测量系统分析(MSA)(1)
电子天平MSA分析报告(一)
电子天平MSA分析报告（一）引言：
电子天平MSA分析报告（一）对电子天平进行了测量系统分析。
通过对测量系统的稳定性、准确性、再现性和线性度进行评估，以揭示该天平的性能，并为改进和优化提供建议。
正文：
1. 稳定性分析
- 对天平进行长时间测量，并记录测量结果的变化。
- 分析结果表明天平具有稳定性，测量结果波动较小。
- 稳定性评估指标包括方差分析和控制图。
2. 准确性分析
- 使用标准测量物体进行测量，比较测量结果和已知值。
- 分析结果显示天平具有良好的准确性，测量结果与已知值相近。
- 准确性评估指标包括偏离度和误差分析。
3. 再现性分析
- 对相同测量物体进行多次测量，比较测量结果的一致性。
- 分析结果表明天平具有良好的再现性，多次测量结果接近且
一致。
- 再现性评估指标包括方差分析和平均误差。
4. 线性度分析
- 使用不同质量的标准测量物体进行测量，比较测量结果与质量的关系。
- 分析结果显示天平具有良好的线性度，测量结果与质量存在线性关系。
- 线性度评估指标包括回归分析和相关系数。
5. 系统改进和优化建议
- 基于分析结果，提出改进和优化建议，以进一步提高天平的性能。
- 建议包括定期校准、维护和保养，更新测量程序和系统软件等。
总结：
电子天平MSA分析报告（一）对电子天平的稳定性、准确性、再现性和线性度进行了评估，结果表明天平具有良好的性能。
根据分析结果，提出了系统改进和优化的建议，以提高天平的使用效果和准确性。
该报告为进一步研究和发展电子天平测量系统提供了基础和参考。
MSA – 测量系统分析
2 .2 测量系统的分析 —— 偏倚
偏倚 为了在过程范围内指定的位置确定测量系统的偏倚，得到一个零
件可接受的基准值是必要的。通常可在工具室或全尺寸检验设备上完 成。基准值从这些读数中获得，然后这些读数要与量具R＆R研究中的 评价人的观察平均值（定为XA，XB，XC）进行比较。
2 评定测量系统的程序 —— 2.1引言
本章中介绍的程序广泛用于整个汽车工业，以评价用于生产环境中 的测量系统，特别是这些程序用于评定下列统计特性；重复性、再现性 、偏倚、稳定性及线性。 测量有关的问题
在评价一个测量系统时需要确定三个基本问题： 1）这种测量系统有足够的分辨力吗？ 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？ 测量系统变差的类型
1.3 选择/制定试验程序
6）是否由这个测量系统取得的测量结果要与另外一 个测量系统得到的测量结果对比？如果对比，应考虑 使用依赖诸如上面第一步讨论的标准试验方法。如果 不用标准，仍有可能确定两个测量系统是否可经同时 正常工作。然而，如果两个系统一起工作不正常，那 么不用标准，就不可能确定哪个系统需要改进； 7）应每隔多久进行一次？这个问题应由单个测量系 统的统计特性及其对该设备影响和使用该设备进行生 产的顾客来决定。
研究测量系统稳定性的一个方法是按常规画出基准或基准件重复读 数的平均值和极差(X-R控制图)。从这种分析中可以确定，例如，失控信 号是需要校准测量系统的标志。还有可能由于基准或基准件变脏而出现 失控信号。无论哪种情况，包含在控制信号内的信息的解释取决于对过 程的了解。
用于测量系统控制图的样本容量及抽样频率的确定也应依赖于对测 量系统的了解。主要考虑的还是使用过程中测量系统所有的外部条件。 例如,如果确信使用者在使用系统之前提供足够的预热时间,则应预热后才 进行抽样。
第八章测量系统分析-1
第八章测量系统分析（Measurement Systems Analysis，MSA）一、有关术语及定义1、测量系统——一套组装的并适用于特定量在规定区间内给出测得值信息的一台或多台测量仪器，通常还包括其他装置，诸如试剂和电源。
1）一个测量系统可以仅包括一台测量仪器。
注：测量系统——是用来获得测量结果的整个过程。
▲2、测量仪器（计量器具）——单独或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置。
1）一台可单独使用的测量仪器是一个测量系统。
2）测量仪器可以是指示式测量仪器，也可以是实物量具。
3、测量设备——为实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质、辅助设备或其组合。
4、示值——由测量仪器或测量系统给出的量值。
5、示值误差——测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差。
6、分辨力——引起相应示值产生可察觉到变化的被测量的最小变化。
