測量系統(tǒng)分析課件

1、測量系統(tǒng)分析楊 燕課程大綱課程大綱 測量系統(tǒng)分析的目的 測量系統(tǒng)分析的術(shù)語與定義基本概念 測量系統(tǒng)分析的步驟 計量型的測量系統(tǒng)分析及實際應用 計數(shù)型的測量系統(tǒng)分析及實際應用 測量系統(tǒng)分析需要注意的事項 獲得一個高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。 運用統(tǒng)計分析方法，確定測量系統(tǒng)測量結(jié)果的變差（測量誤差）， 尋找變差的來源。從而確定測量系統(tǒng)的質(zhì)量，為測量系統(tǒng)的改進提供信息。 保證所用統(tǒng)計分析方法及判定準則的一致性測量系統(tǒng)分析的目的測量系統(tǒng)分析的目的 1.測量系統(tǒng)：用來對被測量特性定量測量或定性評價的儀器或測量設備、標準、操作方法、夾具、軟件、人員、程序、環(huán)境的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程2. .測量設備：實現(xiàn)測量

2、過程所必需的測量儀器、軟件、測量標準、標準樣品（標準物質(zhì)）或輔助設備或它們的組合3. .偏移：測量的觀測平均值和基準值之間的差值4.4.線性：標識操作范圍內(nèi)多個和獨立的偏移誤差值的相關性5.重復性：同一評價人多次使用同一個測量儀器，測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差6. .再現(xiàn)性：測量過程中由于正常條件改變所產(chǎn)生的測量均值的變差術(shù)語與定義術(shù)語與定義術(shù)語與定義術(shù)語與定義精密度（PrecisionPrecision）指測量儀器所能夠區(qū)分出的微量程度或最小距離，亦即代表測量儀器對同一待測工件，以相同測量過程作重復測量時，其各測量結(jié)果的差異程度（重復讀數(shù)彼此之間的“接近度”MSAMSA手冊第三版）

3、。以差異程度愈微小稱為精密度佳，反之稱為精密度差。一般由隨機誤差引起，包含儀器的（重復性）和人為的（再現(xiàn)性）因素。準確度（Accuracy ,有時也稱Bias偏倚）指測量儀器的實際測量值（或測量平均值）與待測值之真值（True Value）或可接受的基準值的接近程度，亦即實際測量值偏離真實值的程度。以偏差愈微小之程度稱為準確度佳，反之稱為準確度差。一般由系統(tǒng)誤差引起。GRR或測量設備R&R：一個測量系統(tǒng)的重復性和再現(xiàn)性的合成變差的估計，GRR變差等于系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間變差之和盲測：在實際測量環(huán)境下，評價人（操作者）事先不知道正在對測量系統(tǒng)進行分析的情況下進行的測量測量系統(tǒng)分析的基本概念 測

4、量系統(tǒng)分析的項目 1. 1.偏倚（BiasBias） 2. 2.穩(wěn)定性（StabilityStability） 3. 3.線性（LinearityLinearity） 4. 4.重復性（RepeatabilityRepeatability） 5. 5.再現(xiàn)性（ReproducibilityReproducibility）偏倚（BiasBias）基準值觀測平均值 偏倚偏倚：偏倚：是測量結(jié)果的觀測平觀測平均值均值與基準值基準值的差值?；鶞手档娜〉没鶞手档娜〉每梢酝ㄟ^采用更高級別的測量設備進行多次測量，取其平均值來確定。 偏倚是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差的衡量指標，它包含已知的和未知的得變差來源共同作用的總

5、和。穩(wěn)定性(Stability)(Stability)穩(wěn)定性穩(wěn)定性 時間時間1 1時間時間2 2穩(wěn)定性，又稱為漂移穩(wěn)定性，又稱為漂移（DriftDrift），是指測量系），是指測量系統(tǒng)在某一段時間內(nèi)，測統(tǒng)在某一段時間內(nèi)，測量同一基準或零件的單量同一基準或零件的單一特性是獲得的測量總一特性是獲得的測量總變差。變差。線性(Linearity)(Linearity)量程量程基準值觀測平均值 基準值觀測平均值線性是指量具在使用范圍內(nèi)偏倚（準確度）差異之分布狀況。線性是指量具在使用范圍內(nèi)偏倚（準確度）差異之分布狀況。重復性重復性重復性重復性是由同一個評價人，重復性是由同一個評價人，采用同一個測量儀器，多

