MSA测量系统分析步骤和应用
MSA测量系统分析流程及方法
MSA测量系统分析流程及方法MSA（测量系统分析）是对测量系统稳定性、可靠性和能力的评估，用于确认测量结果的准确性和可靠性。
它可以用于评估任何测量系统，包括设备、仪器和应用程序。
以下是MSA的流程和方法：1.确定测量系统的目的和应用：在开始MSA之前，首先需要明确测量系统的目的和应用。
这将有助于确定需要分析的关键因素以及选择适当的方法。
2.选择测量系统分析方法：根据测量系统的类型和目的，选择适当的MSA方法。
常见的方法包括GR&R（重复性与再现性）分析、准确性、稳定性和线性度分析。
3.收集数据：使用标准样本或实际样本来收集测量数据。
应该保证数据具有代表性和充分，以便能够全面评估测量系统的性能。
4.重复性与再现性（GR&R）分析：这是评估测量仪器和操作员之间的可重复性和再现性的方法。
它通常包括重复性（同一操作员重复测量同一样本）和再现性（不同操作员在不同时间重复测量同一样本）的分析。
5.准确性分析：准确性是评估测量结果与真实值之间的偏差程度。
可以使用标准样本或比较方法（如正交试验）来评估准确性。
如果测量系统有偏差，可以进行校正，以提高测量的准确性。
6.稳定性分析：稳定性是指测量系统的输出是否随时间而变化。
稳定性分析可以通过收集数据的不同时间点来进行。
7.线性度分析：线性度是指测量系统对于不同输入值的响应是否是线性的。
线性度分析可以通过收集不同输入值对应的测量数据来进行。
8.分析结果和改进措施：对收集到的数据进行分析，并得出结论和建议。
如果测量系统的性能不符合要求，应制定相应的改进措施，例如修理、更换或校准测量设备，培训操作员，改进测量方法等。
9.持续监控和改进：MSA是一个持续改进的过程，应确保测量系统的性能得到持续监控和改进。
定期重复MSA分析，以确保测量系统的稳定性和准确性，及时发现和纠正潜在问题。
总结起来，MSA的流程包括确定目的和应用、选择方法、收集数据、进行分析，最后制定改进措施和持续监控。
MSA测量系统分析在制造业中的应用案例(1)
准确的测量可以减少生产过程中的浪费和返工， 降低生产成本。
增强企业竞争力
优化测量系统有助于企业提高产品质量和生产效 率，从而增强市场竞争力。
MSA测量系统分析概述
定义
MSA（Measurement System Analysis）是一种用统计学方法 评估测量系统的稳定性和准确性的技术。
测量误差来源
测量误差主要来源于测量设备、测量环境、测量人员和测量方法等 方面。
测量系统分析目的
通过对测量系统的分析，可以评估其稳定性和准确性，进而确保产品 质量和生产过程的可控性。
MSA测量系统分析方法与步骤
方法概述
MSA测量系统分析方法主要包括稳定 性分析、偏倚分析、线性分析、重复 性和再现性分析等。
04
应用案例一：汽车制造行业
汽车制造行业现状及挑战
市场竞争激烈
汽车制造行业面临国内外众多竞争对手，需要不断提高产品质量 和生产效率以保持竞争优势。
客户需求多样化
消费者对汽车的需求日益多样化，对产品质量和性能提出更高要 求。
制造技术不断更新
随着新技术、新工艺的不断涌现，汽车制造企业需要不断适应和 更新制造技术。
质量控制挑战
传统的质量控制方法往 往难以实现全面、准确 的质量评估，需要引入 更先进的测量和分析技 术。
MSA测量系统分析在机械制造中的应用
工序能力评估
通过MSA测量系统分析，可以对 机械制造过程中的各个工序进行 能力评估，确定工序的稳定性和 一致性。
误差来源识别
MSA可以帮助识别制造过程中的 误差来源，如设备误差、操作误 差、环境误差等，为改进生产过 程提供依据。
原理
通过对测量设备的重复性、再现性、稳定性等指标进行分析，判断 测量系统是否满足生产要求。
测量系统分析报告MSA
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。
测量系统分析(MSA)-实例
03 实例测量系统分析
偏倚分析
确定测量系统的准确性
通过比较测量系统所得结果与已知标准值或参考值之间的差异， 评估测量系统的偏倚程度。
计算偏倚值
将测量系统的结果与标准值或参考值进行对比，计算出偏倚值。
判断偏倚是否可接受
根据所允许的偏倚范围，判断测量系统的偏倚是否在可接受的范围 内。
