質(zhì)量管理體系五種核心工具M(jìn)SA

MSA測量系統(tǒng)分析MeasurementSystemsAnalysis6/12/20241前言測量系統(tǒng)分析(MSA)是汽車行業(yè)在采用質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS16949:2002時所涉及的五種核心工具之一。

本教材簡單闡述了五個問題:何謂測量系統(tǒng)?為何要對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析?對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析要分析什么?如何分析測量系統(tǒng)的“五性”?對測量系統(tǒng)進(jìn)行研究分析了怎么辦?6/12/20242一.何謂測量系統(tǒng)定義:是對測量單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y的特性進(jìn)行評估，其所使用的儀器或量具，標(biāo)準(zhǔn)，操作，方法，夾具，軟件，人員，環(huán)境及假設(shè)的集合。也就是說，用來獲得測量結(jié)果的整個過程。由這一定義可以將測量過程看作一個制造過程，其產(chǎn)生的輸出就是數(shù)值(數(shù)據(jù))。這樣看待一個測量系統(tǒng)是很有用的，因?yàn)檫@樣讓我們明白己經(jīng)說明的所有概念，原理，工具，這在統(tǒng)計(jì)過程控制中早已被證實(shí)它們的作用。檢驗(yàn)本身就是一個過程。6/12/20243

一般過程操作輸出輸入測量數(shù)值分析標(biāo)準(zhǔn)人員（評價人）儀器（量具）工作件（零件）程序環(huán)境決定測量過程6/12/20244二.為什么要對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量:數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于多次測量的統(tǒng)計(jì)特征：偏倚及變差。高質(zhì)量數(shù)據(jù)--對某一特定特性值進(jìn)行多次測量的數(shù)值均于該特性的參考值“接近”。低質(zhì)量數(shù)據(jù)--測量數(shù)據(jù)均與該特性的參考值相差“很遠(yuǎn)”。

理想的測量系統(tǒng)--零偏倚，零變差。

理想的測量系統(tǒng)不存在，為什么?

由于測量系統(tǒng)變差源：標(biāo)準(zhǔn)，人員(評價人)。儀器(量具)，工作件(零件)，程序(方法)，環(huán)境的作用結(jié)果，使得觀測到的過程變差值與實(shí)際的過程變差值不相等。6/12/20245

Б2

觀=Б2實(shí)+Б2測

由于變差源的作用結(jié)果,因此:

Б2

觀>Б2實(shí)

生產(chǎn)用量具的變差式中:Б2

觀：觀測到的過程標(biāo)準(zhǔn)差

Б2實(shí)：實(shí)際的過程(零件)標(biāo)準(zhǔn)差

Б2測:測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)際過程的變差觀測到的過程變差6/12/20246從另一角度能力指數(shù)CP看:∵CP=，將此式轉(zhuǎn)換后得:(CP)-2觀=(CP)-2實(shí)+(CP)-2測事實(shí)上,由于測量系統(tǒng)變差源的作用結(jié)果，∴CP觀<CP實(shí)例如:CP測為2,CP實(shí)必須大于或等于1.79時，才得到CP觀為1.33只有在測量過程沒有任何變差源作用時,CP觀=CP測,這是不可能的。R/d2*USL-LSL6б6/12/20247再比如:當(dāng)R&R為10%時，CP實(shí)為2,CP觀為1.96R&R為30%時，CP實(shí)為2,CP觀為1.71R&R為60%時，CP實(shí)為2,CP觀為1.28可以看出，CP觀由1.96到1.28之間的區(qū)別就是由于測量系統(tǒng)的不同所造成。為此，我們要對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析，要識別測量系統(tǒng)的普通原因和特殊原因，以便采取決策措施，使測量系統(tǒng)的變差減小到最小程度，使得測量系統(tǒng)觀測到的過程變差值盡可能接近和真實(shí)地反映過程的變差值。這就要求，測量系統(tǒng)的最大(最壞)的變差必須小于過程變差或規(guī)范公差。6/12/20248三.對測量系統(tǒng)分析要分析什么

