中國南車(chē)集團資陽(yáng)機車(chē)廠(chǎng)　劉通

　　隨著(zhù)測量數據在企業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理中的作用日益重要，人們越來(lái)越關(guān)注產(chǎn)生測量數據的測量系統是否穩定可靠。測量不確定度作為一個(gè)評價(jià)測量結果質(zhì)量高低的參數，出現在很多場(chǎng)合，業(yè)內人士已對它非常熟悉，而測量系統分析(MSA)對多數人來(lái)說(shuō)卻是一個(gè)新概念。這兩個(gè)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，與測量結果相聯(lián)系的參數。
　　測量系統:用來(lái)對被測特性賦值的操作、程序、量具、設備、軟件以及操作人員的集合。
　　測量系統分析:對測量系統的測量特性(變差)進(jìn)行統計分析，并評估測量系統是否適用于產(chǎn)品和過(guò)程的控制。    

　　二、分析的目的不同

　　1.測量系統分析的目的:一是獲得測量系統與所處環(huán)境有相互作用時(shí)，其產(chǎn)生的測量變差的類(lèi)型和大小。二是評估測量系統所具有的測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)和提高測量能力，減小變差的措施。

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

　　三、分析內容比較

　　根據測量不確定度的定義可知:測量不確定度評定的是某個(gè)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計性，如測量的重復性和再現性；另一些分量不具有統計性，如標準裝置的測量不確定度、測量設備的計量特性等。

　　而測量系統分析針對的是整個(gè)測量系統的穩定性和準確性，它需要分析測量系統的位置變差、寬度變差，以及測量能力。在位置變差中包括測量系統的偏倚、穩定性和線(xiàn)性。在寬度變差中包括測量系統的重復性、再現性。而測量能力指的是測量系統分辨力和測量系統實(shí)驗標準差與過(guò)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分析中，都有對測量分散性的評定，即:重復性和再現性的分析，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，而測量系統分析的對象是測量系統，除了對測量變差的寬度進(jìn)行分析外，還要對測量系統的位置變差進(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(lèi)分量分析和測量系統分析是相同的，都采用統計技術(shù)進(jìn)行分析。

　　在對測量系統進(jìn)行分析時(shí)，應考慮測量系統在與操作環(huán)境發(fā)生相互作用的整個(gè)時(shí)間段(如穩定性分析)；分析前，首先要對測量系統的誤差源進(jìn)行分析，在此基礎上找出影響測量結果的重大因素，再制定測量系統的分析方案。    

　　五、測量系統分析方案的制定

　　對于一個(gè)測量系統，其評價(jià)參數有以下幾項:測量系統的分辨率、穩定性、偏倚、重復性、再現性和線(xiàn)性。在這些參數中，除了分辨率是系統固有的外，其余各項參數都處于動(dòng)態(tài)的變動(dòng)中，必須加以分析監測和控制。要對這些參數進(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的主要原因。例如:用一個(gè)以游標卡尺和兩位檢查人員構成的測量系統，測量某尺寸參數，其誤差的主要來(lái)源是人員操作量具(校準合格)引起的誤差，人員操作引起的誤差主要是由于游標卡尺不符合阿貝原則，不同的操作人員在測量時(shí)，工件與卡尺接觸部位不同而產(chǎn)生的阿貝誤差和讀數誤差。根據這個(gè)誤差分析，我們就可以確定這套測量系統的分析方案為進(jìn)行重復性分析和再現性分析。    

　　六、結果分析

　　測量系統分析的結果用于對測量系統的好壞和可接受性進(jìn)行判定。判定時(shí)應從3個(gè)方面進(jìn)行:1.測量系統的敏感度；2.測量系統的穩定性；3.測量系統的變差。

　　測量系統的敏感度通常指測量系統的分辨力或解析度，一個(gè)好的測量系統要有足夠的分辨力或敏感度。一般來(lái)說(shuō)，測量系統的分辨力應達到允許公差的1/10，最新的要求是達到過(guò)程變差的1/10。

　　測量系統的穩定性是指測量系統應處于統計受控狀態(tài)，測量系統的變差只能由隨機因素造成，而不能由特殊原因造成，只有滿(mǎn)足這一條件，才能說(shuō)測量系統具有統計的穩定性。

　　通常，若一個(gè)測量系統的偏倚或線(xiàn)性誤差明顯的異于零或超過(guò)該裝置校準程序中所建立的最大容許誤差，則該測量系統為不可接受。另一方面，測量變差GRR(重復性和再現性)與過(guò)程變差或公差之比低于10%測量系統是可接受的；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，測量真值可能出現的范圍。    

　　七、結束語(yǔ)

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