MSA的目的就是通過對測量系統(tǒng)輸出變差的分析，判斷測量系統(tǒng)是不是可接受的，如果不可接受，進而采取相應(yīng)的對策。
世界上沒有絕對完美的測量系統(tǒng)，測量系統(tǒng)誤差可以減少，但不能絕對消除。
我們把變差視為頭號大敵，變差小是一種美。
Part 1
什么是測量系統(tǒng)分析MSA(MeasureSystem Analyse)?
也許我們不能解釋得很清楚，但其實每個人在我們初中化學(xué)課上都已經(jīng)研實踐了：
讀取試管中溶液量的時候，為確保讀取值的準(zhǔn)確度我們需要讓視線與頁面平直，這是一個簡單的測量系統(tǒng)分析的問題。
簡單地說測量系統(tǒng)分析就是“對測量系統(tǒng)所作的分析“。
這么解釋恐怕很難被接受，所以，為了理解MSA的含義，我們可以把它分解成兩個部分，一個是“測量系統(tǒng)“，一個是“分析“。
Part 2
為什么叫測量系統(tǒng)，而不是測量工具或測量儀器?
我們知道測量就是一個對被測特性賦值的過程，測量系統(tǒng)其實就是這個賦值過程涉及到的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境等要素的集合。
系統(tǒng)中各個要素對測量結(jié)果的影響可能是獨立的，也可能是相互影響的(交互作用)。
因此，影響測量結(jié)果的因素除了所使用的儀器外，還包括測量的標(biāo)準(zhǔn)、操作人員的使用方法、讀數(shù)誤差、夾具的松緊、環(huán)境溫度等綜合因素。
人、機、料、法、環(huán)，使用的儀器是好的，并不意味著測量出的結(jié)果就是準(zhǔn)確的，所以稱為測量系統(tǒng)，是對影響測量結(jié)果的因素的綜合分析。
MSA要回答的問題是：
我們測量出來的數(shù)據(jù)在多大程度上代表了真實的數(shù)據(jù)?
盡管我們永遠不能確保測量出絕對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但如果采集的數(shù)據(jù)偏差過大，那么這些數(shù)據(jù)就沒有分析意義，可見MSA是非常關(guān)鍵的。
Part 3
為什么要做MSA?
MSA的目的就是通過對測量系統(tǒng)輸出變差的分析，判斷測量系統(tǒng)是不是可接受的，如果不可接受，進而采取相應(yīng)的對策。
需要注意的是，世界上沒有絕對完美的測量系統(tǒng)，因此測量系統(tǒng)誤差可以減少但不能絕對消除。
在質(zhì)量領(lǐng)域我們把變差視為頭號大敵，認為變差小是一種美。
Part 4
量具經(jīng)過校驗是合格的，是否可以不用做MSA分析?
現(xiàn)在要用一把千分尺測量槽的直徑。
千分尺長期測量這一款產(chǎn)品，兩個接觸面上因為磨損出現(xiàn)了一個和產(chǎn)品直徑相對應(yīng)的圓弧(如紅線所示)。
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校驗時測量標(biāo)準(zhǔn)塊用的接觸面的最高點，因此校驗是合格的。
但如果拿來測量產(chǎn)品，就會因為圓弧而有一定的誤差。
Part 5
MSA分析的前提
A、選擇合適的量具：必須保證量具有足夠的分辨率力，最少滿足1/10原則。分辨力太低不能探測出過程中的變差。
B、測量系統(tǒng)是穩(wěn)定而且受控制的，即不能包括特殊變差在內(nèi)。如有特殊變差則不能用于控制。
Part 6
哪些情況下需做MSA分析?
