MSA测量系统分析(稳定性偏倚线性)

MSA测量系统分析MSA（测量系统分析）是一种用于评估和改进测量系统稳定性、偏倚和线性性能的方法。

通过进行MSA，可以确定测量系统是否足够稳定和准确，以便在不同的情况下对产品进行正确的测量。

稳定性是指测量系统在相同的测量条件下的一系列测量结果是否一致。

稳定性是MSA中最基本的指标之一，因为如果测量系统不稳定，那么无论多么准确的测量工具都无法提供可靠的测量结果。

偏差是指测量结果与真实值之间的差异。

在MSA中，需要比较测量系统的平均偏差与零偏差之间的差异。

如果两者之间存在较大的差异，则说明测量系统存在系统性的偏离问题，需要进行校准或修正。

线性是指测量系统的输出是否与输入之间存在良好的线性关系。

在MSA中，需要绘制出测量系统的线性回归图，通过斜率和截距来评估测量系统的线性性能。

如果回归线接近理想的45度直线，则说明测量系统的线性性能较好。

在进行MSA时，一般采用以下步骤来评估测量系统的稳定性、偏差和线性性能：1.收集测量数据：使用相同的测量系统对一批样本进行测量，并记录测量结果。

2.统计分析：对于每个样本，计算测量结果的平均值和标准偏差。

然后，计算每个样本平均值之间的差异，并计算整体平均偏差和标准偏差。

3. 制作控制图：使用收集的测量结果，绘制测量系统稳定性的控制图。

通常使用X-bar图来监控平均值的稳定性，使用R或S图来监控标准偏差的稳定性。

4.比较平均偏差和零偏差：计算测量系统的平均偏差和零偏差之间的差异，并进行比较。

如果差异较大，则说明测量系统存在系统性的偏离问题。

5.绘制线性回归图：使用测量数据，绘制测量系统的线性回归图。

计算斜率和截距，并与理想的45度直线进行比较。

如果回归线接近理想线，则说明测量系统具有良好的线性性能。

通过以上步骤，可以对测量系统进行全面的评估，并确定是否需要采取措施来改善测量系统的稳定性、偏差和线性性能。

常用的改善方法包括校准测量工具、调整测量程序和培训操作人员等。

总之，MSA是一种重要的质量管理工具，能够帮助企业评估和改进测量系统的稳定性、偏差和线性性能。

测量系统分析报告MSA1. 引言测量系统分析（Measurement System Analysis，简称MSA）是指通过分析和评估测量系统的性能、稳定性和可靠性，来判断测量结果的准确性和可靠性的过程。

本报告旨在对某测量系统进行全面的分析和评估，以帮助提升测量系统的质量和可靠性。

2. 测量系统分析方法在进行测量系统分析时，常采用以下方法：2.1 重复性与再现性分析重复性和再现性是评估测量系统可靠性的重要指标。

通过对同一对象进行多次测量，可以评估测量结果的一致性和稳定性。

2.2 偏倚分析偏倚分析用于评估测量系统是否存在系统性的误差。

通过对测量系统进行校准，并比较校准前后的测量结果，可以判断测量系统的偏倚情况。

2.3 线性分析线性分析用于评估测量系统是否存在线性关系。

通过测量系统对一系列已知标准进行测量，并绘制测量结果与标准值之间的图表，可以判断测量系统的线性关系。

3. 案例分析本次测量系统分析以某电子元件测量系统为例进行分析。

3.1 重复性与再现性分析通过对同一电子元件进行连续十次测量，并记录测量结果，得到以下数据：测量次数测量结果1 12.32 12.43 12.14 12.35 12.26 12.47 12.58 12.29 12.610 12.3通过计算这十次测量结果的平均值和标准偏差，得到重复性和再现性的评估数据。

3.2 偏倚分析为了评估测量系统的偏倚情况，我们对测量系统进行了校准，并测量了一系列标准样本。

校准前后的测量结果如下：标准样本校准前测量结果校准后测量结果1 2.3 2.12 3.4 3.23 4.5 4.44 5.6 5.75 6.7 6.56 7.8 7.9通过比较校准前后的测量结果，可以评估测量系统的偏倚情况。

3.3 线性分析为了评估测量系统的线性关系，我们选择了一系列已知标准进行测量，并绘制了测量结果与标准值之间的图表。

图表显示测量系统的测量结果与标准值之间存在一定的线性关系。

XXXX作业文件文件编号：JT/C－7.6J－003 版号：A/0（MSA）测量系统分析稳定性、偏移和线性研究作业指导书批准：吕春刚审核：尹宝永编制：邹国臣受控状态：分发号：2006年11月15日发布2006年11月15日实施量具的稳定性、偏移、线性研究作业指导书JT/C－7.6J－003 1目的为了配备并使用与要求的测量能力相一致的测量仪器，通过适当的统计技术，对测量系统的五个特性进行分析，使测量结果的不确定度已知，为准确评定产品提高质量保证。