7、显示装置的分辨力——能有效辨别的显示示值间的最小差值。
8、仪器偏移——重复测量示值的平均值减去参考量值。
9、测量仪器的稳定性——测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。
简称稳定性。
稳定性可用几种方式量化：1）用计量特性变化到某个规定的量所经过的时间间隔表示。
2）用计量特性在规定时间间隔内发生的变化表示。
10、仪器漂移——由于测量仪器计量特性的变化引起的示值在一段时间内的连续或增量变化。
1）仪器漂移既与被测量的变化无关，也与任何认识到的影响量的变化无关。
11、影响量引起的变差——当影响量依次呈现两个不同的量值时，给定被测量的示值差或实物量具提供的量值差。
1）对实物量具，影响量引起的变差是影响量呈现两个不同值时其提供量值间的差值。
12、影响量——在直接测量中不影响实际被测的量，但会影响示值与测量结果之间关系的量。
例：1）用安培计直接测量交流电流恒定幅度时的频率。
2）测量某杆长度时测微计（千分尺）的温度。
13、测量重复性——在一组重复性测量条件下的测量精密度。
简称重复性。
测量系统分析(MSA)
观测平均 Observed Average
偏倚
图2 偏倚变差示意图
三、测量系统变差的种类与定义释
2.精密度（Precision）
精密度或称变差（Variation），是指利用同一量具，重复 测量相同工件同一质量特性，所得数据之变异性。这里的变 差主要分为两种：一种是重复性变差，另一种是再现性变差。 精密度变差越小越好。
改善的着力点，确定是进行人员培训，还是调整测量方法或调 整仪器。
一、测量系统分析（MSA）
4.MSA评估的仪器和责任人员 ☆测量系统一般由仪校人Βιβλιοθήκη 或品质部的负责人来主导，由参与检测或
试验人员来测量，以提供测量数值。不可以由品质部领导或仪校人 员来测量和提供数值，需要特别注意的是：测量人员不可知道自己 上次测量结果和别人测量结果，要保证盲测。MSA要识别的误差是 测量人员、设备、环境、方法、标准值导致的误差，品质部领导和 仪校人员一般不亲自测量产品，所以分析他们的测量数据基本没有
二、为什么要进行测量系统分析
1.标准要求
☆ IATF16949第7.1.5.1.1条：测量系统分析 应进行统计研究，分析每种测量和测试设备系统的结果中
出现的变差。本要求适用于控制计划中引用的测量系统。分 析方法和验收标准应符合测量系统分析参考手册。如果顾客 认可，其他分析方法和接受标准也可以使用。记录应保持顾 客接受替代方法。
许出现，但超过规范就不能接受。 7.稳定性变差
随着时间的推移，偏倚变差的波动。如下图所示。如果随 着时间推移偏倚值越大，稳定性差不可接受。
稳定性
时间1
图6 稳定性变差示意图
时间2
三、测量系统变差的种类与定义
8.线性变差 线性变差即偏倚值，是用来测量基准值存在的线性关系。
MSA量测系统分析(1)
+ + + + + 2 0.4733
-0.2633 -0.5267 -0.7900 -1.0533 -1.3167 4 0.2100
= = = = =
6 -0.0533
0.4733 0.2100 -0.0533 -0.3167 -0.5800 8 -0.3167 10 -0.5800
2010/6/20
X1
0.75
X2
0.75
X3
0.80
X4
0.80
X5
0.65
X6
0.80
X7
0.75
X8
0.75
X9
0.75
X10
0.70
∑X X=
10
Bias = Observed Average – Reference Value % Bias = 100 ［ │Bias│/ Process Variation］ ］ % Bias = 100 ［ │Bias│/ Tolerance］ ］
线性(变化的线性偏倚 线性 变化的线性12
Linearity Example
PART REFERENCE VALUE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.00 2.70 2.50 2.40 2.50 2.70 2.30 2.50 2.50 2.40 2.40 2.60 2.40 2 4.00 5.10 3.90 4.20 5.00 3.80 3.90 3.90 3.90 3.90 4.00 4.10 3.80 3 6.00 5.80 5.70 5.90 5.90 6.00 6.10 6.00 6.10 6.40 6.30 6.00 6.10 4 8.00 7.60 7.70 7.80 7.70 7.80 7.80 7.80 7.70 7.80 7.50 7.60 7.70 5 10.00 9.10 9.30 9.50 9.3 9.40 9.50 9.50 9.50 9.60 9.20 9.30 9.40
