测量系统分析(MSA)

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测量系统分析基本概念

测量系统分析

MSA 是Measurement Systems Analysis（测量系统分析）的英文简称，其含义解释如下：

测量：指对被测对象赋值的过程，这个值可以是具体的数值，也可以是合格与不合格，对与错一类的定性描述；
测量系统：不只是包括狭义的测量仪器、设备或量具，而是指用来获得测量结果的整体（包括仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境、假设等）；
测量系统分析：指通过统计分析的手段，对构成测量系统的各个影响因子进行变差分析来判断测量系统可靠性的过程。

因此，MSA 的本质实际上就是变差分析，确保测量系统本身的变差相对过程总变差要尽可能小，即过程的变差来源主要是过程本身，而非来自测量系统，这就是 MSA 分析的最终目的。

测量数据类型

包括计量型数据和计数型数据。

计量型数据：指通过测量过程可以定量得出的测量数值，如尺寸、重量、温度、压力等。
计数型数据：指通过测量过程只能定性给出的测量结果，如合格与不合格、对与错等。

计数型数据分析相对较为简单，本次主要介绍计量型数据的MSA分析，包括“五性”：偏倚、稳定性、线性、重复性和再现性。

测量过程总变差

变差来源分析

过程总变差（TV）包括过程制造的产品本身变差（PV）和测量系统变差（GRR），测量系统变差又包括偏倚、稳定性、线性、重复性（EV）和再现性（AV），其中，偏倚、稳定性和线性反映了测量系统的准确度，通常可以通过量具校准或更新就能确保可被接受，而测量系统的重复性和再现性体现了测量设备和测量人员的变差，是测量系统变差的主要来源，必须通过 MSA 来进行改善。

变差	解释	图示
偏倚（Bias）	指多次测量结果的平均值与基准值（或称真值，但需要理解真值是不可测量的）的差值。
稳定性（Stability）	指在一段时间内测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。
线性（Linearity）	指在量具的量程范围内，测量的偏倚值与基准值（真值）呈线性关系。
重复性（Repeatability）	指同一测量人员用同一量具多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差，由于测量人员和被测对象保持不变，多次测量的测量值之间的一致性反映了量具本身的能力或潜力，代表量具本身固有的变差，通常称为设备变差，用EV表示。
再现性（Reproducibility）	指不同测量人员，采用同一量具对同一零件的同一特性测量平均值的变差，由于量具和被测对象保持不变，因此，再现性反映了测量人员之间在测量技术方面的变差，通常称为评价人变差，用AV表示。