不知道大家有沒(méi)有遇到過(guò)這樣的情況：

? 同樣一個(gè)產(chǎn)品，有的檢驗(yàn)員認(rèn)為它合格，有的檢驗(yàn)員認(rèn)為它不合格；

? 或者收集到的過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)分析不出質(zhì)量問(wèn)題的原因所在；

? 又或者內(nèi)部檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品被送到客戶那里，卻被客戶反復(fù)投訴。

如果你的工廠反復(fù)出現(xiàn)上面的問(wèn)題，這就告訴我們，這個(gè)工廠的衡量系統(tǒng)已經(jīng)變得不再可靠了！

MSA概念

前面SPC里我們提到過(guò)，現(xiàn)代質(zhì)量管理中很重要、很基礎(chǔ)的一種方法是基于統(tǒng)計(jì)的過(guò)程質(zhì)量控制，那就需要我們有精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來(lái)作為支撐。

在制造企業(yè)中，絕大部分的過(guò)程數(shù)據(jù)都是通過(guò)各種測(cè)量手段來(lái)進(jìn)行測(cè)量和記錄的，因此可靠、準(zhǔn)確的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于我們能否得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息就至關(guān)重要。MSA就是為了保證測(cè)量系統(tǒng)能夠得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)而存在的一種方法。

MSA (Measurement System Analysis)，即測(cè)量系統(tǒng)分析，指通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析的手段，對(duì)構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)的各個(gè)影響因子進(jìn)行變差分析來(lái)判斷測(cè)量系統(tǒng)可靠性的過(guò)程。簡(jiǎn)單一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就是分析我們現(xiàn)在的測(cè)量手段是不是能夠測(cè)出真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。

MSA強(qiáng)調(diào)的是測(cè)量系統(tǒng)。

“測(cè)量”就是對(duì)被測(cè)對(duì)象賦值的過(guò)程，比如說(shuō)對(duì)于一個(gè)物體的長(zhǎng)度，需要測(cè)量才能夠給出具體的值；或者定義一個(gè)產(chǎn)品的狀態(tài)是“合格”還是“不合格”。

而“測(cè)量系統(tǒng)”，就是實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的的所有要素，不僅僅是檢具和量具，也包括人、設(shè)備、方法、軟件、標(biāo)準(zhǔn)、流程甚至是環(huán)境等的集合。

舉個(gè)大家都經(jīng)歷過(guò)的例子。初中上化學(xué)課的時(shí)候，老師要求我們?cè)谧x取試管中液體的量的時(shí)候，要求我們視線與液面的最低處保持平行，保持視線與液面平行的方法大家各有不同，同一管試劑的讀數(shù)也略有差異，這其實(shí)就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的測(cè)量系統(tǒng)。

所以當(dāng)我們說(shuō)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)不可靠時(shí)，不僅是在說(shuō)一把尺子或者是一臺(tái)電子秤，而是也包括了人、機(jī)、料、法、環(huán)的方方面面。

測(cè)量系統(tǒng)的分析，分析的并不是我們的零件是否合格，不是分析某一個(gè)檢測(cè)設(shè)備是否好用，也不是分析某一個(gè)檢驗(yàn)員是否有資格。上面這些可能確實(shí)是MSA能夠得到的結(jié)論，但MSA的本質(zhì)是分析“變差”，在在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)當(dāng)中，每一個(gè)變差的來(lái)源，根據(jù)變差來(lái)源的大小來(lái)判斷一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是否可靠。

變差

在一個(gè)測(cè)量的過(guò)程當(dāng)中，變差的來(lái)源可能是多樣的，比如我們要測(cè)量一個(gè)零件的某一個(gè)尺寸，那零件之間本身的尺寸差異、設(shè)備的準(zhǔn)確度、人員能力的偏差都是構(gòu)成整體變差來(lái)源的一部分。在一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)當(dāng)中，總體的變差是下面四種變差的總和：

