量具稳定性分析报告
MSA作业规范
MSA作业规范（WI-DXC-03）1.目的分析测量系统变差，使测量系统处于受控状态，以确保过程输出所测得的数据有效可靠。
2.范围2.1 公司列入管制计划的量测﹑检验及试验的仪器设备,皆应执行量测系统分析2.2 在不同的测量范围内测量，测量系统的准确度和/或精密度有可能不同时，要进行MSA。
2.3 经过重大维修对测量结果会产生影响的仪器。
2.4 一般情况下仪器每次年度校准后作一次MSA.3.定义3.1MSA(Measurement System Analysis)测量系统分析:指量测仪器,被测物,量测操作员,标准及环境所组成的整体用来获得测量结果的整个过程.它包括对测量工具/仪器、测量夹具、测量员、测量环境、测量时间等因素对测量结果的影响分析。
重复性:指用同一量具,同一位作业者,当多次测量相同零件的指定特性时所得的变异,用WI01表示再现性: 指不同作业者以相同量测,测量相同产品的特性时,测量平均值的变异,用AV表示稳定性: 测量系统的测量变异的统计学预测指数。
(在某个时间段内过程变差的差值)线性: 反映测量系统在不同刻度处的准确度和/或精密度的指数(在量具预期的工作范围内量具偏倚值间的差值)。
准确度: 测量平均值接近真实值的程度。
标准(真实)值：被测量参数的理论正确值。
偏差：测量平均值与真实值的差异。
精密度：重复测量的自然变化量，考察测量结果的分散程度。
4.职责4.1 品检部:负责对量测系统进行评估分析与改善计划的制定。
4.2 各部门:负责协助改善量测系统.5.2 作业说明5.2.1 量测系统分析时机5.2.1.1 接受新购量测设备及维修前后量测设备的比较。
5.2.1.2 对正常使用中量测设备进行监控性抽查。
5.2.1.3 当客户要求时。
5.2.2 量测﹑检验及试验设备评定方法的选定5.2.2.1 量测系统分析的量测设备须经校验合格﹐且在校验有效期限内。
5.2.2.2 计量型量具选用GR&R分析法,其%R&R值达到10%-30%时,可选择性接受.5.2.2.3 计数型量具采用稳定性,偏倚,线性.等分析法。
MSA管理规定
MSA管理规定受控状态:发放编号:发布日期2023年1月20日实施日期2023年1月25日有限公司发布修订履历表1对测量系统变差进行分析评价，以确定测量系统是否满足规定要求，确保测量数据质量。
2范围适用于公司对测量系统分析（MSA）的管理。
3职责3.1质量部负责测量系统分析的管理。
3.2各相关部门配合做好测量系统分析工作。
4定义4.1测量系统：指用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；是获得测量结果的整个过程。
5管理内容5.1测量系统分析的对象和时机5.1.1测量系统分析的对象：控制计划中所识别的每种检验、测量和试验设备系统。
5.1.2测量系统分析的时机1）APQP过程中“产品和过程的确认”阶段，按“过程的设计和开发”阶段确定的《测量系统分析计划》进行。
2）原则上每年进行一次测量系统分析。
每年12月底前，质量部制定下一年度《测量系统分析计划》，经部门负责人批准后实施。
3）对新购置的与现有不同的测量设备，由品管部组织进行测量系统分析。
4）其他情况：如顾客要求；对测量结果有异议时；质量改进需要等。
5.2测量系统变差的分布特性5.2.1位置变差1）偏倚：相同零件上同一特性的测量结果平均值与基准值的差值。
2）线性：在整个测量范围（量程）内偏倚大小的变化。
3）稳定性：在某阶段时间内，测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量总变差，是偏倚随时间的变化。
5.2.2宽度变差1）重复性：同一评价者使用同一测量仪器，对同一零件的同一特性多次测量获得的测量变差。
通常被称为E.V.一设备变差，系统内变差。
2）再现性：不同评价者使用同一测量仪器，对同一零件的同一特性多次测量获得测量平均值的变差。
通常被称为A.V.一评价者变差，系统间变差。
5.3测量系统分析的基本要求5.3.1评价者：必须从日常操作该仪器的人员中选择。
5.3.2样件：必须从过程中选择，并且该样件能代表整个生产作业范围。
MSA测量系统稳定性分析表
NO:
量具名称： 萬用表 量具编号： 97030501 量測過程： 工作電流及最高壓力測試
基准件名称： 電壓供應器 测量参数： 電壓 参数规格： DC13.4~13.6V
测量日期： 2009.08.16 测量人员： 施梅文
1、用三坐标测量仪确定样件基准值（测量5次，取平均值）： 测量次数 1 2 3 4 5 测量值 13.5 13.5 13.48 13.48 13.51 基准值=
åX =
5
13.4940 13.4 13.6
参数规格上限： 参数规格下限：
2、评价人测量样件10次，取平均值： 序号 X1 X2 X3 X4 X5 3、偏倚计算： 偏倚 = 测量平均值－基准值 = -0.0010 实测值 13.47 13.49 13.48 13.5 13.5 序号 X6 X7 X8 X9 X10 实测值 13.51 13.5 13.5 13.5 13.48 测量平均值：
X =
åX
i =1
10
i
10
= 13.493
4、偏倚占过程变差（公差）的百分比计算： 偏倚% = 100× （偏倚/过程变差（公差）） = 准值
备注：偏倚百分比在10%以內是可接受.
