MSA測(cè)量系統(tǒng)分析培訓(xùn)課件

測(cè)量系統(tǒng)分析參考手冊(cè)第三版MeasurementSystem

Analysis1到本課程結(jié)束時(shí)，參加者應(yīng)能：2熟練掌握MSA常用的術(shù)語(yǔ)和概念;能獨(dú)立進(jìn)行常用的計(jì)量型MSA的方法;能獨(dú)立進(jìn)行常用的計(jì)數(shù)型MSA的方法;能掌握復(fù)雜系統(tǒng)的MSA的分析方法;具備一定的MSA獨(dú)立學(xué)習(xí)提高的基礎(chǔ)和能力.MSA第三版快速指南ThirdEditionFast

Guide測(cè)量系統(tǒng)類型

MSA方法3章基本計(jì)量型極差、均值和極差、方差分析（ANOVA)、偏倚、線性、控制圖三基本計(jì)數(shù)型信號(hào)探測(cè)、假設(shè)試驗(yàn)分析四不可重復(fù)（如破壞試驗(yàn)）控制圖三、四復(fù)雜計(jì)量型極差、均值和極差、ANOVA、偏倚、線性、控制圖三、四多重系統(tǒng)、量具或試驗(yàn)臺(tái)控制圖、ANOVA分析、回歸分析三、四連續(xù)過(guò)程控制圖三其他情況其它替代法 五

課程目錄4第一章 通用測(cè)量系統(tǒng)指南第一章第一節(jié) 引言、目的和術(shù)語(yǔ)第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程第三節(jié) 測(cè)量戰(zhàn)略和策劃第四節(jié) 測(cè)量資源的開(kāi)發(fā)第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題第六節(jié) 測(cè)量不確定度第七節(jié) 測(cè)量問(wèn)題分析第二章測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定的通用概念第一節(jié)引言第二節(jié)

選擇/制定試驗(yàn)程序第三節(jié)

測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備第四節(jié)結(jié)果分析第三章 簡(jiǎn)單測(cè)量系統(tǒng)推薦的實(shí)踐第一節(jié) 試驗(yàn)程序?qū)嵗谖逭碌诙?jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究第三節(jié) 計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)研究第四章 復(fù)雜測(cè)量系統(tǒng)實(shí)踐第一節(jié) 復(fù)雜的或非重復(fù)的測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)踐第二節(jié) 穩(wěn)定性研究第三節(jié) 變異性研究其他測(cè)量概念第一節(jié) 量化過(guò)渡的零件內(nèi)變差的影響第二節(jié) 均值極差－附加處理第三節(jié) 量具性能曲線第四節(jié) 通過(guò)多次讀數(shù)減少變差第五節(jié) GRR的合并標(biāo)準(zhǔn)偏差法第一章 通用測(cè)量系統(tǒng)指南第一節(jié) 引言、目的和術(shù)語(yǔ)Catalog一、目的二、引言三、測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量四、術(shù)語(yǔ)五、術(shù)語(yǔ)總結(jié)六、標(biāo)準(zhǔn)和可溯源5一、目的（主要關(guān)注的是每個(gè)零件能重復(fù)讀數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)）；測(cè)量系統(tǒng)分析的目的是確定所使用的數(shù)據(jù)是否可靠?測(cè)量系統(tǒng)分析還可以：評(píng)估新的測(cè)量?jī)x器將兩種不同的測(cè)量方法進(jìn)行比較對(duì)可能存在問(wèn)題的測(cè)量方法進(jìn)行評(píng)估確定并解決測(cè)量系統(tǒng)誤差問(wèn)題第一章 通用測(cè)量系統(tǒng)指南第一節(jié)

引言、目的和術(shù)語(yǔ)6二、引言1、測(cè)量數(shù)據(jù)的作用：

過(guò)程調(diào)整的依據(jù)；

可用來(lái)研究多個(gè)變量之間的相互關(guān)系；2、數(shù)據(jù)發(fā)揮作用的前提：

數(shù)據(jù)的質(zhì)量。三、測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量1、測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于處于穩(wěn)定條件下進(jìn)行的測(cè)量系統(tǒng)中，多次測(cè)量的統(tǒng)計(jì)特性，如：可利用結(jié)果和真值之間的距離統(tǒng)計(jì)特性確定，

判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞：7第一章

第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)2、表征數(shù)據(jù)質(zhì)量的最通用的統(tǒng)計(jì)特征是測(cè)量系統(tǒng)的偏倚和變差。偏倚指數(shù)據(jù)值相對(duì)于真值的位置；變差指數(shù)據(jù)的分布寬度。3、數(shù)據(jù)的低質(zhì)量通常是由測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)多因素交互作用產(chǎn)生的變差太大引起。故測(cè)量系統(tǒng)的管理重點(diǎn)在監(jiān)視和控制變差。8第一章

第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)四、術(shù)語(yǔ)什么是測(cè)量？賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系，賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程；所賦的值稱為測(cè)量值；為什么我們需要測(cè)量數(shù)據(jù)？我們使用測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)判斷產(chǎn)品是否合格，制定有關(guān)過(guò)程管理的決策。我接受這件產(chǎn)品嗎？過(guò)程是很好，還是需要進(jìn)行調(diào)整？我們對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有什么期望？準(zhǔn)確性：數(shù)據(jù)必須告訴我們真相！重復(fù)性：重復(fù)測(cè)量必須產(chǎn)生同樣的結(jié)果！再現(xiàn)性：結(jié)果不應(yīng)該受檢驗(yàn)員的影響。9什么是測(cè)量?jī)x器？任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來(lái)特指用在車間的裝置，包括通過(guò)/不通過(guò)的裝置；什么是檢驗(yàn)員（或者鑒定人）？使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量的個(gè)人或裝置測(cè)量系統(tǒng)：是對(duì)測(cè)量單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y(cè)特性進(jìn)行評(píng)估其所用的儀器、量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作方法、夾具、軟件人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；也就是說(shuō)用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。10第一章

第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)

一個(gè)測(cè)量過(guò)程可以看作一個(gè)制造過(guò)程，它產(chǎn)生數(shù)據(jù)作為輸出，這樣可以利用SPC中所有概念、原理和工具。五、術(shù)語(yǔ)總結(jié)：

（省略，見(jiàn)第一章第五節(jié)）1、標(biāo)準(zhǔn)：接收的準(zhǔn)則；用于比較可接收的值；參考值。2、基本設(shè)備：

分辨力、可讀性、分辨率（一個(gè)儀器測(cè)量或輸出的最小刻度單位）

有效分辨率（通常被描述為一種測(cè)量單元）

基準(zhǔn)值（某一物品可接收數(shù)的值，常用來(lái)替代真值使用11第一章

第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)3、位置變差：

準(zhǔn)確度

偏倚

穩(wěn)定性（漂移）

線性4、寬度變差：

精密度

重復(fù)性

再現(xiàn)性

GRR或量具R&R12第一章 第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)測(cè)量系統(tǒng)能力測(cè)量系統(tǒng)性能靈敏度一致性均一性（重復(fù)性的同義詞）5、系統(tǒng)變差：測(cè)量系統(tǒng)可具特征能力性能不確定度準(zhǔn)確度(Accuracy)準(zhǔn)確度(Accuracy)

—

測(cè)量的平均值是否與真值吻合?真值(True

Value):理論上正確的值國(guó)際度量衡標(biāo)準(zhǔn)偏倚（Bias)測(cè)量值的均值與真值的距離測(cè)量系統(tǒng)持續(xù)地偏離目標(biāo)系統(tǒng)錯(cuò)誤13六、標(biāo)準(zhǔn)和可溯源性1、NIST:

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院；

是美國(guó)的主要國(guó)家測(cè)量研究院NMI；

在美國(guó)商務(wù)部領(lǐng)導(dǎo)下提供服務(wù)；

NIST的前稱是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)局NSB是美國(guó)最高水平權(quán)力機(jī)構(gòu)；

NIST的主要責(zé)任是提供測(cè)量服務(wù)和負(fù)責(zé)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，幫助美國(guó)工業(yè)進(jìn)行可溯源的測(cè)量，主要是精密測(cè)量工業(yè)。14第一章

第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)2、測(cè)量研究院：

大多工業(yè)化國(guó)家都有自己的NMI和與NIST相近的機(jī)構(gòu)，美國(guó)NIST和其他國(guó)家NMI通過(guò)多邊認(rèn)可協(xié)議MRAs進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的對(duì)比，確保他們的測(cè)量相同；

但這些NMI能力不同，并不是所有測(cè)量都是定期進(jìn)行對(duì)比，故存在差異；

所以了解不同國(guó)家的測(cè)量是否是溯源的或是怎樣溯源的是很重要的。3、溯源性：

在商品和服務(wù)的貿(mào)易中是很重要的，有溯源性的結(jié)果更易被接受，可以減少重復(fù)試驗(yàn)、拒收好產(chǎn)品接受壞產(chǎn)品。15第一章

第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)溯源性在ISO計(jì)量學(xué)基本和通用國(guó)際術(shù)語(yǔ)VIM中的解釋是：測(cè)量的特性或標(biāo)準(zhǔn)值，此標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，通常是國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)全部規(guī)定了不確定度的不間斷的比較鏈相聯(lián)系。典型的溯源性是可返回到NMI，但在工業(yè)界通?？赡苁欠祷氐揭恢峦獾幕鶞?zhǔn)值或供需雙方認(rèn)同的標(biāo)準(zhǔn)，故最終測(cè)量可溯源到滿足顧客需求是很關(guān)鍵的，且隨著技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)中精密測(cè)量系統(tǒng)的使用，在哪里溯源以及怎樣溯源的定義是一個(gè)不斷發(fā)展的概念。16第一章 第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)第一章

