测试系统分析（一）

l  测试系统分析的概念

测量系统分析是一系列设计测试，旨在帮助工程师确定其测量系统是否可靠，比如确保测量数据的准确性与可靠性、识别和消除测量误差、提高产品质量控制水平等。

通常来说，测量系统的本质目的是：将被测目标的实际波动与测量的系统所有波动分离开来。如下图显示了总系统、被测目标、测量系统波动的关系。

图1 系统波动的关系

在制定和执行测量系统分析计划之前，项目团队必须制定初步的质量计划，其中包括过程中的拟定测量点。根据这个质量计划，可以确定适合的测量系统，并创建出一套测量系统分析的指标要求。

l  背景知识

首先，我们必须理解测量系统分析中“能力”（Capability）与“性能”（Performance）之间的区别。“能力”指的是测量系统是否能够满足预定的测量要求，而“性能”则是衡量系统在实际操作中是否能够持续稳定地提供准确的测量结果。此外，还需要确定是否需要一套标准来进行测量系统分析。

1.       测量系统的“能力”

指经典的测量系统分析。它帮助工程师确定系统是否能够有效地测量所涉及的被测设备、目标和产品，并确保系统处于受控状态（稳定）。

2.       测量系统的“性能”

指测量系统在较长时间内保持受控的能力。换句话说，测量系统在使用过程中，是否有任何组件会随着时间的推移而发生变化。

3.      其他考虑

我们的测量系统分析设计可以根据测量目的的不同而有所变化。目的是测量过程控制还是测量产品控制？在过程控制的情况下，我们更关心的是过程变化是否稳定且可接受，而不是测量的绝对值。在产品控制的情况下，我们关注的是产品组件的好坏（如，合格/不合格），并且可能更关心我们的测量值与标准值之间的差异。

l  测试系统分析的基本项目

要进行测量系统分析，必须考虑以下基本方面中的哪些内容将作为测试分析项目。

1.       分辨率：可读取的最小单位、测量分辨率、量程限制或检测限。

2.       测量系统的稳定性：研究时系统的稳定性（通过数据范围的分析）。

3.       重复性：同一操作员对同一被测件/测试目标进行多次测量时，所看到的数值变化。

4.       再现性：不同操作员在相同被测件/测试目标和相同测量量具下进行测量时，所看到的平均测量值之间的变化。

5.       GR&R计算：重复性和再现性的综合效应。

6.       测量系统偏差（准确度）：与真实值或公认参考标准的偏差。

7.       稳定性偏差：随着时间的推移，与真实值或公认参考标准的偏差。

8.       线性度（线性度偏差）：代表该系统预期测量范围的真实值或公认参考标准的偏差。

我们应当时刻清楚选择以上全部或部分项目作为测试系统分析手段的最终目的是什么。

 Refernence:

1. N/A