制定：
审核：
MSA培训(一)
5
MSA
测量系统误差分类
• GR&R - 量具重复性和再现性 = (仪器 +人员)变 差
–重复性 - 同一测量人员用同一测量仪器，多次测量 同一零件的同一特性所获得的测量变差（绝对相同状 况下，进行的重复测量）
% 偏倚 = (|偏倚|/过程变差) x 100 = (0.00036/0.00310) x 100 = 11.6%
观测值要比基准值平均小0.00036”, 占过程变差的11.6%
观测次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
外径观测值 (英寸) 0.72660 0.72440 0.72535 0.72630 0.72710 0.72745 0.72630 0.72515 0.72525 0.72570
11
MSA
偏倚的解读
• 偏倚=0.00036,表明测量平均值比基准值大了0.00036. 由于测量误差的普遍存在，因此我们应分析此偏倚是测 量误差造成的表面现象，还是确实存在偏倚呢？
• 采用T检验来确定：“偏倚是否为0”.若确实存在偏倚， 则应在校准时确定其偏倚值，并在以后的测量时，对在 此特定的基准值加以相应的修正。
– 偏倚% =[(偏倚/过程变差(公差)]100
10
MSA
偏倚范例
同一作业员对一条轴的外径作了10次测量，数据如下：过程变差估计为0.00310”,基准值为 0.72650”，是一个名誉值，即假定产品与原样一致。估计偏倚
均值 (X-bar) = 0.72596
偏倚 = 观测均值 - 基准值 = 0.72596 - 0.72650 = 0.00036
MSA双性分析(做教材)
量具重复性和再現性数据报告
量具名称： 量具编号： 量具类型： 来自资料数据表：
R = 3.8000 X DIFF =
零件名称：
测量参数：
总变差(TV)
TV = GRR2 + PV 2
=
2.261 2 + 1.5072
=
2.71667
% 总 变 差（TV）
%EV = 100×( EV / TV )
试验次数 K1 2 0.8862
= 100×( 2.245 /2.717 ） = 82.6%
3 0.5908
%AV = 100×( AV / TV )
= ( 0.933´0.5231 )2 - ( 2.245 2 / (10 ´ 3)
= 0.265248479
重复性和再现性(R&R)
GRR = EV 2 + AV 2
=
2.245 2 + 0.2652
=
2.260655
零件变差(PV) PV = RP × K3 = 4.7888 = 1.507
´ 0.3146
制作/日期: FM:
审核/日期:
版本:B
= 100×( 0.265 /2.717 )
评价人数 K2
= 9.8%
2 0.7071
3 0.5231
零件数量 K3 2 0.7071
%GRR = 100×( GRR / TV ) = 100×( 2.261 /2.717 )
3 0.5231
= 8.9%
探讨计量标准稳定性考核方法
探讨计量标准稳定性考核方法作者：李华来源：《华中电力》2013年第11期摘要：计量标准的稳定性是计量标准的一个重要特性。
介绍了如何正确理解计量标准稳定性及其常用的考核方法。
关键词：计量标准；计量特性；稳定性；考核方法；核查标准一、概念计量标准的稳定性是指计量标准保持其计量特性随时间恒定的能力。
在计量标准考核中，计量标准的稳定性是指用该计量标准在规定的时间间隔内测量稳定的被测对象时，计量标准提供的量值所发生的变化来表示。
计量标准通常由计量标准器和配套设备组成，因此，计量标准的稳定性应包括计量标准器的稳定性和配套设备的稳定性。
二、计量标准及被检对象的特点根据组成计量标准的计量标准器及其被检对象分别属于实物量具、标准物质或非实物量具的划分，计量稳定性考核中的计量标准及被检对象的特点分为以下四种情况：①无论计量标准是不是实物量具，被检定或被校准的对象是实物量具；②计量标准仅由实物量具组成，而被检定或被校准的对象为非实物量具的测量仪器；③计量标准和被检定或被校准的对象均为非实物量具的测量仪器；④计量标准为一次性使用的标准物质。