6、采用同一個測量儀器，多次測量同一零件的同一特次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差性時獲得的測量值變差。 重復性（RepeatabilityRepeatability） 事實上，重復性是從規(guī)定的測量條件下連續(xù)試驗得到的普通原因（隨機誤差）變差，因此除了設備的內(nèi)變差外，重復性還包括測量系統(tǒng)誤差模型中任何條件的內(nèi)部變差。嚴格的重復性定義為：當測量條件已被確定和定義的條件下，即已確定的零件、儀器、標準、方法、操作者、環(huán)境及假設之下，系統(tǒng)內(nèi)部的變差。重復性（RepeatabilityRepeatability） 重復性：傳統(tǒng)上把重復性看作“評價人內(nèi)變異性”。是指由同一位作業(yè)者，用同一種量具，多次量

7、測同一零件的同一特性時所得的測量變差，它是設備本身固有的變差或特性，一般指儀器的變差（EVEV），以公式表示如下： ，EV % EV % 100100（EVEVTVTV）公式說明： EVEV為重復性，TVTV為全變異（總變差）。 R為所有作業(yè)者執(zhí)行多次量測所得之變異平均值。K1K1為重復性之系數(shù)，與量測次數(shù)有關。TVTV為全變異，22&PVRRTV1KREVRR再現(xiàn)性再現(xiàn)性再現(xiàn)性再現(xiàn)性操作者操作者B B操作者操作者C C操作者操作者A A再現(xiàn)性再現(xiàn)性是由不同的評價是由不同的評價人，采用相同的測量儀人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的一特性時測

8、量平均值的變差變差。 再現(xiàn)性（ReproducibilityReproducibility傳統(tǒng)上把再現(xiàn)性看作“作業(yè)者（評價人）變異”，通常是指不同作業(yè)者（評價人）以相同量具測量同一零件的同一特性時，測量平均值之變異，以公式表示如下：AV % 100（AVTV）公式說明：AV為再現(xiàn)性，TV為全變異。為不同作業(yè)者所量測之平均值之最大值與最小值之差異。K2為再現(xiàn)性之系數(shù)，與作業(yè)者之人數(shù)有關。為被量測之零件數(shù)目r為每位作業(yè)者測量的次數(shù)注意：對于手動儀器受操作者的影響是客觀存在的，然而對于現(xiàn)在越來越多的自動測量儀器，操作者的變差不是主要變差原因時，前面的定義就收到了挑戰(zhàn)。嚴格的定義是：再現(xiàn)性是指測量的系

9、統(tǒng)之間或條件之間的平均變差。nrEVKXAVDIFF/222 1. 初次分析應在試生產(chǎn)且在正式提交PPAP（生產(chǎn)件批準程序）之前進行。2.一般每間隔一年要實施一次MSA。3. 新生產(chǎn)的產(chǎn)品，PV有不同時，如試生產(chǎn)；4. 新儀器，EV有不同時；5. 新操作人員，AV有不同時；6. 設計變更； 7.工程變更； 8.易損耗之儀器必須注意其分析頻率； 9.客戶要求的頻次。在出現(xiàn)以下情況時，應適當增加分析頻次和重新分析：10.10.測量設備進行了較大的維修；11.顧客需要時；12.重新提交PPAP（生產(chǎn)件批準程序）時；13.測量系統(tǒng)發(fā)生變化時。測量系統(tǒng)分析的步驟一:測量系統(tǒng)分析的步驟二:測量系統(tǒng)分析（測

10、量系統(tǒng)分析（MSAMSA）的準備要求）的準備要求 制訂制訂MSAMSA計劃計劃，包括以下內(nèi)容：1.1.確定需分析的測量系統(tǒng)；2.確定用于分析的待測參數(shù)/尺寸或質(zhì)量特性；3.確定分析方法：對計量型測量系統(tǒng)，可采用極差法和均值極差法；對計數(shù)型測量系統(tǒng)，可采用交叉分析法（即分險分析法）；4.確定測試環(huán)境：應盡可能與測量系統(tǒng)實際使用的環(huán)境條件相一致；5.對于破壞性測量，由于不能進行重復測量，可采用模擬的方法并盡可能使其接近真實分析（如不可行，可不做MSA）；6.確定分析人員和測量人員；7.確定樣品數(shù)量和重復讀數(shù)次數(shù)測量系統(tǒng)分析的步驟三如何進行測量系統(tǒng)分析？u1.建立必要之程序書、指導書文件，以管制所有

