1、目的  提供一种评定测量系统质量的方法，从而对必要的测量系统进行评估，以保证本公司所使用的测量系统均能满足于正常的质量评定活动。

2、范围  适用于证实产品符合规定要求的所有测量系统。

3、职责  品质部负责确定MSA项目，定义测量方法及对数据的处理和对结果的分析。APQP小组负责协助质量管理员完成测量系统的分析和改进。

4、定义 

4.1　测量设备：实现测量过程所必需的测量仪器，软件，测量标准，标准样品或辅助设备或它们的组合。

4.2　测量系统： 是对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件、环境以及操作人员的集合。

4.3　偏倚：对相同零件上同一特性的观测平均值与真值（参考值）的差异。

4.4　稳定性：经过一段长期时间下，用相同的测量系统对同一基准或零件的同一特性进行测量所获得的总变差。

4.5　线性：在测量设备预期的工作（测量）量程内，偏倚值的差异。

4.6　重复性：用一位评价人使用相同的测量仪器对同一特性，进行多次测量所得到的测量变差。

4.7　再现性：不同评价人使用相同的测量仪器对同一产品上的同一特性，进行测量所得的平均值的变差。

4.8　零件间变差：是指包括测量系统变差在内的全部过程变差。

4.9　评价人变差：评价人方法间差异导致的变差。

4.10　总变差：是指过程中单个零件平均值的变差。

4.11　量具：任何用来获得测量结果的装置，包括判断通过/不通过的装置。

5、工作程序

5.1 测量系统分析实施时机

5.1.1 新产品在生产初期，参见“产品实现策划控制程序”HNFH QP-08。

5.1.2 控制计划中指定的检验项目每年需做MSA。

5.1.3 客户有特殊要求时，按客户要求进行。

5.1.4 测量系统不合格改善后需重新进行分析。

5.2　测量设备的选择

a) 有关人员在制定控制计划及作业指导书时，应选择适宜的测量设备，既要经济合理，又要确保测量设备具有足够的分辩率，使用测量结果真实有效。

b) 选择测量设备时，建议其可视分辩率应不低于特性的预期过程变差的十分之一（即可取过程公差的十分之一，例如:特性的变差为0.1，测量设备应能读取0.01的变化）,关键特性可按此规定选择合适精度的测量设备。一般特性，测量设备可视分辩率最低不能低于预期过程变差的三分之一。

5.3　制定“MSA计划”

5.3.1　对于新产品，项目小组根据产品质量先期策划进度要求，至少针对控制计划中规定的关键特性的测量设备制定“MSA计划”，经项目负责人审核、品质部部长批准后，由项目小组组织实施。

5.3.2　对于批产产品，由品质部根据控制计划要求及现行产品生产情况，制定 “MSA计划”，经品质部部长批准后，组织实施。

5.4　实施

5.4.1　 按照计划的方法及时组织实施评价，评价人的选择应从日常操作该测量设备的人中挑选。

5.4.2　规定数量的样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围，即特性值包含整个公差范围。

5.4.3　必须对每一零件编号以便于识别。

5.4.4　确保测量设备的分辩率和测量方法符合规定的要求。

5.4 .5  对测量数据予以分析评价，出具测量系统分析报告。

5.4.6 新产品测量系统分析报告品质部保存一份，送产品先期质量策划小组一份纳入APQP文件包。批产产品测量系统分析报告由品质部存档。

5.5　测量系统分析的方法

5.5.1　稳定性分析方法

5.5.1.1  选取一个样本并建立其基准值。

5.5.1.2  定期测量样本3~5次。

5.5.1.3  将数据画在X-bar/R控制图上。

5.5.1.4  建立控制限并评价失控或不稳定状态， 当没有出现明显的特殊原因时，测量系统是稳定可接受的。

    5.5.2  线性分析方法

        5.5.2.1  选取g≥5个零件（可为标准件或产品样本），这些零件测量值覆盖量具的操作范围。

        5.5.2.2  确定每个零件的基准值。

        5.5.2.3  由一名操作者测量每个零件m≥10次（随机地）。

        5.5.2.4  计算每次测量的零件偏倚及零件偏倚均值。

            偏倚i,j=  

           

