測量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計(jì)特性

第一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日測量精度應(yīng)高于過程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測量精度是過程變差和公差帶兩者中精度較高者的十分之一

。測量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此，則測量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者

。第二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日標(biāo)準(zhǔn)

國家標(biāo)準(zhǔn)

第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(連接國家標(biāo)準(zhǔn)和私人公司、科研機(jī)構(gòu)等)

第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(從第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))工作標(biāo)準(zhǔn)(從第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作標(biāo)準(zhǔn))

第三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日測量系統(tǒng)的評(píng)定

測量系統(tǒng)的評(píng)定通常分為兩個(gè)階段，稱為第一階段和第二階段第一階段：明白該測量過程并確定該測量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。第一階段試驗(yàn)主要有二個(gè)目的：確定該測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性，此項(xiàng)必須在使用前進(jìn)行

。發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測量系統(tǒng)有顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境

。第四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第二階段的評(píng)定

目的是在驗(yàn)證一個(gè)測量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性

。常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式

。第五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日各項(xiàng)定義

量具:任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，包括用來測量合格/不合格的裝置。測量系統(tǒng)：用來獲得表示產(chǎn)品或過程特性的數(shù)值的系統(tǒng)，稱之為測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)是與測量結(jié)果有關(guān)的儀器、設(shè)備、軟件、程序、操作人員、環(huán)境的集合。量具重復(fù)性：指同一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測量值（數(shù)據(jù)）的變差。第六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日量具再現(xiàn)性：指由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時(shí)測量平均值的變差。穩(wěn)定性：指測量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測量值總變差。第七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日偏倚:指同一操作人員使用相同量具，測量同一零件之相同特性多次數(shù)所得平均值與采用更精密儀器測量同一零件之相同特性所得之平均值之差，即測量結(jié)果的觀測平均值與基準(zhǔn)值的差值，也就是我們通常所稱的“準(zhǔn)確度”線性：指測量系統(tǒng)在預(yù)期的工作范圍內(nèi)偏倚的變化。第八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日分析時(shí)機(jī)

新生產(chǎn)之產(chǎn)品PV有不同時(shí)

新儀器，EV有不同時(shí)

新操作人員，AV有不同時(shí)

易損耗之儀器必須注意其分析頻率

。第九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日R&R之分析

決定研究主要變差形態(tài)的對(duì)象

.使用「全距及平均數(shù)」或「變差數(shù)分析」方法對(duì)量具進(jìn)行分析

.于制程中隨機(jī)抽取被測定材料需屬統(tǒng)一制程

.選2-3位操作員在不知情的狀況下使用校驗(yàn)合格的量具分別對(duì)10個(gè)零件進(jìn)行測量,測試人員將操作員所讀數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,研究其重復(fù)性及再現(xiàn)性(作業(yè)員應(yīng)熟悉并了解一般操作程序,避免因操作不一致而影響系統(tǒng)的可靠度)，同時(shí)評(píng)估量具及對(duì)不同操作員熟練度.

第十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日針對(duì)重要特性(尤指是有特殊符號(hào)指定者)所使用量具的精確度應(yīng)是被測量物品公差的1/10,(即其最小刻度應(yīng)能讀到1/10過程變差或規(guī)格公差較小者;如:過程中所需量具讀數(shù)的精確度是0.01m/m,則測量應(yīng)選擇精確度為0.001m/m),以避免量具的鑒別力不足，一般之特性者所使用量具的精確度應(yīng)是被測量物品公差的1/5。

試驗(yàn)完后,測試人員將量具的重復(fù)性及再現(xiàn)性數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算(R&R數(shù)據(jù)表),(R&R分析報(bào)告),依公式計(jì)算并作成R管制圖或直接用表計(jì)算即可

R&R之分析

第十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日結(jié)果分析

:當(dāng)重復(fù)性(AV)變差值大于再現(xiàn)性(EV)時(shí)

.量具的結(jié)構(gòu)需再設(shè)計(jì)增強(qiáng).量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗(yàn)點(diǎn))需加以改善

