自动读数仪器的MSA,再现性分析还有意义吗?
最近有自习人课堂六西格玛黑带备考学员提问如下:

大部分同学在学测量系统分析(MSA)的时候,大概率都有过这样的困惑:
咱们平时学的MSA,大多是用游标卡尺、百分表这类工具,得靠人工读数、凭经验估读,
重点就是看不同人读数的差别——毕竟每个人看刻度的角度不一样,估读习惯也不同,有误差很正常。
但实际工作中,电子天平、数显测高仪这些设备早就普及了,数值直接显示在屏幕上,
不用人工估读,表面看好像压根没有读数误差。
于是有同学就会问:这种自动读数的仪器,重复性和再现性还有意义吗?

一、自动读数≠没有波动
很多同学觉得,自动读数的仪器就能实现再现性的零误差,其实这是有误解的
像电子天平等直读式仪器,确实能去掉人工估读这个误差,
但测量系统的整体波动并没有消失,只是误差的来源变了——从人读不准,变成了设备本身和操作细节带来的波动
测量系统的波动,本质上来说是几种波动叠在一起的,
自动读数只能减少其中一种波动的影响,我们可以从人机料法环几个方面来分类:
设备自身的波动(也就是咱们说的重复性波动);
不同使用条件、不同人操作带来的波动(也就是再现性波动);
被测样品本身、环境变化等带来的波动。
就拿电子天平来说,哪怕大家都只做“放样品、等稳定、记数字”
测量结果还是会有差别的,常见的波动原因有这些:
1.天平开机没预热够,传感器还没进入稳定状态;
2.称量台有点轻微震动;
3.旁边空调吹的气流干扰;
4.天平没有置于水平的状态;
5.样品放的位置不一样,偏左、偏右还是居中;
6.不同人去皮的时机不一样,有人等屏幕稳定了再去皮,有人刚放托盘就去皮;
7.仪器用久了会有轻微示值漂移,长时间用下来数值会有点波动;
8.环境温湿度变了,也会影响天平的测量精度;
9.操作时不小心碰到工作台,也会带来额外震动
......
诸如此类的噪音因素叠加在一起,最终形成测量误差
所以说,自动读数只是少了一个误差来源,没法消除所有的波动,重复性和再现性依然客观存在。
二、自动读数仪器的重复性:看设备稳不稳
重复性其实很好理解,简单说就是:同一个人、用同一台设备、在同一个环境下,对同一样品,
短时间内测好几次,结果之间的差别。
放到电子天平上,情景就是这样:
同一个人,用已经预热好的同一台电子天平,对同一个标准砝码(或者固定样品),连续测3-5次,这几次结果的差别,就是重复性变异。
这种波动和人没关系,只看设备自身稳不稳定——比如天平传感器的微小噪声、示值的轻微波动,这些都是设备本身的特性,哪怕不用人读数,也会客观存在,也是咱们判断设备好不好用的重要参考。
三、自动读数仪器的再现性:看人员操作是否统一
很多同学会疑惑:都自动读数了,不同人操作还会有差别吗?
当然有的!只不过差别不再是读错数,而是操作差异带来的。
再现性的意思是:不同的人、在不同条件下,用同一台设备测同一样品,结果之间的差别。
对于自动读数仪器,大家读数没有差异,这种差别主要来自操作细节:
样品放的方式不一样:有人习惯放中间,有人随手放边上;
天平没有置于水平的状态就开始称量;
等数值稳定的时间不一样:有人等小数点不跳了再记,有人看数值稳了1秒就记;
去皮的顺序不一样:有人先去皮再放样品,有人先放样品再去皮;
有没有防干扰不一样:有人会关上天平的防风罩,有人忘了关,气流一吹,数值就波动了;
拿样品的方式不一样:有人戴手套拿,有人直接用手,手上的温度、油污都会影响样品重量。
这看似不起眼的细微操作差别,最后都会体现在测量结果上,形成再现性变异。
所以再现性还是要评估的,只不过重点从会不会读数,变成了操作方法能不能统一。

那么标准化流程的重要意义在这一刻具象化了~~
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六六老师:zixiren666
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