偏倚-线性-稳定性(测量系统分析)

MSA测量系统分析(稳定性偏倚线性)

区间
下限上限
测量值
124
0.5
59.9832
59.963 60.003
结果分析——计算法1：
偏倚接受准则： A、对测量重要特性的系统，偏倚%≤10%时可接受 B、对测量一般特性的系统，偏倚%≤30%时可接受； C、偏倚%>30%时，此测量仪器不可接受。结果分析——计算法2：
如果0落在偏倚的95%置信区间（下限，上限）内,过程小组可以假设测量偏倚在a＝0.05的水平上是可以接受的,同时假定实际使用不会导致附加变差源。
编号:LZ/QR 7.1-41-00-F0708010
量具编号
Gage type: >>>> 150mm/0.02mm
量具类型
Date: >>>> 2010/4/22
Concl us结i：论：
日期
■不可接受
X-Bar
σ重复
σb
偏倚 % Bias
d2=
59.9832 0.0461 0.0092 59.9832 21691.69% 2.3260
g d2* Sq.Rt.n 统计的t值 6σ过程变 t14,.975=
Measurement Systems Analysis Report (Bias) 测量系统分析报告（偏倚）
Date:
>>>> 2011/4/20
日期 Performed 操By作: 者
>>>>
Part No.:
>>racteristi 被c M测e参as数ured:
>>>> 60
25 2.326
6507.5057 0.2765 2.14479

测量系统分析

测量系统分析（MSA）
2010年2月
测量系统分析
简述分辨力和稳定性偏倚和线性
重复性和再现性
测量系统分析
简述现在普遍依据测量数据来决定是否调整制造过程，或确定在两个或更多变量之间是否存在重要关系。测量数据质量由在稳定条件下运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确定。表征数据质量最通用的统计特性是测量系统的偏倚和方差。所谓偏倚的特性，是指数据相对基准（标准）值的位置，而所谓方差的特性，是指数据的分布。
45.85
45.80 45.84
46.00
46.00 46.00
45.60
45.70 45.64
B
B B C C C
1
2 3 1 2 3
45.55
45.55 45.54 45.50 45.55 45.59
46.05
45.95 46.01 46.05 46.00 45.97
45.80
45.75 45.82 45.80 45.80 45.81
分辨力和稳定性
二、稳定性对于任何一个质量特性而言，具有稳定性指的是此种特性的分布不随时间而变，即它的平均值、标准差以及分布的形状等都不随时间而变。这里强调的是在时间变化条件下的特性，而不是 “标准差越大就越不稳定”。测量系统的稳定性是指测量系统的各个计量特性（主要是偏倚和精度）在时间范围内保持恒定的能力。
精确度分析 σ2MS=σ2RPD+σ2RPT，对σ2MS求平方根即为测量结果波动的标准差σMS，评价测量系统精确度的两项重要指标是：%GageR&R和%P/T 由于重复性和再现性两个英文字皆以R开头，所以习惯上用R&R表示精度，即R&R=6σMS。评估指标 %GageR&R是测量系统波动占过程整体波动的百分比，其数学定义公式为： %GageR&R= R&R/TV=6σMS/6σTotal=σMS/σTotal 另一个评估指标%P/T则是指测量系统精度占公差的百分比，其数学定义公式为： %P/T=R&R/Tolerance=6σMS/USL-LSL

简单明了的MSA(测量系统分析)方法

MSA（MeasurementSystemAnalysis）使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。

以事实和数据驱动管理，而数据是测量的结果，因此在开展统计分析时，要特别强调数据本省的质量和相应的测量系统分析。

测量：是指对具体事物赋予数值，以表示它们与特定特性之间的关系。

在这个过程中，由人员、仪器或量具、测量对象、操作方法和环境构成的整体就是测量系统。

所谓测量系统分析，是指运用统计学的方法对测量系统进行评估，在合适的特性位置测量正确的参数，了解影响测量结果的波动来源及分布，并确认测量系统是否符合工程需求。

任何实测数据的波动都可以看作过程的波动和测量系统的波动之和，即σ2总=σ2过程+σ2测量系统六个常见的测量系统评估项目稳定性、偏倚、线性、分辨率、重复性和再现性。

其中偏倚是测量系统准确度的度量。

01偏倚Bias测量观察平均值与该零部件采用精密仪器测量的标准平均值的差值02线性表征量具预期工作范围内偏倚值的差别03稳定性表征测量系统对于给定的零部件或标准件随时间变化系统偏倚中的总偏差量，与通常意义上的统计稳定性是有区别的04重复性指同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值（数据）的偏差05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偏差通常，前三种指标用于评价测量系统的准确性，后两种指标用于评价测量系统的精确性。

