这篇文章，给大家介绍一下量具能力指数

的定义和计算方法。大家应该听说能力/性能指数

，这个量具能力指数是什么指标呢？别急，容我慢慢道来。

在2010年发布的MSA手册（第4版），仍然没有将量具能力指数

增加到手册里，导致了很多质量人员不了解这个指标。然而，量具能力指数

是一个非常实用的工具，特别适合解决实际应用方面的问题。

首先，我们引入一个常见的问题。对于负责检测设备方面的质量技术人员而言，存在一个最大的困惑是：对于一个全新的制造过程，通常需要先订购检具（通过测量才能评价产品是否合格）。

然而，当质量人员在检具供应商处对检具进行预验收的时候，最大的难点在于，此时设备供应商只能提供1~2件的试验件（甚至没有任何的试验件）。在几乎一无所有的情况下，我们如何对检测设备进行有效的评价呢？

针对此类应用方面的问题，德系的VDA系列（主要是VDA5），非常贴心的把检测设备的验收分为两个阶段：预验收和终验收。对应“方法一”和“方法二”。

对于汽车行业的供应商，特别是给德系整车厂供货的供应商，对于测量系统分析（MSA），应该分为两步走。

方法一：测量系统预验收阶段，在检测设备供应商处进行评价，采用的指标是，量具能力指数

。

1. 在检测设备的设计和预验收阶段，制造设备还在“天上飞”或是在“海里游”。因此，我们不知道制造设备波动的实际情况，也就是无法获得制造过程的变差。无法进行通常的“重复性和再现性分析”。

2. 因此，我们需要转变思路。在检测设备的预验收阶段，只对标准件或测试件进行测量系统分析，考虑测量系统本身的误差（重复性和偏倚）占设计公差的比例是否足够小。

注意：如果方法一分析合格，则检测设备的“预验收”通过。后续可以进行方法二分析；也称之为检测设备的“终验收”。

方法二：测量系统终验收阶段，“五性”分析阶段。此时制造设备已经到位，可以获得较多的试验件，用以进行更全面的测量系统分析。

1. 综合考虑：稳定性、偏倚性、线性、重复性、再现性。

2. 主要是针对重复性和再现性进行分析。

下面，我们来详细的介绍一下量具能力指数

的计算步骤。

1. 选择测试件或采购标准件，作为量具能力指数分析

的样件。

2. 在更高一级的检测设备上，对测试件进行重复的测量，取多次测量的平均值作为“参考值”（也称为“相对真值”），或者可以直接采用第三方鉴定机构对标准件给出的“检定值”。

3. 固定人员，在检测设备上对同一个标准件/测试件重复测量50次。

注意：在一次测量完毕后，应该将标准件/测试件取下再装上，以模拟实际的测量过程。

注意：50次的重复测量要尽可能在短期内完成。如果没有条件测量50次，至少也要保证重复测量次数在25次以上。

4. 计算

，要求：

。

注意：只要条件许可，应该选择公差上限

和公差下限

的各一个标准件/测试件，分别进行

的评价，如果有条件，还应该增加中间公差值的标准件/测试件。

对于量具能力指数

，它的计算公式如下所示：

其中，

为50次测量数据的平均值，

为50次测量数据的标准差。

公差带宽

，

为上公差，

为下公差。

，一般取0.1~0.2，Minitab默认取0.2。

一般取4~6，Minitab默认取6。

注意：对于

，系数

和

取的不同，结果就完全不同，因此计算前需要和客户取得沟通或依据内部的程序文件要求执行。

看一个案例：数字测厚仪测量镀膜的厚度，对数字测厚仪进行预验收。

1. 公差要求

，公差带宽

2. 在检具预验收时，没有任何的试验件，因此从更高一级的检定机构订购了检定值为

和

的两个极限区域的标准样件。

3. 内部程序文件规定，

取0.2，

取6。

4. 采用数字测厚仪对

的标准样件重复测量50次，50次重复测量数据的均值

，50次测量数据的标准差

。

5. 计算

，如下：

结论：

，公差上极限区域，量具能力指数验收通过。

6. 采用数字测厚仪对

的标准样件测量50次，50次测量数据的均值

，50次测量数据的标准差

结论：

，公差下极限区域，量具能力指数验收通过。

7. 最终评价结论：公差极限区域的

都大于1.33，因此测量设备预验收通过。后续待制造设备提供试验件后，可以进行“五性”的分析和验证。

总结，量具能力指数

是早期验收测量系统的一个指标要求，特别适用于检具设计和预验收的阶段。

可以只依靠1~2件的产品或标准件对检测设备进行早期的验证。如果

满足要求，则量具的预验收通过。待制造设备提供的试验件到位后，即可进行后续的“五性”分析。