具)工件+(零件)人员环境设计重复性再现性一致性敏感性均匀性变形影响接触几何放大线性稳定性坚固性使用假设维护p.m.标准制造制造公差制造变差设计确认-夹紧-定位测量点-测

31、量传感器可操作的定义充分的数据清洁度内部相关特溯源性隐藏的几何形状弹性变形物质支持特征弹性性质稳定性标准热膨胀系数弹性性质标准教育的体力的经验培训经验培训理解可操作定义目视标准程序态度人机工厂压力照明振动空气污染几何相容性照明阳光人工的人空气流热膨胀稳定-系统部件温度本位的和周围的循环测量系统统是否具具有足够够的分辨辨力。测量系统统在一定定时间内内是否在在统计上上保持一一致。统计性能能在预期期范围内内是否一一致；用用于过程程分析和和控制是是否可接接受。评价测量量系统时时应确定定的三个原则则阶段1：了解测量量过程，以及该该过程是是否满足足要求？阶段2：测量过程程随时间间的推移移是否满满足要求求？

32、测量系统统评定的的两个阶阶段第一阶段段：明确测量量过程。确定该测测量系统统是否具具有所需需的统计计特性。如果确定定该测量量系统不不具备正正确的特特性，则则不再使使用它。确定那种种环境因因素对测测量系统统有显著著影响。以验证证该测量量系统是是可行的的，具有有持续恰恰当的统统计特性性。测量系统统评定的的阶段第二阶段段证明该测测量系统统持续具具有恰当当的统计计特性。作为组织织正常的的校准程程序、维维护程序序、和计计量程序序的一部部分日常常工作。测量系统统评定的的阶段测量系统统的变差差源（用因果果图分析析）S-标准W-工件（零零件）I-仪器P-人/程序E-环境MSA-测量系统统分析计划要使使用的方方法

33、。确定负责责人、评评价人的的数量、样本数数量、重重复读数数的次数数。确定定因素应应考虑：尺寸的关关键性。零件结构构。评价人应应是操作作者。样品应是是生产过过程中随随机选取取，可持持续若干干天，应应足够反反映工作作范围的的情况。测量系统统分析过过程3.检查将要要评价的的量具，量具的的分辨率率应允许许至少读读取特性性的预期期过程变变差的十十分之一一。即如如果测量量的最小小值为0.001，量具精精度应能能够读取取到0.0001、4.如果量具具需要调调零，应应预先调调整好。5.测量应按按照随机机方式进进行。评评价人在在每次测测量尺寸寸时，不不应知道道该零件件的编号号。6.每位评价价人应采采用同样样的方

34、法法、步骤骤获取读读数。测量系统统分析过过程27.测量的末末位数应应选取在在量具刻刻度的最最接近数数字。如如：量具具精度为为0.0001，读数在在两个刻刻度中间间，此时时可按照照大约位位置估计计其量值值为0.00005、8.负责人负负责编写写零件编编号，记记录每次次的零件件顺序和和测量读读数，按按照规定定对数据据进行处处理。9.根据判定定原则确确定该量量具是否否可以接接受。测量系统统分析过过程3一、零件件变差零件制造造过程中中形成的的变差。二、测量量系统的的变差量具误差差、评价价人误差差及评价价人与零零件交互互作用之之和。三、总过过程变差差总过程变变差为测测量系统统的变差差与零件件变差之和和。

35、四、测量量系统的的评价测量系统统变差占占总过程程变差的的百分比比。测量系统统的评价价测量系统统试验程程序应完完全文件件化。文件化内内容：示例；选择待测测项目和和试验程程序应用用环境的的规范（规范应应是采用用试验统统计设计计的形式式）。如何收集集、记录录、分析析数据的的详细说说明。关键术语语和概念念可操作作的定义义。如果程序序需要使使用特殊殊标准，该文件件应包括括这些标标准的储储存，维维护和使使用的说说明。评定的时时间，进进行评定定的机构构职责，对评定定结果反反应的方方式及责责任（由由管理部部门明确确授权）测量系统统试验测量系统统分析方方法MSA方法列表表测量系统统分析实实施流程程图测量是否否已