11、測量系統(tǒng)維持在正常及最佳狀態(tài)。u2.制定計劃：選擇分析對象/分析項目/分析時間，確定抽樣方法；u3.須有合格之分析人員，待分析之量具，以及必要之環(huán)境。u4.樣品的選擇至關重要；u5.搜集足夠之數(shù)據(jù)，再依據(jù)所使用之分析記錄執(zhí)行分析作業(yè)。u6.數(shù)據(jù)分析u7.結(jié)論判定此測量系統(tǒng)是處于可接受、有條件接受或不能接受。u8.改進。 偏倚偏倚 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 線性線性 重復性和再現(xiàn)性（重復性和再現(xiàn)性（R&RR&R）1）獲取一個樣本并建立相對于可溯源標準的基準值。 如果得不到，選擇一個落在生產(chǎn)測量的中程數(shù)的生產(chǎn)零件，指定其為偏倚分析的標準樣本。在工具室測量這個零件n10次，并計算這n個讀數(shù)的均值

12、。把均值作為“基準值”。 可能需要具備預期測量值的最低值、最高值及中程數(shù)的標準樣本是理想的。完成此步后，用線性研究分析數(shù)據(jù)。2）讓一個評價人，以通常方法測量樣本10次以上。結(jié)果分析結(jié)果分析作圖法作圖法 3 3）相對于基準值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方圖，用專業(yè)知識確定）相對于基準值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方圖，用專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)分析，對于是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)分析，對于n n3030時時的解釋或分析，應當特別謹慎。的解釋或分析，應當特別謹慎。結(jié)果分析結(jié)果分析數(shù)據(jù)法數(shù)據(jù)法4 4）計算）計算n n個讀數(shù)的均值。個讀數(shù)的均值。 X=xX=xi

13、i/n/n5 5）計算可重復性標準偏差（參考量具研究，極差法，如下）：）計算可重復性標準偏差（參考量具研究，極差法，如下）： r r= max(x= max(xi i)-min(x)-min(xi i)/d)/d2 2* * , , 這里這里d2d2* *可以從附錄可以從附錄C C中查到，中查到，g=1,m=ng=1,m=n 如果如果GRRGRR研究可用（且有效），重復性研究可用（且有效），重復性 標準偏差計算應該標準偏差計算應該以研究結(jié)果為基礎。以研究結(jié)果為基礎。6 6）確定偏倚的）確定偏倚的t t統(tǒng)計量：統(tǒng)計量： 偏倚偏倚= =觀測測量平均值觀測測量平均值- -基準值基準值b b= = r

14、 r （n n）1/21/2 t=t=偏倚偏倚/ / b b7）計算偏倚的置信區(qū)間計算偏倚的置信區(qū)間, ,置信水平取置信水平取95%95% 偏倚偏倚 t t1-a/2 1-a/2 (v) (v) b b d d2 2 /d /d2 2* * 其中參數(shù)其中參數(shù)d d2 2 、d d2 2* * 、v v 可查書上附錄可查書上附錄C C或或 4t4t1-a/2 1-a/2 (v)(v)可從標準可從標準t t表中查到表中查到8 8）判斷置信區(qū)間是否包括）判斷置信區(qū)間是否包括0 0，如果，如果0 0落置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在落置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在a a水平是可接水平是可接受的，如果受的，如果0 0沒有落在置信

15、區(qū)間內(nèi)，偏倚在沒有落在置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在a a水平是不可接受的。水平是不可接受的。注：如果注：如果a a水平不是取水平不是取0.050.05，必須取得顧客的同意。，必須取得顧客的同意。偏倚偏倚舉例舉例 一個制造工程師在評價一個用來監(jiān)控生產(chǎn)過程的新的測量系統(tǒng)。測裝置分析表明沒有線性問題，所以工程師只評價了測量系統(tǒng)偏倚。在已記錄過程變差基礎上從測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇一個零件。這個零件經(jīng)全尺寸檢驗測量以確定其基準值。而后這個零件由領班測量15次。次數(shù)123456789101112131415基準值6.05.85.75.95.96.06.16.06.16.46.36.06.16.25.66.0偏倚-0

