测量系统分析范文

测量系统分析范文

一、什么是“测量系统分析”?

什么是测量系统分析?也许我们不能解释得很清楚，但其实每个人在

我们初中化学课上都已经研实践了:读取试管中溶液量的时，为确保读取

值的准确度我们需要让视线与页面平直，这是一个简单的测量系统分析的

问题。

我想这么解释恐怕很难被接受，所以，为了理解MSA的含义，我们可

以把它分解成两个部分，一个是“测量系统“，一个是“分析“。

先看什么是测量系统?

我们知道测量就是一个对被测特性赋值的过程，测量系统其实就是这

个赋值过程涉及到的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境等要素的集合。系统中各个要素对测量结果的影响可能是独立的，也

可能是相互影响的(交互作用)。

其实，如果要较个真，我们可以说测量系统分析的根本对象不是测量

系统，更不是零件，而是测量系统输出的变差。所以也有用测量变差分析Measurement Variation Staudy(MVS)替代测量系统分析MSA的。不管叫

什么名头，这里的“分析”都代表了一系列的分析方法，关于具体方法，

下文将介绍。

二、测量系统分析的目的

理解了测量系统分析的含义，就不难清楚MSA的目的:MSA的目的就

是通过对测量系统输出变差的分析，判断测量系统是不是可接受的，如果

不可接受，进而采取相应的对策。需要注意的是，世界上没有绝对完美的测量系统，因此测量系统误差可以减少但不能绝对消除。

补充一句:在质量领域我们把变差视为头号大敌，认为变差小是一种美。

三、MSA方法论

MSA涉及多种方法，每一种都跟统计有关。对大多数人来说，这些方法往往难以被记住，包括一鸣。为了便于理解记忆，我们先对“变差”进行“剥洋葱”，即进行解构，看看哪些指标可用于表征测量系统的测量变差。

解构第一层:

测量观察到的总变差(Observed Variation)=零件间变差(Unit-to-unit variation)+ 测量系统误差(Measurement system Error)其中零件间变差是指不同零件间客观存在的真实差异，由零件本身决定;测量系统误差就是我们MSA的对象，即由测量系统能力决定的测量偏差。

解构第二层:

测量系统误差(Measurement system Error)=精确度(precision) + 准确度(Accuracy)

精确度研究的是测量变差的波动范围，没有考虑与真值的差异;准确度研究的是测量变差离真值(或参考值)的差异。

解构第三层:

1)精确度(precision)=重复性Repeatability + 再现性Reproducibility

2)准确度(Accuracy)=偏倚Bias+稳定性Stability+线性Linearity

OK，MSA的研究变差的指标其实就是上面等号右边的这5个，所以MSA方法论包括了:

1、重复性研究 Repeatability Study

同一个人，用同样的设备/方法/设置，在相同的环境，测量同一个产品多次所观察到的变差;主要研究设备导致的误差。

2、再现性研究 Reproducibility study

不同的人，用同样的设备/方法/设置，在相同的环境，测量同一个产品所观察到的变差;主要研究人导致的误差。

3、偏倚研究Bias Study

观测到的均值和基准值(参考值)之间的差异。

4、稳定性研究 Stability Study

在不同时间区间测量时得到的偏倚大小的情况，好的稳定性意味着什么时候测量偏倚都差不多。

理解举例:接着上面偏倚的例子，一个月后，用同样的量具测那个真值50g的饰品10次，得到平均值40g,比一个月前少了10g，这说明稳定性很不好啊。

5、线性研究 Linearity Study

如测量结果随量程的变化始终保持很小的Bias，那么测量系统的Linearity就好。

理解举例:还是上面那个量具，第一次测量真值50g的金饰偏差假比为0.5g,第二次测量真值200g金饰得到的偏差为5g.也就是说随着量程变大，变差也越来越大，这个系统的线性非常糟糕。

四、MSA之前提，不可忽视的分辨率

足够的分辨率Resolution是进行MSA的前提。

分辨率即测量装置的敏感度(最小刻度)，分辨率高时被测对象的微小变差都可以被测出，分辨率低则不然;举例，用最小单位分别为1分米和1厘米的软尺来测量人的高度，哪个误差更小不言而喻了吧。选取测量装置分辨率是的一个经验法则(Rule of thumb)是:装置的分辨率即最小刻度值至少为被测特性的尺寸规范(specification)或者过程变差(6个过程标准差宽度)的十分之一、一般来说分辨率由测量设备/装置自身决定，与人的操作和环境无关系。

五、小结

综上，一个完整的MSA过程逻辑上及理论上，应该遵循如下步骤:分辨率-〉准确度(偏移、线性、稳定性)-〉精确度(重复性、再现性)。

六、什么时候做测量系统分析

1.测量系统有变动（仪器、产品、人员、方法、环境）

2.流程能力不足

3.工艺变动、新仪器

4.测量仪器直接的比较

5.客户及第三方审核的要求

七、测量系统的输入与输出