前面我們談到，數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于處于穩(wěn)定條件下進(jìn)行操作的測量系統(tǒng)中，多次測量的統(tǒng)計(jì)特征:偏倚和變差。為此，我們引伸出如下一些術(shù)語。1.位置變差偏倚:觀測到的測量值的平均值與參考值之間的差值。準(zhǔn)確度:與真值(或參考值)“接近”的程度。穩(wěn)定性:別名:漂移隨時間變化的偏倚值線性:在量具正常工作量程內(nèi)的偏倚變化量6/12/202492.寬度變差精確度:每個重復(fù)讀數(shù)之間的“接近”程度。重復(fù)性(設(shè)備變差):E,V

一個評價人，同一種儀器，同一零件的某一特性，在固定的和已定義的測量條件下，連續(xù)(短期內(nèi))多次測量中的變差。再現(xiàn)性(評價人變差):A,V

不同評價人，同一種儀器，同一零件的某一特性的測量平均值的變差。GRR或量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性:是重復(fù)性和再現(xiàn)性的聯(lián)合估計(jì)值。測量系統(tǒng)能力:短期評估,是對測量誤差合成變差的估計(jì)

Б2能力=Б2偏倚(線性)+Б2R&R

*短期的一致性和均勻性(重復(fù)性誤差)被包含在能力評價中測量系統(tǒng)性能:性能量化了合成測量誤差的長期評估。

Б2性能=Б2能力+Б2

穩(wěn)定性+Б2一致性

*測量量程內(nèi)長期的一致性和均勻性包含在性能評價之中。6/12/2024103.對測量系統(tǒng)的五性分析位置變差寬度變差·偏倚·重復(fù)性·穩(wěn)定性·再現(xiàn)性·線性對測量系統(tǒng)研究分析可供:--接受新測量設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)--兩個測量裝置的比較--測量設(shè)備維修前后的比較,計(jì)算過程變差及生產(chǎn)過程可接受性的水平--繪制量具性能曲線6/12/202411四.如何分析測量系統(tǒng)的“五性”

評價一個測量系統(tǒng)需考慮:具有足夠的分辨力和靈敏度。10比1規(guī)則:測量設(shè)備要能分辨出公差或過程變差的至少十分之一以上。測量系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的,應(yīng)處于受控狀態(tài),即測量系統(tǒng)中的變差只能由普通原因造成。統(tǒng)計(jì)特性在預(yù)期的范圍內(nèi)一致,并滿足測量目的:

*為了產(chǎn)品控制,測量系統(tǒng)中的變差必須小于規(guī)范限值*為了過程控制,測量系統(tǒng)中的變差應(yīng)該能小于制造過程變差,并能證明具有有效的解析度。6/12/202412計(jì)量型測量系統(tǒng)研究——指南

1．確定偏倚的指南——獨(dú)立樣件法1).取得一個樣件，并且建立其與可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果不能得到這個參考值，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)件，并將它指定為偏倚分析的基準(zhǔn)件。在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室里測量該零件n≥10次，并計(jì)算這n個讀值的平均值作為“參考值”。2).讓一個評價者以正常方式測量樣件≥10次。3).結(jié)果分析——圖示法畫出這些數(shù)據(jù)相對于參考值的直方圖并評審，用專業(yè)知識確定是否出現(xiàn)異常，分析特殊原因，找出異常點(diǎn)。如正常，可繼續(xù)分析。當(dāng)n<30時，對任何的解釋或分析，要特別注意。6/12/202413結(jié)果分析——數(shù)值法4）計(jì)算n個讀值的平均值X

5）計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差（б重復(fù)性或稱бr）

式中：可從表中查到，此時，g=1,m=n6）計(jì)算偏倚偏倚=觀測到的平均測量值（x）–參考值7）計(jì)算平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差бb