16、.2-0.3-0.1-0.10.00.10.00.10.40.30.00.10.2-0.40.0直方圖0123455.65.75.85.966.16.26.36.4其他數(shù)據(jù)頻率頻率偏倚研究數(shù)據(jù)偏倚研究數(shù)據(jù)偏倚研究偏倚研究偏倚研究分析偏倚研究分析n(m)均值 X標準偏差r均值的標準偏差b測量值156.0067.22514.05813基準值= 6.00, =.05,g=1, d2*=3.35t統(tǒng)計量df顯著t值(2尾)偏倚95偏倚置信區(qū)間低值高值測量值.115310.82.206.0067-1.1185.1319 因為0落在偏倚置信區(qū)間（-0.1185，0.1319)內(nèi),工程師可以假設測量偏倚是可

17、以接受的,同時假定實際使用不會導致附加變差源。偏倚研究的分析偏倚研究的分析 如果偏倚從統(tǒng)計上非如果偏倚從統(tǒng)計上非0 0，尋找以下可能的原因：，尋找以下可能的原因： 基準件或參考值有誤基準件或參考值有誤, ,檢驗確定標準件的程序檢驗確定標準件的程序. . 儀器磨損。這在穩(wěn)定性分析可以表現(xiàn)出，建議按計劃維護儀器磨損。這在穩(wěn)定性分析可以表現(xiàn)出，建議按計劃維護或修整或修整. . 儀器產(chǎn)生錯誤的尺寸儀器產(chǎn)生錯誤的尺寸. . 儀器測量的特性有誤儀器測量的特性有誤. . 儀器沒有經(jīng)過適當?shù)男蕛x器沒有經(jīng)過適當?shù)男? ,對校準程序進行評審對校準程序進行評審. . 評價者使用儀器的方法不正確評價者使用儀器的方

18、法不正確, ,對測量指導書進行評審對測量指導書進行評審. . 儀器糾正的指令錯誤儀器糾正的指令錯誤. .1）取一個樣本并建立相對于可溯源標準的基準值。如果該樣品不可獲得，選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)據(jù)生產(chǎn)零件 ，指定其為穩(wěn)定性分析的標準樣本。對于追蹤測量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不需要一個已知基準值。 具備預期測量的最低值，最高值和中程數(shù)的標準樣本是較理想的。建議對每個標準樣本分別做測量與控制圖。2）定期(天,周)測量標準樣本35次，樣本容量和頻率應該基于對測量系統(tǒng)的了解。因素可以包括重新校準的頻次、要求的修理，測量系統(tǒng)的使用頻率，作業(yè)條件的好壞。應在不同的時間讀數(shù)以代表測量系統(tǒng)的實際使用情況，以便說明在一天

19、中預熱、周圍環(huán)境和其他因素發(fā)生的變化。3）將數(shù)據(jù)按時間順序畫在Xbar&R或Xbar&S控制圖上。 結(jié)果分析結(jié)果分析作圖法作圖法4）建立控制限并用標準控制圖分析評價失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。 結(jié)果分析結(jié)果分析數(shù)據(jù)法數(shù)據(jù)法 除了正態(tài)控制圖分析法，對穩(wěn)定性沒有特別的數(shù)據(jù)分析或指數(shù)。 如果測量過程是穩(wěn)定的，數(shù)據(jù)可以用于確定測量系統(tǒng)的偏倚。 同樣，測量的標準偏差可以用作測量系統(tǒng)重復性的近似值。這可以與（生產(chǎn)）過程的標準偏差進行比較以決定測量系統(tǒng)的重復性是否適于應用。 可能需要實驗設計或其他分析解決問題的技術(shù)以確定測量系統(tǒng)穩(wěn)定性不足的主要原因。穩(wěn)定性穩(wěn)定性舉例舉例 為了確定一個新的測量裝置穩(wěn)定性

