測量系統(tǒng)是對測量單元進行量化或?qū)Ρ粶y的特性進行評估，其所用的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設的集合，也就是說用來獲得測量結果的過程。理想的測量系統(tǒng)在每次使用時應只產(chǎn)生正確的測量結果：與一個標準值相符。

 

在現(xiàn)實生活中，理想的測量系統(tǒng)幾乎是不存在的：用一把校準好的卡尺，不同的人測量同一件零件都會產(chǎn)生不同的結果。不良的測量系統(tǒng)產(chǎn)生的測量結果往往本身就有較大的偏差，從而可能掩蓋被分析過程的偏差，這種結果用于質(zhì)量驗證、質(zhì)量改進和過程控制分析顯然是不恰當?shù)摹?/p>

 

測量系統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常使用其測得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性來確定，測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中，也就說測量系統(tǒng)產(chǎn)生的偏差只能是由普通原因造成，而不應由于特殊原因?qū)е?。測量系統(tǒng)分析就是用統(tǒng)計的方法分析測量系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，而確定其質(zhì)量水平。

 

通常，我們用下述5個指標來評價測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性：

 

01偏倚Bias

 

測量觀察平均值與該零部件采用精密儀器測量的標準平均值的差值。

 

 

 

02線性Linearity

 

 

表征量具預期工作范圍內(nèi)偏倚值的差別。

 

 

 

03穩(wěn)定性Stability

 

表征測量系統(tǒng)對于給定的零部件或標準件隨時間變化系統(tǒng)偏倚中的總偏差量，與通常意義上的統(tǒng)計穩(wěn)定性是有區(qū)別的。

 

 

 

 

04重復性Repeatability

 

指同一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值（數(shù)據(jù)）的偏差。

 

 

 

 

05再現(xiàn)性Reproduciblity

 

指由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的偏差。

 

 

 

 

通常，前三種指標用于評價測量系統(tǒng)的準確性，后兩種指標用于評價測量系統(tǒng)的精確性。測量系統(tǒng)的準確性可以通過對設備的校準等對測量系統(tǒng)進行維護、監(jiān)控，也就是說，通過對測量系統(tǒng)的分辨率、偏倚、線性和穩(wěn)定性進行分析后進行校準后可以解決其準確性問題。工程上通常用測量系統(tǒng)的精確性也就是其重復性和再現(xiàn)性來研究其統(tǒng)計特性，就是通常所說的“GR&R研究”。

 

測量系統(tǒng)分析流程及方法

 

測量系統(tǒng)分析是一項重要的系統(tǒng)工程。通常需要根據(jù)測量過程的可重復性（破壞性或非破壞性）、測量結果性質(zhì)（計數(shù)型數(shù)據(jù)或計量型數(shù)據(jù)）、待測單元的數(shù)量大小、過程的成本、儀器或量具的狀態(tài)及測量過程輸出的重要性等因素來確定分析的方法和流程。測量系統(tǒng)分析步驟：

 

1. 驗證 “量具（gauge）”的校準；

2. 選擇工件和測量者執(zhí)行測量；

3. 用MINITAB軟件或Excel編輯表格進行數(shù)據(jù)評估；

4. 分析數(shù)據(jù)，解釋結果，得出結論；

5. 檢查是否有不合格的測量單位，制定長期量具保持/改進計劃。

 

量具必須經(jīng)過校準且才處在正常狀態(tài)，沒有經(jīng)過校準或者已經(jīng)過了校準期限的量具是處于不正常狀態(tài)的，其測量所得數(shù)據(jù)不能用于測量系統(tǒng)分析。

 

為保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)計獨立性，視測量過程的時間、費用等因素，一般隨機選擇代表整個過程的8-10件工件進行測量，選擇2~3名已經(jīng)訓練過的操作人員對各工件進行2~3次重復測量，得到一組用于評估測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

 

將所得數(shù)據(jù)按要求輸入相應的計算工具，執(zhí)行相關統(tǒng)計分析命令后，即可得到數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，根據(jù)相應的評判規(guī)則既可判斷測量系統(tǒng)的能力是否滿足要求，既而根據(jù)分析結果有針對性的作出長期量具保持/改進計劃。

 

如前所述，關于精確性的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性包括測量系統(tǒng)的重復性、再現(xiàn)性等，MINITAB提供不同的分析方法以計算出測量系統(tǒng)的重復性、再現(xiàn)性、被測工件之間的偏差、過程總偏差以及各因素對過程偏差的百分比和對被測特性公差的比例，以考察測量系統(tǒng)相對于過程偏差及規(guī)范公差的測量能力，同時MINITAB還計算出測量系統(tǒng)的區(qū)別分類數(shù)（Number ofDistinct Categories），以考察測量系統(tǒng)的有效解析度。

 

結果分析

 

1)當重復性(EV)變差值大于再現(xiàn)性(AV)時:

量具的結構需在設計增強。

量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗點)需加以改善。

量具應加以保養(yǎng)。

 

2)當再現(xiàn)性(AV)變差值大于重復性(EV)時:

作業(yè)員對量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應加強教育, 作業(yè)標準應再明確訂定或修訂。

可能需要某些夾具協(xié)助操作員, 使其更具一致性的使用量具。

量具與夾治具校驗頻率于入廠及送修糾正后須再做測量系統(tǒng)分析, 并作記錄。

 

 

以下為MSA詳細版資料：