我們知道測(cè)量系統(tǒng)變差是永恒存在,、不可避免的,，而量具本身引入的變差只是其中的一部分,。

量具檢的合格未必用著適合，如果不對(duì)測(cè)量系統(tǒng)能力進(jìn)行綜合評(píng)估和驗(yàn)證,，那么你就無(wú)法得知測(cè)出的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確可信,。在這種情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)指導(dǎo)后續(xù)流程,，比如說(shuō)刀具調(diào)整,、設(shè)備參數(shù)的設(shè)定等等，其實(shí)是一件細(xì)思恐極的事,，恰如“盲人騎瞎馬,，夜半臨深池”。

正因?yàn)榇?，許多質(zhì)量體系都明確要求,，對(duì)監(jiān)視和測(cè)量資源必須進(jìn)行必要的分析和驗(yàn)證。就是為了確保選配量具,、形成完整的測(cè)量系統(tǒng)之后,，仍然能夠滿足預(yù)期使用要求,。

驗(yàn)證的方法很多,，目前最常用的是MSA和測(cè)量不確定度評(píng)定。MSA手冊(cè)第四版第一章F節(jié)中對(duì)兩者有個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比介紹,。

MSA專注于理解測(cè)量過(guò)程,、確定過(guò)程中誤差大小，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,。測(cè)量不確定度是測(cè)量值的范圍,，這個(gè)范圍的寬窄直接取決于測(cè)量過(guò)程能力水平的高低。所以有些測(cè)量過(guò)程對(duì)能力水平的要求,，適用允許測(cè)量不確定度作為指標(biāo)的,。比如說(shuō)上期我們提到的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)標(biāo)推1958,、國(guó)標(biāo)推3177等等,。當(dāng)然大家在選擇具體的驗(yàn)證方法時(shí)，還是要根據(jù)所運(yùn)行的體系環(huán)境,、顧客的要求,、具體的驗(yàn)證需要，并結(jié)合測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際特點(diǎn),。

一般說(shuō)來(lái),，16949汽車質(zhì)量體系推薦的是MSA，而17025實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可體系要求的是測(cè)量不確定度評(píng)定,，兩個(gè)體系適用情況,、側(cè)重點(diǎn)均不同。前者多是側(cè)重評(píng)價(jià)批量生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程參數(shù)的高頻度乃至連續(xù)性在線檢測(cè),，除了測(cè)量能力,，往往還要兼顧測(cè)量效率或節(jié)拍。后者則通常側(cè)重于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精密測(cè)量過(guò)程,，研究性檢測(cè)或仲裁性檢測(cè)過(guò)程,，對(duì)精準(zhǔn)度的要求比較高，對(duì)效率或者頻次與現(xiàn)場(chǎng)還是有較大的不同,。

花開(kāi)兩朵,，先表一枝。既然我們這個(gè)群的建立基礎(chǔ)是基于16949體系,，那么今天就側(cè)重于MSA驗(yàn)證方法的介紹,，不確定度評(píng)定若有需要，可以另起爐灶,，或者以后再說(shuō),。

所謂MSA是測(cè)量系統(tǒng)分析的英文縮寫(xiě)，起源于美國(guó)三大汽車公司,，是16949五大核心工具之一,，也是公認(rèn)的專業(yè)性比較強(qiáng)、難度比較高的一個(gè)工具,。

MSA手冊(cè)從1990年第一版起,，20年內(nèi)已經(jīng)發(fā)布了第四版。MSA的本質(zhì)是通過(guò)準(zhǔn)備樣本件,，按要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,，對(duì)數(shù)據(jù)的波動(dòng)和差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，來(lái)評(píng)價(jià)驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)的相應(yīng)質(zhì)量特性指標(biāo),。