MSA测量系统分析(1)
MSA
立木取信 言行一致 40
灵敏度
了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息 当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系
统分析 当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用作
过程控制
MSA
立木取信 言行一致 41
灵敏度
影响灵敏度的因素：
-- 使仪器减振的能力 -- 操作者的技能 -- 测量装置的重复性 -- 电子或气动量具提供无漂移运行的能力 -- 仪器正在使用的环境，如大气、灰尘、湿度
测量系统变差的影响
对过程决策的影响
MSA
立木取信 言行一致 14
基本问题
评估测量系统，以确定：
是否具备足够的灵敏度?
a.仪器是否具有足够的分辨力？
b. 系统具有有效的分辨率？
是否具备不随时间变化的统计稳定性？ 统计特性是否在期望范围内具备一致性，并为过程
分析或过程控制所接受？（满足测量的目的？）
特殊原因区域
特殊原因区域
MSA
立木取信 言行一致 35
规范
测量系统变差必须小于规范公差或过程容限 测量系统的标记精度必须小于规范公差
规范: 2.530 +/- 0.02 测量系统精度: 0.004
MSA
立木取信 言行一致 36
仪器范例
具有行业特点的检验、测量和测试仪器的种类
粘度测量仪
变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须适 用于在控制计划提及的测量系统。所用的分析方 法及接受准则，必须与顾客关于测量系统分析的 参考手册相一致。
MSA
立木取信 言行一致 24
卓越品质管理的方法
最大限度地减少量具种类 最大限度地减少量具数量 根据产品族添置量具 根据MSA手册的要求，按产品族进行统计分析 只采用符合MSA要求的量具 不允许个人量具 用6过程分布计算MSA结果，而不是规范或公差值
测量系统分析(MSA)
测量系统分析（MSA）一、什么是测量系统分析？测量系统是指由测量仪器（设备）、测量软件、测量操作人员和被测量物所组成的三个整体。
MSA（Measurement System Analysis）是指检测测量系统以便更好地了解影响测量结果的变异来源及其分布的一种方法。
通过测量系统分析可把握当前所用的测量系统有无问题和主要问题出在哪里，以便及时纠正偏差，使测量精度满足要求。
重复性也叫设备变差。
用同一评价者在同一测量设备上多次测量同一部件，可评价测量设备的变差有多大。
再现性也叫人为变差。
用不同的评价者在同一测量设备上多次测量同一部件，可分析人为因素的影响有多大。
二、GRR评价方法（GRR变异等于系统内部和系统之间变异之和）1．首先界定此测量系统用于何处，如产品检验或工序控制2．选出10个可代表覆盖整个工序变化范围的样品3．从测试人员中选择2～3人对每个样品进行2～3次随机测量4．记录测量结果并用重复性和再现性表进行运算5．用判别标准进行判断，确定此系统是否合格6．对不合格之测量系统进行适当处理三、测量系统分析标准1．测量系统的精度（分辨率）需比被测量体要求精度高一个数量级，即如要求测量精度是0.001，测量仪器的精度要求须是0.0001。
2．如果GRR小于所测零件公差的10%，则此系统无问题。
3．如果GRR大于所测零件公差的10%而小于20%，那么此测量系统是可以接受的。
4．如果GRR大于所测零件公差的20%而小于30%，则接受的依据是数据测量系统的重要程度和商业成本。
5．如果GRR大于所测零件公差的30%，那么此测量系统不能接受，并且需要进行改善。
四、测量系统的控制测量系统控制需要注意以下几点：1．定期对测量系统进行评估，看GRR是否超出标准范围。
2．定期对仪器设备进行检定使其符合标准要求。
3．对测量系统要有规范的仪器校正标识卡和最后使用期限。
4．要有专人负责和管理仪器软硬件，并定期加以维护，确保其工作在正常状态。
JMP数据分析：JMP使用技巧串烧 之 测量系统分析(MSA)系列之一
JMP使用技巧串烧之测量系统分析(MSA)系列之一近期来，不断地有朋友们在咨询实施实验设计之前应该进行哪些准备工作，这个话题的外延其实很大，初始接触时还真觉得不易聚焦谈起，而大家的自问自答却往往多指向测量系统分析(Measurement System Analysis, MSA)。
