六西格玛的测量系统分析介绍

DMAIC方法是六西格玛管理基于数据的过程绩效改进方法。项目工作的每一个阶段都离不开数据，需要数据分析和基于数据的决策。从这个角度来说，数据本身的质量很大程度上决定了项目的成败。

数据是测量的结果，测量是指“旨在确定一个实体或系统大小的一整套操作”。这“一整套作业”就是给具体事物(实体或系统)赋值的过程。这个过程的输入包括人(操作人员)、机器(最需要的设备和软件)、材料(实体或系统)、方法(操作方法)和回路(测量环境)，这个过程的输出是测量结果。由人、测量工具、测量方法和测量对象组成的整个过程就是测量系统。

测量系统是六西格玛项目团队必须考虑的关键过程影响因素之一。事实上，许多过程输出问题都是由测量系统引起的。比如，由于测量系统波动过大，会拒收合格的或接受不合格的，给企业或客户造成很大损失。此外，在六西格玛改进项目期间，应在分析阶段进行一些显著性测试。如果测量系统的波动过大，很容易将显著效果误认为不显著效果，失去改进的机会，导致后续工作难以完成。因此，在测量和收集数据之前，有必要对测量系统进行评估，分析和纠正测量系统存在的问题，以确保测量数据的质量。

基本概念

所谓测量系统分析，是指利用统计方法了解测量系统中的各种波动源及其对测量结果的影响，最终给出测量系统是否满足使用要求的明确判断。

测量系统必须具有良好的准确度和精度。它们通常以统计指标为特征，如偏差和波动。偏倚用于表示多次测量结果的平均值与被测质量特性参考值的差值，其中参考值是已知的参考值(例如，如果在测量重量中以50克重量作为测量对象，则50克为参考值)或者可以通过取上级测量设备多次测量的平均值来确定。波动表示相同条件下重复测量结果分布的离散程度，常用测量结果的标准差为6ms(不混淆时缩写为σ)。这里的测量过程波动是指99%的测量结果所占据的区间长度。他们的概念如图1所示。

图1 测量系统偏倚与波动的概念

高质量的测量数据需要小的偏差和小的波动。只要偏差和波动中的一个大，就不能说测量数据的质量高(见图2)。

图2  偏移与波动示意图

实际上，观测到的总涨落包括过程本身的涨落和测量过程的涨落。通过对测量系统的分析，控制测量系统的偏差和波动，以获得准确而精确的测量数据。

通常用分辨率、偏倚、稳定性、线性、重复性和再现性来评价测量系统的优劣，并用它们来控制测量系统的偏倚和波动，使测量数据准确可靠。