也就是說(shuō)評(píng)價(jià)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量特性,，我無(wú)需知道它的價(jià)格有多貴、品牌有多硬,、精度有多高,，我只需要準(zhǔn)備一些合適的樣本件，讓這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)測(cè),、換人測(cè),、隔段時(shí)間再測(cè)，通過(guò)得到的測(cè)量數(shù)據(jù)的波動(dòng)和差異,，就可以分析出這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的能力高低是否匹配,、是否足夠靈敏、是否持續(xù)穩(wěn)定,。

其實(shí)羅嗦這么多,，都不如我們老祖宗的十個(gè)字,，就能詮釋MSA的本質(zhì)，那就是“是騾子是馬拉出來(lái)遛遛”,。能負(fù)重的是騾子,，跑得快的是馬。當(dāng)然遛遛這個(gè)辦法肯定不如通過(guò)染色體判定來(lái)的精準(zhǔn),，但它勝在簡(jiǎn)單,、快捷、有效,，而且直指使用目的,，特別適合汽車零部件制造這種集團(tuán)化、批量化,、大規(guī)模生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),，我想這也是MSA為什么會(huì)起源于汽車質(zhì)量體系的原因。

說(shuō)到驗(yàn)證時(shí)機(jī),，我們需要回頭考慮一下做MSA的目的,。如果有人說(shuō)做MSA就是為了通過(guò)PPAP審核，就是為了通過(guò)16949體系認(rèn)證,，那么零分,，這種純功利性目的完全違背了這個(gè)工具的初心，強(qiáng)行蹭熱詞-不忘初心,，那么做MSA的初心或者說(shuō)目的應(yīng)該是什么,？一、驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)能否滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求,，二,、對(duì)變差的主要原因提供持續(xù)監(jiān)控。

我們知道一個(gè)產(chǎn)品從確定計(jì)劃到形成批量生產(chǎn),，通常經(jīng)過(guò)五個(gè)階段,。放個(gè)圖。

試生產(chǎn)階段做MSA就是為了滿足目的一，驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)能否滿足預(yù)期使用要求,。進(jìn)入批量生產(chǎn)階段以后,，則主要是為了滿足目的二，驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)是否能夠持續(xù)滿足使用要求,。這兩個(gè)階段的特點(diǎn)和目的就指明了測(cè)量系統(tǒng)分析的開(kāi)展時(shí)機(jī),，也就是測(cè)量系統(tǒng)的驗(yàn)證時(shí)機(jī)。

說(shuō)完驗(yàn)證時(shí)機(jī)，再說(shuō)一下驗(yàn)證方法的具體選擇,。這個(gè)除了考慮驗(yàn)證目的,，還與測(cè)量系統(tǒng)的類型有關(guān)。我們知道基本型測(cè)量系統(tǒng)可分為兩大類,，變差類的叫做計(jì)量型,，屬性類的叫做計(jì)數(shù)型。

計(jì)量型MSA常用方法就包括常說(shuō)的五性,，偏倚、線性,、穩(wěn)定性,、重復(fù)性與再現(xiàn)性。

如果想評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,，可以選擇獨(dú)立樣件法,，利用直方圖和T檢驗(yàn)作偏倚分析。如果要評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)全量程或者某個(gè)工作范圍的準(zhǔn)確性,，可以選用覆蓋分析范圍的多個(gè)樣本件進(jìn)行線性分析,。如果想評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)在一個(gè)相對(duì)比較漫長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)的持續(xù)穩(wěn)定性或者可靠性，可以利用核查標(biāo)準(zhǔn),，采用控制圖法進(jìn)行穩(wěn)定性分析,。

破壞性測(cè)量系統(tǒng)可以考慮采用單值移動(dòng)極差法進(jìn)行穩(wěn)定性分析，如果想了解測(cè)量系統(tǒng)的寬度誤差相對(duì)于產(chǎn)品規(guī)范或過(guò)程變差是否匹配,、人員技能是否一致,、分辨率能否滿足要求等等，可以對(duì)其進(jìn)行重復(fù)性與再現(xiàn)性分析,，也就是常說(shuō)的GRR或者雙二分析,。GRR分析常用的方法包括均值極差法和方差分析法，后者比前者多了對(duì)操作員與部件交互作用的考慮,。

