測量系統(tǒng)分析（MSA）測量系統(tǒng)評定的通用概念—第一節(jié)背景引言需要對兩個重要的方面進行評定：1）驗證在適當(dāng)?shù)奶匦晕恢谜跍y量正確的變量，若適用，還要驗證夾緊和鎖緊。另外，還要識別與測量相互依賴的任何關(guān)鍵的環(huán)境因素。如果測量的是錯誤的變量，那么無論測量系統(tǒng)多么準(zhǔn)確或多么精密。僅是消耗資源而不能提供收益。2）確定測量系統(tǒng)需要具有何種統(tǒng)計特性才是可接受的。為了做出這樣的確定，很重要的一點是要知道數(shù)據(jù)見干杯怎樣使用。因為如果不了解這一點的話，就不能確定恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計特性。統(tǒng)計特性確定之后，必須對測量系統(tǒng)進行評定，以便了解它實際上是否具有這些特性。第1、2階段第1階段試驗是一項評定，用以驗證是否按照測量系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范，在適當(dāng)?shù)奶匦晕恢谜跍y量正確的變量。（若適用，還要驗證夾緊和鎖緊）另外如果有與測量相互依賴的任何關(guān)鍵的環(huán)境因素，也要考慮。第1階段可以利用從統(tǒng)計角度設(shè)計的實驗來評價操作環(huán)境對測量系統(tǒng)參數(shù)的影響（例如偏倚、線性、重復(fù)性和再現(xiàn)性）。第1階段的試驗結(jié)果可能表明操作環(huán)境對測量系統(tǒng)的總變差貢獻不是很明顯。此外，測量裝置可歸因于偏倚和線性的變差同重復(fù)性和再現(xiàn)性部分相比應(yīng)該是小的。在第1階段試驗中所獲得的結(jié)果應(yīng)該用作開發(fā)測量系統(tǒng)維護計劃的輸入，并用作應(yīng)該在第2階段中使用的試驗類型。環(huán)境問題可能會引起變化或測量裝置需要受控的環(huán)境。例如，如果重復(fù)性和再現(xiàn)性對測量系統(tǒng)的總變差有明顯的影響，就可以定期進行簡單的兩因子統(tǒng)計實驗，作為第2階段試驗。第2階段試驗提供對測量系統(tǒng)持續(xù)置信的主要變差源持續(xù)的監(jiān)視和/或測量系統(tǒng)經(jīng)過一定時間后降級的信號?！诙?jié)選擇/制定試驗程序“只要理解并遵守限制，則任何技術(shù)都可能是有用的”有許多適當(dāng)?shù)某绦蚩捎糜谠u定測量系統(tǒng)。選擇使用哪種程序取決于許多因素，其中大多數(shù)因素必須單獨針對被評定的每個測量系統(tǒng)的具體情況來確定。在某些情況下，一個方法對一個特殊的測量系統(tǒng)是否合適，需要預(yù)先試驗。這種預(yù)先試驗應(yīng)是上節(jié)討論的第1階段試驗中必不可少的部分。當(dāng)選擇或制定一個評定方法時，一般應(yīng)考慮的問題包括：?試驗中是否應(yīng)使用諸如那些可溯源至NIST的標(biāo)準(zhǔn)？如果是，什么等級的標(biāo)準(zhǔn)是合適的？標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常是評定一個測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度所必須的。如果不使用標(biāo)準(zhǔn)，仍能評定該測量系統(tǒng)的變異性，但不大可能按合理的可信性評定該系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。缺乏這樣的可行性可能是一個問題，例如，試圖解決生產(chǎn)者的測量系統(tǒng)和顧客測量系統(tǒng)之間明顯的差別就是如此；對于第2階段正在進行的試驗，應(yīng)考慮使用盲測法。盲測法是指在實際測量環(huán)境下，在操作者實現(xiàn)不知正在對該測量系統(tǒng)進行評定的條件下，所進行的測量，通過適當(dāng)?shù)墓芾?，在盲測基礎(chǔ)上所進行的試驗通常不受眾所周知的霍桑效應(yīng)所干擾；試驗成本；實驗所需要的時間；任何其定義沒有被普遍接受的術(shù)語應(yīng)作出可操作的定義。