導(dǎo)讀：從遠古的以貨易貨，到用“錢物”購買貨物，是測量工具的發(fā)展起到了很重要的作用。其實說到測量工具，所有的事情只有通過測量才會出現(xiàn)優(yōu)劣、貧富、好壞、長短、高矮、美丑、胖瘦、大小、重輕等等。只有通過測量，才可以能得出一個相對值，無論是“計量”還“計數(shù)”或者對標(biāo)行規(guī)、倫理、綱常、標(biāo)準(zhǔn)得出心理值，但這個測量結(jié)果（相對值）能否有代表性或被認(rèn)可，就需要評估從采取的測量系統(tǒng)的可靠性？測量系統(tǒng)如果不可靠，測量結(jié)果就失去了意義，可能會誤導(dǎo)判定！

可以看看，東北F4 的搞笑視頻，測量標(biāo)準(zhǔn)錯了，所以最后壞事了！點擊鏈接：宋小寶、小沈陽、趙四東北F4爆笑打麻將，笑到肚子疼_騰訊視頻

《史記·夏本紀(jì)》云：禹“左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩?！薄拜d四時以開九州，通九道，陂九澤，度九山。”都是說一切均以勘測為主，用準(zhǔn)定平直，“繩”測長短，“規(guī)”畫圓，“矩”畫方。

在很遠古的時候，就開始采用測量工具來進行高度、深度、長度、距離、角度等方面測量。也掌握了基礎(chǔ)的測量可靠性保證方法：標(biāo)準(zhǔn)尺。

對于我們現(xiàn)在的質(zhì)量管理來說，要求質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達到了百萬分之多少（PPM 或 六個西格瑪）！因此，測量結(jié)果的可靠性或準(zhǔn)確性，對所關(guān)注的過程數(shù)據(jù)分析、處理，以及以此做出的決策有很重要的影響！所以，必須了解測量誤差由什么組成，有多大，如何確定，什么樣的測量誤差不可接受，能接受的誤差是多少？這些需要進行系統(tǒng)的分析！

測量系統(tǒng)是什么？
就是指與測量有關(guān)的人、測量儀器/工具、軟/硬件、測量對象、測量方法和環(huán)境的總稱。

MSA即測量系統(tǒng)分析：
是指：使用數(shù)理統(tǒng)計和圖表的方法對測量系統(tǒng)的誤差進行分析，以評估測量系統(tǒng)對于被測量的參數(shù)來說是否合適，并確定測量系統(tǒng)誤差的主要成分。
注意：進行測量系統(tǒng)分析時，默認(rèn)測量時采取的手法或方法是一致的！即使有誤差也不會對測量結(jié)果造成重要影響！

為什么要進行MSA測量系統(tǒng)分析？

– – – 1. 確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性/質(zhì)量，使用測量系統(tǒng)分析（MSA）方法對獲得測量數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)進行評估；

– – – 2. 確保使用了合適的數(shù)據(jù)分析方法，如使用SPC工具、試驗設(shè)計、方差分析、回歸分析等。

– – – 3.測量儀器是否具有足夠的分辨率

搞懂 MSA測量系統(tǒng)分析的五個特性：如果需要搞懂測量系統(tǒng)分析，關(guān)鍵搞懂這四個特性！

– – – 1. 準(zhǔn)確性：同一測量儀器同一測量人員同一樣品，重復(fù)測量無限次，確定測量值的平均值與“真值”之間存在的差異（也就是偏倚 Bias）。事實上“真值”是不存在的，只能依賴于“標(biāo)準(zhǔn)塊或標(biāo)準(zhǔn)尺或砝碼等”。具體到某一個產(chǎn)品的真值是很難獲取的，即使得到了也是一個相對的真值！所以準(zhǔn)確度的評估，不是通過產(chǎn)品測量來評估的！而是通過檢定來評估的！.如測量設(shè)備檢定作業(yè)！所以可以查看《檢定報告》中就會有！

– – – 2.精密度：就是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差和人的個體誤差。包括重復(fù)性和再現(xiàn)性。
– – – 2.1 重復(fù)性：同一測量人員同一測量儀器測量同一測量對象時存在的差異。也就是人機料不變的情況下，分析整個測量系統(tǒng)的內(nèi)在誤差，其中決定性影響的還是“設(shè)備系統(tǒng)性誤差”。一般用 σrpt 來表示。

