导读：从远古的以货易货，到用“钱物”购买货物，是测量工具的发展起到了很重要的作用。其实说到测量工具，所有的事情只有通过测量才会出现优劣、贫富、好坏、长短、高矮、美丑、胖瘦、大小、重轻等等。只有通过测量，才可以能得出一个相对值，无论是“计量”还“计数”或者对标行规、伦理、纲常、标准得出心理值，但这个测量结果（相对值）能否有代表性或被认可，就需要评估从采取的测量系统的可靠性？测量系统如果不可靠，测量结果就失去了意义，可能会误导判定！
可以看看，东北F4 的搞笑视频，测量标准错了，所以最后坏事了！点击链接：宋小宝、小沈阳、赵四东北F4爆笑打麻将，笑到肚子疼_腾讯视频
《史记·夏本纪》云：禹“左准绳，右规矩。”“载四时以开九州，通九道，陂九泽，度九山。”都是说一切均以勘测为主，用准定平直，“绳”测长短，“规”画圆，“矩”画方。
在很远古的时候，就开始采用测量工具来进行高度、深度、长度、距离、角度等方面测量。也掌握了基础的测量可靠性保证方法：标准尺。
对于我们现在的质量管理来说，要求质量标准达到了百万分之多少（PPM 或 六个西格玛）！因此，测量结果的可靠性或准确性，对所关注的过程数据分析、处理，以及以此做出的决策有很重要的影响！所以，必须了解测量误差由什么组成，有多大，如何确定，什么样的测量误差不可接受，能接受的误差是多少？这些需要进行系统的分析！
测量系统是什么？
就是指与测量有关的人、测量仪器/工具、软/硬件、测量对象、测量方法和环境的总称。
MSA即测量系统分析：
是指：使用数理统计和图表的方法对测量系统的误差进行分析，以评估测量系统对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。
注意：进行测量系统分析时，默认测量时采取的手法或方法是一致的！即使有误差也不会对测量结果造成重要影响！
为什么要进行MSA测量系统分析？
– – – 1. 确保测量数据的准确性/质量，使用测量系统分析（MSA）方法对获得测量数据的测量系统进行评估；
– – – 2. 确保使用了合适的数据分析方法，如使用SPC工具、试验设计、方差分析、回归分析等。
– – – 3.测量仪器是否具有足够的分辨率
搞懂 MSA测量系统分析的五个特性：如果需要搞懂测量系统分析，关键搞懂这四个特性！
– – – 1. 准确性：同一测量仪器同一测量人员同一样品，重复测量无限次，确定测量值的平均值与“真值”之间存在的差异（也就是偏倚 Bias）。事实上“真值”是不存在的，只能依赖于“标准块或标准尺或砝码等”。具体到某一个产品的真值是很难获取的，即使得到了也是一个相对的真值！所以准确度的评估，不是通过产品测量来评估的！而是通过检定来评估的！.如测量设备检定作业！所以可以查看《检定报告》中就会有！
– – – 2.精密度：就是测量系统的系统误差和人的个体误差。包括重复性和再现性。
– – – 2.1 重复性：同一测量人员同一测量仪器测量同一测量对象时存在的差异。也就是人机料不变的情况下，分析整个测量系统的内在误差，其中决定性影响的还是“设备系统性误差”。一般用 σrpt 来表示。
– – – 2.2 再现性：由不同测量人员用同一测量仪器测量同一测量对象时存在的差异。主要体现在“不同测量人员”而且由于测量工作量大，也会出现“测量环境的波动”。总得来说，再现性一般是指人操作的导致的误差！一般用σrpd 来表示。
– – – 3.稳定性：用同一测量仪器同一测量人员在不同的时间测量同一测量对象时存在差异。主要体现设备在环境不同（在允许的工作环境范围内）时的表现。
– – – 4.线性：用于衡量测量系统在不同的测量范围的测量值与测量对象真值的差异大小！
– – – 5.分辨率：就是测量仪器能够读取（准确读取的，不是估计的）的最小测量单位！一般要求测量仪器的分辨率小于或等于被测对象规格公差的十分之一（规格上限 -规格下限）/10
总的来说：准确性、稳定性、线性、分辨率等是测量仪器性能体现。这四项在测量系统分析时集中体现或反映在“重复性”！再现性反映的是与操作有关的误差。如下图
MSA 测量系统分析如何做？五步法
一、确认测量数据类别：数据一般分为两类，连续性数据 和离散性数据。
连续性数据就是可以用一个衡量工具（有数据体现）来衡量标记描述的数据。如长度、质量、时间、高度、温度等。计量型数据，基本上可以归入此类！
离散性数据就是不能用衡量工具来衡量标记描述的数据。如合格、不合格、通、止等。计数型数据，基本上可归入此类！
– – – 1.1 MSA 测量系统分析方法的选择：
– – – 1.2 各类分析方法的特点和用途：
二、确定误差来源：
三、选择样本：(从此步骤开始，用 EXCEL 开始进行案例举例分析）
– – – 3.1 连续性数据的样本选择要求：需要能够代表整个过程范围的样本，即需要选择规格内的 和 规格外的。两者都要兼顾！
– – – 3.2 离散性数据的样本选择要求：需要选择规格内、规格外、接近规格界限(限度边缘）等三种样本。
考虑到常用的一般是连续数据，所以我们参照案例以“连续数据为例”！
四、收集数据：即对选定的样本进行测量。
– – – 4.1 在测量前确认以下事项：
– – – – 确认测量仪器经过校准，以保证其准确性和线性在规定范围。