第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)干涉比測(cè)儀激光干涉儀引用量具量塊/比測(cè)CMM量塊夾量具千分尺生產(chǎn)量具圖：長(zhǎng)度測(cè)量溯源性鏈的實(shí)例17

NMI與不同的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、量具供應(yīng)商、精密制造公司等緊密合作，以確保他們的參考標(biāo)準(zhǔn)正確校準(zhǔn)，并溯源到由NMI用有的標(biāo)準(zhǔn)；上述機(jī)構(gòu)可為其服務(wù)對(duì)象提供校準(zhǔn)和測(cè)量服務(wù)，這種連接或比較最終達(dá)到工廠，通過(guò)這種不間斷的測(cè)量鏈又連接返回到NMI的測(cè)量稱為可溯源到NIST。

使用認(rèn)可的商業(yè)/獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)和測(cè)量是可以被接受的，但要求其提供認(rèn)可的資格和業(yè)務(wù)范圍的證明。18第一章 第一節(jié)目的、引言和術(shù)語(yǔ)第一章 通用測(cè)量系統(tǒng)指南第二節(jié)

測(cè)量過(guò)程Catalog一、測(cè)量過(guò)程模式二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性三、變差源四、測(cè)量系統(tǒng)變異性的影響五、對(duì)決策的影響六、對(duì)產(chǎn)品的影響七、對(duì)過(guò)程的影響八、新過(guò)程的接受九、過(guò)程設(shè)定/控制（漏斗試驗(yàn)）19為了有效控制任何過(guò)程變差，需要了解：過(guò)程應(yīng)該做什么？什么能導(dǎo)致錯(cuò)誤？過(guò)程在做什么？往往要達(dá)到上述目的，應(yīng)用FMEA、Control Plan等技術(shù)，并通過(guò)對(duì)過(guò)程參數(shù)和產(chǎn)品特性的監(jiān)測(cè)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面介紹測(cè)量過(guò)程的原理模型：20第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程輸入操 作輸出需要控制的過(guò)程測(cè)量 分析決定測(cè)量過(guò)程圖：測(cè)量過(guò)程模式所有過(guò)

程控

制

管理

，統(tǒng)

計(jì)

或

邏

輯

技

術(shù)

均

能

應(yīng)

用

。21一、測(cè)量過(guò)程模式通用過(guò)程第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程測(cè)量值第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程22上述模型告訴我們：提供好的測(cè)量設(shè)備、清楚定義操作方法和標(biāo)準(zhǔn)、正確使用操作測(cè)量設(shè)備、正確分析解釋測(cè)量結(jié)果、提供培訓(xùn)和支持、合理地使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量系統(tǒng)分析技術(shù)都是非常重要的事情。第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程23二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性：1、理想的測(cè)量系統(tǒng)是只產(chǎn)生真值的結(jié)果，它應(yīng)具有零方差、零偏倚和錯(cuò)誤分類零概率的統(tǒng)計(jì)特性，但這種理想的測(cè)量系統(tǒng)幾乎是不存在的；2、一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常用多次測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)確定。3、在某一用途中最重要的統(tǒng)計(jì)特性在另一種用途中不一定是最重要的。如CMM最重要的統(tǒng)計(jì)特性是小的偏倚和方差，它用來(lái)分析制造過(guò)程十分有用，但用它來(lái)區(qū)分好的和壞的產(chǎn)品時(shí)是不能夠被接受的。故測(cè)量系統(tǒng)的其它因素會(huì)產(chǎn)生額外的變差來(lái)源。4、管理者有責(zé)任識(shí)別對(duì)數(shù)據(jù)的最終使用最重要的統(tǒng)計(jì)特性，也有責(zé)任確保用哪些統(tǒng)計(jì)特性作為選擇一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的依據(jù)。為達(dá)到以上目的，需要有關(guān)統(tǒng)計(jì)特性的可操作的定義，24第一章

第二節(jié)

測(cè)量過(guò)程第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程25以及測(cè)量他們的可接受方法，盡管每一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可能被要求有不同的統(tǒng)計(jì)特性，但有一些基本特性用于定義“好的”測(cè)量系統(tǒng)，他們包括：

足夠的分辨率和靈敏度：十進(jìn)位或10－1法則，表明儀器的分辨率應(yīng)把公差或過(guò)程變差分為十份或更多。這個(gè)規(guī)則是選擇量具期望的實(shí)際最低點(diǎn)；

測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)是統(tǒng)計(jì)受控的：即只存在普通原因的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)，且最好由圖形法評(píng)價(jià)；

對(duì)于產(chǎn)品控制，測(cè)量系統(tǒng)的變異性必須小于公差，依據(jù)特性的公差評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)；第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程26

對(duì)于過(guò)程控制，測(cè)量系統(tǒng)的變異性應(yīng)顯示有效的分辨率并且小于制造過(guò)程變差，根據(jù)6?過(guò)程變差和/或來(lái)自MSA研究的總變差可用來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)。

測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的變化而變化，如果是這樣，則測(cè)量系統(tǒng)最大（最壞）的變差必須小于過(guò)程變差或規(guī)范控制限。三、變差源1、測(cè)量系統(tǒng)受隨機(jī)和系統(tǒng)變差源影響（普通和特殊原因），為控制其變差，我們應(yīng)：

識(shí)別潛在的變差源

排除（可能時(shí)）或監(jiān)控這些變差源標(biāo)準(zhǔn)27SW 工件（如零件）I 儀器P 人/程序E 環(huán)境第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程2、分析原因的工具可以是：因果圖故障樹(shù)3、測(cè)量系統(tǒng)的變差源的主要要素－－測(cè)量系統(tǒng)的誤差模型第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程4、測(cè)量系統(tǒng)的變差源識(shí)別的因果圖：測(cè)量系統(tǒng)變異性標(biāo)準(zhǔn)工件（零件） 儀器（量具）環(huán)境人員穩(wěn)定性幾何相容性制造培訓(xùn)設(shè)計(jì)彈性變形彈性性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)熱膨脹系數(shù)溫度人機(jī)工廠振動(dòng)可操作定義體力經(jīng)驗(yàn)理解清潔度充分的數(shù)據(jù)維護(hù)28第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程29四、測(cè)量系統(tǒng)變異性的影響：測(cè)量系統(tǒng)變差源是由普通原因和特殊原因造成，不同變差源對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響應(yīng)通過(guò)短期和長(zhǎng)期評(píng)估；測(cè)量系統(tǒng)的能力是短期時(shí)間的測(cè)量系統(tǒng)（隨機(jī)）誤差，它是由線性、一致性、R&R誤差合成定量的；測(cè)量系統(tǒng)的性能，如同過(guò)程性能，是所有變差源隨時(shí)間的影響，這是通過(guò)確定過(guò)程是否受控、對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)、且在預(yù)期范圍內(nèi)是否有可接受的變差（

R&R）來(lái)完成；所有變差源的累積影響通常稱為測(cè)量系統(tǒng)誤差，或有時(shí)稱為誤差；30第一章

第二節(jié)

測(cè)量過(guò)程第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程五、對(duì)決策的影響：1、對(duì)產(chǎn)品的決策是：確定產(chǎn)品是否可接受；2、對(duì)過(guò)程的決策是：確定過(guò)程是否受控；控制原理關(guān)注點(diǎn)1產(chǎn)品控制零件是否在指定的范圍內(nèi)？2過(guò)程控制過(guò)程變差是否穩(wěn)定并可接受？31六、對(duì)產(chǎn)品決策的影響：1、前提：測(cè)量過(guò)程是統(tǒng)計(jì)受控（所有變差由R&R影響）并且是零偏倚。第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程LSLUSL1、Ⅰ型錯(cuò)誤：生產(chǎn)者風(fēng)險(xiǎn)或誤發(fā)報(bào)警（一個(gè)好的零件可能會(huì)判為壞的）；或LSLUSL2、Ⅱ型錯(cuò)誤：消費(fèi)者風(fēng)險(xiǎn)或漏發(fā)報(bào)警（一個(gè)壞的零件可能會(huì)判為好的）；或32第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程3、相對(duì)于公差，對(duì)零件作出錯(cuò)誤決定的潛在因素只在測(cè)量系統(tǒng)誤差與公

差交叉時(shí)存在，下面給出三個(gè)區(qū)分的區(qū)域；

ⅡⅡⅠⅢ Ⅰ

此處：Ⅰ壞零件永遠(yuǎn)被稱為壞零件Ⅱ可能作出潛在的錯(cuò)誤決定Ⅲ好零件永遠(yuǎn)被稱為好零件目標(biāo)

對(duì)于產(chǎn)品狀況，目標(biāo)是最大限度地作出正確的決定，有兩種選擇：A、改進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程：減少過(guò)程變差，沒(méi)有零件生產(chǎn)在Ⅱ區(qū)域；B、改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)：減少測(cè)量系統(tǒng)誤差從而減少區(qū)域的面積，所有零件都在Ⅲ區(qū)，從而風(fēng)險(xiǎn)降低。LSL33USL第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程七、對(duì)過(guò)程決策的影響：1、對(duì)于過(guò)程控制需要確定以下要求：統(tǒng)計(jì)控制對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)可接受的變異性特注：關(guān)于Cp,應(yīng)參考附錄B公式和圖表342、對(duì)過(guò)程決策的影響如下：