线性分析
1 2
测量系统分析（MSA）-实例
目录
• 测量系统分析概述 • 实例选择与数据收集 • 实例测量系统分析 • 实例测量系统评价 • 实例总结与改进建议
01 测量系统分析概述
定义与目的
定义
测量系统分析（MSA）是对测量系 统的误差来源、大小及分布进行评 估的过程。
目的
识别测量系统的变异性来源，确 保测量系统能够满足产品质量和 过程控制的要求。
测量系统分析的重要性
提高产品质量的可预测性和可靠性
01
通过对测量系统进行全面分析，可以了解测量误差的大小和分
布，从而更准确地预测产品质量。
优化生产过程控制
02
准确的测量数据是生产过程控制的基础，对测量系统进行有效
的分析有助于提高过程控制的稳定性和有效性。
降低成本
03
通过减少测量误差，可以减少重复测量、检验和返工等不必要
的操作，从而降低生产成本。
测量系统分析的步骤
确定分析范围和对象
明确需要分析的测量设备、工 具或方法，以及相关的操作人
员和环境条件。
数据收集
收集一定数量、具有代表性的 测量数据，包括重复测量、再 现性数据等。
数据分析
对收集到的数据进行统计分析 ，识别测量系统的变异性来源 。
结果评估与改进
测量系统分析(MSA)实操应用培训
判断稳定性
根据控制图及统计量判断 测量系统是否稳定，若存 在异常波动，则需要进行 调整或改进。
偏倚分析
确定基准值
选择一种高精度、高稳定 性的测量方法作为基准， 获取测量对象的真实值。
计算偏倚
将测量系统的测量值与基 准值进行比较，计算偏倚 量及偏倚百分比。
判断偏倚
根据偏倚量及偏倚百分比 判断测量系统是否存在偏 倚，若偏倚过大，则需要 进行校准或调整。
MSA在成品检验中的应用 通过对成品进行全面的检验和测试，确保产品的 质量符合客户要求和行业标准，提高客户满意度 和企业声誉。
案例三
MSA在生产设备验证中的应用
01
通过对生产设备的验证和确认，确保设备的性能符合要求，为
医疗器械的生产提供可靠的保障。
MSA在生产过程监控中的应用
02
利用MSA对医疗器械的生产过程进行实时监控和分析，确保生
引入先进测量技术
加强对测量数据的分析和利用，及时 发现并解决问题，持续改进测量系统 性能。
提高操作员技能
通过持续的培训和技能评估，提高操 作员的测量技能和意识。
完善数据分析和改进流程
关注行业最新的测量技术和方法，适 时引入先进的测量设备和技术，提高 测量效率和准确性。
05
MSA在企业中的应用案例 分享
针对问题制定改进措施
量具改进
如果%GR&R过高，可能需要改 进或更换量具，以提高测量的准
确性和一致性。
操作员培训
如果再现性成为问题，应加强对操 作员的培训，提高其使用测量设备 的技能和一致性。
测量程序优化
优化测量程序和方法，减少测量误 差和不确定性。
持续改进方向与目标
持续关注量具性能
MSA测量系统分析之Minitab中文应用案例(步骤清晰实用)精选全文
应多数值在控 制限外
在控制限外表示过程实际 的变差大，同时表明测量 能力高。
均值
部件对比图：可显示在研究过程中所测量的并按部件排列的所有测量结果。测量结果用 点表示，平均值用带十字标的圆形符号表示。 判断：1.每个部件的多个测量值应紧靠在一起，表示测量的重复再现性的变差 小。
2.各平均值之间的差别应明显，这样可以清楚地看出各部件之间的差别。 例：图中的7#、10#重复测量的精确度较其他点要差，如果测量系统的R&R偏大时，可 以对7#、10#进行分析。
所有点落在管理界限内 －>良好
大部分点落在管理界限外 －>主变动原因：部品变动
－>良好
－>测量值随部品的变动 －>测量值随OP的变动
－>对于部品10，OP有较大分歧；
M--测量系统分析： 离散型案例（名目型）：gage名目.Mtw
背景：3名测定者对30部品反复2次TEST
检查者1需要再教育； 检查者3需要追加训练； (反复性)
（2）.在量具信息与选项栏分别填入相关资料与信息。
填入相关 资料
注：其他选项若无要求，选择 默认项，不做改动。
一般为6 倍标准差
零件公差 规格
4.5、结果生成：数据表与图表
图表分析表
数据会话表
5.结果分析： （1）图表分析
