MSA的定义及含义

MSA指的是什么

在质量管理、工程制造和科研领域，精确测量是确保产品质量和科研成果可靠性的重要环节。为了实现这一目标，需要借助各种测量工具和系统。然而，这些测量工具和系统的准确性、可靠性和可重复性却常常受到各种因素的影响。为了评估和改进测量系统的性能，人们引入了Measurement Systems Analysis（测量系统分析），简称MSA。

MSA是一种通过统计分析的手段，对构成测量系统的各个影响因子进行变差分析的方法，用于判断测量系统的可靠性。测量系统是指用于测量物理量的设备、仪器和技术，包括但不限于测量工具、测量仪器、计算机软件等。MSA旨在确保测量系统本身的变差相对过程总变差要尽可能小，使得过程的变差来源主要源于过程本身，而非测量系统。

MSA的基本概念

测量系统的定义

测量系统是指进行物理量测量所涉及的所有要素，包括仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境等。这些要素可能独立或相互影响测量结果。理解测量系统的组成有助于更好地进行MSA分析。

MSA的目标

MSA的主要目标是确定测量系统的精度、可重复性和可追溯性，并识别测量系统的误差来源和影响程度。精度是指测量值与真实值的接近程度；可重复性是指同一测量人员使用同一量具在相同条件下多次测量同一对象时，测量结果的一致性；可追溯性是指测量结果能够溯源到国际或国家承认的测量标准。

MSA的误差来源

测量系统的误差来源主要包括偏倚、稳定性、线性、重复性（EV）和再现性（AV）。

1. 偏倚（Bias）：指多次测量结果的平均值与基准值的差值。偏倚反映了测量系统相对于真实值的系统误差。例如，如果金饰的真实重量为50克，而测量结果显示的平均值为45克，那么5克的差异即为偏倚。

2. 稳定性（Stability）：测量同一零件的同一特性时获得的测量值随时间推移的变化。稳定性评估了测量系统在不同时间点的表现是否一致。例如，如果一个月后使用相同的量具测量同一金饰，得到的平均值较之前有所变化，说明稳定性不佳。

3. 线性（Linearity）：指在量具的量程范围内，测量的偏倚值与基准值之间的线性关系。线性良好的测量系统在不同的测量范围内都能保持较小的偏倚。例如，如果一个量具在测量50克金饰时偏倚为0.5克，而在测量200克金饰时偏倚为5克，说明其线性较差。

4. 重复性（Repeatability，EV）：指同一测量人员使用同一量具在相同条件下多次测量同一对象的同一特性时获得的测量值变差。重复性反映了量具本身的能力或潜力，即设备变差。例如，同一测量人员使用同一量具多次测量同一零件，如果测量结果之间的一致性很高，说明量具的重复性良好。

5. 再现性（Reproducibility，AV）：指不同测量人员使用同一量具测量同一对象的同一特性时获得的测量平均值的变差。再现性反映了测量人员之间的技术差异，即评价人变差。例如，如果不同测量人员使用相同的量具测量同一零件，得到的平均测量结果差异较大，说明再现性较差。

MSA的分析过程

MSA分析通常包括以下几个步骤：

1. 分辨率分析：分辨率是指测量装置能够区分的最小变化量，即测量装置的敏感度或最小刻度。高分辨率的测量装置能够检测到被测对象的微小变化，而低分辨率的测量装置则可能忽略这些变化。选择测量装置时，其分辨率应至少为被测特性的尺寸规范或过程变差的十分之一。

2. 准确度分析：准确度分析包括偏倚、线性和稳定性分析。偏倚分析通过比较测量结果与基准值来评估测量系统的系统误差；线性分析通过在不同的测量范围内测量同一对象来评估测量系统的线性关系；稳定性分析则通过在不同时间点测量同一对象来评估测量系统的时间稳定性。

3. 精确度分析：精确度分析包括重复性和再现性分析。重复性分析通过同一测量人员使用同一量具多次测量同一对象来评估量具的固有变差；再现性分析则通过不同测量人员使用同一量具测量同一对象来评估测量人员之间的技术差异。

MSA的应用

MSA广泛应用于各种测量系统，包括新购买的测量设备、维修前后的测量设备以及各类测量仪器。它提供了一种可靠的评定准则，帮助确定测量系统是否满足使用要求。当新产品生产、新测量仪器导入或测量人员发生变动时，通常需要进行MSA分析，以确保测量系统的准确性和可靠性。

新设备评估

对于新购买的测量设备，MSA分析可以评估其性能是否符合预期，从而避免由于设备问题导致的测量结果不准确。

维修后验证

维修后的测量设备也需要进行MSA分析，以确保其性能在维修后得到恢复，并符合使用要求