把普通原因報(bào)告為特殊原因

把特殊原因報(bào)告為普通原因A、測(cè)量系統(tǒng)變異性可能影響過(guò)程的穩(wěn)定性、目標(biāo)及變差的決定， 以下是實(shí)際和觀測(cè)過(guò)程變差之間關(guān)系：2 2 2obs=

actual+

msa（觀測(cè)、實(shí)際、測(cè)量系統(tǒng)變差）B、能力指數(shù)為Cp=容差/6

，則觀測(cè)過(guò)程能力指數(shù)和實(shí)際之關(guān)系為：（Cp-2obs=

（Cp）-2actual+

（Cp）-2msa（觀測(cè)、實(shí)際、測(cè)量系統(tǒng)方差）35第一章 第二節(jié) 測(cè)量過(guò)程R&R

對(duì)過(guò)程變差計(jì)算的影響觀測(cè)到的過(guò)程變差實(shí)際的過(guò)程變差測(cè)量系統(tǒng)的變差36R&R

對(duì)過(guò)程能力計(jì)算的影響70%3760%50%40%30%10%過(guò)程變差剖析長(zhǎng)期過(guò)程變差抽樣產(chǎn)生的變差實(shí)際過(guò)程變差穩(wěn)定性線性重復(fù)性準(zhǔn)確度量具變差操作員造成的變差測(cè)量誤差過(guò)程變差觀測(cè)值“重復(fù)性”

和

“再現(xiàn)性”

是測(cè)量誤差的主要來(lái)源再現(xiàn)性短期過(guò)程變差38第一章 第三節(jié) 測(cè)量戰(zhàn)略和策劃39一、引言1、在設(shè)計(jì)和采購(gòu)測(cè)量?jī)x器或系統(tǒng)之前的策劃是關(guān)鍵的，策劃階段將確定過(guò)程并對(duì)如何很好地進(jìn)行測(cè)量過(guò)程并能減少將來(lái)可能出現(xiàn)地問(wèn)題和測(cè)量誤差有很重要地影響；2、有些情況下，由于被測(cè)量零件包括地風(fēng)險(xiǎn)或因?yàn)闇y(cè)量裝置地成本和復(fù)雜性，OEM顧客可能使用APQP過(guò)程和小組決定供應(yīng)商地測(cè)量戰(zhàn)略；3、并不是所有產(chǎn)品和過(guò)程特性都需要測(cè)量系統(tǒng)，而是那些特性屬于詳細(xì)檢查這種類型。簡(jiǎn)單地測(cè)量工具如卡尺被排除在外，但一個(gè)基本準(zhǔn)則是看特性是否在控制計(jì)劃中識(shí)別或該特性在確定產(chǎn)品或過(guò)程是否可接受時(shí)是否是最重要的，另外的指南是對(duì)特定尺寸賦予的公差水平。第一章 第三節(jié) 測(cè)量戰(zhàn)略和策劃40二、復(fù)雜性1、測(cè)量系統(tǒng)的類型、復(fù)雜性和目的可以推動(dòng)不同水平的項(xiàng)目管理、戰(zhàn)略決策、測(cè)量系統(tǒng)分析或其他測(cè)量選擇、評(píng)價(jià)和控制的特殊考慮；2、簡(jiǎn)單的測(cè)量工具和裝置（例如天平、卷尺、固定限制或計(jì)數(shù)型量具）可能不需要復(fù)雜或關(guān)鍵的測(cè)量系統(tǒng)（如標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)、CMM、試驗(yàn)臺(tái)、自動(dòng)在線測(cè)量等）要求的管理的水平、計(jì)劃或分析，任何測(cè)量系統(tǒng)可能需要或多或少的戰(zhàn)略策劃和檢查；3、作出適當(dāng)水平的決策的任務(wù)將由測(cè)量過(guò)程和顧客委派的APQP小組來(lái)完成。第一章 第三節(jié) 測(cè)量戰(zhàn)略和策劃41三、確定測(cè)量過(guò)程的目的和如何利用測(cè)量1、在測(cè)量過(guò)程開(kāi)發(fā)的早期組織橫向協(xié)調(diào)小組完成這項(xiàng)任務(wù)很關(guān)鍵；2、這項(xiàng)工作與審核、過(guò)程控制、產(chǎn)品和過(guò)程開(kāi)發(fā)及“測(cè)量壽命周期”的分析相關(guān)的事宜要特殊考慮。四、測(cè)量壽命周期1、此概念表達(dá)當(dāng)一個(gè)人研究和改進(jìn)過(guò)程時(shí)，測(cè)量方法會(huì)隨著時(shí)間改變的信心；2、完成。To

continue……第一章 第四節(jié) 測(cè)量資源開(kāi)發(fā)421、引言

；To

continue……第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題Catalog一、引言二、測(cè)量系統(tǒng)變差的類型三、定義及潛在的變差源四、測(cè)量過(guò)程變差五、位置變差六、寬度變差七、測(cè)量系統(tǒng)變差八、注釋43第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題44一、引言在評(píng)價(jià)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)必須考慮三個(gè)基本問(wèn)題：1、測(cè)量系統(tǒng)必須顯示足夠的靈敏性；

具有足夠的分辨率嗎，“十份制”就是典型的實(shí)例；

具有有效的分辨率嗎？即對(duì)應(yīng)用及環(huán)境變化的靈敏性；2、測(cè)量系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；

在重復(fù)性的條件下，測(cè)量系統(tǒng)變差只歸于普通原因；

測(cè)量分析者必須經(jīng)?？紤]到這一點(diǎn)對(duì)實(shí)際應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)的重要性。3、統(tǒng)計(jì)特性（誤差）在預(yù)期的范圍內(nèi)一致，并注意滿足測(cè)量的目的（產(chǎn)品或過(guò)程控制）；注意：將測(cè)量誤差只作為公差的一個(gè)百分?jǐn)?shù)來(lái)報(bào)告的傳統(tǒng)方法，不能適應(yīng)強(qiáng)調(diào)戰(zhàn)略上的和持續(xù)的過(guò)程改進(jìn)的市場(chǎng)挑戰(zhàn)。當(dāng)過(guò)程改變或改進(jìn)時(shí)必須重新評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題45二、測(cè)量系統(tǒng)變差的類型1、測(cè)量系統(tǒng)誤差類型有：

偏倚(Bias)

重復(fù)性(Repeatability)

再現(xiàn)性(Reproducibility)

穩(wěn)定性(Stability

)和

線性（Linearity）2、測(cè)量系統(tǒng)研究的目的之一是獲得測(cè)量系統(tǒng)與其環(huán)境相互作用時(shí)，有關(guān)該系統(tǒng)測(cè)量變差大小和類型的信息，因?yàn)?、承認(rèn)重復(fù)性和校準(zhǔn)偏倚，并為他們確定合理的限制，遠(yuǎn)比提供極準(zhǔn)確的并具有高重復(fù)性的量具更實(shí)際。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題464、什么時(shí)候作MSA：

接收新測(cè)量設(shè)備時(shí)；

一種測(cè)量裝置與另外一種測(cè)量裝置的比較時(shí)；

評(píng)價(jià)一個(gè)疑似不充分量具的基礎(chǔ)；

測(cè)量設(shè)備維修前與維修后的比較；

計(jì)算過(guò)程變差的一個(gè)必要部分，以及一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的可接受性的水平；

繪制量具性能曲線（GPC)的必要信息，

GPC表示接受某一真值零件的概率。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題47三、定義及潛在的變差源：可操作的定義有助于：

交流

對(duì)實(shí)物進(jìn)行具體檢驗(yàn)和試驗(yàn)；

確定的判定準(zhǔn)則；

作出決定，對(duì)或錯(cuò)，產(chǎn)品是否滿足要求；1、標(biāo)準(zhǔn)

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)普遍認(rèn)同的意見(jiàn)使之作為比較的基礎(chǔ)；是一個(gè)可接受的模型。它可能是一件人工制品或總效果（各種儀器、程序等），由某一權(quán)力機(jī)構(gòu)確定和建立，作為數(shù)量、重量、范圍、值或質(zhì)量的測(cè)量規(guī)則。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題48

一個(gè)簡(jiǎn)單的總效果的例子應(yīng)是各種量塊校準(zhǔn)的總效果，它由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量塊，一個(gè)比較器，一名操作者，環(huán)境和校準(zhǔn)程序組成。2、參考標(biāo)準(zhǔn)

一般在給定位置可得到的最高計(jì)量質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)位置進(jìn)行的測(cè)量，都是以此標(biāo)準(zhǔn)為最終參照。3、測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備（M&TE)

完成一次測(cè)量所必須的所有測(cè)量?jī)x器，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，基準(zhǔn)材料以及輔助設(shè)備。4、校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行定期校準(zhǔn)中作為基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)減輕按照試驗(yàn)室基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行的校準(zhǔn)工作負(fù)擔(dān)。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題495、傳遞標(biāo)準(zhǔn)

用于把一個(gè)獨(dú)立的已知值的標(biāo)準(zhǔn)與正在校準(zhǔn)的元件進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)。6、基準(zhǔn)

用于校準(zhǔn)過(guò)程的參考標(biāo)準(zhǔn)，也被稱為參考標(biāo)準(zhǔn)或校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。7、工作標(biāo)準(zhǔn)

在試驗(yàn)室中用于進(jìn)行定期測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。不用于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，但是也許可以用作傳遞標(biāo)準(zhǔn)8、檢查標(biāo)準(zhǔn)