36、准备备是否有不不同的测测量仪器器测量是否否任意分分配供测试用用零件是是否超过过300件是否有不不同的测测量仪器器适用的分分析时间间暂时不考考虑计数型量量具研究究（小样样法）极差法计数型量量具研究究（大样样法）均值极差差法方差分析析法图表分析析是是是是是是否否否否否否分辨力(分辨率)稳定性偏倚线性重复性再现性测量系统统变差类型MSA方法的分分类MSA计量型计数型破坏型计量型MSA计量型位置分析析离散分析析稳定性分分析偏倚分析析线性分析析重复性分分析再现性分分析稳定性分分析计数型MSA计数型风险分析析法信号分析析法数据解析析法破坏性MSA破坏型偏倚分析析变异分析析稳定性分分析法量具重复复性和再再现

37、性Gage R&R(repeatabilityandreproducibility)测量系统统分析MSA测量系统统研究适用于所所有列入入控制计计划的测测量系统统计量型(Variable)计数型(Attribute)量具重复复性和再再现性可可接受标标准低于10%误误差-测测量系统统可接受受10%至至30%误误差-考考虑重重要性、量具成成本、维维修成本本可能接接受大于30%的误误差- 需改改测量系统统分析MSA测量系统统研究在如下情情况下显显示测量量的分辨辨力不足足：当极差图图中只有有1个，2个或3个极差值值在控制制 限值值内时；当4个极差值值在控制制限值内内，且超超过四分分之一以以上的极极差为零

38、零。测量系统统的分辨辨力(分辨率率)可视分辨辨率测量仪器器可显示示的最小小刻度值值。如果相对对于过程程变差，可视分分辨率较较小，测测量系统统将具有有足够的的分辨率率。为得到足足够的分分辨率，可视分分辨率最最多是总总过程6(标准偏差差)的十分之之一，而而不是传传统的所所谓公差差范围的的十分之之一、测量系统统的分辨辨力(分辨率率)1个数据分分级2-4个数据 分级5个以上数据 分级控制分分析析只有在下下列条件件下才可可用于控控制：与规范相相比过程程变差较较小；预期过程程变差上上的损失失函数很很平缓；过程变差差的主要要原因导导致均值值偏移。对过程参参数及指指数估计计不可接接受只能表明明过程是是否正在在

39、产生合合格零件件。依据过程程分布可可用于半半计量控控制技术术；可产生不不敏感的的计量控控制图。一般来讲讲，对过过程参数数及指数数的估计计，不可可接受；只提供粗粗劣的估估计。可用于计计量控制制图建议使用用测量系统统的分辨辨力(分辨率率)数据分级级数被测特性性将根据据测量值值分为不不同的数数据组。如果不能能测定出出过程的的变差，这种分分辨率用用于分析析不可接接受。如果不能能测定出出特殊原原因的变变差，用用于控制制也不可可接受。测量系统统分辨力力的判别别准则：数据分级级数= (零件变差差/测量系统统变差) x1.41测量系统统的分辨辨力(分辨率率)零件间变变差是零零件制造造过程中中形成的的变差，是生

40、产产过程控控制中重重点监控控的对象象。当测量系系统的重重复性误误差超过过了零件件间变差差，就像像用一个个大磅秤秤称量小小金块间间毫克之之差一样样不可接接受。所以一个个测量系系统是否否可接受受，应以以其测量量的重复复性、再再现性与与零件间间变差相相比较后后才能确确定。零件间变变差计数型测测量系统统属于测测量系统统中的一一类，测测量值是是一种有有限的分分级数，与结果果是连续续值的计计量型测测量系统统不同。最常见见的是通通过/不通过量量具，只只可能有有两种结结果。与计量型型量具不不同，计计数型量量具不能能指出一一个零件件有多好好或多坏坏，只能能指出零零件可接接受或拒拒绝（如如两个分分级）MSA第三版

