测量系统分析及应用

高军妮

摘要

本文通过对测量系统分析的介绍，对量具重复性和再现性进行分析，采用均值极差法，对实际生产过程中使用的量具测量系统进行评价，确定该量具测量系统是否满足质量要求。

【关键词】测量系统 量具 评价

1 引言

随着制造业的不断发展，各企业对于质量的要求也越来越高，产品质量的好坏，已经不仅限于使用测量仪器检查合格，而是更多的关注检测数据的准确性以及测量仪器是否能有效检测出产品的质量的好坏，就必须对其相关的测量系统进行分析，当前最常用的方法就是测量系统分析即MSA。

2 测量系统分析的简介

测量系统分析MSA（MeasurementSystems Analysis）是通過运用统计技术分析、研究测量系统中的变差源及它们对测量结果的影响，并根据判定准则判断测量系统的符合性。

测量系统分析的目的是分析测量系统本身的误差是否满足测量要求。

测量系统分析还可以对新购置的测量仪器进行评价;当两种不同的测量方法差异较大时，可以对两种测量方法进行测量系统分析，评价出哪种测量方法是正确的;也可以对有问题的测量方法或测量仪器进行测量系统分析，找出问题所在。

3 量具重复性和再现性研究

通常在进行测量系统分析时并不总是同时研究其所有的变差，而是根据测量系统的使用目的来规定对测量系统进行评价。对于量具测量系统研究主要是量具对重复性和再现性的评价。

3.1 测量系统的评价方法

测量系统的评价方法主要有极差法、均值极差法和方差分析法。

极差法可快速计算出测量变差的近似值，可以在较短的时间内检查出测量系统是否发生了变化。但极差法只能提供测量系统的整体概况而不能区分是人的误差还是量具的误差。

均值极差法是一种可同时对测量系统提供重复性和再现性的研究方法。这种方法允许将测量系统的变差分为两个独立的部分：重复性和再现性。

方差分析是一种标准统计技术，但是数据计算更复杂，操作者需要掌握一定程度的统计学知识来解释结果。

综上所述，本文主要用均值极差法对量具测量系统进行评价。

3.2 量具重复性和再现性的评价步骤

首先进行测量数据的采集，选择3名测量人员，选择10个零件，每个测量人员分别将10个零件重复测量3次。但测量人员应该从日常操作人员中选择，以避免因对该量具使用不熟练而造成的误判。选取的10个零件的样本，对这10个零件进行编号，注意编号不能被测量人员看到，主要起到一个盲测的作用。测量时也须以随机抽样的方式取得数据。并应注意以下4个方面：

（1）确保各次读数的统计独立性;

（2）测量读数应该顾及到可能获得的最接近数值;

（3）规定专人对测量系统分析的过程进行监督;

（4）每个测量者都应以使用同样的方法和步骤获取读数。

3.3 测量系统重复性和再现性R&R的接受准则

（1）%R&R<10%测量系统可以接受;

（2）10%<%R&R<30%可接受的边缘，应根据实际情况判定测量系统是否可以接受;

（3）%R&R>30%测量系统不可接受，需要进行改进分析。

另外，还有一个表征测量系统能力的重要参数不同数据分级数（ndc）ndc≥5，认为测量系统是好的，可以接受。

3.4 实例应用

选3名检验员取X零件10件，用检定合格的游标卡尺测量某弦长尺寸，测量数据记入表格，并根据表中所列公式计算重复性和再现性，具体内容见表1。

从表1中可以看出%GRR=5.01%<10%，;ndc=28>5，可以得出结论：说明测量系统是可以接受的。EV设备变差为50.1%，低于10%的误差，说明量具的系统变差较小。AV评价人变差为。%，说明检测人员操作一致性好。零件变差为99.87%，变异显著，说明测量系统可以有效辨别零件是否合格。

4 结束语

通过对量具测量系统分析的介绍，可以有效的评价量具测量系统是否能有效的检测出产品质量的好坏。

参考文献

[1]董棋.测量系统分析方法的研究和应用[D].西安电子科技大学硕士论文，2011.

[2]周波.测量系统分析在质量检测中的应用[D].华北电力大学硕士论文，2012.

[3]测量系统分析参考手册[G].品士公司，2002（03）.