一、什么是測(cè)量系統(tǒng)分析
測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)是指用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來(lái)了解測(cè)量系統(tǒng)中的各個(gè)波動(dòng)源，以及它們對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，最后給出該測(cè)量系統(tǒng)是否符合使用要求的明確判斷。測(cè)量系統(tǒng)必須具有良好的準(zhǔn)確性(Accuracy)和精確性(Precision)。它們通常由偏倚（Bias）和波動(dòng)（Variation）等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來(lái)表征。
二、測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)的術(shù)語(yǔ)
偏倚（Bias）：對(duì)同一測(cè)量對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量的平均值與該測(cè)量對(duì)象的基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值之差。其中基準(zhǔn)值可通過(guò)更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行若干次測(cè)量取其平均值來(lái)確定。
波動(dòng)（Variation）：表示在相同的條件下進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果分布的分散程度，常用測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差或過(guò)程波動(dòng)PV表示。這里的測(cè)量過(guò)程波動(dòng)是指99%的測(cè)量結(jié)果所占區(qū)間的長(zhǎng)度。
重復(fù)性（Repeatability）：同一個(gè)測(cè)量員使用同一量具對(duì)同一測(cè)量對(duì)象重復(fù)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的波動(dòng)。
再現(xiàn)性（Reproducibility）：兩個(gè)或兩個(gè)以上的測(cè)量員對(duì)同一測(cè)量對(duì)象重復(fù)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的波動(dòng)。
穩(wěn)定性（Stability）：同一個(gè)測(cè)量員使用同樣的量具對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果隨時(shí)間的波動(dòng)。
線性（Linearity）：測(cè)量系統(tǒng)的線性(Linearity)是指在其量程范圍內(nèi)，偏倚是基準(zhǔn)值的線性函數(shù)。
分辨力（Discrimination）：測(cè)量系統(tǒng)識(shí)別并反映被測(cè)量最微小變化的能力。
精確性（Precision）：在相同條件下多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果分布的分散程度。用“波動(dòng)”表示。
準(zhǔn)確性（Accuracy）：多次測(cè)量結(jié)果的均值與被測(cè)對(duì)象的真值之間的偏差。用“偏倚”表示。
三、測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)的應(yīng)用目的
數(shù)據(jù)是測(cè)量的結(jié)果，而測(cè)量是給測(cè)量對(duì)象（實(shí)體或系統(tǒng))賦值的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的輸入有人（操作者）、機(jī)（量具和必要的設(shè)備和軟件）、料（實(shí)體或系統(tǒng)）、法（操作方法)、環(huán)（測(cè)量環(huán)境），這個(gè)過(guò)程的輸出就是測(cè)量結(jié)果。這個(gè)由人、量、具測(cè)量方法和測(cè)量對(duì)象構(gòu)成的過(guò)程的整體就是測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)必須考慮的關(guān)鍵過(guò)程影響因素之一。事實(shí)上，許多過(guò)程輸出的問(wèn)題是由測(cè)量系統(tǒng)造成的。因此，在開(kāi)始測(cè)量并收集數(shù)據(jù)之前，必須要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)做出評(píng)價(jià)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的問(wèn)題進(jìn)行分析和糾正，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
四、測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)的構(gòu)成與原理
（一）、連續(xù)型數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)分析
連續(xù)型數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)分析是通過(guò)試驗(yàn)，將測(cè)量數(shù)據(jù)的波動(dòng)分解為過(guò)程的波動(dòng)與測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)兩個(gè)組成部分，通過(guò)比較各波動(dòng)的大小從而判斷測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)是否能夠接受。假設(shè)取若干數(shù)量的軸，測(cè)量其加工長(zhǎng)度，則測(cè)量數(shù)據(jù)的大小變化由兩個(gè)部分構(gòu)成：其一是由軸加工過(guò)程產(chǎn)生的長(zhǎng)度變化，即過(guò)程波動(dòng)；其二是測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生的測(cè)量偏差，即測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)。
對(duì)于測(cè)量波動(dòng)的分析主要是從兩個(gè)方面來(lái)考慮：準(zhǔn)確性、精確性。準(zhǔn)確性是用多次測(cè)量結(jié)果的平均值與測(cè)量對(duì)象真值之間的差異來(lái)衡量。測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量高，既要要求偏倚小，又要求波動(dòng)小。只要偏倚和波動(dòng)中有一項(xiàng)大，就不能說(shuō)測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量高。
對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確性的衡量主要有三個(gè)要素，即線性、偏倚和穩(wěn)定性；對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)精確性的衡量主要有三個(gè)要素，即重復(fù)性、再現(xiàn)性和分辨力。
1.偏倚
2.線性
3.穩(wěn)定性
4.重復(fù)性
5.再現(xiàn)性
6.分辨力
(二)、非連續(xù)型數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)分析
對(duì)于非連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)而言，一般是比較測(cè)量結(jié)果的一致性。其計(jì)算公式是
一致性比率=測(cè)量一致的次數(shù)/測(cè)量總次數(shù)
在具體進(jìn)行分析時(shí)對(duì)于一致性的計(jì)算主要從四個(gè)方面進(jìn)行：
1.同一操作者對(duì)同一部件重復(fù)測(cè)量的結(jié)果應(yīng)保持一致，這類(lèi)似于連續(xù)型測(cè)量系統(tǒng)中的重復(fù)性分析；
2.同一操作者不僅對(duì)同一部件重復(fù)測(cè)量的結(jié)果應(yīng)保持一致，還要求與被測(cè)部件的真值（若真值已知）一致，這有些類(lèi)似連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)中的偏倚分析；
3.不同操作者對(duì)同一部件反復(fù)測(cè)量的結(jié)果應(yīng)保持已知，這類(lèi)似于連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)分析中的再現(xiàn)性分析；
4.不同操作者不僅對(duì)同一部件測(cè)量的結(jié)果要保持一致，而且要與該部件的真值（若真值已知）一致。
五、測(cè)量系統(tǒng)分析MSA的 步驟
第一步：識(shí)別用于判別流程輸出特性的測(cè)量系統(tǒng)是什么?選擇的測(cè)量恰當(dāng)嗎?
第二步：識(shí)別負(fù)責(zé)并完成該項(xiàng)測(cè)量的人員？
第三步：評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性(測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)）；
第四步：選擇做測(cè)量系統(tǒng)精確性(測(cè)量系統(tǒng)波動(dòng)-重復(fù)性與再現(xiàn)性分析)的人員，制定收集數(shù)據(jù)計(jì)劃并完成收集數(shù)據(jù)的任務(wù)；
第五步：分析并解釋測(cè)量系統(tǒng)分析的結(jié)果；
第六步：當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分析表明，測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性或精確性是不可接受的，則測(cè)量系統(tǒng)是必須首先改進(jìn)的一個(gè)關(guān)鍵X。制定改進(jìn)措施，驗(yàn)證改進(jìn)效果；
第七步：將測(cè)量系統(tǒng)的改進(jìn)措施標(biāo)準(zhǔn)化，并納入監(jiān)控系統(tǒng)。