41、中中介绍的的方法：风险分析析法：假假设检验验分析-交叉表方方法信号探测测法解析法计数型测测量系统统评价前题条件件：由于于此类方方法不能能量化测测量系统统的变异异性，只只有当顾顾客同意意的情况况下才能能使用。使用基础础：良好好的统计计实践、了解潜潜在的可可影响产产品和测测量过程程变差源源、了解解一个不不正确的的判断对对保持过过程或最最终顾客客的影响响。风险分析析法数据收集集随机从过过程中抽抽取50个零件样样本，以以获得覆覆盖过程程范围的的零件。使用3名评价人人，每位位评价人人对每个个零件评评价3次，将评评价结果果记录在在“计数数型研究究数据表表”中。1代表接受受，0代表不接接受。参见附表表。评价

42、的组组织人员员通过使使用实验验室设备备等获得得每个零零件的基基准值，表中的的“-”、“+”、“”代表零件件处于I区、III区和II区。风险分析析法稳定性(或漂移)，是测量量系统在在某持续续时间内内测量同同一基准准或零件件的单一一特性时时获得的的测量值值总变差差。稳定性时间2时间1测量系统统稳定性性的分析析方法：1)选定一个个标准样样本；2)同一个评评价人按按一个固固定的周周期(如一星期期)，对标准准样件测测量三次次；3)计算平均均值和极极差；4)绘制均值值极差图图；5)计算X、R和上上下控制制限；6)分分析均值值图和极极差图的的变化趋趋势。稳定性稳定性分分析的做做法决定要分分析的测测量系统统选

43、取一标标准样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员连续测测量25组数数据每次次测量25次次输入数据据到EXCEL，Xbar-R表格中计算控制制界限，并用图图判定是是否稳定定后续持续续点图，判图保留记录录稳定性分分析的做做法自控制计计划中去去寻找需需要分析析的测量量系统，主要的的考虑来来自：控制计划划中所提提及的产产品特性性控制计划划中所提提及的过过程特性性決定要分析的測量系統选取一标准样本，取值參考值請現场測量人員连续測量25組数据每次測量25次輸入数据到EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留記录稳定性分分析的做做法选取一标标准样品品控制计划划中所

44、提提及的产产品特性性控制计划划中所提提及的过过程特性性取出对产产品特性性或过程程特性有有代表性性的样本本。针对样本本使用更更高精密密度等级级的仪器器进行精精密测量量十次，加以平平均，做做为参考考值。如果标准准样本为为可溯源源的基准准值，则则直接作作为参考考值。決定要分析的測量系統选取一标准样本，取值參考值請現场測量人員连续測量25組数据每次測量25次輸入数据到EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留記录稳定性分分析的做做法请现场测测量人员员连续测测量25组数据据，每次次测量25次次。记录下这这些数据据。一般而言言初期的的25组组数据最最好在短短的时间

45、间内收集集，利用用这些数数据来了了解仪器器的稳定定状况。可能的的频次如如：每小时1组；每天1组；每周1组。決定要分析的測量系統选取一标准样本，取值參考值請現场測量人員连续測量25組数据每次測量25次輸入数据到EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留記录稳定性分分析的做做法将数据输输入到excel中。计算每一一组的平平均值计算每一一组的R值。计算出平平均值的的平均值值计算出R的平均值值。決定要分析的測量系統选取一标准样本，取值參考值請現场測量人員连续測量25組数据每次測量25次輸入数据到EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续

46、持续点图，判图保留記录稳定性分分析的做做法计算控制制界限平均值图图：Xbarbar+-A2Rbar, XbarbarR值图：D4Rbar, Rbar, D3Rbar划出控制制界限将点子绘绘上先检查R图，是否否连续25点都都在控制制界限内内，以判判定重复复性是否否稳定。再看Xbar图，是否否连绩25点都都在控制制界限内内，以判判定偏移移是否稳稳定。若控制图图稳定，可以利用用Xbarbar-标准值，进行偏偏差检定定，看是是否有偏偏差。若控制图图稳定，可以利用用Rbar/d2来了解仪仪器的重重复性。決定要分析的測量系統选取一标准样本，取值參考值請現场測量人員连续測量25組数据每次測量25次輸入数据到

