中國(guó)南車集團(tuán)資陽(yáng)機(jī)車廠　劉通

　　隨著測(cè)量數(shù)據(jù)在企業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理中的作用日益重要，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注產(chǎn)生測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠。測(cè)量不確定度作為一個(gè)評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量高低的參數(shù)，出現(xiàn)在很多場(chǎng)合，業(yè)內(nèi)人士已對(duì)它非常熟悉，而測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)對(duì)多數(shù)人來(lái)說(shuō)卻是一個(gè)新概念。這兩個(gè)和測(cè)量有關(guān)的概念，它們之間有何關(guān)系呢？    

　　一、概念不同

　　測(cè)量不確定度:表征合理賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。
　　測(cè)量系統(tǒng):用來(lái)對(duì)被測(cè)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(cè)量系統(tǒng)分析:對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量特性(變差)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和過(guò)程的控制。    

　　二、分析的目的不同

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

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

　　三、分析內(nèi)容比較

　　根據(jù)測(cè)量不確定度的定義可知:測(cè)量不確定度評(píng)定的是某個(gè)測(cè)量值的分散性，因而測(cè)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(jì)性，如測(cè)量的重復(fù)性和再現(xiàn)性；另一些分量不具有統(tǒng)計(jì)性，如標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量不確定度、測(cè)量設(shè)備的計(jì)量特性等。

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

　　從上可以看出，在測(cè)量不確定度分析和測(cè)量系統(tǒng)分析中，都有對(duì)測(cè)量分散性的評(píng)定，即:重復(fù)性和再現(xiàn)性的分析，但是二者分析的對(duì)象不同，不確定度分析的對(duì)象是測(cè)量值，并只對(duì)測(cè)量值的分散性進(jìn)行評(píng)定，而測(cè)量系統(tǒng)分析的對(duì)象是測(cè)量系統(tǒng)，除了對(duì)測(cè)量變差的寬度進(jìn)行分析外，還要對(duì)測(cè)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(yàn)的方法上，測(cè)量不確定度A類分量分析和測(cè)量系統(tǒng)分析是相同的，都采用統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行分析。

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

　　五、測(cè)量系統(tǒng)分析方案的制定

　　對(duì)于一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，其評(píng)價(jià)參數(shù)有以下幾項(xiàng):測(cè)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(xiàng)參數(shù)都處于動(dòng)態(tài)的變動(dòng)中，必須加以分析監(jiān)測(cè)和控制。要對(duì)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(gè)以游標(biāo)卡尺和兩位檢查人員構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量某尺寸參數(shù)，其誤差的主要來(lái)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(cè)量時(shí)，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(gè)誤差分析，我們就可以確定這套測(cè)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(cè)量系統(tǒng)分析的結(jié)果用于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的好壞和可接受性進(jìn)行判定。判定時(shí)應(yīng)從3個(gè)方面進(jìn)行:1.測(cè)量系統(tǒng)的敏感度；2.測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3.測(cè)量系統(tǒng)的變差。

　　測(cè)量系統(tǒng)的敏感度通常指測(cè)量系統(tǒng)的分辨力或解析度，一個(gè)好的測(cè)量系統(tǒng)要有足夠的分辨力或敏感度。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)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(guò)程變差的1/10。

　　測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)，測(cè)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(shuō)測(cè)量系統(tǒng)具有統(tǒng)計(jì)的穩(wěn)定性。

　　通常，若一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的偏倚或線性誤差明顯的異于零或超過(guò)該裝置校準(zhǔn)程序中所建立的最大容許誤差，則該測(cè)量系統(tǒng)為不可接受。另一方面，測(cè)量變差GRR(重復(fù)性和再現(xiàn)性)與過(guò)程變差或公差之比低于10%測(cè)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(cè)量不確定度評(píng)定的結(jié)果，對(duì)于測(cè)量值的含義則是在一定置信概率下，測(cè)量真值可能出現(xiàn)的范圍。    

　　七、結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，測(cè)量不確定度與測(cè)量系統(tǒng)分析是兩個(gè)不同的概念，但它們具有共同之處，測(cè)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(yàn)方法上，測(cè)量不確定度與測(cè)量系統(tǒng)分析也具有一致性。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)給出的一個(gè)測(cè)量值而言，需分析該測(cè)量值的不確定度，故測(cè)量系統(tǒng)影響的諸多因素，又應(yīng)被包含在測(cè)量值的不確定度之中。