5.5.2.5        画出偏倚均值和相关基准值，并确定置信带。

 

其中，

5.5.2.6        用R²检查置信带的可接受性。一般的准则是：

a）                     0.8≤R²  ≤1.0， 强线性趋势

b）                    0.25≤R²  ≤0.8， 中等线性趋势

c）                     0≤R²  ≤0.25，弱线性趋势  

5.5.2.7        进行有关线性的假设检验。

H_O:  a=0

H_a:  a≠0

如果满足以下条件，则不推翻原假设：

5.5.2.8        进行有关偏倚的假设检查：

     H_O：  b=0

     H_a： b≠0

如果满足以下条件，则不拒绝原假设：

如果线性存在，则需要通过硬件、软件或两项同时调整来再较准测量系统，达到零偏倚。

5.5.3  重复性和再现性分析（以均值和极差法为例）

5.5.3.1　选择样本

选择包含10个零件的一个样本，该样本代表过程变差的实际或预期范围。按1—10给零件编号，使评价人不能看到这些数字。

5.5.3.2　指定评价人

指定评价人A、B和C，应选择经常进行该测量并经过培训的人员作为评价人。

5.5.3.3测量并记录数据

a) 如果校准是正常程序中的一部分，则对测量设备进行校准。

b) 让每位评价人以随机的顺序分别测量这10个零件，并确保测量过程中，评价人间互相间看不到对方的数据。将测量结果记录在“量具重复性和再现性数据收集表”的相应位置中。

c) 根据试验次数要求，使用不同的随机顺序重复上述操作过程，将数据同样记录在“量具重复性和再现性数据收集表”的相应位置中。      

5.5.3.4　数值计算和量具重复性和再现性报告

a) 数据输入后由软件自动计算结果并生成量具重复性和再现性报告。

5.5.3.5　如果所有零件被同一台设备处理、固定或测量，则再现性为0，只需进行重复性研究。

5.5.3.6　测量设备重复性和再现性接受准则              

a) %GRR< 10%,且分级数ndc ≥ 5时，测量系统可接受 ；

b) %GRR 在10%至30%之间，ndc ≥ 5时，测量系统有条件的接受，应根据应用的重要性（如涉及特殊特性时一般不可接受），量具成本，维修的费用等确定是否需采取改进措施；

c) %GRR >  30% ，或ndc < 5时, 测量系统不可接受，测量系统需改进。

5.5.3.7　根据判定准则得出结论。通过比较%EV，%AV，%GRR和%PV可以确定产生总变差的主要来源。

a) 如果重复性比再现性大，原因可能是：

――仪器需要维护；

――需要重新设计以增加刚度；

――零件内部变差过大。

b) 如果再现性比重复性大，原因可能是：

――评价人需要培训；

――测量设备刻度盘上的刻度不清楚。

5.5.4  破坏性试验分析（重复性）

5.5.4.1　确定子组

挑选10个相互之间差别尽可能小的零件构成子组。近似认为对其中每一个零件的测量就是对同一个零件的重复测量，测量值的差别就是测量变差。

5.5.4.2　测量并记录数据

选定一位评价人，对10个子组的零件进行测量，并将数据填入“破坏性试验数据表”。 按照《SPC作业指导书》，计算出 R,R-bar,X-bar,和MR值。

5.5.4.3　绘制极差图

按照《SPC作业指导书》，绘制极差图。判断是否有点超出控制限，若无则进行下一步计算。否则重新选组。

5.5.4.4　估计计算测量系统标准差

 　　　　　　　σm=R/d2

5.5.4.5　绘制单值-移动极差图

判断是否有点超出控制限，若无则进行下一步计算。否则重新选组。

5.5.4.6　绘制均值图

判断过程是否失控，如有失控，查找出原因 ，重新测量。

5.5.4.7　估计计算零件间的变差的标准差

 　　　　　　　σp=MR/d2

5.5.4.8　计算分级数

ndc=1.414σp/σm

5.5.4.9  判定准则

a)  分级数ndc ≥ 5时，测量系统可接受;