一個(gè)非常類似設(shè)計(jì)測(cè)量過(guò)程的測(cè)量人工制品，不過(guò)它本身比被評(píng)價(jià)的測(cè)量過(guò)程更穩(wěn)定。注意：需要仔細(xì)考慮針對(duì)某一標(biāo)準(zhǔn)的材料選擇（材料對(duì)環(huán)境、溫度等的敏感度）。下面是不同標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系圖：第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題測(cè)量及試驗(yàn)設(shè)備傳遞標(biāo)準(zhǔn)傳遞標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)工作標(biāo)準(zhǔn)檢查標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)基準(zhǔn)圖：不同標(biāo)準(zhǔn)之間的聯(lián)系50第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題519、參考值

也被成為可被接受的參考值或基準(zhǔn)值。它是一個(gè)人工制品值或總效果值用作約定的比較基準(zhǔn)值。該參考值基于下列各值而定：A由較高級(jí)（如計(jì)量實(shí)驗(yàn)室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備）的測(cè)量設(shè)備得到的幾個(gè)測(cè)量平均值確定；B法定值：由法律定義和強(qiáng)制執(zhí)行；C理論值：根據(jù)科學(xué)原理計(jì)算而得；D給定值：根據(jù)某些國(guó)家或國(guó)際組織的實(shí)驗(yàn)工作（由可靠的理論支持）而得；E同意值：根據(jù)由科學(xué)或工程主持下的合作實(shí)驗(yàn)工作而得，由用戶，諸如專業(yè)和貿(mào)易組織在意見(jiàn)完全一致情況下來(lái)定義；F協(xié)議值：由有關(guān)各方明確一致同意的值；第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題52在所有情況下，參考值必須基于可操作的定義和可接受的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)果。為此，用于決定參考值的測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)包括：A使用比用于正常評(píng)價(jià)的系統(tǒng)要高的分辨等級(jí)和較低的測(cè)量系統(tǒng)誤差的儀器；B使用源于（美國(guó)）國(guó)家標(biāo)或者和技術(shù)局（NIST)或其他NMI的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)；10真值

是零件的“實(shí)際”測(cè)量值，它是不可能被知道的，故參考值被用作真值的近似值（替代值）。它是測(cè)量過(guò)程的目標(biāo)（大家應(yīng)盡可能經(jīng)濟(jì)的接近這個(gè)值）。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題5311分辨力

是儀器可以探測(cè)到并如實(shí)顯示的參考值的變化量。亦稱可讀性或分辨率。

此能力的度量是看儀器的最小刻度值，如果刻度粗，則可以使用它的半刻度。

第一準(zhǔn)則是分辨率是產(chǎn)品規(guī)范和過(guò)程變差的十分之一，因?yàn)樗鼪](méi)有包括測(cè)量系統(tǒng)變異的任何其他因素。

測(cè)量系統(tǒng)不能識(shí)別過(guò)程分布中所有零件的獨(dú)立或不同的被測(cè)特性。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題54

如果測(cè)量系統(tǒng)缺乏分辨力（靈敏度或有效分辨率），不能探測(cè)過(guò)程變差，則其用于分析過(guò)程是不可接受的，如他不能探測(cè)特殊原因的變差，則其不能用于控制。

分辨率不足會(huì)被極差圖顯示出來(lái)（只有少數(shù)幾個(gè)點(diǎn)在控制限內(nèi)或大多數(shù)極差為0）；

為得到足夠分辨率，建議可視分辨率為全過(guò)程的6標(biāo)準(zhǔn)偏差的1/10.而非公差的1/10。

當(dāng)使用穩(wěn)定的，（最高等級(jí)的），并在切實(shí)可行的技術(shù)限值內(nèi)的測(cè)量系統(tǒng)后，可以達(dá)到穩(wěn)定的高能量的過(guò)程，然而，有效分辨率也許不足，并且進(jìn)一步改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)變得不可行了，在這種情況下，測(cè)量計(jì)劃需要其它代替性的過(guò)程檢測(cè)技術(shù)，只有具有一定資格的熟悉測(cè)量系統(tǒng)和過(guò)程的技術(shù)人員才能作出決定并用文件記錄。這些要求都要求獲得顧客的批準(zhǔn)，并在控制計(jì)劃中文件化。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題分組數(shù)量控制分析1個(gè)數(shù)據(jù)分組可以用于控制的前提是：1、與規(guī)范相比規(guī)程變差較小；2、在預(yù)期過(guò)程變差范圍內(nèi)的損失函數(shù)是平緩的；3、主要的變差源導(dǎo)致均值偏移1、不能用于估算過(guò)程參數(shù)和指數(shù)；2、只表明過(guò)程是否正生產(chǎn)合格或不合格的零件。1、根據(jù)過(guò)程分布，可用于半計(jì)量控制技術(shù)；1、一般不用于估算過(guò)程參數(shù)和指數(shù)，因2、可以產(chǎn)生不敏感的計(jì)量控制圖；

為它只提供了粗略的估測(cè)

。2－4個(gè)數(shù)據(jù)分組1、可用于計(jì)量控制圖1、推薦使用5個(gè)或更多的數(shù)據(jù)分組圖：過(guò)程分布的分組數(shù)量（ndc)對(duì)控制和分析活動(dòng)的影響55第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題UCL0.1444Mean0.1397LCL0.135056UCL0.1438Mean0.1398LCL0.1359樣本均值樣本均值分辨率是0.001分辨率是0.01圖：分辨率對(duì)過(guò)程X均值控制圖的影響第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題UCL0.001717Mean0.00812LCL0.0UCL0.01438Mean0.0068LCL0.0樣本極差樣本極差分辨率是0.001分辨率是0.01圖：分辨率對(duì)過(guò)程極差R控制圖的影響57測(cè)量?jī)x器分辨率（測(cè)量?jī)x器的分辨率必須小于或等于規(guī)范或過(guò)程誤差的10%）測(cè)量?jī)x器分辨率可定義為測(cè)量?jī)x器能夠讀取的最小測(cè)量單位。看看下面的部件A和部件B，它們的長(zhǎng)度非常相似。測(cè)量分辨率描述了測(cè)量?jī)x器分辨兩個(gè)部件的測(cè)量值之間的差異的能力。部件A部件B部件A部件BA=2.0B=2.0A=2.25B=2.00因?yàn)樯厦婵潭鹊姆直媛时葍蓚€(gè)部件之間的差異要大，兩個(gè)部件將出現(xiàn)相同的測(cè)量結(jié)果。第二個(gè)刻度的分辨率比兩個(gè)部件之間的差異要小，部件將產(chǎn)生不同的測(cè)量結(jié)果。58測(cè)量系統(tǒng)的有效分辨率（

discrimination）要求不低于過(guò)程變差或允許偏差（

tolerance）的十分之一零件之間的差異必須大于最小測(cè)量刻度極差控制圖可顯示分辨率是否足夠看控制限內(nèi)有多少個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí)不同數(shù)據(jù)分級(jí)(ndc)的計(jì)算為零件的標(biāo)準(zhǔn)偏差/

總的量具偏差*

1.41.

一般要求它大于5才可接受直尺卡尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.279159分辨率不足的表現(xiàn)60在過(guò)程變差的SPC極差圖上可看出：當(dāng)極差圖中只有一、二或三種可能的極差值在控制界限內(nèi)時(shí)。如果極差圖顯示有四種可能的極差值在控制界限內(nèi)，且超過(guò)1/4以上的極差值為零。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題四、測(cè)量過(guò)程變差1、MSA之前，應(yīng)區(qū)分測(cè)量過(guò)程是否呈正態(tài)分布，因?yàn)镸SA是建立在正態(tài)分布基礎(chǔ)之上的。2、對(duì)非正態(tài)分布，過(guò)程責(zé)任者有責(zé)任糾正這些測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。位置寬度61圖：測(cè)量過(guò)程變差的特性第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題五、位置變差1、準(zhǔn)確度：一個(gè)表示準(zhǔn)確的通用概念，涉及一個(gè)或多個(gè)測(cè)量結(jié)果的平均值與一個(gè)參考值之間一致的接近程度，ISO和ASTM（美國(guó)實(shí)驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)）使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)時(shí)包含了偏倚和重復(fù)性的概念，故MSA中偏倚僅用來(lái)描述位置誤差。2、偏倚accuracy

：同一個(gè)人對(duì)同一零件同一特性進(jìn)行測(cè)量，其真值（基準(zhǔn)值）和觀測(cè)平均值的差值。偏倚62觀測(cè)平均值 基準(zhǔn)第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題造成過(guò)分偏倚的可能原因有

儀器需要校準(zhǔn)

儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損

磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差

校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)

儀器質(zhì)量差－－設(shè)計(jì)或一致性不好

線性誤差

應(yīng)用錯(cuò)誤的量具

不同的測(cè)量方法－－設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)

測(cè)量錯(cuò)誤的特性

（量具或零件）變形

環(huán)境－－溫度、濕度、振動(dòng)、清潔的影響

違背假定，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)

應(yīng)用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯(cuò)誤（易讀性、視差）校準(zhǔn)過(guò)程中使用的測(cè)量程序應(yīng)盡可能與正常操作的測(cè)量程序一致63第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題3、穩(wěn)定性：亦稱漂移，是測(cè)量系統(tǒng)在某一階段時(shí)間內(nèi)，測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量總變差，換句話說(shuō)，穩(wěn)定性是整個(gè)時(shí)間的偏倚變化。時(shí)間64參考值第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題不穩(wěn)定可能的原因包括

儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時(shí)間間隔

儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損

正常老化或退化

缺乏維護(hù)－－通風(fēng)、動(dòng)力、液壓、過(guò)濾器、腐蝕、銹蝕、清潔

磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差

校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)

儀器質(zhì)量差－－設(shè)計(jì)或一致性不好

儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性

不同的測(cè)量方法－－設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)

（量具或零件）變形

環(huán)境變化－－溫度、濕度、振動(dòng)、清潔度

違背假定，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)

應(yīng)用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯(cuò)誤（易讀性、視差）65第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題4、線性：在測(cè)量設(shè)備預(yù)期的（測(cè)量）量程內(nèi)，偏倚值的差異，可以認(rèn)為偏倚對(duì)于量程大小不同所發(fā)生的變化。

不可接受的線性是以不同的形式出現(xiàn)，故假定一種常量偏倚是不正確的。偏倚偏倚66值1值N第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題一致的偏倚觀測(cè)值零偏倚線 線性－不一致的偏倚觀測(cè)值－基準(zhǔn)值線性－不一致的偏倚基準(zhǔn)值正向偏倚零偏倚負(fù)向偏倚基準(zhǔn)值一致的偏倚圖：不同形式的線性分布示意圖67第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題線性誤差可能的原因包括

儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時(shí)間間隔

儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損

缺乏維護(hù)－－通風(fēng)、動(dòng)力、液壓、過(guò)濾器、腐蝕、銹蝕、清潔

磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差－－最小/最大

校準(zhǔn)（不包括工作范圍）不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)

儀器質(zhì)量差－－設(shè)計(jì)或一致性不好

儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性

應(yīng)用錯(cuò)誤的量具

不同的測(cè)量方法－－設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)

（量具或零件）隨零件尺寸變化的變形

環(huán)境－－溫度、濕度、振動(dòng)、清潔度

違背假定，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)

應(yīng)用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯(cuò)誤（易讀性、視差）68第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題69六、寬度變差：1、精密度Precision：

描述測(cè)量范圍內(nèi)重復(fù)測(cè)量的預(yù)期變差，測(cè)量范圍也許是大小或時(shí)間（即“一個(gè)裝置在低量程同在高量程一樣具有相同的精密度”，或“今天與昨天的精密度一樣”）。

ASTM定義為包括來(lái)自不同的讀數(shù)、量具、人員、實(shí)驗(yàn)室或條件。

利用同一量具，重復(fù)測(cè)量相同工件同一產(chǎn)品特性，所得數(shù)據(jù)的變異。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題2、重復(fù)性：

常稱為“評(píng)價(jià)人內(nèi)變異性”。

一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量變差。

一般指儀器的變差EV。

當(dāng)測(cè)量參環(huán)考境值是固定的，重復(fù)性可理解為是系統(tǒng)內(nèi)部變差。重復(fù)性70第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題重復(fù)性不好的可能原因：

零件（樣品）內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品一致性

儀器內(nèi)部：修理、磨損、設(shè)備或夾緊裝置故障，質(zhì)量差或維護(hù)不當(dāng)

基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級(jí)別、磨損

方法內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零件調(diào)整、夾持、夾緊、點(diǎn)密度的變差

評(píng)價(jià)人內(nèi)部：技術(shù)、職位、缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作技能或培訓(xùn)、感覺(jué)、疲勞

環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動(dòng)、亮度、清潔度的短期起伏變化

違背假定－－穩(wěn)定、正確操作

儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好

應(yīng)用錯(cuò)誤的量具

（量具或零件）變形，硬度不足

應(yīng)用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察誤差（易讀性、視差）71第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題3、再現(xiàn)性：

常稱為“評(píng)價(jià)人之間的變異性”。

定義：不同評(píng)價(jià)人采用相同測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。

自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中操作者就不是主要的變差源了，故

再現(xiàn)性被看作是系統(tǒng)之間的或測(cè)量條件之間的平均變差。

ASTM的定義超出上述范圍，它不僅包括評(píng)價(jià)人不同，而且量具、實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境再（現(xiàn)溫性度濕度）也不同，同時(shí)在再現(xiàn)性計(jì)算中還包括重復(fù)性。評(píng)價(jià)人A72B C第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題再現(xiàn)性錯(cuò)誤的潛在原因：

零件（樣品）之間：使用同樣的儀器、操作者和方法時(shí)，當(dāng)測(cè)量零件的類型為ABC時(shí)的均值差。

儀器之間：同樣的零件、操作者和環(huán)境，使用儀器ABC的均值差。注意：在這種研究情況下，再現(xiàn)性錯(cuò)誤常與方法和/或操作者混淆。

標(biāo)準(zhǔn)之間：測(cè)量過(guò)程中不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響。

方法之間：改變點(diǎn)密度，手動(dòng)與自動(dòng)系統(tǒng)相比，零點(diǎn)調(diào)整，夾持或夾緊方法等導(dǎo)致的均值差。

評(píng)價(jià)人（操作者）之間：評(píng)價(jià)人ABC等的訓(xùn)練、技術(shù)、技能和經(jīng)驗(yàn)不同導(dǎo)致的均值差。對(duì)于產(chǎn)品及過(guò)程資格以及一臺(tái)手動(dòng)測(cè)量?jī)x器，推薦進(jìn)行此研究。

環(huán)境之間：在第123等時(shí)間段內(nèi)測(cè)量，由環(huán)境循環(huán)引起的均值差。這是對(duì)較高自動(dòng)化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過(guò)程資格中最常見(jiàn)的研究。

違背研究中的假定。

儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性。

操作者訓(xùn)練效果。

應(yīng)用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察誤差（易讀性、視差）。73第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題74注意：

重復(fù)性和再現(xiàn)性的定義在本手冊(cè)中和ASTM采用的定義不同。

ASTM著重于多個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的評(píng)價(jià)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)室之間包括不同的操作者之間、量具和環(huán)境以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的重復(fù)性的區(qū)別。

按ASTM標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備保持在原狀時(shí)（一名操作者，一個(gè)量具、小段時(shí)間內(nèi)）重復(fù)性會(huì)是最好的，而再現(xiàn)性則體現(xiàn)更典型。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題GRRAC B4、量具R&R或GRR：

是結(jié)合了重復(fù)性和再現(xiàn)性變差的估計(jì)值。

等于系統(tǒng)內(nèi)部變差和系統(tǒng)之間變差的和。

2 =2 +

2GRR 再現(xiàn)性 重復(fù)性基準(zhǔn)值75第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題765、靈敏度：

。6、一致性：

。7、均勻性：

。七、測(cè)量系統(tǒng)變差1、能力：

。2、性能：

。3、不確定度：

。第一章 第五節(jié) 測(cè)量問(wèn)題圖：偏倚和重復(fù)性的關(guān)系重復(fù)性（精密度）可接受偏倚（準(zhǔn)確度）77第一章 第六節(jié) 測(cè)量不確定度Catalog一、總則二、測(cè)量的不確定度和MSA三、測(cè)量的溯源性四、ISO表述測(cè)量中不確定度的指南78第一章 第六節(jié) 測(cè)量不確定度791、總則

測(cè)量不確定度是國(guó)際上用來(lái)描述一個(gè)測(cè)量值的質(zhì)量的術(shù)語(yǔ)。它實(shí)質(zhì)上是賦值給測(cè)量結(jié)果的范圍，在給規(guī)定的置信水平內(nèi)描述為預(yù)期包含有真測(cè)量結(jié)果的范圍。它通常被描述為一個(gè)雙向量，不確定度是測(cè)量可靠性的定量表達(dá)，這個(gè)概念的一個(gè)簡(jiǎn)單表達(dá)是：真測(cè)量值＝觀測(cè)到的測(cè)量值（結(jié)果）±U重要的是它是在測(cè)量時(shí)間上測(cè)量值可能變化多少的一個(gè)簡(jiǎn)單估計(jì)值。這個(gè)估計(jì)將使應(yīng)用MSA和GRR法來(lái)確定這些重要的標(biāo)準(zhǔn)誤差。定期充復(fù)評(píng)價(jià)與測(cè)量過(guò)程有關(guān)的不確定度以確保持續(xù)保持所預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確度是適宜的。

擴(kuò)展不確定度U=KUC

,其中，K表示所希望的置信度范圍的正態(tài)分布的分布系數(shù)；UC表示測(cè)量過(guò)程中的合成標(biāo)準(zhǔn)誤差。

ISO/IEC《測(cè)量中不確定度指南》確定了足以代表正態(tài)分布的95％的不確定度的分布系數(shù)。通常認(rèn)為K＝2。第一章 第六節(jié) 測(cè)量不確定度802、測(cè)量的不確定度和MSA

測(cè)量不確定度是測(cè)量值的一個(gè)范圍，由置信區(qū)間來(lái)定義，與測(cè)量結(jié)果有關(guān)并希望包括測(cè)量的真值；

MSA的重點(diǎn)是了解測(cè)量過(guò)程，確定在測(cè)量過(guò)程中的誤差總量，及評(píng)估用于生產(chǎn)和過(guò)程控制中的測(cè)量系統(tǒng)的充分性，MSA促進(jìn)了解和改進(jìn)（減少變差）。3、測(cè)量溯源性