=ni=1XXi/nmax(xi)–min(xi)б重復(fù)性=d2*d2*d2*nбb

=бr

/6/12/2024148）確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)值t=偏倚/бb

9）確定置信度，一般要求為95%（即α=0.05）偏倚–d2[бb(tv,1

–α/2)]/≤0≤偏倚+d2[бb(tv,1–α/2)]/如果0落在偏倚值附近的1—α置信度界限內(nèi)，則偏倚在α水準(zhǔn)上是可接受的。式中：v,d2,可以在表中查到。tv,1-α/2可以利用標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到。d2*d2*d2*d2*6/12/202415偏倚——范例

一個新測量系統(tǒng)，在測量系統(tǒng)的操作范圍內(nèi)選取一個零件，通過對該零件在計(jì)量室里測量該零件n≥10次，計(jì)算這n個讀數(shù)的平均值6.00作為參考值。然后由評價人測量該零件15次，測得數(shù)值如下：6/12/202416432105.65.75.85.96.06.16.26.36.4測量的數(shù)值偏倚研究值的直方圖頻率6/12/202417X6/12/2024182．確定穩(wěn)定性的指南1)取得一樣件并建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果無法取得這樣件，則選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)零件，作為基準(zhǔn)樣件以進(jìn)行穩(wěn)定性分析。希望擁有位于預(yù)期測量結(jié)果的下限，上限和中限位置的三個基準(zhǔn)件。要求對每種基準(zhǔn)件單獨(dú)的進(jìn)行測量和畫控制圖。2)以一定的周期基礎(chǔ)（每天/每周）測量基準(zhǔn)件3~5次，抽樣的數(shù)量和頻率考慮因素包括重新校準(zhǔn)或維修的頻次，使用頻率，操作條件等。3)將數(shù)據(jù)按時間順序畫在-R控制圖上。4)在畫-R控制圖前，要進(jìn)行如下計(jì)算：a.計(jì)算每個子組的均值和極差RXXX6/12/202419R=Xmax-Xminb.計(jì)算平均極差及過程均值c.計(jì)算控制限注：對于子組容量n<7時，LCLR可能技術(shù)上為一個負(fù)值，所以沒有極差R的下控制限。X1+X2+…+Xnn=X式中：X1+X2+…為子組內(nèi)每個測量值；n為子組容量；Xmax與Xmin為子組內(nèi)的最大值與最小值RR1+R2+…+RKK=RX

1+2+…+KK=XXX式中：K為子組數(shù)量R1和1為第一個子組的極差和均值，以此類推XRRUCLR=D4

?，LCLR=D3?RXXRXXUCL=+A2?，LCL=-A2?X式中：D4,D3,A2 隨子組容量不同而變化，可查表得到。6/12/2024205）分析控制圖，如沒有明顯可見的特殊原因結(jié)果發(fā)生，則表明該測量過程處于穩(wěn)定狀態(tài)，可接受。

結(jié)果分析—數(shù)值法通過分析-R控制圖，如果測量系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則以上數(shù)值可以用來進(jìn)行偏倚的評價。評價步驟：a.從控制圖上獲取平均值。b.用平均值減去參考值得到偏倚。c.用極差的平均值來計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差б重復(fù)性（即бr）б重復(fù)性=/，式中：根據(jù)m，g大小查表得到d.確定對偏倚的統(tǒng)計(jì)t值m:子組客量平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差бb=бr/g:子組數(shù)量gXRXd2*d2*d2*X6/12/202421

t=偏倚/бb

e.確定置信度，一般要求為95%（即α=0.05）。偏倚–d2〔бb(tv,1–α/2)〕/≤0≤偏倚+d2〔бb(tv,1–α/2)〕/式中：d2,,v可在表中查到。tv,1–α/2可在標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到。若0落在偏倚附近的1–α置信區(qū)間內(nèi)，則偏倚在這α水準(zhǔn)上是可接受的。d2*d2*d2*d2*6/12/202422