测量系统的准确性可以通过对设备的校准等对测量系统进行维护、监控，也就是说，通过对测量系统的分辨率、偏倚、线性和稳定性进行分析后进行校准后可以解决其准确性问题。

工程上通常用测量系统的精确性也就是其重复性和再现性来研究其统计特性，就是通常所说的“GR&R研究”。

测量系统分析流程及方法测量系统分析是一项重要的系统工程。

MSA测量系统五性说明

MSA测量系统分析方法
1、合格的检具
分析的前 2、盲测
提
3、分辨率（力）符合（是公差范围的1/10）
结合风险和成本，例如700＋0.125，宁可缩小公差也不能上三座标。
分析方法
稳定性
偏倚
分析内容检具在环境中的误差
多次测量的均值与基准值之间的误差是否可接受
1、同一把检具或检测设备。 1、同一把检具或检测设备。
1、y＝0的线段如果在y＝ax＋b直线的置信区间 b、GR&R大于等于10％，小于等于30％
之内，该测量系统的线性可接受，否则不可接受时，由项目小组（APQP）协商确定；
。
c、GR&R大于30％时，不可接受。
2、可接受继续进行分析第6步，计算绝对的t 2、ndc（代表分辨的能力）大于等于5
值，是否小于被查的数值。小于线性可接受。时，可接受，否则不可接受。零件变差
判断准则统稳定性可以接受，否则不于零，高值大于等于零，该检具的
可以接受。Biblioteka 偏倚可接受，否则不可接受。
3、以上1和2同时成立，才可接受
。主要看“t”值，关注附录C标准
第210页。
综述对于一般的计量型检具：测量系统分析时：稳定性要分析，重复性和再现性要做，对于偏倚和
MSA测量系统分析方法
不能上三座标。
2、让测量人用被分析的检具测量 15次以上
析，描好点，做好图线即 3、计算每次测量的偏倚值（测量
可，不用分析。
值－基准值）
4、根据偏倚值或测量值做直方图
1、直方图如果成正态分布，该测
量系统的偏倚可接受，否则不可接
受。
2、如果可接受，计算偏倚的高值
当X-R图无异常时，该测量系和低值，分别有公式：低值小于等

MSA测量系统(稳定性,偏移和线性研究)分析结果汇报

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(偏倚、线性、稳定性、GAA)

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。

(整理)MSA测量系统(稳定性、偏移和线性研究)分析报告

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。

MSA测量系统(稳定性、偏移和线性研究)分析报告

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。

测量系统分析(MSA)

%Tolerance
(SV/Toler) 30.91 20.51 23.12 0.00 23.12 118.79 122.74
各因素对变差的贡献度
൑ 10%，测量系统能力很好 ൑ 30%，测量系统处于临界
>10，良好 5~9 ，尚可
Number of Distinct Categories = 5
重复性&再现性(G&RR)
15
线性(Linearity)
什么是线性
在其量程范围内，偏倚是基准值的线性函数.
真值 1
观测值1
倾斜小
••••••
真值 2
观测值2
倾斜大
测定的下限范围
测定的上限范围
16
线性(Linearity)
线性案例
由一个测量员用同一台千分尺对长度分别为10mm, 20mm, 50mm, 100mm的块规各进行5次测量，测量的基准值及偏倚如下：
控
Gage R&R (ANOVA) for 膜厚值
Gage name:
膜厚仪
Date of study: 2019/8/5
Reported by: QA Tolerance: Misc:
Components of Variation
Percent10500 0
Gage R&R
Repeat
Reprod Part-to-Part
G&RR 练习
A组：选取10件bar-pin,用游标卡尺对标注厚度进行2个测量者，每件2次的G&RR分析.
B组：选取10件Bushing,用游标卡尺对标注外径进行2个测量者，每件2次的G&RR分析.
计数型测量系统分析

测量系统分析MSA(偏倚、线性、稳定性、GAA)待修改

X CL ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### #####
R CL ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### #####
判定基準
nr≧90% 表示量測系統是好的。 nr＜60% 表示量測系統是不合格的。 n60%≦r＜90% 表示量測系統是合格但需限制用途。
測定次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 參考值測 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009
量具或量測系統的
量具或系統的量測
量具或系統的應用
定義：當量測是屬非破壞性檢測時，我們可用3.1~3.5 MSA方法或其它統計方法加以研究量測系統的變異，然而對破壞性檢測而言，因無法對相同零件做重覆檢測，因此需要使用其它方法。本文所介紹方法來自“1990 polymers, Lamination & Coating Conference USA”。在評估量測過程，我們所關心的兩件事是：量測本身變異及產品的變異。當檢測是屬破壞性時，想要完全獨立得到此兩種變異是不可能的，然而藉著小心與客觀的選擇樣本，使產品間變異降到最低，即可得到量測過程變異，並據以評斷量測系統的好壞。分析方法： 1. 使用相同檢驗員、相同量測方法及相同量測儀器進行破壞性量測系統分析。 2. 取得樣本,樣本儘可能是均質性,例如量測每批製程中SPC量測平均值，以及最終產品量測值。 3. 製作全距圖R 4. 計算（量測過程變異/誤差） 5. 製作移動全距圖 6. 計算（產品測量變異/誤差）抽取10個同一規格的零件上製備3個相同測試試片(需小心使試片間變異小)，任意選取？個操作員使用量具測量這共30個零件，得到的數據透過全距管、移動全距圖、並計算相關係數後判定。

