3.2- 一文读懂MSA 测量系统分析（基础篇）.docxVIP

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。 简单地说测量系统分析就是“对测量系统所作的分析“。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“。 ① 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）。 ② 再看什么是“分析”？ 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。 MSA要回答的问题是：我们测量出来的数据在多大程度上代表了真实的数据？尽管我们永远不能确保测量出绝对准确的数据，但如果采集的数据偏差过大，那么这些数据就没有分析意义，可见MSA是非常关键的。 02 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。 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。 03 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，包括笔者。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。 弄清楚了这些指标，ＭＳＡ方法论也就清晰可见了。 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。 理解举例：你去金店买黄金饰品的时候，同一个营业员对你看上的金饰用相同的量具3次称重，你发现3次测量结果波动很大，这就是重复性不好。 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。 理解举例：接上面的例子，这时另外一个营业员过来用同样的工具、方法对同样的金饰称3次，发现和第一个人测量的平均值比，此人的测量平均值差异也很大，那么就是说的再现性的问题。 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。 理解举例：金饰的真值假设为50g,而今天你测量10次得到平均值为45g, 那么5g的差异就是偏差。 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