20、是否可以接受，工藝小組在生產(chǎn)工藝中程數(shù)附近選擇了一個零件.這個零件被送到測量實驗室，確定基準值為6.01。小組每班測量這個零件5次，共測量5周（25個子組）。收集所有數(shù)據(jù)以后，Xbar&R圖就可以做出來了(見圖示)。 控制圖分析顯示，測量過程是穩(wěn)定的，因為沒有出現(xiàn)明顯可見的特殊原因影響。穩(wěn)定性的均值穩(wěn)定性的均值- -極差圖極差圖6.36.05.7樣本均值子組0515202510UCL=6.297Mean=6.021LCL=5.7461.00.50.0樣本極差R=0.47792ULC=1.01LCL=0線性按以下指南評價：1）選擇g5 個零件，由于過程變差，這些零件測量值覆蓋量具的操作范

21、圍。2）用全尺寸檢驗測量每個零件，以確定其基準值并確認了包括量具的操作范圍。3）通常用這個儀器的操作者中的一人測量每個零件m10次。隨機的選擇零件以使評價人對測量偏倚的“記憶”最小化。4）確定每一零件的觀察平均值，基準值與觀察平均值之間的差值為偏倚，要確定各個被選零件的偏倚。5）線性圖就是在整個工作范圍內(nèi)的這些偏倚與基準值之間描繪的。如果線性圖顯示可用一根直線表示這些標繪點，則偏倚與基準值之間的最佳線性回歸直線表示兩個參數(shù)之間的線性。線性回歸直線的擬合優(yōu)度（R2）確定偏倚與基準值是否有良好的線性關系。 計算偏倚計算偏倚: : 偏倚偏倚= = 觀測平均值觀測平均值 基準值基準值過程變差過程變差=

22、 6= 6線性方程式：線性方程式：y=b+ax x=y=b+ax x=基準基準 y= y=偏倚偏倚斜率anxxnyxxy22)()( 截距b)(nxany 擬合度nyynxxnyxxyR222222)()( 線性斜率過程變差 %線性100線性過程變差 截距、斜率、擬合度、線性、線性截距、斜率、擬合度、線性、線性% %公式公式 系統(tǒng)的線性及線性百分率系統(tǒng)的線性及線性百分率由回歸線斜率及零件過程變由回歸線斜率及零件過程變差差( (或公差或公差) )計算得出。計算得出。如果回歸線有很好的線性擬合如果回歸線有很好的線性擬合，那那么可以評價線性幅度及線性百分率來確定線性是否可接受么可以評價線性幅度及線性

23、百分率來確定線性是否可接受。如果回歸線沒有很好的線性擬合如果回歸線沒有很好的線性擬合，那么可能偏倚平均值那么可能偏倚平均值與基準有非線性關系，這需要進一步分析以判定測量系統(tǒng)與基準有非線性關系，這需要進一步分析以判定測量系統(tǒng)的系統(tǒng)是否可接受。的系統(tǒng)是否可接受。 對測量特殊特性的測量系統(tǒng)，線性對測量特殊特性的測量系統(tǒng)，線性%5% %5% 接受，線性接受，線性%5%5%時，不予接受。時，不予接受。 對測量非特殊特性的測量系統(tǒng)，線性對測量非特殊特性的測量系統(tǒng)，線性%10%10%接受，線性接受，線性%10%10%時，不予接受。時，不予接受。 如果測量系統(tǒng)為非線性，查找這些可能原因如果測量系統(tǒng)為非線性，查

24、找這些可能原因： 在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒有正確校準； 最小或最大值校準量具的誤差； 磨損的儀器； 儀器固有的設計特性。 線性接受準則：線性接受準則：線性舉例線性舉例pmrpmrpmrpmrpmr122.7245.1365.8487.65109.1122.5243.9365.7487.75109.3122.4244.2365.9487.85109.5122.5245.0365.9487.75109.3122.7243.8366.0487.85109.4122.3243.9366.1487.85109.5122.5243.9366.0487.85109.5122.5243.9366.1487

25、.75109.5122.4243.9366.4487.85109.6122.4244.0366.3487.55109.2122.6244.1366.0487.65109.3122.4243.8366.1487.75109.4246810-1.0-0.50.00.51.01.5 基 準 值偏 倚1名評價人12次試驗5個零件，過程變差=6.00偏倚=0.05擬合優(yōu)度(R2)=0.98%線性=13.17%線性=0.79分析方法有：分析方法有： 極差法；極差法； 均值均值- -極差法；極差法； 方差分析方差分析ANOVAANOVA。極差法極差法 極差法是一種改良的計量型量具的研究，它可迅速提供一個測量

