浅谈测量系统分析(MSA)在质量管控中的应用

许珂 袁畅 吕新科

摘   要：众所周知，在影响产品质量的六个基本因素（人、机、料、法、环、测）中，测量是其中之一，与其他五种因素所不同的是，测量因素对产品质量的影响独立于其他五种因素，这就使得单独对测量系统的研究成为可能。“用数据说话”是质量管理的基本要求，要取得数据就必须进行测量。而正确的测量，永远是质量改进的第一步，如果没有科学的测量系統评价方法，就缺少对测量系统的有效控制，质量改进就失去了基本前提。为此，运用科学的评价方法，进行测量系统分析，识别测量系统的能力，就成了企业实现连续质量改进的必经之路。

关键词：产品质量  测量系统分析  质量改进

中图分类号：O652                                  文献标识码：A                         文章编号：1674-098X（2019）11（a）-0052-04

本文首先阐述了测量系统分析的理论概况、研究内容等，其次介绍了其具体的应用步骤，给出了实施测量系统分析的工作流程。在理论基础上，将测量系统分析的应用步骤与实际操作结合起来，对测量系统的重复性与再现性进行测量，验证测量系统的能力。

1  测量系统分析理论概况

测量系统分析（Measurement Systems Analysis，简称MSA），是工程应用领域中对测量系统进行质量管理的统计方法之一，通过建立数学模型，用统计方法对测量数据进行分析，从而科学地评价整个测量系统的水平，分析测量系统是否可以被接受。在整个测量过程中，测量人员、测量设备、测试流程、操作规范和测量环境构成一个测量系统，测量人员、测量设备、测试流程、操作规范和测量环境还成为影响测量结果的变差来源，它们中的某几个将成为影响测量设备质量水平的主要因素。

2  测量系统分析的研究内容

测量系统的统计特性通常用偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性5个指标来评价。前3个指标用于评价测量系统的准确性;后2个指标用于评价测量系统的精确性。测量系统的准确性通过对测量设备的校准来得到保证;而测量系统的精确性（即重复性和再现性），构成测量系统偏差，随机误差的标准偏差反映量具的重复性;测量人员的标准偏差加上测量人员与样本交互作用的标准偏差反映量具的再现性。本次通过对样本数据进行采集，建立数学模型进行分析，对测量系统的重复性和再现性进行计算，验证测量系统的能力。

3  测量系统分析的数学模型

4  测量系统分析的评判标准

%GRR是测量系统的变差占总变差的比例，愈小愈好，可作为评价一个测量系统能否被接受的重要指标。评价测量系统能否被接受的原则：

（1）%GRR≤10%，测量系统可接受;

（2）10%≤%GRR≤30%，也尚能接受;测量系统由于使用风险，测量仪器的成本、修理成本等考虑;

（3）%GRR≥30%，测量系统不可接受，应该努力全面改进测量系统。

5  测量系统分析注意事项

（1）针对重要特性，测量所使用量具的精度应是被测量产品公差的1/10（即其最小刻度应能读到1/过程变差或规格公差较小者），以避免量具的分辨率不足，针对一般特性测量所使用的量具的精度应是被测量产品公差的1/5;

（2）选择2～3个操作员在全然不知情的状况下利用校准合格的量具对随机抽取的5～10个样品进行盲测。

（3）每个操作员对统一样品的统一特性在盲测的情况下重复测量2～3次。

6  测量系统分析在质量控制过程中的应用

7  结语

通过上面的分析，可以看出：MSA作为利用真实和可靠的数据为测量设备的质量管理提供强有力的科学依据的手段，不仅可以分析测量设备在测量过程中的精确性，还可以探索出影响测量质量的不良因素，找出测量系统的改进计划。特别是有时在测量过程中，偶然因素造成的误差可能被测量系统的误差所掩盖，而无法及时发现并加以控制，这时采用MSA对测量系统的分析就更加重要。

MSA研究和分析整个测量系统以及影响测量的各个因素。用MSA研究和分析测量系统，评价测量设备的质量水平，所需成本非常低，这对于探索公司测量设备的科学管理提供了有益的借鉴和示范，具有良好的经济和社会效益。

参考文献

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