变异分量条形图：展示了会话窗口中的计算结果，此图显示整个散布中R&R 占的比重是否充分小。 判断：量具R&R，重复（Repeat）, 再现性（Reprod）越小越好。
A—假设测定：案例：2sample-t.MTW (2)： 2-sample t（单样本）
① 正态性验证：
<统计－基本统计－ 正态性检验 ： >
MSA 测量系统分析
9
4.1低质量数据的原因和影响
■低质量数据的普遍原因之一是变差太大 ■一组数据中的变差多是由于测量系统及其环境的相
互作用造成的。 ■如果相互作用产生的变差过大，那么数据的质量会
太低，从而造成测量数据无法利用。如：具有较大 变差的测量系统可能不适合用于分析制造过程，因 为测量系统的变差可能掩盖制造过程的变差。
17
测量系统的统计特性
Bias偏倚(Bias) Repeatability重复性(precision精度) Reproducibility再现性 Linearity线性 Stability稳定性
18
1.偏倚(Bias)
基准值 偏倚
偏倚：是测量结果的观测平均 值与基准值的差值。 真值的取得可以通过采用 更高等级的测量设备进行多次 测量，取其平均值。
➢ 违背假定、在应用常量上出错
➢ 应用─零件尺寸、位置、操作者 技能、疲劳、观察错误
■量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指 用在车间的装置；包括通过/不通过装置。
■测量系统：是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；用来获 得测量结果的整个过程。
7
3.量测过程
S ：标准 W ：零件 I ：仪器 P ：人/程序 E ：环境
15
二、测量系统统计特性
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数据变差的来源
工作件(零件)
相互关连
弹性变形 质量
的特性
清洁
仪器(量具)
发展的变异
发展
创建公差
使用假设 稳健设计 偏移
扩大
接触几何 变形效应
弹性特性 支撑特性
适合的 数据
MSA测量系统分析步骤和应用
1.什么是MSA1.1 测量系统：指被测试特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合，是用来获得测量结果的整个过程。
1.2 量具：指任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格或不合格的装置。
1.3 测量系统的分辨率：测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力（也称为分辨力）。
特别提醒：单独一个测量仪器不是测量系统，如一把卡尺、一台电子称等。
2.测量系统的作用2.1 评估测量系统误差的大小，是否能被客户接受。
2.2 评估测量系统的稳定性，随着时间的推移，变异是否受控。
2.3 评估测量系统的偏倚值是否能被客户接受。
2.4 评估几种不同测量系统的优劣。
通过MSA评估，找到测量系统改善的着力点，确定是进行人员培训，还是调整测量方法或调整仪器。
第一份X-R图显示过程正常，分辨力0.001，第二份X-R图显示过程不正常，分辨力0.01。
虽然这是针对同一制程，但是为什么会有这么大的差异呢？从以上数据来看，第二份控制图的测量系统分辨力太低，导致虚发报警。
因此可以推断出，做SPC的前提是MSA必须合格，虚发报警导致成本过高。
3.MSA评估的仪器和责任人员3.1 测量系统一般由仪校人员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价值。
3.2 MSA分析的范围来自控制计划所有的测量系统，包括计量性、计数性。
3.3 破坏性的测量系统现在一般不做分析，除非客户有特殊要求，如盐雾试验测量系统。
特别提醒：MSA分析的包括控制计划中所有测量系统，而不仅仅是测量特殊特性的测量系统。
4.MSA专业术语解释4.1 准确度（Accuracy）准确度或称偏移（BIAS），是指测量值与相对真值之间的差异。
干货MSA测量系统分析流程及方法详解
均值比较法
比较不同操作员、不同设备或不同时间下的测量数 据均值，判断是否存在显著差异。
图解法