– – – – 确保使用足够的分辨率的仪器进行测量。如被测量对象的规格范围为0.01mm,则需选用分辨率为0.001mm的测量仪器进行测量
– – – 4.2 测量时注意事项：
– – – – 不能挑选测量员，也不能在测量前做专门的培训；尽可能按照现实作业操作。
– – – – 每个测量人员以随机顺序测量各样本，以保证在测量时不相互参照他人或自己以前的测量结果。
– – – – 记录所有原始测量数据。参照如下表格：
制表的注意事项说明：1.建议将分辨率在表中注明；2. Xp 是指 9次测量的平均值；3.Rp 是指 10个Xp 数据的极差值。
即使最后可能选择软件 MINTAB 进行分析，之前用“上表”打印出来，用于收集数据也可以！
五、对测量数据进行分析：
– – – 5.1 如果采用上面的表格采用人工计算的方式进行 MSA测量系统方式，如上表可以用于均值极差法。人工计算的方式，建议采用预设公式的方式，实现自动计算得出结果！
如上图，只要设定好公式，数据就可以自动计算出来。设定公式中有几个特殊的地方：1.开平方根的函数是：SQRT(数据）；2. 平方的函数是：在键盘上（一般在 数字6键上）︿，如果是 A 数据 2次方，就如是表示：A^2 ,如果是 3次方，就是 A^3; 3. 最烧头的是：K1 K2 K3，每个的公式都是：5.15/d2 但在表中的每个 d2 的值都不一样。（在刚接触MSA 时，用了整整两天才让自己真正搞明白，至今记忆犹新！）现在看了下面 2张表，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为例（10个部品3个测量员每部品每人测量3次）
– – – – MSA 测量系统分析输出数据评价：（大家注意在EXCEL 表格中判定，只有两项，实际是应该设置 3项）%EV 代表 测量工具误差；%AV 代表测量人员误差；%R&R 代表测量系统误差。%R&R 评价标准:新版标准一般采用小于 30%为可接受
– – – 5.2 如果采用MINTAB 中的均值极差分析法进行测量系统分析
– – – – 在MINTAB中输入数据，按下图格式输入，注意必须输完一个人的所有数据，再输另一个人的，每个人的测量总次数必须一致，每个部品被测次数也必须一致。
– – – – 在MINTAB 下拉菜单中找到：Stat — Quality tool — Gage Study — Gage R&R Study(Crossed) 出现一个对话框，在对话框中点击“Gage Info”,在“Gage Info”对话框中依次输入：测量工具名、测量系统分析时间、测量系统分析部门或人员、量具公差。（注意可能有五个输入框，只要输入前面四个就可以！）点击“OK” 回到“Gage R&R Study(Crossed)”对话框。在对话框中点击“Options”,在对话框中输入：测量特性的规格（规格中心）、公差带（规格上限 -规格下限）。点击“OK”,回到“Gage R&R Study(Crossed)”对话框。再次对话框中选择“Xbar and R”,然后点击“OK”.就会输出 分析结果。
– – – – MINTAB 输出数据分析准则：
– – – – – 1. 如给定公差，则优先看 %TOLERANCE （&公差：规格接受成果）,它就是 %R&R ，必须少于30%
– – – – – 2. 如没给定公差，则优先看%CONTRIBTION （&研究散布：工程改善成果），它就是%R&R，必须少于30%！
– – – – – 3 再看“明显的分类数”，必须不小于 5！
– – – – – 4. 先看上图中 Xbar Chart buy Operator 图：是否有超出控制限的外面,而且必须有许多点。如果没有超限点, 说明没能获得生产中覆盖正常范围（包括限度值和超界限的）的样本。如果只有个别点或很少点在控制界限外，说明偏差可能来自测量系统，反之，则是来自部品自身的偏差！
– – – – – 5. 再看上图中 R Chart buy Operator 图: 控制界限内必须不小于 5个R水平且不存在以下情况，则需要采取措施解决：
– – – 在控制限内有少于5个的明显水平；
– – – 或有：5 个或更多的R水平，但多于1/4的值为0 ；
– – – R-图显示非受控情况，重复性可疑；
– – – 如果一个操作者的范围非受控，而其他操作者受控，那么方法可疑;
– – – 如果所有的操作者的范围都非受控，那么系统对操作者方法敏感。
– – – – – 6.看上图中 Operator * Sample Interaction 图: 将每个操作者按照部品别画一条线分析是否存在如下问题： 显著的交互作用由两个操作者之间的交叉线来显示！如果有，证明存在操作者 与部品交互作用，如果交互作用特别明显，可能需要改用 方差分析法！原则上：所有的操作者，所有的部品都是平行线是正常状态！
– – – – – 7.看上图中Components of variation 图: 数据图表示 （测量仪器，人员，部品）,要求测量仪器 Gage R&R 部分越小越好，以使部品 – 部品部分(Part – to – Part)尽可能的大!
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