47、EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留記录稳定性分分析的做做法后续持续续点图、判图如果前面面的控制制图是稳稳定的，那么就就可以将将此控制制界限做做为控制制用控制制界限。我们后续续就固定定时间，使用同同样的样样本、同同样的测测量仪器器，同样样的测量量人员。此时由于于样本、仪器、人都是是固定的的，所以以如果绘绘出来的的图形有有异常，一般就就代表仪仪器有问问题，要要进行相相应的处处理。异常的判判定采用点、线、面面原则识识别异常常因素异常的处处理R图失控，表明不不稳定的的重复性性，可能能什么东东西松动动、阻塞塞、变化化等。X-BAR失控，表表明测量量系统不

48、不再正确确测量，可能磨磨损，可可能需重重新校准准。決定要分析的測量系統选取一标准样本，取值參考值請現场測量人員连续測量25組数据每次測量25次輸入数据到EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留記录稳定性分分析的做做法保留记录录各项的分分析记录录要保存存下来，可以和和PPAP档案存放放在一起起，以有有效证明明公司的的测量仪仪器其测测量能力力是足够够的。決定要分析的測量系統选取一标准样本，取值參考值請現场測量人員连续測量25組数据每次測量25次輸入数据到EXCEL，Xbar-R表格中計算控制界限，並用图判定是否稳定后续持续点图，判图保留記录范例10/16

49、10/2210/2811/1211/1811/191/156/1910/1211/2012/948.648.448.948.948.948.548.448.747.847.948.148.748.848.647.950.149.048.248.048.648.348.648.348.048.948.049.249.048.347.748.748.448.71/122/133/204/115/206/196/287/607/218/98/2248.248.148.348.048.148.148.348.148.048.247.948.548.748.948.748.448.448.648.648

50、.648.448.348.948.548.648.648.748.748.548.748.748.948.79/79/1110/948.048.147.948.448.648.348.848.948.4稳定性(Stability)（漂移）指测量系系统在某某持续时时间内测测量同一一基准或或零件的的单一特特性时获获得的测测量值总总变差。稳定性性是变差差对时间间的增量量。位置变差差稳定定性测量系统统误差的的类型稳定性稳定性选取样本本（具备备预期测测量的最最低、最最高值和和中程数数的标准准样本是是较理想想的）定期测量量建立均值值极差图图分析评价价失控或或不稳定定状态极差图的的失控状状态表明明不稳定定的

51、重复复性(仪器夹紧紧装置松松动、气气路部分分闭塞、电压变变化等)；均值图失失控表明明测量系系统不再再正确地地测量。应确定定原因，加以纠纠正。如如果原因因是磨损损，则需需重新校校准。测量系统统分析稳定性性进行研究究取一个样样本并建建立相对对于可溯溯源标准准的基准准值。如如果该样样品不可可获得，选择一一个落在在产品测测量中程程数的生生产零件件，指定定其为稳稳定性分分析的标标准样本本。对于于追踪测测量系统统稳定性性，不需需要一个个已知基基准值。具备预期期测量的的最低值值，最高高值和中中程数的的标准样样本是较较理想的的。建议议对每个个标准样样本分别别做测量量与控制制图。确定稳定定性的指指南2)定期（天

52、天，周）测量标标准样本本35次，样本本容量和和频率应应该基于于对测量量系统的的了解。因素可可以包括括重新校校准的频频次、要要求的修修理、测测量系统统的使用用频率、作业条条件的好好坏。应应在不同同的时间间读数以以代表测测量系统统的实际际使用情情况，以以便说明明在一天天中预热热、周围围环境和和其它因因素发生生的变化化。3)将数据按按时间顺顺序画在在X&R或X&S控制图上确定稳定定性的指指南结果分析析作图图法4）建立立控制限限并用标标准控制制图分析析评价失失控或不不稳定的的状态。结果分析析数据据法除了正态态控制图图分析法法，对稳稳定性没没有特别别的数据据分析或或指数。确定稳定定性的指指南举例-稳定性