.量具應(yīng)加以保養(yǎng).當(dāng)再現(xiàn)性(EV)變差值大于重復(fù)性(AV)時(shí)

.作業(yè)員對(duì)量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強(qiáng)教育,作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)再明確訂定或修訂

.可能需要某些夾具協(xié)助操作員,使其更具一致性的使用量具

.量具與夾治具校驗(yàn)頻率于入廠及送修糾正后須再做測量系統(tǒng)分析,并作記錄

.第十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

測量系統(tǒng)R&R分析(均值——極差法)這里介紹常用的均值——極差法，用來研究測量系統(tǒng)的雙性：R&R。它也稱大樣法(LongMethod)。研究R&R的前提是測量系統(tǒng)已經(jīng)過校準(zhǔn)，而且其偏倚、線性及穩(wěn)定性已經(jīng)過評(píng)價(jià)并認(rèn)為可接受。第十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日以下舉一典型情況說明此方法1確定M名操作者A、B、C……，選定N個(gè)被測零件，按1、2、……，編號(hào)。被選定零件盡可能反映整個(gè)過程的變差。1.1測取數(shù)據(jù)：A以隨機(jī)順序測取所有數(shù)據(jù)并記錄之，B、C在不知他人測量結(jié)果的前提下，以同樣方法測量各零件的數(shù)據(jù)并記錄之。再以隨機(jī)順序重復(fù)上述測量r次(如2~3次)。第十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日2數(shù)據(jù)處理2.1極差計(jì)算第十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日2.2均值計(jì)算第十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日3結(jié)果分析以下計(jì)算的變差均以99%的正態(tài)概率為基礎(chǔ)，即變差=5.15σ。3.1重復(fù)性第十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日3.2再現(xiàn)性第十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日3.3測量系統(tǒng)雙性（R&R）3.4零件變差零件數(shù)N23.6532.7042.3052.0861.9371.8281.7491.67101.62第十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日3.5總變差3.6各變差占總變差的百分比%AV=AV/TVX100%%R&R=R&R/TVX100%%PV=PV/TVX100%%EV=EV/TVX100%第二十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日應(yīng)同時(shí)將EV、AV、R&R各值與公差帶寬度比較，得出各變差占公差帶的百分比。%R&R可接受的條件是：<10%可接受；10~30%——有條件可接受；>30%——不可接受，應(yīng)改進(jìn)。第二十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日數(shù)值<10%的誤差測量系統(tǒng)可接受

.10%<數(shù)值<30%的誤差測量系統(tǒng)可接受或不接受,決定于該測量系統(tǒng)之重要性,量具成本、修理所需之費(fèi)用等因素，可能是可接受的

.數(shù)值>30%的誤差測量系統(tǒng)不能接受,須予以改進(jìn).進(jìn)行各種勢力發(fā)現(xiàn)問題并改正，必要時(shí)更換量具或?qū)α烤咧匦逻M(jìn)行調(diào)整,并對(duì)以前所測量的庫存品再抽查檢驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)庫存品已超出規(guī)格應(yīng)立即追蹤出貨通知客戶,協(xié)調(diào)處理對(duì)策

.量具重復(fù)性和再現(xiàn)性(R&R)的可接受性準(zhǔn)則：第二十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日習(xí)題：XYZ公司根據(jù)控制計(jì)劃中要求針對(duì)游標(biāo)卡尺作R&R分析，選定3名操作者A、B、C，選定10個(gè)被測零件，按1、2、……10編號(hào)，其所測結(jié)果均記錄在表17-2中，請(qǐng)根據(jù)該表所測結(jié)果計(jì)算：EV=?,AV=?,R&R=?,PV=?,TV=?,%EV=?,%AV=?,%R&R=?,%PV=?,根據(jù)%R&R的計(jì)算結(jié)果請(qǐng)判定此游標(biāo)卡尺是否符合要求？第二十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日穩(wěn)定性分析之執(zhí)行(Stability)選取一個(gè)樣品,并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)之真值或基準(zhǔn)值,若無樣本則可從生產(chǎn)線中取一個(gè)落在中心值域的零件\當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值,且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測試值的最低值，最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)各取得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件,并對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件單獨(dú)測量并繪制控制圖.(所以可能是須做三張控制圖來管制儀器之高、中、低各端，但一般而言，只需做中間值那個(gè)就可以了)第二十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日定期(時(shí)、天、周)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件或樣本測量3～5次.注意,決定樣本量及頻度的考慮因素應(yīng)包括要求多長時(shí)間重新校正或修理次數(shù),測量系統(tǒng)使用的頻度與操作環(huán)境(條件)等.