穩(wěn)定行－范例為了確定某一新測量儀器的穩(wěn)定性是否可接收,過程小組選取了生產(chǎn)過程輸出范圍中接近中間值的一個零件.該零件在計(jì)量測試室經(jīng)n≥10測量,并計(jì)算這n個讀值的平均值為6.01為其參考值。小組每班測量該零件5次,共測了四周(20個子組)。數(shù)據(jù)收集,計(jì)算后,作－R控制圖。如:右圖X

穩(wěn)定性－R控制圖XUCL6.6276.021LCL5.746010206.36.05.7UCL=1.0100.47791.00.50控制圖分析表明,測量過程處于穩(wěn)定狀態(tài)6/12/202423分析結(jié)論：∵–0.0299<0<0.0519∴該新測量儀器是可接受的。d2*X6/12/2024243.確定線性的指南1)由于存在過程變差,選擇g≥5個零件,使這測量涵蓋這量具的整個工作量程。2)對每個零件進(jìn)行n≥10次測量,從而確定其參考值,并確定涵蓋了這量具的工作量程。3)讓經(jīng)常使用該量具的操作者測量每個零件m≥10次(盲測法)。結(jié)果分析—圖示法4)計(jì)算每個零件每次測量的偏倚,以及每個零件的偏倚平均值。偏倚ij=Xij–Xi式中:Xi—第i個零件的參考值Xij—第i個零件的第j次測量值偏倚ijm

mΣ

j=1偏倚i=6/12/2024255)在線性圖上畫出相對于參考值的每個偏倚值及偏倚平均值6)應(yīng)用以下公式,計(jì)算并畫出最適合的線及該線的置信度區(qū)間。對最適合的線,用公式:Yi=aXi+b式中:Xi—第i個零件的參考值Yi—第i個零件的偏倚平均值7)計(jì)算斜率a

8)計(jì)算中心bb=Y-a=中心式中:Y=ΣYi/g=ΣXi/gg為零件數(shù)量Σxy-[ΣxΣy]1gmΣx2-(Σx)2gm1a=XX=6/12/2024269)對于已知的x0,α置信度區(qū)間為:下限:上限:式中:S=

√

∑Yi2-b∑Yi-a∑XiYigm-210)畫出“偏倚=0”的線,并對圖進(jìn)行評審,以觀察是否存在特殊原因,以及線性是否可接受。如果“偏倚=0”的整個直線都位于置信度區(qū)間以內(nèi),則稱該測量系統(tǒng)的線行是可接受的。6/12/202427結(jié)果分析—數(shù)值法11)如果圖示法分析表示該測量系統(tǒng)的線性是可接受的,則以下假設(shè)應(yīng)該為真:HO:a=0,斜率=0如果下式成立,則不能被否定