所谓实物量具是指使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具，有时也简称“量具”。
它的主要特性是能够复现或提供某个量的已知量值。
例：砝码，量器（单值或多值、带或不带标尺的），标准电阻，量块，标准信号发生器。
因此，作为实物量具其重要的计量学特点是量值具有很好的稳定性。
而天平、玻璃水银温度计、压力表、电流表等，由于它们本身不能提供测量所需的参考量值，所以属于非实物量具的测量仪器。
而非实物量具的测量仪器量值是变化的，根据变化值的大小又有相对稳定的和相对不稳定性二种，如一般压力表属于前者、精密压力表属于后者。
一、如何理解计量标准稳定性考核方法JJF1033-2008《计量标准考核规范》规定：对于新建计量标准，“每隔一段时间（大于1个月），用该计量标准对核查标准进行一组n 次的重复测量，取其算术平均值作为该组的测量结果。
测量系统分析管理规定
7.1.5.3负责组织此项测量系统分析研究的工作人员,依据“零件、评价人平均值和重复性极差控制图”上的数据和产品质量特性规格进行计算和分析,并将其分析的结果记录于“零件、评价人平均值和重复性极差控制图”上。
7.1.7.4%R＆R接受准则：
a）、%R＆R<10%,且数据级数大于5时,系统可接受;
b）、10%≤%R＆R≤30%,且数据级数大于5时,依据量具的重要性、成本及维修费用等因素,决定是否可接受;
c）、%R＆R＞30%,或数据级数小于5时,测量系统不能接受,必须进行改进。
7.1.7.5当%R＆R某一测量系统的分析结果为不能接受时,应对以前用该量具检测的成品或库存品进行抽查检验,如发现已超出规格要求,必须立即追踪并通知顾客进行妥善处置。
7.1.6均值和极差法（Xbar-R）：
7.1.6.1选择2-3个操作员（至少2人）在全然不知情的状况下利用校准合格的量具对随机抽取的5-10个样品进行盲测,每个操作员对同一样品的同一特性重复测量2-3次。
A）、被测量的产品由进行%R＆R测量系统分析的工作人员将其进行编号,但这些编号不能让进行测量工作的操作员知道和看到。
测量系统分析计划
HY-47-13-03
6.5本公司对测量设备进行测量系统分析的方法目前共有7种（计量型量具研究方法有5种,包括：偏倚、重复性、再现性、稳定性、线性;计数型量具研究方法有2种,为风险分析法和解析法）。
6.6测量设备使用单位负责采集测量设备的测量系统分析的数据,及时送技质部进行MSA分析。
B）、如果有一半以上或更多的平均值落在控制牌号、规格、数量、包装情况、质量证明文件等限之外,则该测量系统足以检查出零件间变差,并且该测量系统可以提供控制该过程的有用数据;如果有一半以下的平均值落在控制限之外,则该测量系统不足以检查出零件间变差,并且不能用于过程控制,同时不能进行该检验、测量和试验设备测量系统的重复性和再现性分析工作。
测量系统分析MSA
所取的α 水平依赖于敏感度水平，而敏感度水平被用 来评价/控制该（生产）过程的并且与产品/（生产）过 程的损失函数（敏感度曲线）有关。如果α 水平不是 用默认值.05（95﹪置信度）则必须得到顾客的同意。
举例-偏倚
控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现 明显可见的特殊原因影响。
稳定性的均值-极差图
确定偏倚指南—独立样本法 偏倚
测量系统 的平均值
基准值
• 进行研究
• 1）获取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。 如果得不到，选择一个落 在生产测量的中程数的生产零件，指定其为偏倚分析的标准样本。在工具室测量 这个零件n≥10次，并计算这n个读数的均值。把均值作为“基准值”。
测量系统分析的目的
• 运用统计分析方法，确定测量系统测量结果的变差（测量误差），了解变差的来 源。 从而确定一个测量系统的质量，并且为测量系统的改进提供信息。
• 保证所用统计分析方法及判定准则的一致性。
测量系统的基本知识和概念
• 术语 • 测量系统及其统计特性
分辨力、稳定性、偏倚 、重复性、再现性、线性 • 理想的测量系统 • 测量系统的共同特性 • 测量系统的评定步骤和准备
测量系统的分析
• 测量系统的变差类型：
• 偏倚、重复性、再现性、稳定性、线性