它是一個(gè)測(cè)量特性或一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，借助它能將測(cè)量通過(guò)由都具有所述的不確定的各種比較組成的不間斷鏈與所舉例的參考資料相聯(lián)系，這些參考資料通常是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。4、ISO《測(cè)量不確定度表述指南》為怎樣評(píng)價(jià)和表達(dá)一個(gè)測(cè)量不確定度提供了指南。END第一章 第七節(jié) 測(cè)量問(wèn)題分析Catalog一、引言二、第一步識(shí)別問(wèn)題三、第二步確定小組四、第三步測(cè)量系統(tǒng)和過(guò)程的流程圖五、第四步因果圖六、第五步PDSA七、第六步可能的解決方法和對(duì)糾正的驗(yàn)證八、第七步使更改制度化81第一章 第七節(jié) 測(cè)量問(wèn)題分析82一、引言1、對(duì)測(cè)量變差及其對(duì)造成總變差的貢獻(xiàn)的了解是解決基礎(chǔ)問(wèn)題的基本步驟；2、當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)變差超過(guò)所有其他變量時(shí)，在使用之前應(yīng)分析和解決這些問(wèn)題。二、第一步：識(shí)別問(wèn)題1、清楚易懂地定義問(wèn)題2、可用準(zhǔn)確度、變差、穩(wěn)定性等形式來(lái)體現(xiàn)3、努力將測(cè)量變差和其貢獻(xiàn)與過(guò)程變差相分離（可立足過(guò)程，而非測(cè)量裝置做出這個(gè)判斷。三、第二步：確定小組1、小組大小可視測(cè)量系統(tǒng)和問(wèn)題地復(fù)雜程度而定；2、人數(shù)限制在兩三個(gè)人到十人以內(nèi)。第一章 第七節(jié) 測(cè)量問(wèn)題分析83四、第三步：測(cè)量系統(tǒng)和過(guò)程的流程圖1、小組應(yīng)評(píng)審所有已有的測(cè)量系統(tǒng)和過(guò)程流程圖，因?yàn)?、這將導(dǎo)致可能要對(duì)測(cè)量和測(cè)量過(guò)程的相互關(guān)系的已知和未知的信息進(jìn)行討論。3、制定流程圖過(guò)程就可識(shí)別是否對(duì)該小組補(bǔ)充成員。五、第四步：因果圖1、小組應(yīng)復(fù)審所有已有的有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)的因果圖，因?yàn)?、這在某些情況下就可能解決或部分解決問(wèn)題，同樣這也會(huì)引起對(duì)已知和未知的信息進(jìn)行討論；3、小組成員應(yīng)該用專業(yè)知識(shí)來(lái)初步識(shí)別那些對(duì)問(wèn)題貢獻(xiàn)最大的變量。第一章 第七節(jié) 測(cè)量問(wèn)題分析84六、第五步：計(jì)劃－實(shí)施－研究－措施（PDSA)1、它是一種科學(xué)的研究形式。2、計(jì)劃各種試驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、建立穩(wěn)定性、作各種假設(shè)并加以證實(shí)，一直到獲得適當(dāng)?shù)慕鉀Q。七、第六步：可能的解決方法和對(duì)糾正的驗(yàn)證1、將各步驟和解決方案文件化；2、可利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)等方法進(jìn)行初步研究以確認(rèn)解決方案；3、還可以隨時(shí)間的變化作額外的研究，包括環(huán)境和材料變差。八、第七步：使更改制度化1、最后的解決方案在報(bào)告中文件化，然后更改過(guò)程，以便將來(lái)不重復(fù)發(fā)生；2、積累大多數(shù)以前發(fā)生過(guò)的問(wèn)題在程序、標(biāo)準(zhǔn)及培訓(xùn)材料中，以豐富小組經(jīng)驗(yàn)。第二章 測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定的通用概念第一節(jié) 背景Catalog一、引言二、第1階段試驗(yàn)三、第2階段試驗(yàn)85第二章

第一節(jié)

背景86一、引言需要對(duì)兩個(gè)重要的方面進(jìn)行評(píng)定：1、驗(yàn)證在適當(dāng)?shù)奶匦晕恢谜跍y(cè)量正確的變量。若適用，還要驗(yàn)證夾緊和鎖緊，另外，還要識(shí)別與測(cè)量相互依賴的任何關(guān)鍵的環(huán)境因素。2、確定測(cè)量系統(tǒng)需要具有何種統(tǒng)計(jì)特性才是可接受的。為了作出這樣的確定，很重要的一點(diǎn)是要知道數(shù)據(jù)將被怎樣使用。二、第一階段試驗(yàn)了解測(cè)量過(guò)程，以及該過(guò)程是否滿足要求？1、第1階段試驗(yàn)是一項(xiàng)評(píng)定，用以驗(yàn)證是否按照測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，在適當(dāng)?shù)奶匦晕恢谜跍y(cè)量正確的變量。2、可以利用從統(tǒng)計(jì)角度設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)操作環(huán)境對(duì)測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)的影響（如偏倚、線性、R&R）。3、在該階段中所得結(jié)果應(yīng)用作測(cè)量系統(tǒng)維護(hù)計(jì)劃的輸入，并用作應(yīng)該在第2階段中使用的試驗(yàn)類型。環(huán)境問(wèn)題可能會(huì)引起位置變化或測(cè)量裝置需要受控的環(huán)境。4、例如：若R&R對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的總變差有明顯的影響，就可定期進(jìn)行簡(jiǎn)單的兩因子統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)，作為第2階段試驗(yàn)。87第二章

第一節(jié)

背景第二章

第一節(jié)

背景三、第二階段試驗(yàn)研究測(cè)量過(guò)程隨時(shí)間的推移是否滿足要求？1、第二階段試驗(yàn)提供對(duì)測(cè)量系統(tǒng)持續(xù)置信的主要變差源持續(xù)的監(jiān)視和/或測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后降級(jí)的信號(hào)。88第二章 測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定的通用概念第二節(jié) 選擇/制定試驗(yàn)程序Catalog一、如何選擇/制定試驗(yàn)程序89一、有很多程序可用來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)，但選擇合適的程序要視具體情況而定，在某些情況下，一個(gè)方法對(duì)一個(gè)特殊的測(cè)量系統(tǒng)是否合適，需要預(yù)先試驗(yàn)，這種預(yù)先試驗(yàn)應(yīng)是第一階段試驗(yàn)中必不可少的部分。第二章 第二節(jié)

選擇/制定試驗(yàn)程序901、選擇制定評(píng)定方法時(shí)，一般應(yīng)考慮：

試驗(yàn)中是否應(yīng)使用溯源的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)通常是評(píng)定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度所必須的。若不使用標(biāo)準(zhǔn)仍能評(píng)定該系統(tǒng)的變異性，但不大可能按合理的可信性評(píng)定該系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，如試圖解決生產(chǎn)者的測(cè)量系統(tǒng)和顧客測(cè)量系統(tǒng)之間明顯的差別就是如此。

對(duì)第二階段正進(jìn)行的試驗(yàn)，應(yīng)考慮使用盲測(cè)法。在盲測(cè)基礎(chǔ)上所進(jìn)行的試驗(yàn)通常不受霍桑效應(yīng)所干擾。（1924－1932西部電氣公司的霍商工廠工業(yè)試驗(yàn)的結(jié)果，研究人員變更5個(gè)操作工的工作環(huán)境導(dǎo)致產(chǎn)量上升，但當(dāng)環(huán)境條件下降時(shí)產(chǎn)量繼續(xù)上升，這是因?yàn)楣と酥浪麄兪沁@項(xiàng)研究工作的一部分。故使他們產(chǎn)生了更積極的工作態(tài)度的結(jié)果）91第二章 第二節(jié)

選擇/制定試驗(yàn)程序

試驗(yàn)成本

試驗(yàn)所需的時(shí)間

任何其定義沒(méi)有被普遍接受的術(shù)語(yǔ)應(yīng)作出可操作的定義，這些術(shù)語(yǔ)如準(zhǔn)確度、精密度、R&R等。

是否由這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)取得的結(jié)果要與另外一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)相比，如果是那么應(yīng)使用第一步討論的標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法。若兩個(gè)系統(tǒng)一起工作不正常，那么不使用標(biāo)準(zhǔn)，就不可能確定哪個(gè)系統(tǒng)需要改進(jìn)。

第二階段試驗(yàn)應(yīng)每隔多久進(jìn)行一次？這個(gè)問(wèn)題應(yīng)由單個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性及其對(duì)設(shè)施的影響和使用該設(shè)施進(jìn)行生產(chǎn)的顧客來(lái)決定。92第二章

第二節(jié)

選擇/制定試驗(yàn)程序第二章 測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定的通用概念第三節(jié) 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備Catalog一、研究之前的典型準(zhǔn)備二、研究方式三、當(dāng)制定第1、2階段試驗(yàn)計(jì)劃時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題93實(shí)施研究之前應(yīng)進(jìn)行充分的策劃和準(zhǔn)備。一、研究之前的典型準(zhǔn)備：1、先計(jì)劃將要使用的方法

例如通過(guò)使用工程決策，目視觀察或量具研究來(lái)確定評(píng)價(jià)人是否在校準(zhǔn)或者使用儀器中產(chǎn)生影響

有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略，如按按鈕，打印出一個(gè)字2、評(píng)價(jià)人的數(shù)量：樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定，應(yīng)考慮：

尺寸的關(guān)鍵性：關(guān)鍵尺寸需要更多的量具和/或試驗(yàn)。原因是量具研究評(píng)價(jià)所需的置信度；

零件結(jié)構(gòu)：大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)；3、評(píng)價(jià)人（測(cè)量人）應(yīng)從日常操作該儀器的人中選取；94第二章 第三節(jié) 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備4、樣品選擇：取決于MSA研究的設(shè)計(jì)、測(cè)量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過(guò)程的樣品：