# MSA #思索之后才发现，大家想要强调的与其说是测量系统分析，不如说是数据质量的保障问题，而数据一般情况下自然是测量的结果，因此，实验数据的有效性自然需要通过测量系统的有效性来保障。
但是转念一想，两者之间其实也并没有必然的因果关系。
换个角度讲，测量系统分析作为一项基础的、常规的工作，无论是否进行实验设计，但凡想通过数据来驱动量化决策时，测量系统的有效性不应该都是被评估验证和确认保障的吗？于是，另一个更基础的问题便应运而生，也正是近期时常接到的JMP用户询问之一，即：如何通过JMP软件来进行测量系统分析？那么，今天，我们就为大家抛砖引玉，提供一些入门的指引。
首先，导致部分用户使用JMP进行MSA稍有困惑的原因之一，可能就在于JMP对于MSA的多平台支持，有时候提供的选择多了，反而容易引发一阵莫名的“混乱”，造成选择性障碍。
我们正好在此予以澄清。
在当前的JMP中，主要提供了两个支持MSA的功能平台(图-1)，它们分别是：1分析>质量和过程>测量系统分析2分析>质量和过程>变异性/计数量具图图-1 JMP对于MSA的多平台支持对于“测量系统分析”平台，它首先基于EMP(Evaluating the Measurement Process)方法进行测量系统分析。
该理念提出的时间并不长，是由美国SPC专家Donald J. Wheeler博士于1984年在其著作Evaluating the Measurement Process中率先提出，而JMP所引用的方法源自其2006年出版的EMP Ⅲ Using Imperfect Data (2006)一书中(图-2)所阐述的内容和步骤。
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• 测量装置不能令人满意。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第1步
– 在下表中记录所有的初始信息。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第2步
均值的平均值
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第5步
– 计算 UCLR 并放弃或重复其值大于UCLR 的读数。 – 既然已没有大于3.70 的值，那么继续进行。
什么时候选D4
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析 计量型 - 大样法 (极差法)
• 第6步
重复性和再现性（R&R）
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第9步
– 对结果进行解释： • 量具 %R&R 结果大于30％，因此验收不合 格。 • 操作员变差为零，因此我们可以得出结论认 为由操作员造成的误差可忽略。 • 要达到可接受的％量具R&R，必须把重点放 在设备上。
测量系统分析
计量型 - 小样法 (极差法)
• 第4步
– 确定平均极差并计算量具双性的％，如
平均极差
计算量具双性（R&R)百分比的公式为： 容差
其中
假设容差
单位
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 小样法 (极差法)
• 第5步
– 对结果进行解释
• 计量型量具双性研究的可接收标准是％R&R 小于30％。
测量系统分析
偏倚
偏倚的定义 偏倚被定义为
测量值的平均值 与
实际值 之间的差值。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
偏倚
• 偏倚与准确度有关，因为如果测 量值的平均值相同或近似于相同 ，就可以说是零偏倚。这样的话 ，所用的量具便是“准确的”。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析 线性
• 线性的定义
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 小样法 (极差法)
• 第1步
– 找2名操作员和5件零件进行此研究
• 第2步
– 每个操作员对产品进行一次测量并记录其结果 ，如析 计量型 - 小样法 (极差法) • 第3步
– 计算极差，如：
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析 • 量具再现性的定义
– 再现性
• 由不同操作人员使用同一测量装置并测量同一特性 时，测量平均值之间的变差。这通常被称为操作员 变差。
再现性 = 操作员变差