• 测量系统特性可用下列方式来描述 ： • 位置：稳定性、偏倚、线性。 • 宽度或范围：重复性、再现性。
位置和宽度
标准值
位置
位置
寬度
寬度
理想的测量系统
n理想的测量系统在每次使用时：应只产生“正确”的测量结果。每次测 量结果总应该与一个标准值相符。一个能产生理想测量结果的测量系统， 应具有零方差、零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。
MSA控制程序01
6.3Gauge R&R分析方法:
6.3.1样品的选取:选择同一型号规格的10个试样，这10个试样必须能代表实际的过程变差范围，即这批试样应包含这个规格的从最大到最小的不同值。
6.3.2人员选择:选择一名作业员负责数据的记录、采集，三名专门从事此试样测量的人员（操作工）进行实际测量。
6.6.7线性的结果分析:如为非线性,需查找如下原因:
A.在工作范围上限和下限内仪器没有正确校准;
B.最小或最大值校准量具的误差;
C.仪器的磨损;
D.仪器固有的设计特性。
6.6.8判定标准:“偏倚=0”线必须完全在拟合线置信带以内。
6.7计数型量具分析
6.7.1样品选择:从生产中选取50个零件;
6.7.2人员选择:选择3相关人员,并讲解具体测试注意事项;
6.7.5 计数型测量系统只能指出产品是好是坏,不能指出产品的好坏程度.
7. 相关附件:
7.1量具再现性及重复性分析报告表
7.2量具偏倚分析报告表
7.3 量具线性分析报告表
7.4量具稳定性分析报告表
7.5计数型量具分析报告表
测量系统分析流程
流程图
责任部门/单位
相关表单
相关说明
品管部
品管部
品管部
品管部/测试员
4.4MSA(Measurement System Analysis):测量系统分析。
4.5量具再现性:指由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。
4.6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值总变差。
4.7偏倚:指同一操作人员使用相同量具，测量同一零件之相同特性多次数所得平均值与采用更精密仪器测量同一零件之相同特性所得之平均值之差，即测量结果的观测平均值与基准值的差值，也就是我们通常所称的“准确度”。
MSA具体案例介绍
21.07.2020
Page:17
稳定性具体案例
WINHERE
稳定性分析具体步骤：
1、选取一个落在生产测量范围中间的零件，指定 它为基准样件以进行稳定性分析。
2、定期(天,周)测量标准样本3-5次，应在不同的时 间读数以代表测量系统的实际使用情况。
3、 将数据按时间顺序画在Xbar&R控制图上 。 4、分析接收准则判定稳定性是否可以接收。 稳定性分析接收准则：
偏倚 i, j
xi, j
(基准值)j
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m
偏倚 i, j
偏倚 j1
m
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线性具体案例
WINHERE
5、用下面公式计算和画出最佳拟合线和置信带。 6、 画出”偏倚=0”线
对于最佳拟合直线，用公式：y=a—x+b X =基對xi准於 值基最准佳擬值合准y直i 線偏y，=用 偏倚—平倚均平公均式值值: y axi b
对测量特殊特性的测量系统，线性%≤5% 接 受，线性%>5%时，不予接受。
对测量非特殊特性的测量系统，线性%≤10% 接受，线性%>10%时，不予接受。
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线性具体案例
WINHERE
造成线性误差的可能原因有：
仪器需要校准，未按校准周期校准 仪器或夹具的磨损，维护保养不好，存在腐 蚀，尘土等
分析的标准样本。 2、使用更高一级的设备测量这个零件n≥10次，并计算这
n个读数的均值。把均值作为“基准值”。 3、让一个评价人，以通常方法测量样本10次以上。 4、确定系统处于稳定状态，排除系统存在特殊原因变差
或存在异常情况。 5、计算n个读数的均值。