對(duì)產(chǎn)品控制情況，測(cè)量結(jié)果和判斷準(zhǔn)則用于確定“相對(duì)特性規(guī)范確定合格或不合格”（如100％檢驗(yàn)或抽樣），必須選擇樣本（或標(biāo)準(zhǔn)），但不需要覆蓋整個(gè)過(guò)程范圍。測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定是基于特性的公差。

對(duì)過(guò)程控制情況，測(cè)量結(jié)果和判斷準(zhǔn)則用于確定“過(guò)程穩(wěn)定性，方向和符合自然過(guò)程變差”（如SPC、過(guò)程監(jiān)視、能力及過(guò)程改進(jìn)），獲得在整個(gè)操作范圍的樣本變得非常重要。在評(píng)定用于過(guò)程控制的測(cè)量系統(tǒng)的充分性時(shí)（如相對(duì)過(guò)程變差的％GRR),建議對(duì)過(guò)程變差進(jìn)行獨(dú)立的估計(jì)（過(guò)程能力研究）。

樣品必須是選自過(guò)程并且代表過(guò)程中生產(chǎn)變差的范圍，由于每個(gè)樣品要被測(cè)量數(shù)次，必須對(duì)其編號(hào)標(biāo)識(shí)；95第二章 第三節(jié) 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備5、儀器分辨力應(yīng)至少允許直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一；6、確保測(cè)量方法（如評(píng)價(jià)人和儀器）是測(cè)量特性的尺寸并遵守規(guī)定的測(cè)量程序。二、研究方式進(jìn)行研究的方式十分重要，本手冊(cè)所介紹的所有分析都假定各次讀數(shù)的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性。為最大限度地減少誤導(dǎo)結(jié)果的可能性應(yīng)：1、測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序，以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。評(píng)價(jià)人不知道，但研究人應(yīng)知道正在測(cè)量什么零件。96第二章 第三節(jié) 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備2、在讀數(shù)設(shè)備中，測(cè)量值應(yīng)計(jì)量到儀器分辨率地實(shí)際限度。

機(jī)械裝置必須讀取和記錄到最小刻度單位。

對(duì)于電子讀數(shù)，測(cè)量計(jì)劃必須規(guī)定共同原則已記錄最準(zhǔn)確的有意義顯示數(shù)據(jù)。

模擬裝置應(yīng)記錄到最小刻度的一半或靈敏度和分辨率的極限。對(duì)于模擬裝置，如果最小刻度為0.0001，則測(cè)量結(jié)果應(yīng)記錄0.00005。3、研究工作應(yīng)由了解進(jìn)行可靠研究的重要性的人員進(jìn)行管理和監(jiān)督。97第二章 第三節(jié) 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備三、當(dāng)制定第1、2階段試驗(yàn)計(jì)劃時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題：1、評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量過(guò)程有何影響？若有可能，使用測(cè)量裝置的評(píng)價(jià)人應(yīng)包括在研究中。

評(píng)價(jià)人所用方法之間任何差異的影響將在測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性中反應(yīng)出來(lái)。2、評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量設(shè)備的校準(zhǔn)是否可能時(shí)引起變差的一個(gè)顯著原因？若是，評(píng)價(jià)人應(yīng)在讀數(shù)之前重新校準(zhǔn)。3、要求有多少樣品和重復(fù)的讀數(shù)？

所要求的數(shù)量將取決于被測(cè)特性的重要性以及測(cè)量系統(tǒng)變差估計(jì)中所要求的置信水平。

對(duì)相同測(cè)量系統(tǒng)在第1階段和第2階段試驗(yàn)計(jì)劃之間、或在第2階段序列試驗(yàn)之間應(yīng)保持一致的評(píng)價(jià)人數(shù)量、試驗(yàn)次數(shù)和零件數(shù)量。在試驗(yàn)計(jì)劃和序列試驗(yàn)間保持一致將增進(jìn)不同試驗(yàn)結(jié)果之間的可比性。98第二章 第三節(jié) 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備第二章 測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定的通用概念第四節(jié) 結(jié)果分析Catalog一、位置誤差二、寬度誤差99一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)在任何附加的分析生效之前應(yīng)是穩(wěn)定的。一、接受準(zhǔn)則－－位置誤差：通過(guò)偏倚和線性來(lái)確定1、一般地，一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)地偏倚或線性誤差若是與零誤差差別較明顯或是超出量具校準(zhǔn)程序確立的最大允許誤差，那么它是不可取的，在這種情況下，應(yīng)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)重新進(jìn)行校準(zhǔn)或偏差校正以盡可能地減少誤差。二、接受準(zhǔn)則－－寬度誤差：1、測(cè)量系統(tǒng)變異性是否令人滿意的準(zhǔn)則取決于被測(cè)量系統(tǒng)變差所掩蓋掉的生產(chǎn)制造過(guò)程變異性的百分比或零件公差的百分比。對(duì)特定的測(cè)量系統(tǒng)最終的接受準(zhǔn)則取決于測(cè)量系統(tǒng)的環(huán)境和目的，而且應(yīng)取得顧客的同意。100第二章

第四節(jié)

結(jié)果分析等于5。1012、對(duì)于以分析過(guò)程為目的的測(cè)量系統(tǒng)，通常單憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定測(cè)量系統(tǒng)的可接受性的規(guī)則如下：

誤差低于10％：測(cè)量系統(tǒng)可接受；

誤差在10％－30％之間：基于應(yīng)用的重要性、測(cè)量裝置的成本、維修的成本等方面的考慮，可能是可接受的

超過(guò)30％：認(rèn)為是不可接受的，應(yīng)作出各種努力來(lái)改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)。3、過(guò)程被測(cè)量系統(tǒng)區(qū)分開(kāi)的區(qū)別分級(jí)數(shù)（ndc)應(yīng)大于或測(cè)量系統(tǒng)最終可接受性不應(yīng)該單純由一組指數(shù)來(lái)決定。其長(zhǎng)期表現(xiàn)也應(yīng)利用長(zhǎng)期性能的圖形分析得到評(píng)審。第二章

第四節(jié)

結(jié)果分析第三章 簡(jiǎn)單測(cè)量系統(tǒng)推薦的實(shí)踐第一節(jié) 試驗(yàn)程序舉例Catalog一、引言102一、引言：1、本章介紹的試驗(yàn)程序用于了解測(cè)量系統(tǒng)并量化，依賴于影響測(cè)量系統(tǒng)的變差源的差異。

多數(shù)情況下變差的主要來(lái)源是由于儀器（量具/設(shè)備）、人（評(píng)價(jià)人）、方法（測(cè)量程序），這正適合于本章介紹的程序。2、本章程序適用于當(dāng)：

只研究?jī)蓚€(gè)因素，或稱為測(cè)量條件（如評(píng)價(jià)人和零件）加上所研究的測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性；

每個(gè)零件內(nèi)的變異性的影響可以忽略；

不存在統(tǒng)計(jì)上的評(píng)價(jià)人和零件之間的交互作用；

在研究中零件的尺寸不發(fā)生變化。3、可以進(jìn)行試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)和/或用相關(guān)專業(yè)知識(shí)來(lái)判斷這些程序是否適用于任何特定的測(cè)量系統(tǒng)；END103第三章

第一節(jié)

試驗(yàn)程序舉例第三章 簡(jiǎn)單測(cè)量系統(tǒng)推薦的實(shí)踐第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究－－－

指南Catalog一、引言二、確定穩(wěn)定性的指南三、確定偏倚的指南－獨(dú)立樣本法四、確定偏倚的指南－控制圖方法五、確定線性的指南六、確定重復(fù)性和再現(xiàn)性的指南104一、引言：本章包括了第一章第五節(jié)中所描述的測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)實(shí)施指南，為確保正確的應(yīng)用這些指南，應(yīng)作詳盡的回顧。第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南105二、確定穩(wěn)定性的指南：1、進(jìn)行研究

取樣本并建立可溯源的標(biāo)準(zhǔn)值。如該樣本不可得，選擇落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)得生產(chǎn)零件，指定其為穩(wěn)定性得標(biāo)準(zhǔn)樣本。對(duì)于追蹤測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不需要一個(gè)已知基準(zhǔn)值。(具備預(yù)期測(cè)量值的最低值、最高值和中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是較理想的，建議對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本分別作測(cè)量與控制圖）106第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南

定期（天、周）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣本3－5次，應(yīng)在不同時(shí)間讀數(shù)以代表測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際使用情況，以便說(shuō)明在一天中預(yù)熱、周圍環(huán)境和其他因素發(fā)生的變化。

將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫(huà)在均值極差或均值標(biāo)準(zhǔn)差圖上。2、結(jié)果分析－作圖法

建立控制限并用標(biāo)準(zhǔn)控制圖分析評(píng)價(jià)失控或不穩(wěn)定狀態(tài)3、結(jié)果分析－數(shù)據(jù)法

除了正態(tài)控制圖分析法，對(duì)穩(wěn)定性沒(méi)有特別的數(shù)據(jù)分析或指數(shù)。

如果測(cè)量過(guò)程是穩(wěn)定的，數(shù)據(jù)可以用于確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚。同樣，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差可以用作測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性的近似值。這可以與生產(chǎn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較以絕地給你測(cè)量系統(tǒng)的充分性是否適于應(yīng)用?？赡苄枰囼?yàn)設(shè)計(jì)或其他分析解決問(wèn)題的技術(shù)以確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性不足的主要原因。107第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南4、舉例－穩(wěn)定性為了確定一個(gè)新的測(cè)量裝置穩(wěn)定性是否可以接受，工藝小組選擇了在生產(chǎn)過(guò)程輸出范圍中接近中間值的一個(gè)零件，實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果是6.01。小組每班測(cè)量這個(gè)零件5次，共測(cè)量4周（20個(gè)子組）