测量系统分析

4
8
执行MINITAB菜单下的“统计>质量工具>量具研究>量具线性和偏倚研究”
武汉工程职业技术学院
10
5.4.3 测量系统的偏倚、线性和稳定性
1.测量系统的偏倚参考值的主要来源：多个准确测量设备所得重复测量值的平均值、专业团队认可的值、当事方达成一致的值或法律规定的值。例：（蓝书P346）一家公司的质检部门新购买一台测厚仪，在正式使用之前，需要对此测量系统进行评估。根据实际需要的量程范围，挑选了5个具有代表性的标准部件，然后由质检员以随机方式对每个部件测量6次。假设已知过程总波动PV（即6倍的过程标准差）为 12。试分析其偏倚和线性。（数据文件：QT_MSA偏倚与线性.MTW ）。
武汉工程职业技术学院
11
5.4.3 测量系统的偏倚、线性和稳定性
通常用线性度衡量某个量程的偏倚的总体变化程度。其量纲与Y量纲相同。
Linearity = b × PV
代表过程总波动范围内测量值偏倚的波动范围。线性度也可以用百分比的形式表示：
%Linearity = (Lineartiy) / PV ) ×100 =| b | ×100
武汉工程职业技术学院
2
5.4 测量系统分析
准确且精确：偏倚小，波动小精确但不准确：偏倚大，波动小
准确但不精确：偏倚小，波动大不精确且不准确：偏倚大，波动大
武汉工程职业技术学院
3
5.4.2 测量系统分辨力
测量系统的分辨力是指测量系统识别并显示被测量最微小变化的能力。分辨力往往可通过仪器仪表上的最小刻度来反映。对于连续型数据，一般称测量结果的最小间距Unit为分辨力。测量系统分辨力最起码的要求应当使Unit同时不大于过程总波动PV （6倍过程标准差）的1/10和公差限（USL-LSL）的1/10。

六西格玛管理测量的计量型数据和计数型数据

六西格玛管理测量的计量型数据和计数型数据
六西格玛测量M(Measurement)，是通过测量发现问题出在哪里，对测量系统进行分析，确定评价的标准是否有问题、是合格还是不合格，以确定评价问题的真实性。

数据有两种类型:计量型数据和计数型数据。

计量型数据，又叫连续型数据，它们都是有计量单位的量。

计数型数据，又叫离散型数据，它们都是非计量单位的量计量型测量系统分析计量型，测量系统分析是对输出结果是连续型数据的分析。

1、偏倚(Bias)
偏倚是指测量结果的观测平均值与基准值的差值。

基准值又叫标准值，可通过更高级别的测量设备进行多次测量，取其平均值来确定。

2、稳定性(Stability)
稳定性是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，即偏倚随时间的增量。

3、线性(linearity)
线性是指量具在预期的工作量程内偏倚值的差值。

4、重复性(Repeatability)
重复性是指一个评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值的变差。

5、再现性(Reproducibility)
再现性是指不同的评价人，采用同一个测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。

6、分辨率
测量系统的分辨率是考虑测量系统数据的等级大小，分辨率过低，测量系统的分析不准确。

7、测量系统分析方法选择流程
测量系统分析一般可分为计量型和计数型两种方法，以及破坏型测量系统分析。

其中计量型测量系统分析又可分为方差分析法、平均值和极差分析法、零件内偏差分析法、简略法和即时法。

文章来源：/liuxigemaguanli/710.html。

测量系统分析(思维导图)

对测量系统要求
最差变差必须比上述两者较小者小
确定指标
选择2-3个测量员
取10个零件，编号1-10itab制作量具R&R研究工作表，即测量顺序表
测量，录入数据，并计算结果人，选2-4人；若只有1人或不用人，即忽略再现性影响
计量型
最佳样本数应满足，样本数*人数＞15
如＜15，则测试次数=3 如＜8，则测试次数=3到4 如＜5，则测试次数=4到5 如＜4，则测试次数=6到8
测量平均值与真值距离
概念
操作员偏倚仪器偏倚
偏倚影响
获得基准值
同一人对同一零件测量，取读数均值偏倚=读数均值-基准值
计算步骤
偏倚%=偏倚/过程变差（公差）*100%
某段时间内，MS测量同一零件的单一特性时的测量总变差
偏移随时间的变化
偏倚改变、多个且独立的偏倚间的相互关系
X轴为基准值，Y轴为观测值
选取10pcs零件，获得基准值
是否具备时间变化的统计稳定性
是否在期望极差内具备统计特性的一致性，且为过程分析和过程控制所接受
分辨力
概念作用
系统可测得的小数点位置
一般为产品规格或流程变异宽度的1/10
了解MS能力，以提供过程变差的信息
当MS不能探测过程变差，不宜MSA
举例，曲轴外径波动在0.01mm以内，采用0.01或0.005的分辨率不合适；即不应用游标卡尺，而应用千分尺
操作员数量与样本数
Kappa，测量系统比随机性好多少
与整体一致的% 评价者自身一致性的%，重复性评价者之间一致性的%，再现性
一致性分析
属性MSA目标
与已知标准的一致性，准确性
K=（P（observed）- P（chance））/(1-P(chance)) P(observed)=评价值一致同意的分类比率