中國南車集團資陽機車廠　劉通

　　隨著測量數據在企業質量和生產經營管理中的作用日益重要，人們越來越關注產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評價測量結果質量高低的參數，出現在很多場合，業內人士已對它非常熟悉，而測量系統分析(MSA)對多數人來說卻是一個新概念。這兩個和測量有關的概念，它們之間有何關系呢？    

　　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，與測量結果相聯系的參數。
　　測量系統:用來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)進行統計分析，并評估測量系統是否適用于產品和過程的控制。    

　　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境有相互作用時，其產生的測量變差的類型和大小。二是評估測量系統所具有的測量能力是否適用于產品和過程的控制。三是制定改進和提高測量能力，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，還應考慮校準、標準、方法、環境以及測量過程中沒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驗標準差與過程變差之比。

　　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行分析外，還要對測量系統的位置變差進行分析。    

　　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分析是相同的，都采用統計技術進行分析。

　　在對測量系統進行分析時，應考慮測量系統在與操作環境發生相互作用的整個時間段(如穩定性分析)；分析前，首先要對測量系統的誤差源進行分析，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

　　對于一個測量系統，其評價參數有以下幾項: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態的變動中，必須加以分析監測和控制。要對這些參數進行分析控制: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，工件與卡尺接觸部位不同而產生的阿貝誤差和讀數誤差。根據這個誤差分析，我們就可以確定這套測量系統的分析方案為進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行判定。判定時應從3個方面進行: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，一個好的測量系統要有足夠的分辨力或敏感度。一般來說，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，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，只有滿足這一條件，才能說測量系統具有統計的穩定性。

　　通常，若一個測量系統的偏倚或線性誤差明顯的異于零或超過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

　　綜上所述，測量不確定度與測量系統分析是兩個不同的概念，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。