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析 • 有三种类型的量具双性研究
– 计量型 - 小样法 (极差法) – 计量型 - 大样法 (均值和极差法) – 计数型量具研究
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
• 什么是测量系统分析 (MSA)? – 测量系统分析（MSA）是用于确定测量 装置与公差相比的误差。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
• 测量系统分析 (MSA) 由哪些部分组成?
– 量具重复性 – 量具再现性 – 偏倚 – 线性 – 稳定性
测量系统分析(MSA)(1)
线性被定义为 在量具预期的工作范围内，
量具偏倚值间的差值。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析 稳定性
• 稳定性的定义
稳定性被定义为 在某个时间段内， 过程变差的差值。
测量系统分析(MSA)(1)
计算示例
• 用于计算
– 偏倚 – 线性 – 稳定性
测量系统分析(MSA)(1)
– 用以下公式计算设备变差 ：
重复性
设备变差（E．V．）k1、k2的选择
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第7步
– 用以下公式计算操作员变差：
重复性－操作员变差（O.V）
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第8步
– 用以下公式计算重复性和再现性：
测量系统分析
• 那么什么是量具双性？
量具双性（R&R）是量具
重复性
和
再现性
的首字母缩写。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析 • 量具重复性的定义
– 重复性
• 当由同一操作人员多次测量同一特性时，测量装置重 复其读数的能力。这通常被称为设备变差。
– 重复性＝设备的变差
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析(MSA)(1)
2020/11/25
测量系统分析(MSA)(1)
课程目标
• 到本课程结束时，学员应能：
• 识别测量系统分析是由哪些部分组成 的；
• 完成并理解所有类型的测量系统分析 。
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测量系统分析
QS 9000 要求必须对控制计划中指示的所有 检验、测量和试验装置进行测量系统分析。
– 选择2个或3个操作员并让每个操作员随 机测量10个零件2或3次－并将结果填入 表中。
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第3步
– 计算极差和均值，如：
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
• 第4步
– 计算均值的平均值，然后确定最大差值并 确定平均极差的平均值，如：
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测量系统分析
计数型量具研究
• 任何量具的目的都是为了发现不合格 产品。如果它能够发现不合格的产品 ，那么它就是合格的，否则量具就是 不合格的。
• 计数型量具研究无法对量具有多“好 ”作出量化判断，它只能用于确定量 具合格与否。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计数型量具研究
• 方法 - 第1步
– 选择20个零件。选择这些零件时应确保 有些零件（假定为2－6个）稍许低于或 高于规范限值。
• 第2步
– 给这些零件编上号码。如果可能的话， 最好是在操作员不会注意到的部位。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计数型量具研究
• 第3步
– 由两位操作员对零件进行两次测量。确 保零件为随机抽取以避免偏倚。
• 第4步
– 记录结果。
• 第5步
– 评定量具的能力。
测量系统分析(MSA)(1)
测量系统分析
计数型量具研究
• 验收标准
– 如果所有的测量结果都一致，则该量具 是合格的，即所有四次测量必须是相同 的。
请参阅下一页的示例。
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测量系统分析
计数型量具研究 - 示例
测量系统分析(MSA)(1)