。收集所有數(shù)據(jù)后均值極差圖就作出來(lái)了。控制圖分析顯示，測(cè)量過(guò)程是穩(wěn)定的，因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)明顯的特殊原因。108第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南UCL6.297Mean6.021LCL5.746UCL1.010Mean0.4779LCL0.0樣本均值樣本極差第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南穩(wěn)定性的控制圖分析6.36.26.165.95.85.7109三、確定偏倚的指南－獨(dú)立樣本法：1、進(jìn)行研究

取樣本并建立可溯源的標(biāo)準(zhǔn)值。如該樣本不可得，選擇落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)得生產(chǎn)零件，指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測(cè)量大于等于10次，并計(jì)算均值，把其當(dāng)作“基準(zhǔn)值”。(具備預(yù)期測(cè)量值的最低值、最高值和中程數(shù)得標(biāo)準(zhǔn)樣本是較理想的，完成此步驟后，用線性研究分析數(shù)據(jù)）110第三章

第二節(jié)

計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南

讓一個(gè)評(píng)價(jià)人，以通常方法測(cè)量樣本10次以上。2、結(jié)果分析－作圖法

相對(duì)與基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫(huà)出直方圖并評(píng)價(jià)，用專業(yè)知識(shí)確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒(méi)有，繼續(xù)分析，對(duì)于n小于等于30時(shí)的解釋或分析，應(yīng)當(dāng)特別謹(jǐn)慎。3、結(jié)果分析－數(shù)據(jù)法

計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的均值

計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差重復(fù)性＝[max(xi)-min(xi)]/d*2 (此處g=1,m=n)如果GRR研究可用（且有效），重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算應(yīng)以研究結(jié)果為基礎(chǔ)。111第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南第三章

第二節(jié)

計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南

確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量：偏倚＝觀測(cè)測(cè)量平均值－基準(zhǔn)值（偏倚的不確定度由b給出），t＝偏倚/

b

如果0落在圍繞偏倚值1－α置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在α水平是可接受的。偏倚－[b(tv,1-

α/2]≤0

≤偏倚+[b(tv,1-

α/2)]tv,1-

α/2、d2*在附錄C中可以查到，g=1,m=n.所取的α水平依賴于敏感度水平，而敏感度水平被用來(lái)評(píng)價(jià)控制該（生產(chǎn)）過(guò)程的并且與產(chǎn)品/生產(chǎn)過(guò)程的損失函數(shù)（敏感度曲線）有關(guān)。如果α水平不是用默認(rèn)值0.05（95％置信度）則必須由顧客同意。b

r

/

n112t分布表0.10.050.0250.010.0050.0005（單側(cè)）0.20.10.050.020.010.001(雙側(cè))13.077686.3137512.7062031.8205263.65674636.6192521.885622.919994.302656.964569.9248431.5990531.637742.353363.182454.540705.8409112.9239841.533212.131852.776453.746954.604098.6103051.475882.015052.570583.364934.032146.8688361.439761.943182.446913.142673.707435.9588271.414921.894582.364622.997953.499485.40788113T分布表T分布表1141.396821.859552.306002.896463.355395.041311.383031.833112.262162.821443.249844.780911.372181.812462.228142.763773.169274.586891.363431.795882.200992.718083.105814.436981.356221.782292.178812.681003.054544.317791.350171.770932.160372.650313.012284.220838910111213141.345031.761312.144792.624492.976844.140454、舉例－偏倚一個(gè)制造工程師在評(píng)價(jià)一個(gè)用來(lái)監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程的新的測(cè)量系統(tǒng)。分析表明沒(méi)有線性問(wèn)題，所以他只評(píng)價(jià)了偏倚。在記錄過(guò)程變差基礎(chǔ)上從測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇一個(gè)零件，經(jīng)全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量以確定其基準(zhǔn)值。而后由領(lǐng)班測(cè)量15次。偏倚研究數(shù)據(jù)表偏倚研究直方圖偏倚研究分析表115第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南四、確定偏倚的指南－控制圖方法：如果均值極差圖或均值標(biāo)準(zhǔn)差圖用于測(cè)量穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)也可以用來(lái)評(píng)價(jià)偏倚。在評(píng)價(jià)之前，控制圖分析應(yīng)該指示測(cè)量系統(tǒng)是穩(wěn)定的。1、進(jìn)行研究

取樣本并建立可溯源的標(biāo)準(zhǔn)值。如該樣本不可得，選擇落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)得生產(chǎn)零件，指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測(cè)量大于等于10次，并計(jì)算均值，把其當(dāng)作“基準(zhǔn)值”。116第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南2、結(jié)果分析－作圖法

相對(duì)與基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫(huà)出直方圖并評(píng)價(jià)，用專業(yè)知識(shí)確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒(méi)有，繼續(xù)分析。3、結(jié)果分析－數(shù)據(jù)法

從控制圖得到過(guò)程均值

從過(guò)程均值減去基準(zhǔn)值計(jì)算出偏倚偏倚＝均值－基準(zhǔn)值

用平均極差計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差重復(fù)性＝

平均極差R

/d2*117第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南第三章

第二節(jié)

計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南

確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量：t=偏倚/

b

如果0落在圍繞偏倚值1－α置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在α水平是可接受的。偏倚－[b(tv,1-

α/2)]≤0≤偏倚+[

b(tv,1-

α/2)]tv,1-

α/2、d2*在附錄C中可以查到，g=1,m=n.所取的α水平依賴于敏感度水平，而敏感度水平被用來(lái)評(píng)價(jià)控制該（生產(chǎn)）過(guò)程的并且與產(chǎn)品/生產(chǎn)過(guò)程的損失函數(shù)（敏感度曲線）有關(guān)。如果α水平不是用默認(rèn)值0.05（95％置信度）則必須由顧客同意。

b

r

/

gm1184、舉例－偏倚參考圖9，對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)值6.01的零件進(jìn)行穩(wěn)定性研究，所有樣本（20個(gè)子組）的總平均值是6.021。因而計(jì)算偏倚值為0.011。主管用電子表格和統(tǒng)計(jì)軟件生成的數(shù)據(jù)分析見(jiàn)表4。因?yàn)?落在偏倚置信區(qū)間（－0.0800,0.1020)內(nèi)，小組可以假設(shè)測(cè)量偏倚是可以接受的，同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo)致附加變差源。119第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南偏倚測(cè)試數(shù)據(jù)120次序讀值標(biāo)準(zhǔn)值偏差15.86-0.225.76-0.335.96-0.145.96-0.1566066.160.1766086.160.196.460.4106.360.311660126.160.1136.260.2145.66-0.415660數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果121n均值標(biāo)準(zhǔn)偏差r均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差b測(cè)量值156.00670.225140.05813數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果122基準(zhǔn)值=6.00α=0.05,m=15,

g=1,

d2*=3.55,d2=2.326t統(tǒng)計(jì)量df顯著的t值(雙尾)偏倚95%的偏倚置信區(qū)間低值高值測(cè)量值0.115310.82.2060.0067-0.12150.13495、偏倚研究的分析如果偏倚從統(tǒng)計(jì)上非0，尋找以下可能的原因：

標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)值誤差，檢查標(biāo)準(zhǔn)程序

儀器磨損，這在穩(wěn)定性分析可以表現(xiàn)出，建議按計(jì)劃維護(hù)或修整

儀器制造尺寸有誤

儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性

儀器為得到完善的校準(zhǔn)，評(píng)審校準(zhǔn)程序

評(píng)價(jià)人設(shè)備操作不但，評(píng)審測(cè)量說(shuō)明書(shū)

儀器修正運(yùn)算不正確123第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南五、確定線性的指南1、進(jìn)行研究

選擇不少于5個(gè)覆蓋量具工作量程范圍的零件；

確認(rèn)其基準(zhǔn)值；

由儀器操作者隨機(jī)測(cè)量（盲測(cè)）每個(gè)零件m≥10次。2、結(jié)果分析－作圖法

計(jì)算每次測(cè)量的偏倚及偏倚均值；

在線性圖上畫(huà)出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值

用下面等式計(jì)算和畫(huà)出最佳擬合線和置信帶。124第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南最佳擬合直線

,xi=基準(zhǔn)值，yi=偏倚平均值對(duì)于給定的x0,α水平置信帶是：

第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南yi

axi

b

斜率

1x2gmx2

gmxy

1

xya

2gm

2s

yi

b

yi

a

xiyib

y

ax

截距sx

xi1/

2220

1

x

x0

gm2,1/2

gm低值＝b

ax

t125sx

xi1/

2220

1

x

x0

gm2,1/2

gm高值＝b

ax

t畫(huà)出“偏倚＝0”線，評(píng)審該圖之處特殊原因和線性的可接受性。為使線性可接受，該線必須完全在擬合線置信帶以內(nèi)。3、結(jié)果分析－數(shù)據(jù)

如果作圖分析顯示測(cè)量系統(tǒng)線性可接受，如果下式成立，則測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所有的基準(zhǔn)值有相同的偏倚，對(duì)于可接受的線性，偏倚必須是0。且下面的假設(shè)就成立：H0:a＝0 斜率＝0126第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南若下式成立，則下面的假設(shè)成立：H0:b＝0 截距（偏倚）＝0第三章 第二節(jié) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南gm2,1

/

2j

t

x

2

xsat 21272gm2,1