這些術(shù)語如準(zhǔn)確度、精密度、重復(fù)性和再現(xiàn)性等；是否由這個測量系統(tǒng)取得的測量結(jié)果要與另外一個測量系統(tǒng)得到的測量結(jié)果對比？如果對比，應(yīng)考慮使用依賴于使用諸如上面第一步討論的標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法。如果不使用標(biāo)準(zhǔn)，仍有可能確定兩個測量系統(tǒng)是否可以同時正常工作。然而，如果兩個系統(tǒng)一起工作不正常，那么不使用標(biāo)準(zhǔn)，就不可能確定哪個系統(tǒng)需要改進；第2階段試驗應(yīng)每隔多久進行一次？這個問題應(yīng)由單個測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性及其對設(shè)施的因和使用該設(shè)施進行生產(chǎn)的顧客來決定，事實上該生產(chǎn)過程由于一個測量系統(tǒng)沒有正常工作而未受監(jiān)控。除了這些一般性的問題外，其他正在試驗的特殊測量系統(tǒng)的特殊問題也可能是重要的。發(fā)現(xiàn)對于特殊測量系統(tǒng)重要的具體問題是第1階段試驗的兩個目的之一?！谌?jié)測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備就如在任何研究或分析中一樣，實施測量系統(tǒng)研究之前應(yīng)進行充分的策劃和準(zhǔn)備。實施研究之前的典型準(zhǔn)備如下：先計劃將要使用的方法。例如，通過使用工程決策，目視觀察或量具研究來確定評價人是否在校準(zhǔn)或者使用儀器中產(chǎn)生影響。有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字；評價人的數(shù)量，樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下：（a）尺寸的關(guān)鍵性一關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和/或試驗。原因是量具研究評價所需的置信度：（b）零件結(jié)構(gòu)一大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗。3） 由于其目的是評價整個測量系統(tǒng)，評價人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選；4） 樣品的選擇對正確的分析至關(guān)重要，它完全取決于MSA研究的設(shè)計、測量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過程的樣品。對于產(chǎn)品控制情況，測量結(jié)果和判斷準(zhǔn)則用于確定，“相對特性規(guī)范確定合格或不合格”（如100％檢驗或抽樣），必須選擇樣本（或標(biāo)準(zhǔn)），但不需要覆蓋整個過程范圍。測量系統(tǒng)的評定是基于特性的公差（如相對公差的％GRR）。對于過程控制情況，測量結(jié)果和判斷準(zhǔn)則用于確定，“過程穩(wěn)定性，方向和符合自然過程變差（如SPC、過程監(jiān)視、能力及過程改進），獲得在整個操作范圍的樣本變得非常重要。在評定用于過程控制的測量系統(tǒng)的充分性時（如相對過程變差的％GRR），建議對過程變差進行獨立的估計（過程能力研究）。當(dāng)不可能進行過程變差的獨立估計、或為確定過程控制的方向以及用于過程控制的測量系統(tǒng)的持續(xù)的適宜性時，樣品必須是選自于過程并且代表整個的生產(chǎn)的范圍。選取用于進行MSA研究的樣品的變差（PV,零件變差）用于計算此項研究的總變差（TV）。TV指數(shù)（如相對TV的％GRR）是過程方向和用于過程控制的測量系統(tǒng)的及持續(xù)適宜性的一個指標(biāo)。若樣品不代表生產(chǎn)過程，評定中必須忽略TV。忽略TV不會影響到使用公差（產(chǎn)品控制）的評定或使用獨立的過程變差估計（過程控制）。樣本可以通過每一天取一個樣本，若持續(xù)若干天的方式進行選取。