? Accuracy (Bias) 精確性（偏差）

? Stability 穩(wěn)定性

? Repeatability 可重復(fù)性

? Reproducibility 可再現(xiàn)性

精確性

測(cè)量的平均值與被測(cè)物體的實(shí)際平均值之差。如果一把尺子在制造時(shí)它的刻度偏大，那實(shí)際的測(cè)量值就會(huì)始終比真實(shí)值更大。

穩(wěn)定性

在不同時(shí)間對(duì)相同樣品進(jìn)行衡量所獲得的至少兩組衡量數(shù)據(jù)平均值的偏差。比如在不同的時(shí)間，不同的環(huán)境，不同的狀態(tài)下，測(cè)量系統(tǒng)得到的讀數(shù)是否始終如一。

可重復(fù)性

同一操作員，用同一計(jì)量器，對(duì)一件樣品的相同特征，進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)得到不同值的偏差。

可再現(xiàn)性

不同操作員，用同一計(jì)量器，對(duì)一件樣品的相同特征，進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)得到的平均值的偏差。

實(shí)際上，MSA要回答的問(wèn)題是：我們測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)在多大程度上代表了真實(shí)的數(shù)據(jù)？因?yàn)槠钣肋h(yuǎn)會(huì)存在，再精良的測(cè)量方法也無(wú)法確保測(cè)量出絕對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但我們要知道測(cè)量系統(tǒng)的偏差占總提變差的比例，如果這個(gè)比例很小，測(cè)量系統(tǒng)就是可接受的。

我們測(cè)量某一批產(chǎn)品的某個(gè)特征值，測(cè)量的結(jié)果肯定會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，這些波動(dòng)有些是零件本身的差異造成的，有些是測(cè)量系統(tǒng)的偏差造成的，如果一個(gè)衡量系統(tǒng)的總偏差遠(yuǎn)小于零件之間本身的偏差，那我們就說(shuō)這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是可接受的，反之測(cè)量系統(tǒng)就是不可接受的。

上面的圖中沒(méi)有提到精確性和穩(wěn)定性，是因?yàn)榫_性和穩(wěn)定性是可以通過(guò)量具的校準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這也是為什么在所有的質(zhì)量體系里面都要求對(duì)檢具和量具進(jìn)行定期的校準(zhǔn)和標(biāo)定的原因。在檢具和量具經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)以后，導(dǎo)致測(cè)量偏差的主要因素就是可重復(fù)性和可再現(xiàn)性了。

分析方法

MSA常用的一種分析方法叫做Gage R&R Study，也就是“量具重復(fù)性和再現(xiàn)性研究”。它通過(guò)有目的性的實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的可重復(fù)性和可再現(xiàn)性的偏差大小進(jìn)行分析。

其基本原則是，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要包含若干個(gè)零件，由兩名以上的操作者分別進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)對(duì)每個(gè)操作者對(duì)同一零件的測(cè)量值，不同操作者對(duì)同一零件的測(cè)量值，以及多個(gè)零件的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析來(lái)判斷每一部分的偏差貢獻(xiàn)量。

通常在制造業(yè)，我們會(huì)比較測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性偏差占總偏差的比例，通常的計(jì)算方法是用六倍的測(cè)量變異標(biāo)準(zhǔn)差除以六倍的總變異標(biāo)準(zhǔn)差，一般小于10%，證明測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)秀；10%-30%之間為有條件的接受，但需要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改善；超過(guò)30%的測(cè)量系統(tǒng)是無(wú)法滿足正常的測(cè)量需求的。

如何準(zhǔn)確地測(cè)量產(chǎn)品品質(zhì)特性，這是整個(gè)生產(chǎn)制造最重要的事項(xiàng)之一。另外在一個(gè)改善活動(dòng)中，無(wú)法準(zhǔn)確地量測(cè)就無(wú)法準(zhǔn)確地檢視現(xiàn)階段的狀況與衡量改善成效。建立一個(gè)完善且可靠的測(cè)量系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量生產(chǎn)的一個(gè)必要前提。