2适用范围适用于公司使用的所有测量仪器的稳定性、偏移和线性的测量分析。

3职责3.1检验科负责确定过程所需要的测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。

3.2工会负责根据需要组织和安排测量系统技术应用的培训。

3.3生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。

4术语4.1偏倚偏倚是测量结果的观测平均值与基准值（标准值）的差值。

4.2稳定性（飘移）稳定性是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值总变差。

4.3线性线性是在量具预期的工作量程内，偏倚值的变差。

4.4重复性重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性获得的测量值的变差。

4.5再现性再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性的测量平均值的变差。

5测量系统分析作业准备5.1确定测量过程需要使用的测量仪器以及测量系统分析的范围。

a)控制计划有要求的工序所使用的测量仪器；b)有SPC控制要求的过程，特别是有关键/特殊特性的产品及过程；c)新产品、新过程；d)新增的测量仪器；e)已经作过测量系统分析，重新修理后。

5.2公司按GB/T10012标准要求，建立公司计量管理体系，确保建立的测JT/C －7.6J －003量系统的可靠性。

6分析研究过程 6.1稳定性分析研究1）取一样件，并建立其可追溯到相关标准的参考值。

测量系统分析（MSA）测量系统可分为“计数型”及“计量型”测量系统两类。

测量后能够给出连续性的测量数值的为计量型测量系统；而只能定性地给出测量结果的为计数型测量系统。

“计量型”测量系统分析通常包括(Bias)、稳定性(Stability)、(Linearity)、以及重复性和再现性(Repeatability&Reproducibility，简称R&R)。