將測量(數(shù)據(jù))值標(biāo)記在X-RCHART或X–SCHART上.

計(jì)算管制界限,確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。第二十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差,并與測量過程偏差相比較,以評(píng)估測量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用.不可以發(fā)生此項(xiàng)之標(biāo)準(zhǔn)大于過程標(biāo)準(zhǔn)差之現(xiàn)象，如果有發(fā)生此現(xiàn)象，代表測量之變異大于制程變異，此項(xiàng)儀器是不可接受的

。第二十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日穩(wěn)定性之判定：穩(wěn)定性之判定一般之方式和控制圖之判定方式是一致的，(一)不可以有點(diǎn)子超出控制界限，(二)不可以有連續(xù)三點(diǎn)中有二點(diǎn)在A區(qū)或A區(qū)以外之位置，(三)不可以有連續(xù)五點(diǎn)中有四點(diǎn)在B區(qū)或B區(qū)以外之位置，(四)不可有連續(xù)八點(diǎn)在控制圖之同一側(cè)，(五)不可以有連續(xù)七點(diǎn)持續(xù)上升或下降之情形；如果有以上之情形，代表儀器已不穩(wěn)定，須做維修或調(diào)整，維修及調(diào)整完后須再做校正以及穩(wěn)定性之分析

。第二十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日偏倚分析之執(zhí)行

(Bias)獨(dú)立取樣法

:選取一個(gè)樣品,并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)之真值或基準(zhǔn)值,若無樣本則可從生產(chǎn)線中取一個(gè)落在中心值域的零件,當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值,且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測試值的最低值、最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)各取得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件,每個(gè)樣本都要求單獨(dú)分析，并對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測量10次,計(jì)算其平均值,將其當(dāng)成“基準(zhǔn)值”

.由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測量10次.并計(jì)算出平均值,此值為“觀測平均值”

.第二十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日計(jì)算偏倚

:偏倚=觀察平均值–

基準(zhǔn)值

制程變異=6σ

如果需要一個(gè)指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過程變差(或公差)，就把偏倚轉(zhuǎn)化為過程變差(或公差)的百分比，偏倚占過程變差的百分比計(jì)算如下：偏倚%=100[(偏倚)/過程變差]偏倚占公差百分比采用同樣方法計(jì)算，式中用公差代替過程變差。第二十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日判定:針對(duì)偏倚之部份，判定之原則為：

重要特性部份其偏倚%須<=10%；

一般特性其偏倚%須<30%；應(yīng)依據(jù)儀器之使用目的來說明其接受之原因。

其偏倚%大于30%者，此項(xiàng)儀器不適合使用。

第三十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日如果偏倚較大，查找以下可能的原因：標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序。儀器磨損，主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上，應(yīng)制定維護(hù)或重新修理的計(jì)劃。制造的儀器尺寸不對(duì)。儀器測量了錯(cuò)誤的特性。儀器校準(zhǔn)不正確，復(fù)查校準(zhǔn)方法。評(píng)價(jià)人員操作儀器不當(dāng)，復(fù)查檢驗(yàn)方法。儀器修正計(jì)算不正確。第三十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日線性分析之執(zhí)行(Linear)

獨(dú)立取樣法

:針對(duì)產(chǎn)品所須使用之范圍，利用標(biāo)準(zhǔn)件或產(chǎn)品樣本(一般區(qū)分為五個(gè)等分，其范圍須包括產(chǎn)品之規(guī)格公差之范圍)來做儀器之線性分析，如果是采用標(biāo)準(zhǔn)件須有真值，如果是使用產(chǎn)品樣本時(shí)，則這些的產(chǎn)品樣本須先經(jīng)精密測量十次以上，再予以平均，以此當(dāng)做是「真值」或「基準(zhǔn)值」