如果以上假設(shè)為真,則測量系統(tǒng)對所有的參考值具有相同的偏倚,這個偏倚必須為0,該線性才可被接受。HO:b=0,中心(偏倚)=0

()21,22taa--￡-=?gmitxXs()21,2221bta--￡′úú?ùêê?é-+=?gmitsxxxgm(26/12/202428線性—范例某企業(yè)對引進(jìn)的一套新測量系統(tǒng)進(jìn)行評價。在測量系統(tǒng)的全部工作量程內(nèi)選取了五個零件,并通過測量，確定了五個零件的參考值，然后由主評價人對每個零件測量12次。分析中,零件是隨機(jī)抽取的，從而減少評價人(測量人)對評價中偏倚的記憶。零件參考值12.0024.0036.0048.00510.0012.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.406/12/202429零件參考值12.0024.0036.0048.00510.00偏倚10.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51.0-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616676/12/2024306/12/2024314.確定重復(fù)性和再現(xiàn)性的指南平均值和極差法(—R)是一種可同時對測量系統(tǒng)提供重復(fù)性和再現(xiàn)性的估計(jì)值的研究方法。與極差法不同,這方法允許將測量系統(tǒng)的變差分解成兩個獨(dú)立的部分:重復(fù)性和再現(xiàn)性,但不能確定它們兩者的相互作用。分析方法忽略了零件內(nèi)變差。分析技術(shù)是以統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定為前提的。再現(xiàn)性一般認(rèn)為是評價人的變差,但如果使用多臺夾具,再現(xiàn)性也包括了夾具間的變差。為了獲得結(jié)果中最低限度的置信度水平,產(chǎn)生“極差”的總數(shù)要>15個。盡管數(shù)據(jù)表格只能容納10個零件,但不局限于10個。對于任何統(tǒng)計(jì)技術(shù)來說,樣本數(shù)量越多,抽樣變差越小,產(chǎn)生風(fēng)險也越小。X6/12/202432重復(fù)性和再現(xiàn)性研究:取得一個能代表過程變差實(shí)際或預(yù)期范圍的樣本，取樣本零件數(shù)n>5個零件的樣本。測量前,將零件從1-n個零件進(jìn)行編號，但零件編號不要讓評價人看到(盲測)。讓評價人以隨機(jī)順序測量n個零件。不要讓評價人之間相互知道他們的測量讀數(shù)。按表格進(jìn)行填寫、計(jì)算。6/12/2024336/12/2024346/12/202435量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性報告表說明：——在量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報告表左側(cè)的測量系統(tǒng)分析的下面，是對每個變差組成部分的計(jì)算：.重復(fù)性或設(shè)備變差（EV或бE）是由極差平均值（）乘以一個常數(shù)K1來決定的。K1取決于量具研究中的測量次數(shù)，K1為的倒數(shù)。查表得到，查表時，m（測量次數(shù)，2或3次），g（零件數(shù)量

評價人的人數(shù)）。

.再現(xiàn)性或評價人變差（AV或бA）是由評價人平均值的最大差值(DIFF=

MAX–MIN)乘以一個常數(shù)K2來決定的。K2取決于評價人的人數(shù)，其值為的倒數(shù)。

查表得到，查表時，m為評價人數(shù)，2或3，g=1(因?yàn)橹挥幸粋€極差計(jì)算)AV=（DIFF×K2）2

–EV2/n·rXd2*d2*RK1=1/，бE=×1/

Rd2*d2*XXXd2*d2*6/12/202436注：由于評價人變差被包含在設(shè)備變差中，因此必須通過減去設(shè)備變差的一個分?jǐn)?shù)來對其進(jìn)行調(diào)整。式中：n為零件數(shù)量，r為測量次數(shù)。當(dāng)計(jì)算AV時，如根號下所得的數(shù)值為負(fù)數(shù)時，則AV=0。重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R或бM）的計(jì)算為設(shè)備變差的平方加上評價人變差的平方，然后再開根號而得，

即：R&R=

б

M2=бE2+б

A2零件的變差（PV或бP）是由零件平均值的極差（RP）乘以一個常數(shù)K3來決定的。K3取決于測量零件的數(shù)量，其值為的倒數(shù)。查表得到，查表時，m(零件數(shù)量)g=1,(因?yàn)橹挥幸粋€極差計(jì)算)。d2*EV2+AV2d2*PV=Rp×K3бP

=Rp?1/d2*6/12/202437總變差（TV或бT）是加總了重復(fù)性和再現(xiàn)性變差的平方與零件變差的平方，再開根號而得到，即：如果已知該過程變差，且它的值是以6б為基礎(chǔ)，則可用它來代替從量具研究數(shù)據(jù)中計(jì)算得到的總研究變差（TV）,也就是說，可通過以下兩個公式進(jìn)行計(jì)算來完成：以上兩個值都可用來代替前面計(jì)算的值。TV=，бT2=бM2+бp2