53、为了确定定一个新新的测量量装置的的稳定性性是否可可以接受受，工艺艺小组在在生产工工艺中程程数附近近选择了了一个零零件。这这个零件件被送到到测量实实验室，确定基基准值为为6.01。小组每每班测量量这个零零件5次，共测测量4周（20个子组）。收集集所有数数据以后后，X&R图就可以以做出来来了。确定稳定定性的指指南稳定性的的均值极差图确定稳定定性的指指南6.36.05.7样本均值值子组0515202510UCL=6.297Mean=6.021LCL=5.7461.00.50.0样本极差差R=0.47792ULC=1.01LCL=0系统稳定定性的数数值计算算不是必必须的。系统稳定定性根据据控制图图趋势

54、进进行判断断。按照SPC对控制图图的要求求找出特特殊原因因。从人、机机、料、法、环环几方面面找原因因。采取纠正正措施。对零件，按照监监视和测测量装置置控过程程序实施施。不具备稳稳定性的的处理偏倚是测测量结果果的观测测平均值值与基准准值的差差值。基准值可可以通过过采用更更高级别别的测量量设备进进行多次次测量，取其平平均值来来确定。基准值偏倚观测的平平均值偏倚确定测量量系统偏偏倚的方方法：1)在工具室室或全尺尺寸检验验设备上上对一个个基准件件进行精精密测量量，得到到基准值值；2)让一位评评价人用用正在评评价的量量具测量量同一零零件至少少15次；3)计算读数数的平均均值；4)偏倚=观测平均均值-基准

55、值；5)计算偏倚倚占过程程变差的的百分比比值偏倚% =100(偏倚/过程变差差)偏倚偏倚分析析的做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录偏倚分析析的做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录自控制计计划中去去寻找需需要分析析的测量量系统，主要的的考虑来来自：控制计划划中所提提及的产产品特性性控制计划划中所提提及的过过程特性性偏倚分析析的

56、做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录自生产现现场抽取取样本：一般是取取在过程程中间的的产品。拿取此产产品到更更高精密密的测量量设备，测量十十次，加加以平均均，取得得参考值值。如果标准准样本为为可溯源源的基准准值，则则直接作作为参考考值。偏倚分析析的做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录现场人员员测量：现场人员员：指的的是实际际在

57、现场场从事测量量工作的人人员，由由他们来来进行测测量，才才能真正正了解公公司测量量的偏差差是多少少。重复测量量十五次次，记录录其值。偏倚分析析的做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录将数据输输入到excel的档案中中，或者者是minitab中：excel：我们来计计算平均均值，标标准差，以及平平均值的的标准差差。平均值使使用的语语法：average标准差的的语法为为：stdev偏倚分析析的做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员

58、员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录计算t值，并加加以判定定t值的计算算法：利利用(平平均值-标准值值)平平均值的的标准差差。t=是指用来来判定是是否有明明显偏差差的基准准，其和和自由度度有关，一般典典型的=0.05如果tt就代表有有明显的的偏移。如果tt就代表没没有明显显的偏移移。偏倚分析析的做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录结果判定定如果tt就代表有有明显的的偏移。此时就要要再看其其所受的的影

59、响。我们利用用偏差公差，或偏差差过程程变化范范围来了了解其受受影响的的比例，如果比比例比较较高时那那么就可可能仪器器要停用用或者修修理。偏倚分析析的做法法决定要分分析的测测量系统统抽取样本本，取值值参考值值请现场测测量人员员测量15次输入数据据到EXCEL表格中计算t值，并判判定是否合格格，是否否要加补补正值保留记录录保留记录录各项的线线性分析析的记录录要保存存下来，可以和和PPAP档案存放放在一起起，以有有效证明明公司的的测量仪仪器其测测量能力力是足够够的。偏差练习习基准值=6.0偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.08

60、6.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156.00.0n(m)均值标准偏差r均值的标准偏差b测量值156.00670.225140.05814数据解析析结果详细计算算过程基准值=6.00, =0.05, g=1, d2*=3.35t统计量df显着的t 值(双尾)偏倚95%的偏倚置信区间低值高值测量值0.115310.82.2060.0067-0.11850.1319数据解析析结果结论，因因为0落落在偏倚倚置信区区间(-0,1185,0.1319)内内，工程程师可以以假设测测量偏倚倚是可以以接受的的，同时时假定实实际使用用不会