而計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)因?yàn)椴荒塬@得充分的計(jì)量型數(shù)據(jù),，通常采用風(fēng)險(xiǎn)分析法進(jìn)行評(píng)估。

如果想評(píng)估測(cè)量一致性,，可采用假設(shè)性試驗(yàn)分析法,，利用交叉表計(jì)算kappa值來(lái)判定。如果想評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)臨界值的敏感程度,，可利用信號(hào)探測(cè)法確定灰色區(qū)域的寬度,，計(jì)算出測(cè)量系統(tǒng)寬度誤差相對(duì)于過(guò)程變差的占比，來(lái)判定是否可以接受,。如果想評(píng)估計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,，可以通過(guò)采用恒定樣本的長(zhǎng)期計(jì)數(shù)型控制圖來(lái)驗(yàn)證。另外還可以通過(guò)繪制量具的性能曲線，對(duì)計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)展開(kāi)研究,，估算出計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性與偏倚的具體數(shù)值,。其他對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的輔助驗(yàn)證方法，還有測(cè)量能力指數(shù)Cg/Cgk的評(píng)定等等,。

這種方法常常用在購(gòu)置在線檢測(cè)設(shè)備的預(yù)驗(yàn)收過(guò)程,，也可以用于日常對(duì)測(cè)量能力進(jìn)行監(jiān)控的簡(jiǎn)單核查。不可重復(fù)或破壞性測(cè)量系統(tǒng)均屬于復(fù)雜測(cè)量系統(tǒng),，同樣可以進(jìn)行MSA偏倚,、線性、穩(wěn)定性,、重復(fù)性,、再現(xiàn)性都可以，其計(jì)算過(guò)程及判定方法與簡(jiǎn)單測(cè)量系統(tǒng)大致相同,，最大的玄機(jī)或者說(shuō)區(qū)別是在樣本件的準(zhǔn)備上,。

MSA驗(yàn)證方法最大的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)多、計(jì)算多,，所以就有各種數(shù)據(jù)處理軟件應(yīng)運(yùn)而生,。其中典型代表有Minitab、Q-DAS,、GMP等等,，而常用的辦公軟件Excel，也因其先天親民性及自帶的計(jì)算功能,、圖表功能等等,，占據(jù)了MSA應(yīng)用領(lǐng)域的半壁江山。

自己利用Excel開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)處理模板,，最大的好處是：一,、可以深入了解數(shù)據(jù)計(jì)算評(píng)定規(guī)則；二,、可以利用條件函數(shù)自動(dòng)生成分析結(jié)論,；三、可以隨時(shí)跟進(jìn)手冊(cè)版本的更新,，而不必巴巴地等著人家給做軟件升級(jí),，自力更生，豐衣足食,，誠(chéng)不我欺,。

當(dāng)然無(wú)論是哪種軟件，它的計(jì)算套路,、評(píng)定準(zhǔn)則都基本遵循了手冊(cè)的要求,。這個(gè)我多次做過(guò)比對(duì)驗(yàn)證,，不同軟件對(duì)同一批數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果是一樣的。所以說(shuō)在亂花迷人眼,、備選武器特別多的時(shí)候,，你只需要用好手上這支槍就可以，在這個(gè)方面真不必這山望著那山高,。

發(fā)個(gè)圖,，大家看一下,，曾經(jīng)做過(guò)的Excel與Minitab的比對(duì)。對(duì)用哪個(gè)數(shù)據(jù)處理軟件沒(méi)要求,，不代表對(duì)其他方面沒(méi)要求,，做好MSA有兩個(gè)最基本的注意事項(xiàng)。

第一,，是與手冊(cè)的有效版本保持一致，本來(lái)這條是不言而喻的,，但直到上個(gè)月,，我還在某個(gè)企業(yè)看到，對(duì)計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)仍在沿用小樣法,，偏倚分析仍在用過(guò)程變差的10%判定,。這些都是上個(gè)世紀(jì)1995年發(fā)布的第二版中提及的方法，而這些在2002年發(fā)布的第三版中就取消了,，畢竟都在持續(xù)改進(jìn),，MSA更不例外。

