测量系统分析在六西格玛中应用浅谈

六西格玛DMAIC方法是―套基于数据的过程绩效改进方法，在项目工作的每一个阶段都离不开数据，测量系统分析（MSA）对于六西格玛管理来说并不陌生，数据是测量的结果，而测量是什么呢？

六西格玛红皮书中写道“测量时指“以确定实体或系统的量值大小为目标的―整套作业”，从输入中的人、机、料、法、环，经过测量过程后，到输出测量结果的一整套作业过程，就是测量系统。

测量系统是项目团队必须考虑的关键过程影响因素之一，事实上，许多过程输出的问题是由测量系统造成的。比如，由于测量系统波动过大而将合格的拒收或将不合格的接受下来，给企业或顾客造成了较大的损失。特别是在开展六西格玛改进项目时，在分析阶段要进行多项显著性检验，如果测量系统波动过大，则容易误将显著效应当成不显著效应而失去改进的机会，这将使后续工作难以完成。因此，在开始测量并收集数据之前，必须对测量系统做出评价，对测量系统的问题进行分析和纠正，以保证测量数据的质量。

特别是六西格玛项目推进过程中，测量系统分析的使用经常存在几个误区：1.不知道为什么要做MSA？2.MSA是不是就是计量？都包含什么？3.什么时候应该用MSA的那个指标进行判断？4.测量系统中的“人”都包括谁？5.测量系统环境需要什么条件？6.如何开展MSA,特别是被测物如何选择？，本文从5W1H的角度对MSA应用进行分析，在此和大家进行分享：

1.WHY

六西格玛管理强调基于数据和事实的决策，数据的重要性不言而喻，数据来源于测量，在项目开展过程中，每个阶段都需要对数据进行分析和基于数据做出决策，从这个角度来说，数据本身的质量在很大程度上决定了项目的成败。MSA即为评估测量数据的质量。

2.WHAT

MSA通常用偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性5个统计特性指标来评价测量系统。前三个指标用于评价测量系统的准确性；后两个指标用于评价测量系统的精确性。

测量系统的准确性通过对仪器设备校准来保证；而测量系统的精确性，即重复性和再现性构成测量系统偏差，归因于随机误差项的标准偏差反应量具的重复性，测量人员的标准偏差加上测量人员与样本交互作用的标准偏差反映量具的再现性。重复性和再现性是MSA的研究对象，计量型数据 MSA用GR&R来研究和分析测量系统的重复性和再现性。在统计方法中，GR&R采用P/TV和P/T来衡量,本文主要以计量型 GR&R进行分析。

3.WHEN

P/TV和P/T两者分别代表不同含义，P/TV代表测量系统的 波动与过程或产品的总波动之比；P/T代表测量系统的波动与过程或产品特性的容差之比，两者计算公式不同，应用时机也是不尽相同。在设计实验的统计分析、能力研究和过程控制等过程中，要求P/TV和P/T都符合测量系统判断准则，而在量具或者测量仪器是否符合技术指标的判断和决策时，一般优先考虑P/T是否可接受。

六西格玛项目推进过程中，一般会建立一个Y=f(x)的数学模型,Y为项目主要的研究对象，X为对Y产生影响的因子。有些项目在实施过程中，常常犯一个错误，就是MSA好像仅仅是测量阶段的一个工具，对Y进行测量系统分析后，其他阶段都不需要应用MSA了，实际上MSA首字母虽然是M，但不是六西格玛M阶段独有的工具。在M阶段，为了解Y的现状——过程稳定性和过程能力，需要对Y的测量系统进行评估，以证实测量波动不会对Y的过程能力评估产生过大影响。

但是在A和I阶段, 在进行验证潜在因子X和对显著因子X进行优化设计时，同样需要针对需验证和改进的X进行测量系统分析，以验证是否因为测量系统波动太大而导致因子X显著性差异。

4.WHO

测量系统必不可少的一个因素就是“人”，测量人员的波动和测量人员与样本之间的交互作用都视为“人”的影响。但是在六西格玛项目中， 测量人员的选择随意性太大，很多项目中，做MSA评价的测量人员和测量任务的操作者并非同一人，如此测量系统分析，将无法准确判断测量人员的波动。那么测量人员应该如何选择？首先，测量人员必须来自日常执行测量任务的人员或项目组成员；其次，如果测量人员只有一位或人员对测量结果影响较小，测量设备有多台，可以用2-3台测量设备代替测量人员，对其再现性进行分析。

5.WHERE

同样，测量环境也属于测量系统的一项重要内容，测量系统的测量环境要保证其一致性，如果CPK分析数据来自于产品线上，MSA是在恒温实验室，那能不能用该MSA结果去验证CPK的测量系统是否合格呢？我想结论应该是否定的。

6.HOW

通常，MSA 中GR&R分析需要：
(1)随机选择10-20个零件，并将其编号，进行盲测；
(2)随机选2-3名测量人员；
(3)每个操作员随机测量全部零件一遍，再重新随机排列后随机测量，一般测量2-3次。

选择合适的测量人员的重要性已经在上文进行分析，而零件的选择依然重要。随机选择零件时，零件的波动应能够代表测量样品整体的过程波动。比如在灶具小火流量的测量系统中，A型号产品调试的小火流量服从均值为405W，标准差24的正态分布，B型号产品小火流量服从均值为350W，标准差15的正态分布,，如果是对生产过程中A型号小火流量的CPK分析，之前需要进行MSA，选取的样品需要从生产过程中A型号产品中的随机选取。如果针对B型号进行CPK分析，应从生产过程中B型号产品中随机选取，进行MSA分析，而不能直接用原MSA结果代替。

本文主要从以上6点对MSA过程中的误区进行分享，其主要核心就是MSA和后续工作的测量系统（人机料法环测）保持一致，有所不对之处，还请各位质量届同仁能够批评指正。