一、什么是測量系統(tǒng)分析

測量系統(tǒng)分析(MSA)是指用統(tǒng)計學(xué)的方法來了解測量系統(tǒng)中的各個波動源，以及它們對測量結(jié)果的影響，最后給出該測量系統(tǒng)是否符合使用要求的明確判斷。測量系統(tǒng)必須具有良好的準(zhǔn)確性(Accuracy)和精確性(Precision)。它們通常由偏倚（Bias）和波動（Variation）等統(tǒng)計指標(biāo)來表征。

二、測量系統(tǒng)分析(MSA)的術(shù)語

偏倚（Bias）：對同一測量對象進(jìn)行多次測量的平均值與該測量對象的基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值之差。其中基準(zhǔn)值可通過更高級別的測量設(shè)備進(jìn)行若干次測量取其平均值來確定。

波動（Variation）：表示在相同的條件下進(jìn)行多次重復(fù)測量結(jié)果分布的分散程度，常用測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差或過程波動PV表示。這里的測量過程波動是指99%的測量結(jié)果所占區(qū)間的長度。

重復(fù)性（Repeatability）：同一個測量員使用同一量具對同一測量對象重復(fù)測量，測量結(jié)果的波動。

再現(xiàn)性（Reproducibility）：兩個或兩個以上的測量員對同一測量對象重復(fù)測量，測量結(jié)果的波動。

穩(wěn)定性（Stability）：同一個測量員使用同樣的量具對同一對象進(jìn)行重復(fù)測量，測量結(jié)果隨時間的波動。

線性（Linearity）：測量系統(tǒng)的線性(Linearity)是指在其量程范圍內(nèi)，偏倚是基準(zhǔn)值的線性函數(shù)。

分辨力（Discrimination）：測量系統(tǒng)識別并反映被測量最微小變化的能力。

精確性（Precision）：在相同條件下多次重復(fù)測量結(jié)果分布的分散程度。用“波動”表示。

準(zhǔn)確性（Accuracy）：多次測量結(jié)果的均值與被測對象的真值之間的偏差。用“偏倚”表示。

三、測量系統(tǒng)分析(MSA)的應(yīng)用目的

數(shù)據(jù)是測量的結(jié)果，而測量是給測量對象（實體或系統(tǒng))賦值的過程。這個過程的輸入有人（操作者）、機(jī)（量具和必要的設(shè)備和軟件）、料（實體或系統(tǒng)）、法（操作方法)、環(huán)（測量環(huán)境），這個過程的輸出就是測量結(jié)果。這個由人、量、具測量方法和測量對象構(gòu)成的過程的整體就是測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)是項目團(tuán)隊必須考慮的關(guān)鍵過程影響因素之一。事實上，許多過程輸出的問題是由測量系統(tǒng)造成的。因此，在開始測量并收集數(shù)據(jù)之前，必須要對測量系統(tǒng)做出評價，對測量系統(tǒng)的問題進(jìn)行分析和糾正，以保證測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

四、測量系統(tǒng)分析(MSA)的構(gòu)成與原理

（一）、連續(xù)型數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)分析

連續(xù)型數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)分析是通過試驗，將測量數(shù)據(jù)的波動分解為過程的波動與測量系統(tǒng)的波動兩個組成部分，通過比較各波動的大小從而判斷測量系統(tǒng)的波動是否能夠接受。假設(shè)取若干數(shù)量的軸，測量其加工長度，則測量數(shù)據(jù)的大小變化由兩個部分構(gòu)成：其一是由軸加工過程產(chǎn)生的長度變化，即過程波動；其二是測量過程中產(chǎn)生的測量偏差，即測量系統(tǒng)的波動。

對于測量波動的分析主要是從兩個方面來考慮：準(zhǔn)確性、精確性。準(zhǔn)確性是用多次測量結(jié)果的平均值與測量對象真值之間的差異來衡量。測量數(shù)據(jù)質(zhì)量高，既要要求偏倚小，又要求波動小。只要偏倚和波動中有一項大，就不能說測量數(shù)據(jù)質(zhì)量高。

對于測量系統(tǒng)準(zhǔn)確性的衡量主要有三個要素，即線性、偏倚和穩(wěn)定性；對于測量系統(tǒng)精確性的衡量主要有三個要素，即重復(fù)性、再現(xiàn)性和分辨力。

1.偏倚

2.線性

3.穩(wěn)定性

4.重復(fù)性

5.再現(xiàn)性

6.分辨力

(二)、非連續(xù)型數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)分析

對于非連續(xù)測量系統(tǒng)而言，一般是比較測量結(jié)果的一致性。其計算公式是

一致性比率=測量一致的次數(shù)/測量總次數(shù)

在具體進(jìn)行分析時對于一致性的計算主要從四個方面進(jìn)行：

1.同一操作者對同一部件重復(fù)測量的結(jié)果應(yīng)保持一致，這類似于連續(xù)型測量系統(tǒng)中的重復(fù)性分析；

2.同一操作者不僅對同一部件重復(fù)測量的結(jié)果應(yīng)保持一致，還要求與被測部件的真值（若真值已知）一致，這有些類似連續(xù)測量系統(tǒng)中的偏倚分析；

3.不同操作者對同一部件反復(fù)測量的結(jié)果應(yīng)保持已知，這類似于連續(xù)測量系統(tǒng)分析中的再現(xiàn)性分析；

4.不同操作者不僅對同一部件測量的結(jié)果要保持一致，而且要與該部件的真值（若真值已知）一致。

五、測量系統(tǒng)分析MSA的 步驟

第一步：識別用于判別流程輸出特性的測量系統(tǒng)是什么?選擇的測量恰當(dāng)嗎?

第二步：識別負(fù)責(zé)并完成該項測量的人員？

第三步：評價測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性(測量系統(tǒng)校準(zhǔn)）；

第四步：選擇做測量系統(tǒng)精確性(測量系統(tǒng)波動-重復(fù)性與再現(xiàn)性分析)的人員，制定收集數(shù)據(jù)計劃并完成收集數(shù)據(jù)的任務(wù)；

第五步：分析并解釋測量系統(tǒng)分析的結(jié)果；

第六步：當(dāng)測量系統(tǒng)分析表明，測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性或精確性是不可接受的，則測量系統(tǒng)是必須首先改進(jìn)的一個關(guān)鍵X。制定改進(jìn)措施，驗證改進(jìn)效果；

第七步：將測量系統(tǒng)的改進(jìn)措施標(biāo)準(zhǔn)化，并納入監(jiān)控系統(tǒng)。