在這里也借機(jī)說(shuō)上一句,，按之前的手冊(cè)更新周期推測(cè),，估計(jì)MSA第五版也快出了。如果哪位大神能夠提前接觸到,，一定過(guò)來(lái)打個(gè)招呼,。

第二個(gè)注意事項(xiàng)，四個(gè)字“實(shí)實(shí)在在”,。做MSA將近20年,，走過(guò)很多企業(yè)，見(jiàn)過(guò)太多案例,，行行色色,，參差不齊。曾經(jīng)行業(yè)內(nèi)流傳一個(gè)笑話,，叫做到沙漠旅行應(yīng)該帶什么,？答案是駱駝和MSA。理由是前者能代步，后者水分多,。

中國(guó)人既有大智慧,，又有小聰明，做MSA真的不是僅憑小聰明就能做好的,。說(shuō)白了,，拿出一份結(jié)論漂亮的MSA報(bào)告很簡(jiǎn)單，甚至沒(méi)有測(cè)量系統(tǒng)都能做到,，但這種全是水分的報(bào)告,，真的一點(diǎn)用都沒(méi)有。做MSA一定要記得初心,，再次強(qiáng)調(diào)是為了評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的真實(shí)能力,，是為了確保為產(chǎn)品和過(guò)程控制提供有效數(shù)據(jù)。

所以在具體實(shí)施時(shí),，無(wú)論是樣本選擇,，還是數(shù)據(jù)采集，無(wú)論是編制計(jì)劃,，還是分析整改,，都要實(shí)實(shí)在在地從實(shí)際出發(fā)，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地組織開(kāi)展,，才是真正地對(duì)自己負(fù)責(zé),，對(duì)客戶負(fù)責(zé)。

以上便是MSA驗(yàn)證方法的大體介紹,。內(nèi)容很多,，只能做一個(gè)菜單式的羅列。其實(shí)這里面每一個(gè)點(diǎn)展開(kāi)都是一個(gè)很好的研究課題,，在此因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系就不一一細(xì)說(shuō)了,。如果有具體需要，建議通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行專項(xiàng)選擇或套餐定制,，這樣既有針對(duì)性,，也不會(huì)過(guò)多地占用公共資源和大家的時(shí)間，就算強(qiáng)行插播廣告了,，在此為質(zhì)量學(xué)院點(diǎn)贊,。

最后留三個(gè)關(guān)于MSA的討論題，大家可以暢所欲言,，發(fā)表自己的看法,，交流MSA的從業(yè)心得。

第一,，如果一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的%GRR可以接受，那么是否表明它的偏倚也可以接受,？第二題,，MSA中有利用控制圖進(jìn)行穩(wěn)定性分析，SPC中也有,，二者有何異同,？三、當(dāng)%GRR介于10%到30%之間的時(shí)候,，應(yīng)該如何判定,？

好，再次感謝大家又一程的陪伴和支持,。

測(cè)試題目答疑

Q1：如果一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的%GRR可以接受,，那么是否表明其偏倚（Bias）也可以接受？

A1：前者評(píng)價(jià)的是測(cè)量系統(tǒng)寬度誤差,，后者評(píng)價(jià)的是位置誤差,，不可相互替代。附圖說(shuō)明,，圖上盡管只說(shuō)了重復(fù)性,，但再現(xiàn)性同理。

Q2：MSA中有利用控制圖進(jìn)行穩(wěn)定性分析,，SPC中也有,，二者有何異同？

A2：兩個(gè)都是統(tǒng)計(jì)分析,，但是樣本分析對(duì)象不一樣,，樣本量也不一樣。

Q3：當(dāng)%GRR介于10%到30%之間的時(shí)候,，應(yīng)該如何判定,？

A3：可接受，但要具體分析哪個(gè)性最不好,，要采取措施,。