26、變異的近似值近似值，這種方法只能提供測量系統(tǒng)的整體概況而不能將變異分為重復性和再現(xiàn)性。它典型的用途是快速檢查驗證GRR是否發(fā)生了變化。 典型的極差方法用2個評價人和5個零件進行研究。在研究中，兩個評價人各將每個零件測量一次。 每個零件的極差是每個零件的極差是評價人評價人A A獲得測量值和獲得測量值和B B獲得測量值獲得測量值之間的絕對差值。計算極差的和與平均極差。之間的絕對差值。計算極差的和與平均極差。零件號零件號評價人評價人A A評價人評價人B B極差極差( (A-B)A-B)1 10.850.850.800.800.050.052 20.750.750.700.700.050.053 31

27、.001.000.950.950.050.054 40.450.450.550.550.100.105 50.500.500.600.600.100.10示示 例：例：計算計算平均極差平均極差(R)=R/n=0.35/5=0.07 通過將平均極差均值乘以通過將平均極差均值乘以1/ d1/ d2 2* *可以得到可以得到總測量變總測量變差差。這里。這里d d2 2* *在在 附錄C 中可以找到，中可以找到，m=2m=2，g=g=零件數(shù)。零件數(shù)。GRR=R/d2*=0.07/1.19=0.0588 已知過程偏差為已知過程偏差為0.07770.0777%GRR=100(GRR/過程偏差過程偏差)=7

28、5.7%30%結(jié)論：是測量系統(tǒng)需要改進結(jié)論：是測量系統(tǒng)需要改進. .均值均值- -極差法極差法 均值極差法均值極差法(Xbar&R)(Xbar&R)是一種是一種可提供測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)可提供測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性兩個特性性兩個特性作估計評價的方法。與極差法不同，這種方法作估計評價的方法。與極差法不同，這種方法可以將測量系統(tǒng)的變差分成兩個部分可以將測量系統(tǒng)的變差分成兩個部分重復性和再現(xiàn)性，重復性和再現(xiàn)性，而不是他們的交互作用而不是他們的交互作用 。 盡管評價人數(shù)量、試驗次數(shù)和零件數(shù)是可變的，但我們下盡管評價人數(shù)量、試驗次數(shù)和零件數(shù)是可變的，但我們下面的討論反映了研究中條件的優(yōu)化

29、。參考面的討論反映了研究中條件的優(yōu)化。參考GRRGRR數(shù)據(jù)表。詳數(shù)據(jù)表。詳細的程序是：細的程序是： 1 1、獲得一個樣本零件數(shù)、獲得一個樣本零件數(shù)n n大于大于5 5，應代表實際的或期望的，應代表實際的或期望的過程變差范圍；過程變差范圍； 2 2、選擇評價人為、選擇評價人為A A，B B，C C等。零件的號碼從等。零件的號碼從1 1到到n n，評價，評價人不能看到零件編號。人不能看到零件編號。重復性示例：重復性示例：操作者A操作者B測試123平均極差123平均極差零件A217216216216.31216219220218.34零件B220216218218.04216216220217.34

30、零件C217216216216.31216215216215.71零件D214212212212.72216212212213.34零件E216219220218.34220220220220.00216.3216.95 . 715. 5Re45. 172. 1/5 . 2/4 . 65 . 2575. 25 . 210/2524ypeatabilitdRRDUCLReR第一步計算重復性第一步計算重復性ee：量具標準偏差01234567891001234567Sample NumberSample RangeR Chart for C1 - C3R=2.5UCL=6.436LCL=0第二步計算

31、再現(xiàn)性第二步計算再現(xiàn)性 計算操作人平均值的極差計算操作人平均值的極差(R(RO O) )； 估計的評價人標準差估計的評價人標準差= R= RO O /d /d2 2* *； 乘以乘以5.155.15； 減去由于重復性所造成減去由于重復性所造成0 0的部份；的部份； n n零件數(shù)量；零件數(shù)量；r=r=試驗次數(shù)。試驗次數(shù)。calibration19.015.50 .10 .135)5 .7()2 .2(15.515.52 .241.16 .015.515.5222*22ooonrdRilityreproducibdRiltyreproducibR0=XA-XB=216.9-216.3=0.60：校