• 購買的新量具; • 根據(jù)顧客要求或過程要求; • 持續(xù)改進的過程中，測量數(shù)據(jù)之前; • 按PPAP的要求，所有CP中提到的量具都需要進行分析。對于用同一個量具測量多個尺寸的情況，則選擇KPC尺寸或公差最小的尺寸進行分析。
MSA的方法論
MSA方法的分類
• 計量型分析(極差法、均值極差法等) • 計數(shù)型分析(交叉法) • 破壞型分析(嵌套法)
MSA涉及多種方法，每一種都跟統(tǒng)計有關(guān)。對大多數(shù)人來說，這些方法往往難以被記住。
為了便于理解記憶，我們先對“變差” 進行“剝洋蔥”，即進行解構(gòu)，看看哪些指標(biāo)可用于表征測量系統(tǒng)的測量變差。
弄清楚了這些指標(biāo)，MSA方法論也就清晰可見了。
解構(gòu)第一層：
測量觀察到的總變差(ObservedVariation)
=零件間變差(Unit-to-unitvariation)+ 測量系統(tǒng)誤差(Measurement system Error)
其中零件間變差是指不同零件間客觀存在的真實差異，由零件本身決定;
測量系統(tǒng)誤差就是我們MSA的對象，即由測量系統(tǒng)能力決定的測量偏差。
解構(gòu)第二層：
測量系統(tǒng)誤差(Measurementsystem Error)
=精確度(precision)+ 準(zhǔn)確度(Accuracy)
精確度研究的是測量變差的波動范圍，沒有考慮與真值的差異;
準(zhǔn)確度研究的是測量變差離真值(或參考值)的差異。
解構(gòu)第三層：
1)精確度(precision)=重復(fù)性Repeatability+ 再現(xiàn)性Reproducibility
2)準(zhǔn)確度(Accuracy)=偏倚Bias+穩(wěn)定性Stability+線性Linearity
OK，MSA的研究變差的指標(biāo)其實就是上面等號右邊的這5個，所以MSA方法論包括了：
① 重復(fù)性研究 Repeatability Study
同一個人，用同樣的設(shè)備/方法/設(shè)置，在相同的環(huán)境，測量同一個產(chǎn)品多次所觀察到的變差;主要研究設(shè)備導(dǎo)致的誤差。
理解舉例：你去金店買黃金飾品的時候，同一個營業(yè)員對你看上的金飾用相同的量具3次稱重，你發(fā)現(xiàn)3次測量結(jié)果波動很大，這就是重復(fù)性不好。
② 再現(xiàn)性研究 Reproducibility study
不同的人，用同樣的設(shè)備/方法/設(shè)置，在相同的環(huán)境，測量同一個產(chǎn)品所觀察到的變差;主要研究人導(dǎo)致的誤差。
理解舉例：接上面的例子，這時另外一個營業(yè)員過來用同樣的工具、方法對同樣的金飾稱3次，發(fā)現(xiàn)和第一個人測量的平均值比，此人的測量平均值差異也很大，那么就是說的再現(xiàn)性的問題。
③ 偏倚研究 Bias Study
觀測到的均值和基準(zhǔn)值(參考值)之間的差異。
理解舉例：金飾的真值假設(shè)為50g，而今天你測量10次得到平均值為45g，那么5g的差異就是偏差。
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④ 穩(wěn)定性研究 Stability Study
在不同時間區(qū)間測量時得到的偏倚大小的情況，好的穩(wěn)定性意味著什么時候測量偏倚都差不多。
理解舉例：接著上面偏倚的例子，一個月后，用同樣的量具測那個真值50g的飾品10次，得到平均值40g，比一個月前少了10g，這說明穩(wěn)定性很不好啊。
⑤ 線性研究 Linearity Study
如測量結(jié)果隨量程的變化始終保持很小的Bias，那么測量系統(tǒng)的Linearity就好。
理解舉例：還是上面那個量具，第一次測量真值50g的金飾偏差假比為0.5g，第二次測量真值200g金飾得到的偏差為5g。也就是說隨著量程變大，變差也越來越大，這個系統(tǒng)的線性非常糟糕。
如何做MSA?