利用箱线图、柱状图等图表展示不同条件下 的测量数据分布情况，以便直观地评估测量 系统的重复性和再现性。
04
CATALOGUE
独立样本t检验
通过比较测量值与标准值或参考值之间的差异，判断测量 系统是否存在偏倚。
01
配对样本t检验
对同一样本在不同时间或不同条件下的 测量值进行比较，以评估测量系统的偏 倚情况。
02
03
回归分析
通过建立测量值与标准值之间的回归 模型，计算回归系数和截距，以判断 测量系统是否存在偏倚。
线性分析方法
准确性。
05
02
选择合适的测量设备
根据测量目标和要求，选择适当的测量设备 ，确保设备的精度和稳定性满足需求。
04
实施测量
按照测量计划进行测量，记录测量数 据，并对数据进行初步处理和分析。
06
改进和优化
根据分析结果，对测量系统进行改进和优化， 提高测量精度和效率。
注意事项与常见问题解决方案
01
02
03
MSA测量系统实施步骤与注意 事项
实施步骤
明确测量目标
确定需要测量的关键特性和参数，明确测量目 的和要求。
01
制定测量计划
制定详细的测量计划，包括测量时间 、地点、人员、设备、方法等，确保
测量过程的可控性和可重复性。
03
分析测量结果
采用适当的统计方法和技术手段，对测量数 据进行深入分析，评估测量系统的稳定性和
大数据在MSA中的价值挖掘
MSA量测系统分析过程
MSA量测系统分析过程介绍MSA〔Measurement System Analysis，量测系统分析〕是一种用于评估和改良量测系统的方法。
在制造业中，准确的量测是至关重要的，因为它决定了产品质量的可靠性和一致性。
MSA帮助企业确定量测系统的稳定性和能力，并帮助识别和消除测量误差。
MSA量测系统分析过程是一个系统性的方法，用于评估量测系统的可靠性和有效性。
它包括以下几个重要步骤：确定测量系统的目标、评估测量系统的稳定性、评估测量系统的偏倚、评估测量系统的精确度和重复性、评估测量系统的线性度和准确度、进行测量系统的能力分析，以及制定改良措施。
在开始MSA量测系统分析过程之前，首先需要明确测量系统的目标。
这包括确定量测系统所要测量的特征，确定测量系统应具备的准确性和重复性水平，以及确定所需的测量装置和测量方法。
明确测量系统的目标对于后续的评估和改良是至关重要的。
步骤二：评估测量系统的稳定性测量系统的稳定性是指在没有外部变化的情况下，测量结果是否保持一致。
评估测量系统的稳定性可以通过进行重复测量来判断。
在这个步骤中，我们屡次测量同一个样本，并分析测量结果的变异情况。
如果测量结果在一个可接受的范围内变化较小，那么说明测量系统具有良好的稳定性。
测量系统的偏倚是指测量结果是否与真实值存在系统性的差异。
评估测量系统的偏倚可以通过使用标准样本进行测量，并与实际值进行比拟。
如果测量结果与实际值存在明显的偏差，那么说明测量系统存在偏倚，需要进行校准或调整。
步骤四：评估测量系统的精确度和重复性测量系统的精确度是指测量结果与真实值的接近程度，而测量系统的重复性是指重复测量同一个样本时，测量结果的一致性。
评估测量系统的精确度和重复性可以使用重复测量同一样本的方法来进行。
通过分析测量结果的差异，可以评估测量系统的精确度和重复性水平。
步骤五：评估测量系统的线性度和准确度测量系统的线性度是指测量结果是否与被测量特征的实际变化成比例关系。
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1.什么是MSA
1.1 测量系统：指被测试特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合，是用来获得测量结果的整个过程。
1.2 量具：指任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格或不合格的装置。
1.3 测量系统的分辨率：测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力（也称为分辨力）。
特别提醒：单独一个测量仪器不是测量系统，如一把卡尺、一台电子称等。
2.测量系统的作用
2.1 评估测量系统误差的大小，是否能被客户接受。
2.2 评估测量系统的稳定性，随着时间的推移，变异是否受控。