b)  ndc < 5时, 测量系统不可接受， 需改进。

       5.5.5  计数型测量系统的分析

            5.5.5.1  对于控制计划中的重要特性（包括特殊特性）所使用的计数型量具，如导通机，GO/NOGO GAGE，外观检查等，应考虑进行MSA。

            5.5.5.2  指定3个测量人对50个样品测量3次，记录测量结果。

            5.5.5.3  将结果录入“计数型MSA有效性分析记录”中，软件将自动进行分析计算。

5.5.5.4  对计数型G R&R%的要求：

a) Kappa值≥0.75，表明测量人员的一致性较好，可接受；

b)0.75 >Kappa值≥0.45,表明测量人员的一致性一般，一致性较差的原因进行调查再确定；

c) Kappa值<0.40,说明测量人员的一致性较差，需对测量人员和样板全面进行分析。

d) 对导通测试系统，Kappa值低于1是不可接受的。

e) 客户有要求时，对测量系统的有效性、错误率、错误报警率进行分析。

5.6 不合格测量系统处理：

a）测量系统本身精度不够或分辨率不足，须对该测量仪器维修或更换仪器。

b）测量操作员缺乏培训，应重新对其进行相应的培训。

c）测量方法定义不清，质量管理员应会同相关人员重新定义测量方法。

d）测量环境变化较大时，质量管理员应提出改变测量环境的要求。

综合以上可能因素，由质量管理员找出最终原因后，应及时作出改正措施，并重新进行评估。

6、备注无

7、参考资料

7.1 MSA研究计划

7.2 量具重复性和再现性报告

7.3 计数型MSA有效性分析记录

7.4 MSA参考手册

 

第二篇：MSA作业指导书

  公司MSA作业指导书

1、 目的：

1.1了解测量器具量测的性能是否满足测量要求。

1.2对新进或维修后的测量设备提供一个客观正确的变异分析及评价量测质量。

1.3利用统计方法分析测量系统再现性和重复性，作为判定试验设备是否需要校检、是否可供使用、是否有人为因素造成的失准及需要修正校验的周期和频率。

2、适用范围

2.1适用于公司测量系统的分析。

2.2按照顾客和控制计划的要求，对公司的测量系统进行相应的MSA分析。

3、术语：

3.1计数型数据：可以用来记录和分析的定性数据，其结果可简单用“是/否”的形式记录。如外观质量检验。

3.2计量型数据：定量的数据，可用测量值来表示。如原铁水中C、Si含量、高度尺数据等。

4、公司内运用MSA的场所、评价方法：

5、测量系统分析计划的制订

5.1 按照顾客和控制计划的要求确定需要进行MSA分析的具体测量系统。

5.2 根据测量系统的准确度要求和设备特点确定采用的分析工具和方法。

5.3 根据被测对象特性的重要性和结果特点，确定测量者的数量、样本数量和重复测量次数。对于关键特性需要增加样本容量和重复测量次数，以保证分析结果的置信水平。对于尺寸、重量大等样件较小的，增加重复测量次数保证测量结果的置信水平。

5.4 选用日常生产时的测量人员参加测量和分析。

5.5 选取正常生产时的产品作为样件，以提高样件的代表性。

5.6 选取的量具的最小刻度超过预期过程变差的十分之一。

5.7 针对具体的分析项目规定操作程序，确定测量的特性。

5.8 测量分析的研究方式应：确保各次测量的数据独立性；测量读数的准确性；每个测量者用同样的设备和方法进行测量；专人对测量过程进行监督。

6各种测量仪器的MSA运作流程：

6.1重复性及再现性——均值极差法

6.1.1术语

6.1.1.1重复性——又称设备变差（EV），是指在固定的测量条件下，由一位测量者使用一种测量仪器，短期内连续多次测量同一试样的同一特性所获得的测量变差，它是系统内变差。