32、正的評價人標準偏差n：零件數(shù)量；r：試驗次數(shù)第三步計算零件間的變異第三步計算零件間的變異 每次的值都是同一零件測三次，所以只是偵測每次的值都是同一零件測三次，所以只是偵測出儀器變異出儀器變異(R(Re e) )。 二個測量者之間的差異代表了人員之間的差異二個測量者之間的差異代表了人員之間的差異(R(Ro o) ) 每個產(chǎn)品間的差距代表了產(chǎn)品的差異每個產(chǎn)品間的差距代表了產(chǎn)品的差異(R(Rp p) )。 %100%&)(15. 547. 1)19. 045. 1 (&)(22222222tmmptpppmeemRRdRdRRR零件間變差0*零件間變差m：測量系統(tǒng)標準偏差；e：量具標

33、準偏差；0：評價人標準偏差p：零件標準偏差； t：總過程變差標準偏差241. 16 . 78 .1241. 1&%7 .501009 .146 . 7100&100&%9 .1490. 215. 590. 2)47. 150. 2()(8 .1250. 215. 550. 248. 22 . 622222RRPVTVRRRRTVPVdRtmmptpp數(shù)據(jù)分級數(shù)數(shù)據(jù)分級數(shù)零件a零件b零件c零件d零件e操作者A平均216.3218.0216.3212.7218.3操作者B平均218.3217.3215.7213.3219.2再平均217.3217.7216.0213.021

34、9.2*TV：總過程變差012345678910212213214215216217218219220221Sample NumberSample MeanX-bar Chart for C1 - C3111Mean=216.6UCL=219.2LCL=214.1m23456789101112131415g11.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.5521.281.812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.453.5131.231.772.122.382.582.752.893.0

35、13.113.213.293.373.433.5041.211.752.112.372.572.742.883.003.103.203.283.363.433.5051.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4961.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4971.171.732.092.352.552.722.872.993.103.193.273.353.423.4881.171.722.082.352.552.722.872.983.093.193.273.

36、353.423.4891.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48101.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48111.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.413.48121.151.712.072.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48131.151.712.072.342.552.712.852.983.093.183.273.353.423.481

37、41.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48151.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48平均極差分布的d2*值子組內(nèi)樣本數(shù)A2D3D421.88003.26731.02302.57540.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.2231.777110.2850.2561.744120.2660.2841.716130

38、.2490.3081.692140.2350.3291.671控制圖系數(shù)表控制圖系數(shù)表 %R&R%R&R接受準則接受準則1.a.1.a.%R&R10%R&R30%c. %R&R30%不能接受，必須改進。不能接受，必須改進。2.ndc決定準則：ndc取整數(shù)，忽略小數(shù)，且應大于等于5。結(jié)果分析結(jié)果分析: : 當重復性當重復性(EV)(EV)大于再現(xiàn)性大于再現(xiàn)性(AV)(AV)時，原因可能是：時，原因可能是： 儀器需要保養(yǎng)；儀器需要保養(yǎng)； 量具應重新設計來提高剛度增強；量具應重新設計來提高剛度增強； 量具的夾緊或零件定位的方式需要改進；量具的夾緊或零件定位的方

39、式需要改進； 存在過大的零件變差。存在過大的零件變差。 當再現(xiàn)性當再現(xiàn)性(AV)(AV)大于重復性大于重復性(EV)(EV)時：時： 評價人員需要更好的培訓如何使用量具及數(shù)據(jù)讀取方式；評價人員需要更好的培訓如何使用量具及數(shù)據(jù)讀取方式； 量具刻度盤上的刻度不清楚；量具刻度盤上的刻度不清楚； 需要某些夾具協(xié)助評價人員來提高使用量具的一致性。需要某些夾具協(xié)助評價人員來提高使用量具的一致性。計數(shù)型測量系統(tǒng)分析的方法 風險分析法 假設檢驗分析 信號探測法 解析法假設檢驗分析交叉表法 交叉表法用來分析測量人測量一致性 下面是一個交叉表試驗，由A，B，C三個人分別重復測量50個樣品三次，結(jié)果如下：舉例說明假

