測量的重要性是不言而喻的，中國也有落于杭州的中國計(jì)量大學(xué)來專門研究測量，因?yàn)槲覀兯械臎Q策都是基于數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)是由測量得來的，數(shù)據(jù)錯了，決策也就錯了。為了保證得到可靠的、可信的數(shù)據(jù)，也有專門的工具來評估測量過程，這就是測量系統(tǒng)分析（MSA）,無論你從事的什么行業(yè)，汽車、電子、家電甚至航空、航天，我想大家都接觸過這個(gè)工具，并且每天都在使用它。今天我們就澄清一下幾個(gè)關(guān)鍵的概念性問題。

首先，我們要討論一下，為什么叫測量系統(tǒng)分析，而不叫測量儀器分析呢？我們可以從測量誤差的來源來理解這個(gè)問題、眾所周知，測量的目的是無限地接近被測對象的真值或參考值，但我們永遠(yuǎn)也得不到這個(gè)值，也就是說測量總是有誤差的，測量誤差就是測量過程最大的敵人。那么誤差的來源有哪些？這一點(diǎn)非常類似于制造過程的變差來源，也就是4M1E。

1st M, ( Machine), 在這兒指的就是測量裝置。任何測量裝置也是通過一定的制造工藝生產(chǎn)出來的，既然是生產(chǎn)，比必然有偏差，無論用多么精密的機(jī)加工設(shè)備，多么精密的電子元器件，制造誤差是不可避免的，而且越復(fù)雜的測量設(shè)備誤差可能越大。

2nd M, (Man), 指的是實(shí)施測量的、受過培訓(xùn)的、技能被認(rèn)可的操作員。不同的人用同一種方法測量同一個(gè)零件，結(jié)果也是不同的，因?yàn)槿撕腿酥g的差異是不可避免的，也是絕對存在的。即使是同一個(gè)人，每次操作也是不完全一樣的。

3rd M, (Method), 指的是測量操作的方法、步驟。不同的操作順序，產(chǎn)生的誤差也是不同的。比如，定位順序、加緊順序都會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。

4th M, (Material), 在這兒指的即使被測對象，準(zhǔn)確地說，指的是某一產(chǎn)品特性。

E, (Environment), 實(shí)施該測量需要的環(huán)境，比如光照強(qiáng)度、溫度、濕度、電磁輻射、噪音等級等。

從以上測量誤差的來源可知，測量裝置引起的誤差只是其中的一個(gè)，所以我們稱之為測量系統(tǒng)分析，而不是測量儀器分析。測量系統(tǒng)分析的目的就是量化這些測量誤差，從而進(jìn)一步確定誤差來源，在實(shí)施措施改進(jìn)。

第二，在上面的誤差來源中比較難理解的是被測對象（或被測產(chǎn)品特性）對測量誤差的影響。一般而言，我們都認(rèn)為被測對象在一定的環(huán)境下、較短的時(shí)間內(nèi)是固定的，為什么會對測量誤差有貢獻(xiàn)呢？一種情況時(shí)被測產(chǎn)品確實(shí)發(fā)生了變化，比如重量大、剛度較低的產(chǎn)品，每次放到測量裝置上變形都不同；第二種情況，破壞性試驗(yàn)的產(chǎn)品，每次測量都是不同的；還有一種情況，同一個(gè)產(chǎn)品特性由于存在形狀誤差，尺寸在不同位置是不同的，如軸或孔的直徑由于存在圓度誤差，在不同位置測量直徑的值是不同的。理論上講，把產(chǎn)品引起的誤差算作測量系統(tǒng)的誤差是不公平的，所以我們在做測量系統(tǒng)分析的時(shí)候，務(wù)必把這種誤差規(guī)避掉。針對第一種情況，可能需要把產(chǎn)品加強(qiáng)一下。第二種情況，針對破壞試驗(yàn)，盡量保證同一批產(chǎn)品的一致性高，然后采用嵌套法；第三種情況，務(wù)必保證每次測量在相同的位置。

第三，很多人認(rèn)為 MSA=GRR, 這是錯誤的。測量系統(tǒng)分析，包括五個(gè)方面，如偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）。對于一個(gè)測量系統(tǒng)，需要做哪些分析，一定要根據(jù)實(shí)際的測量系統(tǒng)的特性事先確定好了。一般而言，遵循以下原則：

1. 標(biāo)準(zhǔn)量具，如卡尺、千分尺、高度尺等，偏倚和線性有第三方的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)完成，重復(fù)性和再現(xiàn)性在工廠內(nèi)完成，是否需要做穩(wěn)定性，根據(jù)量具的特性而定。

2. 專用量具，如檢具，偏倚用CMM的校準(zhǔn)代替，如果測量范圍很小，線性不要做，穩(wěn)定性視情況而定，重復(fù)性和再現(xiàn)性工廠內(nèi)完成。

3. 有很多PCBA或其他電子元器件的自動測量設(shè)備，偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性都需要在工廠內(nèi)完成。

4. 如果是人為干預(yù)很少的測量設(shè)備，或人的操作幾乎沒有引起測量誤差時(shí)，可以不做再現(xiàn)性。

第四，測量設(shè)備，不是越精密也好，更不是越貴越好，夠用就好，因?yàn)镸SA的分析結(jié)果是否接受是相對于特定的產(chǎn)品公差和過程變差而言。千萬不要犯“殺豬用牛刀”和“大炮打蚊子”的錯誤。

在做測量系統(tǒng)分析時(shí)，有一個(gè)“可區(qū)分類別數(shù)（ndc）” 的指標(biāo)，ndc到底是什么含義呢？ndc和GRR%有什么關(guān)系呢？咱們下次再詳細(xì)介紹。

2021-2-3

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