6.1.1.2再现性——又称评价人变差（AV），是指由不同的评价人使用相同的测量仪器，测量同一试样的同一特性时获得的测量平均值的变差，它是系统间变差。

6.1.1.3GRR——量具重复性和再现性，它是测量系统重复性和再现性合成变差的估计。

6.1.1.4零件变差——（PV），指零件之间的变差。

6.1.2分析前的准备

6.1.2.1 样本的选取：选取过程稳定时生产的同一型号产品10个，作为试样。

6.1.2.2选3名专门从事此过程检测的检查员，进行实际测量。

6.1.2.3采用实际生产时使用的测量设备，并确保此测量稳定、准确可靠。

6.1.3数据采集

6.1.3.1 将选取的10个试样编号，测量人员不能看到试样编号，不同测量人员不能知道他人的测量结果。多次测量中试样顺序随机改变。

6.1.3.2 分别记录每个测量人员对每个试样的3次测量结果。

6.1.4、数据的计算和分析

6.1.4.1  将上述数据输入重复性和再现性计算电子表格，自动计算出测量值的极差、极差均值、样本均值等，绘制出极差图。

6.1.6.2  先根据极差图的结果，分析样本点的排列形状，判断过程是否受控，剔除特殊点，再分析均值图。

6.1.6.3  极差图反应测量者之间对每个试样测量的一致性。均值图提供了测量系统的可用性指示。

6.1.5报告分析

6.1.5.1 报告提供了设备变差（EV），人的变差（AV），总变差（TV），可以估计变差和整个测量系统占过程变差的百分比，及其重复性和再现性和零件间变差的构成，分析数值和图标，作出测量系统是否可用的判断。