40、設檢驗分析交叉表法 概率乘法 當隨機事件A與B相互獨立時 P(AB)=P(A)P(B) 交叉表法假設每人的測量是相互獨立的 Kappa=(p0pe)/(1 pe) 觀察的符合率：p0 =觀察一致數(shù)/觀察總數(shù) 期望的符合率：pe =期望一致數(shù)/觀察總數(shù)假設檢驗分析交叉表法B總計01A0小計44650期望值15.734.350.01小計397100期望值31.368.7100.0總計小計47103150期望值47.0103.0150.0假設檢驗分析交叉表法 P0和pe的計算P(A0) =50/150， P(B0) =47/150P(A1) =100/150， P(B1) =103/150P(A0B

41、0) =(5047) (150150)=0.104P(A0B1) =(50103) (150150)=0.229P(A1B0) =(10047) (150150)=0.209P(A1B1) =(100103) (150150)=0.458假設檢驗分析假設檢驗分析交叉表法交叉表法 期望值的計算A0B0的期望值= 0.104150=15.7A0B1的期望值= 0.229 150=34.3A1B0的期望值= 0.209 150=31.3A1B1的期望值= 0.458 150=68.7 Kappa統(tǒng)計量的計算p0 =(4497)/150=0.94，pe= 0.1040.458= 0.562 AB的 K

42、appa=(p0pe)/(1 pe) =(0.940.562)/(1 0.562) =0.86假設檢驗分析假設檢驗分析交叉表法交叉表法 Kappa統(tǒng)計量的計算結(jié)果如下：KappaABCA-0.860.78B0.86-0.79C0.780.79-假設檢驗分析假設檢驗分析交叉表法交叉表法 KappaKappa值的參考評價準則值的參考評價準則 （0.750.75，1 1：一致性極好：一致性極好 （0.40.4，0.750.75：一致性好：一致性好 （0 0，0.40.4：一致性差：一致性差 注意：合格與不合格都應占一定比例，否注意：合格與不合格都應占一定比例，否則會使結(jié)果扭曲，即則會使結(jié)果扭曲，即p

43、 p0 0高而高而KappaKappa低低。測量系統(tǒng)分析的主要注意事項 具體的注意事項：具體的注意事項： 1 1）測量設備準備）測量設備準備 2 2）測量人員和分析人員的選擇）測量人員和分析人員的選擇 3 3）測量設備準備測量設備準備 1.應針對具體尺寸/特性選擇有關作業(yè)指導書中指定的測量設備； 2.確保要分析的測量設備是經(jīng)檢定/校準合格的（也就是說測量設備是經(jīng)過計量確認有效的）； 3.儀器的分辨力應是產(chǎn)品公差/過程變差的十分之一，若可能，讀數(shù)時可讀到分度的一半。測量人員和分析人員的選擇測量人員和分析人員的選擇 1.在MSA分析時，測試操作人員和分析人員不能是同一個人，測試操作人員實施測量并讀

44、數(shù)，分析人員作記錄并完成隨后的分析工作；2.選擇實際使用所選定的測量設備實施測量的操作者或檢驗員作為測試操作人員，以確保測試方法和測試結(jié)果與日后的正式生產(chǎn)或過程更改的實際情況相符；3.應選擇熟悉測試和MSA分析方法的人員作為分析人員。1.1.樣品必須從實際生產(chǎn)或檢驗過程中選擇，并考慮盡可能代表實際生產(chǎn)中存在的所有產(chǎn)品變差（可根據(jù)生產(chǎn)特點在一天或幾天內(nèi)生產(chǎn)出的產(chǎn)品中抽?。?；2.如果一個測量設備適用于多個規(guī)格產(chǎn)品的尺寸/特性測量，在該測量設備的MSA分析時，應選擇其中一個過程變差最小的規(guī)格產(chǎn)品作為樣品以避免過大的零件變差造成分析結(jié)果的不正確；3.給每個樣品編號并加上標簽，但要避免測試操作人員事先知道編號以確保按隨機順序測量。采集數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)零件變差小的情況下 若測量數(shù)據(jù)的變差很小，且集中規(guī)格中