在测量系统分析的实际运作中可同时进行，亦可选项进行，根据具体使用情况确定。

测量：是指以确定实体或系统的量值大小为目标的一整套作业。

我们通常用分辨力、偏倚、稳定性、线性、重复性和再现性等评价测量系统的优劣，并用它们控制测量系统的偏倚和波动，以使测量获得的数据准确可靠。

有效测量的十原则：1.确定测量的目的及用途。

一个尤其重要的例子就是测量在质量改进中的应用。

在进行最终测量的同时，还必须包括用于诊断的过程间测量。

2.强调与顾客相关的测量，这里的顾客包括内部顾客与外部顾客。

3.聚集于有用的测量，而非易实现的测量。

当量化很困难时，利用替代的测量至少可以提供关于输出的部分理解。

4.在从计划到执行测量的全程中，提供各个层面上的参与。

那些不使用的测量最终会被忽略。

5.使测量尽量与其相关的活动同时执行，因为时效性对于诊断与决策是有益的。

6.不仅要提供当期指标，同时还要包括先行指标和滞后指标。

对现在及以前的测量固然必要，但先行指标有助于对未来的预测。

7.提前制订数据采集、存储、分析及展示的计划。

8.对数据记录、分析及展示的方法进行简化。

简单的检查表、数据编码、自动测量等都非常有用，图表展示的方法尤为有用。

9.测量的准确性、完整性与可用进行阶段评估。

其中，可用性包括相关性、可理解性、详细程度、可读性以及可解释性。

10.要认识到只通过测量是无法改进产品及过程。

基本概念：3.稳定性：测量系统保持其位置变差和宽度变差随时间恒定的能力。

4.偏倚：观测平均值（在重复条件下的测量）与一参考值之间的差值。

测量系统分析报告MSA五性在制造业和质量控制领域，测量系统分析（Measurement System Analysis，简称 MSA）是一项至关重要的工作。

它有助于确定测量设备、方法和操作人员是否能够准确可靠地获取数据，从而保证产品质量和生产过程的稳定性。

MSA 通常包括五个特性的评估，即准确性、精确性、稳定性、重复性和再现性。

接下来，让我们详细了解一下这五个特性。

一、准确性（Accuracy）准确性是指测量结果与真实值之间的接近程度。

简单来说，就是测量是否正确。

如果一个测量系统的准确性差，那么即使测量结果很稳定和精确，也无法提供有价值的信息。

要评估测量系统的准确性，通常会使用偏倚（Bias）这个概念。

偏倚是测量值的平均值与参考值之间的差异。

例如，我们用一把尺子去测量一个标准长度为 10 厘米的物体，如果多次测量的平均值是 98 厘米，那么就存在－02 厘米的偏倚。

为了减少偏倚，提高准确性，我们需要对测量设备进行定期校准，确保其与标准值保持一致。

同时，操作人员的培训和正确的测量方法也对准确性有着重要的影响。

二、精确性（Precision）精确性反映的是测量结果的重复性和再现性。

重复性（Repeatability）指的是在相同条件下，由同一个操作人员使用同一测量设备对同一零件进行多次测量所得结果的一致性。

而再现性（Reproducibility）则是不同操作人员、不同测量设备或在不同环境条件下对同一零件进行测量所得结果的一致性。

如果一个测量系统的精确性好，那么无论谁来测量，或者在什么条件下测量，得到的结果都应该非常接近。

例如，在测量一个零件的尺寸时，如果同一个人多次测量的结果差异很小，或者不同的人测量的结果也很相近，那么这个测量系统的精确性就比较高。

为了提高精确性，我们需要选择合适的测量设备和测量方法，同时对操作人员进行充分的培训，减少人为因素的影响。

三、稳定性（Stability）稳定性是指测量系统在一段时间内保持其性能的能力。

版本：8日期：2020.02.10量测系统分析作业系统Measurement System Analysis (MSA)一，前言1.所谓『测量系统』是指用来对被测特性的操作、程序、量具、设备、以及操作人员的集合。

2.理想的量测系统应对所测量的任何产品，具有错误分类为零的概率的统计特性。

3.遗憾的是，具有这样理想的统计特性的测量系统几乎是不存在，但是过程管理却又一定要运用到量测系统。

为此，过程管理者不得不采用统计特性不太理想的测量系统。

4.因此需要运用统计方法，评估量测系统可接受程度，以便适切选用一个可以接受的量测系统。

二，进行MSA之前提量测系统包含设备、操作者与场地等之组成，各项操作上之不确定性造成量测结果的变异，在进行系统分析之前，必须进行必要之管制及监督和维持量测过程(包括设备、程序和操作者之技能)，使其处于统计管制状态下，才能得到稳定可靠之评量结果，也能确保确实得到系统实际之量测能力。

在此同时，管理阶层有责任识别对数据的统计特性，也有责任确保用哪些特性作为选择一个测量系统的基础，以及测量它们的可接受方法。

在评价一个测量系统时需要确定三个基本问题，1)测量系统有足够的分辨能力吗？2)这种测量系统在一定时间内是否在统计上保持一致？3)这些统计性能在预期范围内是否一致，并且用于过程分析或控制是否可接受？三，MSA方法选择量测系统分析就是评量其"再现性(Repeatability)"及"再生性(Reproducibility)"(Gage R&R)吗？Gage R&R可衡量提供一量测系统总和量测能力之统计指标，因此容易形成MSA=Gage R&R的看法，但这并非完全正确。

应依照量测系统用以测定质量特性之需求，决定所需要具备哪些可被接受之统计特征，这些特征包括"五性一力"："五性"(1)偏移(Bias)(2)稳定性(Stability)(3)线性(Linearity)(4)再现性(Repeatability)(5)再生性(Reproducibility)"一力"(1)鉴别力/分辨力(Discrimination)四，MSA作业系统本量测系统分析(MSA)作业系统包含以下常用MSA方法，摘要说明重点如下：(1)偏移(Bias)：指由同一操作人员使用相同量具，量测同一零件之相同特性多次数所得平均值与工具室或精密仪器量测同一零件之相同特性所得之真值或基准值之间的偏差值。

莱州市XX机械有限公司作业文件文件编号：JT/C－7.6J－003版号：A/0（MSA）测量系统分析稳定性、偏移和线性研究作业指导书批准：审核：编制：受控状态：分发号：2006年11月15日发布2006年11月15日实施量具的稳定性、偏移、线性研究作业指导书JT/C－7.6J－0031目的为了配备并使用与要求的测量能力相一致的测量仪器，通过适当的统计技术，对测量系统的五个特性进行分析，使测量结果的不确定度已知，为准确评定产品提高质量保证。

2适用范围适用于公司使用的所有测量仪器的稳定性、偏移和线性的测量分析。

3职责3.1检验科负责确定过程所需要的测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。

3.2工会负责根据需要组织和安排测量系统技术应用的培训。

3.3生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。

4术语4.1偏倚偏倚是测量结果的观测平均值与基准值（标准值）的差值。

4.2稳定性（飘移）稳定性是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值总变差。

4.3线性线性是在量具预期的工作量程内，偏倚值的变差。

4.4重复性重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性获得的测量值的变差。

4.5再现性再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性的测量平均值的变差。

5测量系统分析作业准备5.1确定测量过程需要使用的测量仪器以及测量系统分析的范围。

a)控制计划有要求的工序所使用的测量仪器；b)有SPC控制要求的过程，特别是有关键/特殊特性的产品及过程；c)新产品、新过程；d)新增的测量仪器；e)已经作过测量系统分析，重新修理后。