。由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測量10次.并計(jì)算出平均值,此值為“觀察平均值”

.第三十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日計(jì)算偏倚

:偏倚=觀察平均值–

基準(zhǔn)值

過程變差=6σ繪圖

:X軸=基準(zhǔn)值

Y軸=偏倚其方程式為:y=a+bx

再分別計(jì)算其截距，斜率，擬合優(yōu)度，線性，線性%等

第三十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日公式第三十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日判定

:針對(duì)重要特性其線性度%<5%

一般特性其線性度%<10%

線性度%>10%以上者判為不合格，此項(xiàng)之儀器不適合使用。第三十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日如果測量系統(tǒng)為非線性，查找以下可能原因：在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差磨損的儀器儀器固有的設(shè)計(jì)特性第三十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日何謂計(jì)數(shù)型量具

就是把各個(gè)零件與某些指定限值相比較，如果滿足限值則接受該零件，否則拒收。

計(jì)數(shù)型量具不能象計(jì)量型量具指示一個(gè)零件多么好或多么壞，它只能指示該零件被接受還是拒收。

第三十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日小樣法之做法

先選取二十個(gè)零件來進(jìn)行。

選取二位評(píng)價(jià)人以一種能防止評(píng)價(jià)人偏倚的方式兩次測量所有零件。

在選取二十個(gè)零件時(shí)，必須有一些零件稍許高或低于規(guī)范限值。

所有的測量結(jié)果(每個(gè)零件測四次)一致則接受該量具，否則應(yīng)改進(jìn)或重新評(píng)價(jià)該量具，如果不能改進(jìn)該量具，則不能被接受并且應(yīng)找到一個(gè)可接受之替代測量系統(tǒng)。

第三十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日一個(gè)典型的用于計(jì)數(shù)型量具研究小樣法的表格如下：第三十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日大樣法

對(duì)于某計(jì)數(shù)型量具，用量具特性曲線(GPC)的概念來進(jìn)行量具研究，GPC是用于評(píng)價(jià)量具的重復(fù)性和偏倚

。這種量具研究可用于單限值和雙限值量具

。對(duì)于雙限值量具，假定誤差是線性一致的，只需檢查一個(gè)限值

。第四十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日大樣法之做法

一般地，計(jì)數(shù)型量具研究包括獲得多個(gè)被選零件的基準(zhǔn)值。這些零件經(jīng)過多次(m)評(píng)價(jià)，連同接受總次數(shù)(a)，逐個(gè)零件地記錄，從這些結(jié)果就能估計(jì)重復(fù)性和偏倚

。第四十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第一步驟選取零件。最根本的是已知研究中所用零件的基準(zhǔn)值。應(yīng)盡可能按實(shí)際情況等間隔選取八個(gè)零件，其最大和最小值應(yīng)代表該過程范圍八個(gè)零件必須用量具測量m=20，并記錄接受的次數(shù)(a)

。第四十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第二步驟對(duì)于整個(gè)研究，最小的零件必須a=0，最大的零件a=20，記錄接受的次數(shù)(a)。其余1≤a≤19

。如果不滿足這些準(zhǔn)則，必須用量具測量更多的已知其基準(zhǔn)值的零件(X)。直到滿足上述條件。如果最小值零件的a≠0，那么選取越來越小的零件所評(píng)價(jià)直至a=0第四十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日如果，最大值零件的a≠20,那么選取越來越大的零件并評(píng)價(jià)直至a=20。如果六個(gè)零件不滿足1≤a≤19，在全范圍內(nèi)的選取點(diǎn)選取額外零件，這些點(diǎn)可選在量具研究已測量的零件測量中間點(diǎn)。第四十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日一旦滿足了數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)則，必須采用下述公式計(jì)算各個(gè)零件的接收概率：第四十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日偏倚(Bias)之計(jì)算第四十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日偏倚是否偏離0之檢定第四十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日Y-Ax