2.3 评估测量系统的偏倚值是否能被客户接受。
2.4 评估几种不同测量系统的优劣。
通过MSA评估，找到测量系统改善的着力点，确定是进行人员培训，还是调整测量方法或调整仪器。
第一份X-R图显示过程正常，分辨力0.001，第二份X-R图显示过程不正常，分辨力0.01。
虽然这是针对同一制程，但是为什么会有这么大的差异呢？从以上数据来看，第二份控制图的测量系统分辨力太低，导致虚发报警。
因此可以推断出，做SPC的前提是MSA必须合格，虚发报警导致成本过高。
3.MSA评估的仪器和责任人员
3.1 测量系统一般由仪校人员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价值。
3.2 MSA分析的范围来自控制计划所有的测量系统，包括计量性、计数性。
3.3 破坏性的测量系统现在一般不做分析，除非客户有特殊要求，如盐雾试验测量系统。
特别提醒：MSA分析的包括控制计划中所有测量系统，而不仅仅是测量特殊特性的测量系统。
4.MSA专业术语解释
4.1 准确度（Accuracy）
准确度或称偏移（BIAS），是指测量值与相对真值之间的差异。
真值是使用更精密的仪器找到的相对真值。
准确度值也称为偏倚值，一般说来要求其越小越好。
在MSA中，一般分析偏倚值和稳定性值4.2 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。
精密度不高的原因也有以下几种情况：首先，不同的人测量的结果不一样；其次，同一人同一仪器测量结果也不一样。
像这样不确定性的因素很多，因此，客户承担的分险也很大。
4.3 分辨率（亦称分辨力、可读性、分辨率）
最小读数的单位、测量分辨率、刻度限度或探测度的分辨力更小。
4.4 敏感度
敏感度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信号的最小输入。
它是测量系统对被测特性变化的回应。
在敏感度越小情况下，稍有变动，测量的数值便会变化，数值的记录就会变得不那么容易，相反，敏感度太大，设备的准确度就会差，测量结果则易被人怀疑。
4.4 重复性变差
相同的人、相同的仪器重复测量多次同一产品同一特性，因测量结果不一样而导致的误差，就是重复性变差。
参见图3-4。
比如，3.41cm 这个尺寸，A员工第一次测量为3.41cm，第二次测量为3.43cm，重复性误差为0.02cm。
4.5 再现性变差
不同的人用同一种仪器重复测量多次同一产品同一个特性，因测量结果不一样而导致的误差，就是再现性变差。
参见图3-5。
比如，3.41cm 这个尺寸，A员工的测量结果为3.42cm,B员工的测量结果为
3.41cm,A员工与B员工的再现性变差为0.01cm，这种变差能否接受要看GRR%。
4.6 偏倚变差
测量值与相对真值之间的差异。
如图3-2所示。
偏倚变差允许出现，但超过规范就不能接受。
4.7 稳定性变差
随着时间的推移，偏倚变差的波动。
如果随着时间推移偏倚值越大，稳定性差不可接受。
4.8 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。
如果存在线性变差，基准值越大，偏倚越大，这种程度的线性变差就不可接受。
5.如何运用MSA帮助企业改善品质
5.1 新项目导入时，在试产前必须对测量系统进行MSA分析，评估测量误差是否在可控范围之内，以防止不必要的过程调整，以免在该调整环节失去最佳调整机会。
5.2 每年定期对测量系统的使用频率、客户对产品的要求、测量系统的稳定性进行MSA分析，评估测量系统的误差是否可控，以提高客户对本公司产品的信心。
5.3 专案改善时，需要首先评估测量系统的稳定性、可靠性，这样才能更加准确地评估品质是否有真正改善。
如果测量系统误差太大，那么可能会导致有改善的地方测量不出来，同时也会打击员工的积极性。
6.MSA与其他质量管理工具的关系
6.1 MSA是SPC的基础，没有合格的MSA,SPC分析便没有任何意义。
6.2 MSA是PPAP等级3提交的基础内容之一。
6.3 MSA是APQP的第三阶段、第四阶段和第五阶段的基础内容，具体来说，第三阶段要做MSA计划，第四阶段要做MSA分析，第五阶段（量产）要定期MSA分析。