5.2公司按GB/T10012标准要求，建立公司计量管理体系，确保建立的测量系统的可靠性。

6分析研究过程 6.1稳定性分析研究1）取一样件，并建立其可追溯到相关标准的参考值。

如果无法取得这样的样件，则选择一个落在产品测量范围中间的生产零件，指定它为基准样件进行稳定性分析。

XXXX作业文件文件编号：JT/C－7.6J－003 版号：A/0（MSA）测量系统分析稳定性、偏移和线性研究作业指导书批准：吕春刚审核：尹宝永编制：邹国臣受控状态：分发号：2006年11月15日发布2006年11月15日实施量具的稳定性、偏移、线性研究作业指导书 JT/C－7.6J－0031目的为了配备并使用与要求的测量能力相一致的测量仪器，通过适当的统计技术，对测量系统的五个特性进行分析，使测量结果的不确定度已知，为准确评定产品提高质量保证。

2适用范围适用于公司使用的所有测量仪器的稳定性、偏移和线性的测量分析。

3职责3.1检验科负责确定过程所需要的测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。

3.2工会负责根据需要组织和安排测量系统技术应用的培训。

3.3生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。

4术语4.1偏倚偏倚是测量结果的观测平均值与基准值（标准值）的差值。

4.2稳定性（飘移）稳定性是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值总变差。

4.3线性线性是在量具预期的工作量程内，偏倚值的变差。

4.4重复性重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性获得的测量值的变差。

4.5再现性再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性的测量平均值的变差。

5测量系统分析作业准备5.1确定测量过程需要使用的测量仪器以及测量系统分析的范围。

a)控制计划有要求的工序所使用的测量仪器；b)有SPC控制要求的过程，特别是有关键/特殊特性的产品及过程；c)新产品、新过程；d)新增的测量仪器；e)已经作过测量系统分析，重新修理后。

5.2公司按GB/T10012标准要求，建立公司计量管理体系，确保建立的测JT/C －7.6J －003量系统的可靠性。

6分析研究过程 6.1稳定性分析研究1）取一样件，并建立其可追溯到相关标准的参考值。

作业文件文件编号：JT/C－7.6J－003版号：A/0（MSA）测量系统分析稳定性、偏移和线性研究作业指导书批准：审核：编制：受控状态：分发号：2010年11月15日发布2010年11月15日实施量具的稳定性、偏移、线性研究作业指导书JT/C－7.6J－0031目的为了配备并使用与要求的测量能力相一致的测量仪器，通过适当的统计技术，对测量系统的五个特性进行分析，使测量结果的不确定度已知，为准确评定产品提高质量保证。

2适用围适用于公司使用的所有测量仪器的稳定性、偏移和线性的测量分析。

3职责3.1检验科负责确定过程所需要的测量仪器，并定期校准和检定，对使用的测量系统分析，对存在的异常情况及时采取纠正预防措施。

3.2HR负责根据需要组织和安排测量系统技术应用的培训。

3.3生产科配合对测量仪器进行测量系统分析。

4术语4.1偏倚偏倚是测量结果的观测平均值与基准值（标准值）的差值。

4.2稳定性（飘移）稳定性是测量系统在某持续时间测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差。

4.3线性线性是在量具预期的工作量程，偏倚值的变差。

4.4重复性重复性是由一个评价人，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性获得的测量值的变差。

4.5再现性再现性是由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性的测量平均值的变差。

5测量系统分析作业准备5.1确定测量过程需要使用的测量仪器以及测量系统分析的围。

a)控制计划有要求的工序所使用的测量仪器；b)有SPC控制要求的过程，特别是有关键/特殊特性的产品及过程；c)新产品、新过程；d)新增的测量仪器；e)已经作过测量系统分析，重新修理后。

5.2公司按GB/T10012标准要求，建立公司计量管理体系，确保建立的测JT/C－7.6J－003量系统的可靠性。

6分析研究过程 6.1稳定性分析研究1）取一样件，并建立其可追溯到相关标准的参考值。

如果无法取得这样的样件，则选择一个落在产品测量围中间的生产零件，指定它为基准样件进行稳定性分析。

一、测量系统分析：在日常生产中，我们经常根据获得的过程加工部件的测量数据去分析过程的状态、过程的能力和监控过程的变化；那么，怎么确保分析的结果是正确的呢？我们必须从两方面来保证，一是确保测量数据的准确性/质量，使用测量系统分析（MSA）方法对获得测量数据的测量系统进行评估；二是确保使用了合适的数据分析方法，如使用SPC工具、试验设计、方差分析、回归分析等。

