中國南車集團(tuán)資陽機(jī)車廠　劉通

　　隨著測量數(shù)據(jù)在企業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)營管理中的作用日益重要，人們越來越關(guān)注產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠。測量不確定度作為一個評價測量結(jié)果質(zhì)量高低的參數(shù)，出現(xiàn)在很多場合，業(yè)內(nèi)人士已對它非常熟悉，而測量系統(tǒng)分析(MSA)對多數(shù)人來說卻是一個新概念。這兩個和測量有關(guān)的概念，它們之間有何關(guān)系呢？    

　　一、概念不同

　　測量不確定度:表征合理賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。
　　測量系統(tǒng):用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合。
　　測量系統(tǒng)分析:對測量系統(tǒng)的測量特性(變差)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并評估測量系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和過程的控制。    

　　二、分析的目的不同

　　1.測量系統(tǒng)分析的目的:一是獲得測量系統(tǒng)與所處環(huán)境有相互作用時，其產(chǎn)生的測量變差的類型和大小。二是評估測量系統(tǒng)所具有的測量能力是否適用于產(chǎn)品和過程的控制。三是制定改進(jìn)和提高測量能力，減小變差的措施。

　　2.測量不確定度分析是用來估計在某測量時間下，測量值可能的變化有多大。它除了要考慮測量過程中所有的重大測量變差外，還應(yīng)考慮校準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、方法、環(huán)境以及測量過程中沒有考慮的其他重大變差。    

　　三、分析內(nèi)容比較

　　根據(jù)測量不確定度的定義可知:測量不確定度評定的是某個測量值的分散性，因而測量不確定度一般由許多分量組成，其中一些分量具有統(tǒng)計性，如測量的重復(fù)性和再現(xiàn)性；另一些分量不具有統(tǒng)計性，如標(biāo)準(zhǔn)裝置的測量不確定度、測量設(shè)備的計量特性等。

　　而測量系統(tǒng)分析針對的是整個測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，它需要分析測量系統(tǒng)的位置變差、寬度變差，以及測量能力。在位置變差中包括測量系統(tǒng)的偏倚、穩(wěn)定性和線性。在寬度變差中包括測量系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性。而測量能力指的是測量系統(tǒng)分辨力和測量系統(tǒng)實驗標(biāo)準(zhǔn)差與過程變差之比。

　　從上可以看出，在測量不確定度分析和測量系統(tǒng)分析中，都有對測量分散性的評定，即:重復(fù)性和再現(xiàn)性的分析，但是二者分析的對象不同，不確定度分析的對象是測量值，并只對測量值的分散性進(jìn)行評定，而測量系統(tǒng)分析的對象是測量系統(tǒng)，除了對測量變差的寬度進(jìn)行分析外，還要對測量系統(tǒng)的位置變差進(jìn)行分析。    

　　四、分析方法比較

　　在定量分析試驗的方法上，測量不確定度A類分量分析和測量系統(tǒng)分析是相同的，都采用統(tǒng)計技術(shù)進(jìn)行分析。

　　在對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析時，應(yīng)考慮測量系統(tǒng)在與操作環(huán)境發(fā)生相互作用的整個時間段(如穩(wěn)定性分析)；分析前，首先要對測量系統(tǒng)的誤差源進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上找出影響測量結(jié)果的重大因素，再制定測量系統(tǒng)的分析方案。    

　　五、測量系統(tǒng)分析方案的制定

　　對于一個測量系統(tǒng)，其評價參數(shù)有以下幾項:測量系統(tǒng)的分辨率、穩(wěn)定性、偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性和線性。在這些參數(shù)中，除了分辨率是系統(tǒng)固有的外，其余各項參數(shù)都處于動態(tài)的變動中，必須加以分析監(jiān)測和控制。要對這些參數(shù)進(jìn)行分析控制:可以借助誤差分析的方法了解影響這些參數(shù)的主要原因。例如:用一個以游標(biāo)卡尺和兩位檢查人員構(gòu)成的測量系統(tǒng)，測量某尺寸參數(shù)，其誤差的主要來源是人員操作量具(校準(zhǔn)合格)引起的誤差，人員操作引起的誤差主要是由于游標(biāo)卡尺不符合阿貝原則，不同的操作人員在測量時，工件與卡尺接觸部位不同而產(chǎn)生的阿貝誤差和讀數(shù)誤差。根據(jù)這個誤差分析，我們就可以確定這套測量系統(tǒng)的分析方案為進(jìn)行重復(fù)性分析和再現(xiàn)性分析。    

　　六、結(jié)果分析

　　測量系統(tǒng)分析的結(jié)果用于對測量系統(tǒng)的好壞和可接受性進(jìn)行判定。判定時應(yīng)從3個方面進(jìn)行:1.測量系統(tǒng)的敏感度；2.測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3.測量系統(tǒng)的變差。

　　測量系統(tǒng)的敏感度通常指測量系統(tǒng)的分辨力或解析度，一個好的測量系統(tǒng)要有足夠的分辨力或敏感度。一般來說，測量系統(tǒng)的分辨力應(yīng)達(dá)到允許公差的1/10，最新的要求是達(dá)到過程變差的1/10。

　　測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指測量系統(tǒng)應(yīng)處于統(tǒng)計受控狀態(tài)，測量系統(tǒng)的變差只能由隨機(jī)因素造成，而不能由特殊原因造成，只有滿足這一條件，才能說測量系統(tǒng)具有統(tǒng)計的穩(wěn)定性。

　　通常，若一個測量系統(tǒng)的偏倚或線性誤差明顯的異于零或超過該裝置校準(zhǔn)程序中所建立的最大容許誤差，則該測量系統(tǒng)為不可接受。另一方面，測量變差GRR(重復(fù)性和再現(xiàn)性)與過程變差或公差之比低于10%測量系統(tǒng)是可接受的；10%到30%之間，是有條件的接受；大于30%則不可接受。

　　而測量不確定度評定的結(jié)果，對于測量值的含義則是在一定置信概率下，測量真值可能出現(xiàn)的范圍。    

　　七、結(jié)束語

　　綜上所述，測量不確定度與測量系統(tǒng)分析是兩個不同的概念，但它們具有共同之處，測量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)是誤差分析，這和不確定度分析是相同的。尤其在重復(fù)性、再現(xiàn)性分析方面及試驗方法上，測量不確定度與測量系統(tǒng)分析也具有一致性。對于測量系統(tǒng)給出的一個測量值而言，需分析該測量值的不確定度，故測量系統(tǒng)影響的諸多因素，又應(yīng)被包含在測量值的不確定度之中。