– – – 2.2 再現(xiàn)性：由不同測量人員用同一測量儀器測量同一測量對象時存在的差異。主要體現(xiàn)在“不同測量人員”而且由于測量工作量大，也會出現(xiàn)“測量環(huán)境的波動”?？偟脕碚f，再現(xiàn)性一般是指人操作的導(dǎo)致的誤差！一般用σrpd 來表示。

– – – 3.穩(wěn)定性：用同一測量儀器同一測量人員在不同的時間測量同一測量對象時存在差異。主要體現(xiàn)設(shè)備在環(huán)境不同（在允許的工作環(huán)境范圍內(nèi)）時的表現(xiàn)。

– – – 4.線性：用于衡量測量系統(tǒng)在不同的測量范圍的測量值與測量對象真值的差異大小！

– – – 5.分辨率：就是測量儀器能夠讀取（準(zhǔn)確讀取的，不是估計的）的最小測量單位！一般要求測量儀器的分辨率小于或等于被測對象規(guī)格公差的十分之一（規(guī)格上限 -規(guī)格下限）/10

總的來說：準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、線性、分辨率等是測量儀器性能體現(xiàn)。這四項在測量系統(tǒng)分析時集中體現(xiàn)或反映在“重復(fù)性”！再現(xiàn)性反映的是與操作有關(guān)的誤差。如下圖

MSA 測量系統(tǒng)分析如何做？五步法

一、確認(rèn)測量數(shù)據(jù)類別：數(shù)據(jù)一般分為兩類，連續(xù)性數(shù)據(jù) 和離散性數(shù)據(jù)。
連續(xù)性數(shù)據(jù)就是可以用一個衡量工具（有數(shù)據(jù)體現(xiàn)）來衡量標(biāo)記描述的數(shù)據(jù)。如長度、質(zhì)量、時間、高度、溫度等。計量型數(shù)據(jù)，基本上可以歸入此類！
離散性數(shù)據(jù)就是不能用衡量工具來衡量標(biāo)記描述的數(shù)據(jù)。如合格、不合格、通、止等。計數(shù)型數(shù)據(jù)，基本上可歸入此類！

– – – 1.1 MSA 測量系統(tǒng)分析方法的選擇：

– – – 1.2 各類分析方法的特點和用途：

二、確定誤差來源：

三、選擇樣本：(從此步驟開始，用 EXCEL 開始進行案例舉例分析）
– – – 3.1 連續(xù)性數(shù)據(jù)的樣本選擇要求：需要能夠代表整個過程范圍的樣本，即需要選擇規(guī)格內(nèi)的 和 規(guī)格外的。兩者都要兼顧！
– – – 3.2 離散性數(shù)據(jù)的樣本選擇要求：需要選擇規(guī)格內(nèi)、規(guī)格外、接近規(guī)格界限(限度邊緣）等三種樣本。
考慮到常用的一般是連續(xù)數(shù)據(jù)，所以我們參照案例以“連續(xù)數(shù)據(jù)為例”！

四、收集數(shù)據(jù)：即對選定的樣本進行測量。
– – – 4.1 在測量前確認(rèn)以下事項：
– – – – 確認(rèn)測量儀器經(jīng)過校準(zhǔn)，以保證其準(zhǔn)確性和線性在規(guī)定范圍。
– – – – 確保使用足夠的分辨率的儀器進行測量。如被測量對象的規(guī)格范圍為0.01mm,則需選用分辨率為0.001mm的測量儀器進行測量

– – – 4.2 測量時注意事項：
– – – – 不能挑選測量員，也不能在測量前做專門的培訓(xùn)；盡可能按照現(xiàn)實作業(yè)操作。
– – – – 每個測量人員以隨機順序測量各樣本，以保證在測量時不相互參照他人或自己以前的測量結(jié)果。
– – – – 記錄所有原始測量數(shù)據(jù)。參照如下表格：

制表的注意事項說明：1.建議將分辨率在表中注明；2. Xp 是指 9次測量的平均值；3.Rp 是指 10個Xp 數(shù)據(jù)的極差值。

即使最后可能選擇軟件 MINTAB 進行分析，之前用“上表”打印出來，用于收集數(shù)據(jù)也可以！

五、對測量數(shù)據(jù)進行分析：
– – – 5.1 如果采用上面的表格采用人工計算的方式進行 MSA測量系統(tǒng)方式，如上表可以用于均值極差法。人工計算的方式，建議采用預(yù)設(shè)公式的方式，實現(xiàn)自動計算得出結(jié)果！