测量系统的误差由稳定条件下运行的测量系统多次测量数据的统计特性：偏倚和方差来表征。

偏倚指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系统的偏倚（Bias）、线性（Linearity）和稳定性（Stability）；而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的R&R，包括测量系统的重复性（Repeatability）和再现性（Reproducibility）。

一般来说，测量系统的分辨率应为获得测量参数的过程变差的十分之一。

测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定。

测量系统的稳定性可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控。

测量系统的重复性和再现性由GageR&R研究来确定。

分析用的数据必须来自具有合适分辨率和测量系统误差的测量系统，否则，不管我们采用什么样的分析方法，最终都可能导致错误的分析结果。

在ISO10012-2和QS9000中，都对测量系统的质量保证作出了相应的要求，要求企业有相关的程序来对测量系统的有效性进行验证。

测量系统特性类别有F、S级别，另外其评价方法有小样法、双性、线性等.分析工具在进行MSA分析时，推荐使用Minitab软件来分析变异源并计算Gage R&R和P/T。

并且根据测量部件的特性，可以对交叉型和嵌套型部件分别做测量系统分析。

另外，Minitab软件在分析量具的线性和偏倚研究以及量具的分辨率上也提供很完善的功能，用户可以从图形准确且直观的看出量具的信息。

MSA的基本内容数据是通过测量获得的,对测量定义是：测量是赋值给具体事物以表示他们之间关于特殊特性的关系。

测量系统分析MSA一．稳定性：1．定义：稳定性——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值总变差。

2．使用均值和极差控制图，该控制图可提供方法以分离影响所有测量结果的原因产生的变差（普通变差）和特殊条件产生的变差（特殊原因变差）。

凡信号出现在控制值外点均表现“失控”或“不稳定”。

3．研究：绘出标准（样件）重复读数X或R，图中失控信号即为需核准测量系统的标志。

4．操作要领：必须仔细策划控制图技术（如取样时间、环境等），以防样本容量、频率等导致失误信号。

5．稳定性改进①从过程中排除特殊原因——由超出的点反应。

②减少控制限宽度——排除普通原因造成的变差。

图2测量系统特性图二．偏倚1．定义：偏倚——测量结果的观察平均值与基准的差值。

2．操作方式：①对一件样件进行精密测量。

②由同一评价人用被评价单个量具测量同一零件至少十次。

③计算读数平均值。

④偏倚=基准值-平均值3．产生较大偏倚的原因①基准误差②磨损的零件③制造的仪器尺寸不对④测量错误的特性⑤仪表未正确校准⑥评价人使用仪器不正确。

三．重复性1．定义：重复性——由一个评价人采用一种测量器具，多次测量同一零件的同一特性时获得的差值。

2．测量过程的重复性意味着测量系统自身的变异是一致的。

重复性可用极差图显示测量过程的一致性。

3．重复性或量具变差的估计：σe=5.15×R/d2d2——常数（查表得）与零件数量、试验次数有关。

5.15——代表正态分布的90%的测量结果。

四．再现性1．定义：再现性——由不同评价人采用相同测量器具测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。

2．测量过程的再现性表明评价人的差异性是一致的。

若评价人变异存在，则每位评价人所有平均值将会不同，可采用均值图来显示。

3．估计评价人标准偏差σo=5.15×R o/d2d2——常数（查表得）与零件数量、试验次数有关。

5.15——代表正态分布的90%的测量结果。

对各工件进行2~3次重复测量，得到一组用于评估测量系统的数据。

将所得数据按要求输入MINITAB软件，执行相关统计分析命令后，即可得到数据的统计特性，根据相应的评判规则既可判断测量系统的能力是否满足要求，既而根据分析结果有针对性的作出长期量具保持/改进计划。

如前所述，关于精确性的数据的统计特性包括测量系统的重复性、再现性等，MINITAB提供不同的分析方法以计算出测量系统的重复性、再现性、被测工件之间的偏差、过程总偏差以及各因素对过程偏差的百分比和对被测特性公差的比例，以考察测量系统相对于过程偏差及规范公差的测量能力，同时MINITAB还计算出测量系统的区别分类数（Number of Distinct Categories），以考察测量系统的有效解析度。