6.1.3 接收准则

6.1.3.1   R&R低于10% ——测量系统是可接受的；

6.1.3.2   R&R在10%—30%之间 ——测量系统需要改进。基于应用的重要性、测量装置的成本、维修成本考虑，测量系统可能接受。

6.1.3.3  R&R高于30% ——测量系统是不可接受的；需作出努力改进测量系统。

6.2偏倚

6.2.1 偏倚——又称准确度，是指同一试样同一特性，真值（基准值）和观测到的测量平均值的差值。它是对测量系统的系统误差的测量。

6.2.2分析前的准备

6.2.2.1  样本的选取：

选择一个结果在生产过程中居于测量中值线附近的试样。

6.2.2.2  人员选择

选1名专门从事此过程检测的检查员，进行实际测量。

6.2.2.3  采用实际生产时使用的测量设备，并确保此测量稳定、准确可靠。

6.2.3数据采集

6.2.3.1  用分辨率高一级的测量仪器测量10次，求得平均值作为基准值。

6.2.3.2  让选择的测量者通过生产过程中的方法对试样测量15次，记录读数。

6.2.4数据计算

6.2.4.1  将测量的数据填入偏倚计算电子表格，自动计算出读数的均值，可重复性标准偏差（σ），

6.2.4.2  确定偏倚的t统计量：偏倚=观测测量平均值-基准值，确定偏倚的不确定度，画出拟合线和置信带，计算出置信区间。

6.2.5接受准则

如果0落在围绕偏倚值1-α置信区间以内，即0在置信区间的低值和高值之间，偏倚在α水平是可以接受的。

6.3线性

6.3.1线性——在设备的预期操作（测量）范围内偏倚的不同称为线性，它是测量系统的系统误差分量。

6.3.2分析前的准备

6.3.2.1样本的选取

选择5—10个试样，使这些试样覆盖量具的操作范围。如卡尺可以选择尺寸在5、7、9、11cm的试样进行评定。

6.3.2.2  人员选择

选1名专门从事这个仪器操作的检查员，进行实际测量。对每个试样测量10次，另选一个人员进行记录。

6.3.2.3  采用实际生产时使用的测量设备，并确保此测量稳定、准确可靠。

6.3.3数据采集

6.3.3.1记录人员把选择的试样分别编号，测量时使测量者不看到编号。

6.3.3.2  以一种顺序让测量者分别测出这些试样的数值，按编号记录读数。

6.3.3.3  然后打乱顺序重新进行测量这些试样，按编号记录读数。

6.3.3.4 重复以上操作十次，分别按照编号记录数据。

6.3.4数据计算

6.3.4.1  将测量的数据填入线性计算电子表格，自动计测量每次测量的偏倚及均值，画出拟合线和置信带，在线性图上画出单值偏倚和相关基准值的偏倚均值及“偏倚=0”线。

6.3.5接受准则

“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带内。如果测量系统存在线性问题，需要调整检测仪器的软件和硬件来校准以达到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，仍可用于产品过程控制。

6.4稳定性

6.4.1  稳定性——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。

6.4.2分析前的准备

6.4.2.1  样本的选取

选择一个落在产品测量中值的生产零件作样本。

6.4.2.2  人员选择

选用专门从事这个仪器操作的检查员，进行实际测量。人员固定，测量设备固定。

6.4.2.3  采用实际生产时使用的测量设备，并确保此测量稳定、准确可靠。

6.4.3数据采集

6.4.3.1  测量人员每天对选定的样本测量5次，持续25天，记录每天的测量数据。

6.4.4数据计算

6.4.4.1  将测量的数据按照时间顺序填入稳定性计算电子表格，自动计测量值的均值和极差，绘制控制图，计算控制限。

6.4.5接受准则

6.4.5.1首先判定极差控制图受控情况，然后在判断均值控制图，如果控制图中点子的分布可以接受（按控制度判稳的方法，无点子出界，随机分布，无连续7点以上在中心线同一侧。），则过程稳定，否则，过程不稳定。

6.4.5.2若子组标准差和总体标准差无显著差别，且均值也无显著差别，则过程受控，否则过程不受控。

6.5小样法（KAPPA分析）

6.5.1 计数型数据—用来记录和分析定性的数据，其结果简单的用是或否的形式来记录。

6.5.2小样法的数据采集：

6.5.2.1任取同一型号的产品20件，包括不合格品或需要返工、返修的产品作为样品，对样品进行编号；编号不可以让检查员知道，保证盲测。

6.5.2.2选择正式生产时检验此产品的检查员3名，要求所有测量人对标准的要求一致；选一名人员进行记录。

6.5.2.3打乱样品顺序，分别让每名检查员对样品进行检测并给出是/否的判断，按照编号记录判断结果。

6.5.2.4一轮测量完成后，打乱样品顺序重新进行第2轮测量判断，然后按同样的方法进行第三轮测量。

6.5.2.5用同样的方法获取3名检查员的测量判断数据分别按照样品编号进行记录。

6.5.2.6用高一级的技师或工程师对样品进行检查判断，给出样品的参考值，并进行记录。

6.5.3数据分析：

6.5.3.1将测得数据填入KAPPA分析电子表格中，计算出3名检查员的期望数量，评定其检查判断的再现性，作出一致性优劣的判断。

6.5.3.2根据分析结果作出3名检查员检查结果是否可以接受。对于测量结果不可接受的检查员必须进行技能培训，以减少误判和漏发比例，提高可靠性。或者改善测量仪器好判断标准以改善测量系统的可接受水平。

6.5.4接收准则：

6.5.4.1当两个诊断完全一致时，P0=1，此时Kappa值为1。

6.5.4.2当观测一致率大于期望一致率时，Kappa值为正数，且Kappa值越大，说明一致性越好。

6.5.4.3当观察一致率小于期望一致率时，Kappa值为负数，这种情况一般来说比较少见。6.5.4.4根据边缘概率的计算，Kappa值的范围值应在-1~1之间。

6.5.4.5 Kappa≥075两者一致性较好；0.75>Kappa≥0.4两者一致性一般；Kappa<0.4两者一致性较差。

质量管理部

2010.11.20