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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
I
SO10012-2
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，
M
initab
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。这个定义由
C
．
< br>Eisenhart
首次给出。赋值
过程定义为测量过程
，而赋予的值定义为测量值。
从测量的定义可以看出，除了具体事物外，参于测量过程还应有量具、
< br>使用量具的合格操作者和规定的操作程序，以及一些必要的设备和
软件
，
再把它们组合起来完成赋值的功能，获得测量数据。这样的测量过程可以
看作为一个数据制造过程，它产生的数据就是该过程的输出。这样的测量
过程又称为测量系统。它的完整叙述是：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、夹具、软件、人员、环境和假设的集合，
用来获得测量结果的
整个过程称为测量过程或测量系统。
众所周知，
在影响产品质量特征值变
异的六个基本质量因素
(
人、
机器、<
/p>
材料、操作方法、测量和环境
)
中，测量
是其中之一。与其它五种基本质量
因素所不同的是，测量因素对工序质量特征值的影响独
立于五种基本质量
因素综合作用的工序加工过程，这就使得单独对测量系统的研究成为可
能。
而正确的测量，永远是质量改进的第一步。如果没有科学的测量系统评价
方法，缺少对测量系统的有效控制，质量改进就失去了基本的前提。为此，
进行测量系统分析就成了企业实现连续质量改进的必经之路。
近年来，测量系统分析已逐渐成为
企业质量改进中的一项重要工作，
企业界和学术界都对测量系统分析给予了足够的重视。
测量系统分析也已
成为美国三大汽车公司质量体系
QS9000
的要素之一，是
6
σ
< br>质量计划的一
项重要内容。目前，以通用电气
(GE)<
/p>
为代表的
6
σ
连
续质量改进计划模式
即为：确认
(Define)
、测量
(Measure)
、分析
< br>(Analyze)
、改进
(Improve)
和
控制
(Control)
，简称
DMAIC
。
从统计质量管理的角度来看，测量
系统分析实质上属于变异分析的范
畴，即分析测量系统所带来的变异相对于工序过程总变
异的大小，以确保
工序过程的主要变异源于工序过程本身，而非测量系统，并且测量系统
能
力可以满足工序要求。测量系统分析，针对的是整个测量系统的稳定性和
准确性，它需要分析测量系统的位置变差、宽度变差。在位置变差中包括
测量
系统的偏倚、稳定性和线性。在宽度变差中包括测量系统的重复性、
再现性。
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
给出具体的测量数值的为计量型测量
系统；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
偏倚
(Bias)
、稳定性
(Stab
ility)
、线性
(Linearity)
< br>、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。
“计数型”测量系统分析通常利用假设检验分析法来进行判定。
MSA
之统计特性
1.
测量
系统必须处于统计控制中，这意味着测量系统中的变差只能是
由于普通原因而不是由于特
殊原因造成的。这可称为统计稳定性。
2.
测量系统的变差必须比制造过程
的变差小。
3.
变差应小于公差带。
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