測量系統(tǒng)分析前的準(zhǔn)備
1、策劃所使用的方法。
2、確定評估者人數(shù)、抽樣數(shù)量和重復(fù)讀數(shù)的次數(shù)，具體情況需綜合考慮：
a、尺寸的關(guān)鍵性 b、零件的形態(tài) c、顧客的要求。
3、評價者應(yīng)該從正常操作這些儀器的人當(dāng)中抽取;
4、樣件的選擇非常關(guān)鍵;
5、儀器需有足夠的分辨力，即1/10原則;
6、MSA中所有分析方法都是假設(shè)單個讀數(shù)之間具有獨立性，因此：
a、所有數(shù)據(jù)必須進行盲測; b、數(shù)據(jù)的讀取和記錄需保留最小刻度值; c、研究過程中需有人監(jiān)督和管理。
一、偏倚
1、準(zhǔn)備樣件; 2、由評價者按正常方法測量10次以上; 3、計算 (利用Minitab)。
二、穩(wěn)定性
1、準(zhǔn)備樣件; 2、按一定時間間隔，定期測量樣件并記錄; 3、將數(shù)據(jù)畫在SPC控制圖上并進行判定。
三、線性
1、準(zhǔn)備樣件(g≥5.并包括量具的整個工作范圍); 2、管理者對每個樣件進行測量并給出參考值; 3、由操作者測量每個樣件10次以上; 4、輸入數(shù)據(jù)并計算(利用Minitab)。
四、GRR分析
A、定義：
(1) 重復(fù)性(EV)：由同一個評價人，使用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的變差;
(2) 再現(xiàn)性(AV)：由不同的評價人，使用同一測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的變差;
* 重復(fù)性和再現(xiàn)性合稱R&R或GRR; B、哪些情況下適合進行GRR分析?
1、計量型數(shù)據(jù)
2、可反復(fù)測量
C、方法(三三十原則)：
取10個樣本，由三個人員對10個零件分別測量3次，并分別記錄。
根據(jù)記錄的結(jié)果計算GRR和NDC系數(shù)，并畫出均值和極差圖。
注意事項：
• 零件應(yīng)分別進行盲測; • 10個零件分別編號，保證測量結(jié)果一一對應(yīng)。 D、取樣原則：
選取的樣本應(yīng)該代表整個過程變差(注意不是產(chǎn)品公差)，因此有大約一半或更多的均值需落在控制線之外。
出現(xiàn)這種圖形，測量系統(tǒng)就能夠充分探測出零件—零件之間的變差并且測量系統(tǒng)能夠提供對過程分析和過程控制有用的信息。
如果少于一半的均值落在控制限則測量系統(tǒng)缺乏足夠的分辨率或樣本不能代表期望的過程變差。
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現(xiàn)有一個產(chǎn)品，外徑公差是￠2+0.02/-0.02.需對測量此尺寸的量具做MSA分析，步驟如下：
• 首先需選擇合適的量具，分辨率應(yīng)至少為1/10
• 選擇一些和此生產(chǎn)過程相關(guān)的人員，如作業(yè)員或QC;
• 選擇10件代表性的樣本; • 將零件分別編號并盲測后分別記錄; • 將測量結(jié)果記錄到表格中(見下頁)
判定指標(biāo)：
R&R等于系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部方差的總和
• R&R<10%，說明測量系統(tǒng)是可以接受的; • 10%< R&R<30%，說明測量系統(tǒng)可能可以接受，但是需要進行改進; • R&R>30%，說明測量系統(tǒng)是不能被接受的。
定義：NDC就是覆蓋預(yù)期的產(chǎn)品變差所用不重疊的97%置信區(qū)間的數(shù)量
NDC=1.41(PV/GRR) NDC必須≥5 NDC需取整數(shù)位
注：只要GRR小于10%，NDC一定會大于5.但這兩個指標(biāo)不是判定MSA是否合格的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
極差圖：用于確定過程是否受控，是否有特殊變差存在。
均值圖：可以直觀的體現(xiàn)出所選樣本是否代表足夠的過程變差。
結(jié)果判定：由檢測出的數(shù)據(jù)算出了三個檢驗員之間、檢驗員和標(biāo)準(zhǔn)之間的一致性。
判定標(biāo)準(zhǔn)1.Kappa值
Kappa值是針對評價人之間一致性的測量值，只考慮他們一致與否，不考慮一致的程度。
Kappa是評價測量系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)，要求如下：
Kappa>0.75.表示一致性好，可以接受; Kappa<0.4.表示一致性差，不能接受; 0.4
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