再次說明，這樣做是有必要的，因為分析中這些零件被認為代表生產(chǎn)過程中產(chǎn)品變差的全部范圍。由于每一個零件將被測量若干次，必須對每一個零件編號以便于識別。5） 儀器的分辨率應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過程變差的十分之一。例如，如果個性的變差為0.001，儀器應(yīng)能讀取0.0001的變化；6） 確保測量方法（如評價人和儀器）正測量特性的尺寸并遵守規(guī)定的測量程序。進行研究的方式十分重要。本手冊所介紹的所有分析都假定各次讀數(shù)的統(tǒng)計獨立性。為最大限度地減少誤導(dǎo)結(jié)果的可能性，應(yīng)采取下列步驟：1）測量應(yīng)按照隨機順序，以確保整個研究過程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機分布。評價人不應(yīng)知道哪個被編號的零件正在被檢查，以避免可能的認識偏倚。但是進行研究的人應(yīng)知道正在檢查哪一零件，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)，即評價人A,零件1,第一次試驗；評價人B,零件4，第二次試驗等。2)在設(shè)備讀數(shù)中，測量值應(yīng)記錄到引起分辨率的時間限度。機械裝置必須讀取和記錄到最小的刻度單位。對于電子讀數(shù)，測量計劃必須為記錄所顯示的最右有效數(shù)位建立一個通用的原則。模擬裝置應(yīng)記錄至最小刻度的一半或靈敏度和分辨力的極限。對于模擬裝置，如果最小刻度為0.0001，則測量的結(jié)果應(yīng)記錄到0.00005。研究工作應(yīng)由了解進行可靠研究的重要性的人員進行管理和觀察。當(dāng)制定第1階段或第2階段試驗計劃時，有幾方面因素需要考慮：?評價人對測量過程有何影響？若有可能，平時使用該測量裝置的評價人應(yīng)該包括在本研究中。每個評價應(yīng)該使用他們通常為獲取讀數(shù)所使用的程序—包括所有步驟。評價人所使用方法之間任何差異的影響將在測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性中反映出來。評價人對測量設(shè)備的校準(zhǔn)是否可能是引起變差的一個顯著原因？若是，評價人應(yīng)該在獲取每組讀數(shù)之前重新對設(shè)備進行校準(zhǔn)。要求有多少樣品和重復(fù)的讀數(shù)？所要求的零件的數(shù)量將取決于被測特性的重要性以及測量系統(tǒng)變差估計中所要求的置信水平。在使用本手冊中討論的建議的做法時，雖然評價人數(shù)量、試驗次數(shù)以及零件數(shù)量會有所不同，但是對于相同測量系統(tǒng)在第1階段和第2階段序列試驗之間應(yīng)保持一致的評價人數(shù)量、試驗次數(shù)和零件數(shù)量。在試驗計劃和序列試驗間保持一致將增進不同試驗結(jié)果之間的可比性—第四節(jié)結(jié)果分析應(yīng)該對結(jié)果進行評價，以確定該測量裝置就其預(yù)期的應(yīng)用是否可接受。一個測量系統(tǒng)在任何附加的分析生效之前應(yīng)該是穩(wěn)定的。接受準(zhǔn)則一位置誤差位置誤差通常是通過分析偏倚和線性來確定。一般地，一個測量系統(tǒng)的偏倚或線性的誤差若是與零誤差差別較明顯或是超出量具校準(zhǔn)程序確立的最大允許誤差，那么它是不可接受的。在這種情況下，應(yīng)對測量系統(tǒng)重新進行校準(zhǔn)或偏差校正以盡可能地減少該誤差。接受準(zhǔn)則一寬度誤差測量系統(tǒng)變異性是否令人滿意的準(zhǔn)則取決于被測量系統(tǒng)變差所掩蓋掉的生產(chǎn)制造過程變異性的百分比或零件公差的百分比。對特定的測量系統(tǒng)最終的接受準(zhǔn)則取決于測量系統(tǒng)的環(huán)境和目的，而且應(yīng)該取得顧客的同意。對于以分析過程為目的的測量系統(tǒng)，通常單憑經(jīng)驗來確定測量系統(tǒng)的可接受性的規(guī)則如下：?誤差低于10％一通常認為測量系統(tǒng)是可接受的。?誤差在/