如上圖，只要設(shè)定好公式，數(shù)據(jù)就可以自動計算出來。設(shè)定公式中有幾個特殊的地方：1.開平方根的函數(shù)是：SQRT(數(shù)據(jù)）；2. 平方的函數(shù)是：在鍵盤上（一般在 數(shù)字6鍵上）︿，如果是 A 數(shù)據(jù) 2次方，就如是表示：A^2 ,如果是 3次方，就是 A^3; 3. 最燒頭的是：K1 K2 K3，每個的公式都是：5.15/d2 但在表中的每個 d2 的值都不一樣。（在剛接觸MSA 時，用了整整兩天才讓自己真正搞明白，至今記憶猶新?。┈F(xiàn)在看了下面 2張表，就可以有很清晰的理解：有福了呀！以下中的案例是以上表格式為例（10個部品3個測量員每部品每人測量3次）

– – – – MSA 測量系統(tǒng)分析輸出數(shù)據(jù)評價：（大家注意在EXCEL 表格中判定，只有兩項，實際是應(yīng)該設(shè)置 3項）%EV 代表 測量工具誤差；%AV 代表測量人員誤差；%R&R 代表測量系統(tǒng)誤差。%R&R 評價標(biāo)準(zhǔn):新版標(biāo)準(zhǔn)一般采用小于 30%為可接受

– – – 5.2 如果采用MINTAB 中的均值極差分析法進行測量系統(tǒng)分析
– – – – 在MINTAB中輸入數(shù)據(jù)，按下圖格式輸入，注意必須輸完一個人的所有數(shù)據(jù)，再輸另一個人的，每個人的測量總次數(shù)必須一致，每個部品被測次數(shù)也必須一致。

– – – – 在MINTAB 下拉菜單中找到：Stat — Quality tool — Gage Study — Gage R&R Study(Crossed) 出現(xiàn)一個對話框，在對話框中點擊“Gage Info”,在“Gage Info”對話框中依次輸入：測量工具名、測量系統(tǒng)分析時間、測量系統(tǒng)分析部門或人員、量具公差。（注意可能有五個輸入框，只要輸入前面四個就可以?。c擊“OK” 回到“Gage R&R Study(Crossed)”對話框。在對話框中點擊“Options”,在對話框中輸入：測量特性的規(guī)格（規(guī)格中心）、公差帶（規(guī)格上限 -規(guī)格下限）。點擊“OK”,回到“Gage R&R Study(Crossed)”對話框。再次對話框中選擇“Xbar and R”,然后點擊“OK”.就會輸出 分析結(jié)果。

– – – – MINTAB 輸出數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)則：

– – – – – 1. 如給定公差，則優(yōu)先看 %TOLERANCE （&公差：規(guī)格接受成果）,它就是 %R&R ，必須少于30%
– – – – – 2. 如沒給定公差，則優(yōu)先看%CONTRIBTION （&研究散布：工程改善成果），它就是%R&R，必須少于30%！
– – – – – 3 再看“明顯的分類數(shù)”，必須不小于 5！

– – – – – 4. 先看上圖中 Xbar Chart buy Operator 圖：是否有超出控制限的外面,而且必須有許多點。如果沒有超限點, 說明沒能獲得生產(chǎn)中覆蓋正常范圍（包括限度值和超界限的）的樣本。如果只有個別點或很少點在控制界限外，說明偏差可能來自測量系統(tǒng)，反之，則是來自部品自身的偏差！

– – – – – 5. 再看上圖中 R Chart buy Operator 圖: 控制界限內(nèi)必須不小于 5個R水平且不存在以下情況，則需要采取措施解決：
– – – 在控制限內(nèi)有少于5個的明顯水平；
– – – 或有：5 個或更多的R水平，但多于1/4的值為0 ；
– – – R-圖顯示非受控情況，重復(fù)性可疑；
– – – 如果一個操作者的范圍非受控，而其他操作者受控，那么方法可疑;
– – – 如果所有的操作者的范圍都非受控，那么系統(tǒng)對操作者方法敏感。

– – – – – 6.看上圖中 Operator * Sample Interaction 圖: 將每個操作者按照部品別畫一條線分析是否存在如下問題： 顯著的交互作用由兩個操作者之間的交叉線來顯示！如果有，證明存在操作者 與部品交互作用，如果交互作用特別明顯，可能需要改用 方差分析法！原則上：所有的操作者，所有的部品都是平行線是正常狀態(tài)！

– – – – – 7.看上圖中Components of variation 圖: 數(shù)據(jù)圖表示 （測量儀器，人員，部品）,要求測量儀器 Gage R&R 部分越小越好，以使部品 – 部品部分(Part – to – Part)盡可能的大!

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