R&R2+PV2a.TV=過程變差/6b.PV=TV2

-R&R26/12/202438——在量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報告表右側(cè)的“總變差%（TV）”的下面，是對研究中各個因素的變差與總變差（TV）進(jìn)行比較。%EV=100

EV/TV

%AV=100

AV/TV

%R&R=100

R&R/TV

%PV=100

PV/TV

ndc=1.41

PV/R&R

注：1）各因素變差占總變差的百分率之和不等于100%。2）如果分析是以公差為基礎(chǔ)來代替以過程變差為基礎(chǔ)的話，則可對量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報告表進(jìn)行修改，使表格右邊的總變差的百分比由公差的百分比來代替。在這種情況下，%EV,%AV,%R&R,%PV的計(jì)算公式中的總變差（TV）是由公差除以6來代替。3）ndc—區(qū)別分類的數(shù)量，這能由該測量系統(tǒng)可靠的分辨，這是可以覆蓋預(yù)期的產(chǎn)品的產(chǎn)品變差的非重疊97%置信度區(qū)間。ndc應(yīng)四舍五入到整數(shù)，而且要

5。6/12/202439重復(fù)性和再現(xiàn)性的圖示分析法1)均值圖:橫軸是零件編號，縱軸是每個評價人對每個零件測量平均值每個評價人都有一條均值點(diǎn)連線。均值圖控制限計(jì)算:UCL=+A2×,LCL=-A2×圖形解釋:控制區(qū)內(nèi)表示測量靈敏度。大約一半或更多的均值點(diǎn)應(yīng)落在控制區(qū)外，那么測量系統(tǒng)能夠充分探測零件之間的變差，否則，說明測量系統(tǒng)的有效分辨力不足。如果三個評價人的三條線是平行的，則沒有交互關(guān)系。如果三條線不平行,相交的角度愈大，相互作用愈大，應(yīng)采取措施消除相互作用的原因。2)極差圖:橫軸是零件編號，縱軸是每個評價人對每個零件讀數(shù)值的極差每個評價人都有一條極差值點(diǎn)的連線?？刂葡抻?jì)算:UCLR=×D4（無下控制限，∵n<7)。圖形解釋:如果某一評價人的極差值不受控,說明他的方法與他人不同。極差圖可以幫助確定:評價人之間對每個零件的測量過程的一致性。極差是無序數(shù)據(jù),不做趨勢分析。

XRXRR6/12/202440用典型極差法評價量具的GRR極差法是一種經(jīng)修正的計(jì)量型量具研究方法，它能對測量變差提供一個快速的近似值這種方法只能對測量系統(tǒng)提供變差的整體情況，不能將變差分解成重復(fù)性和再現(xiàn)性。它通常用來快速地檢查以驗(yàn)證GRR是否有變化。這種方法，使用二名評價人，抽取五個零件，每個評價人對每個零件測量一次。典型極差法——范例量具名稱：厚度儀，被測特性：厚度，規(guī)格要求：0.6

1.0零件評價人：A評價人：B極差Ri=

A

B

10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.106/12/202441

計(jì)算如下：平均極差如過程變差已知為0.40

%R&R=100

R&R/過程變差

=100

0.303/0.40

=75.5%分析結(jié)論：該量具%R&R20%，不可接受。注：1.d２取決于評價人數(shù)（m）和零件數(shù)（g），查表得到2．如過程變差未知，則可用公差替換。3．使用這種方法能夠潛在的檢出測量系統(tǒng)為不可接受的概率是:對于抽樣數(shù)是5的情況下,機(jī)率為80%;對于抽樣數(shù)為10的情況下，機(jī)率為90%.6/12/202442計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)研究—指南計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)是一種測量數(shù)值為一有限的分類數(shù)量的測量系統(tǒng),最常見的是通/止規(guī)量具，它只有兩種可能的結(jié)果:合格或不合格。其它的計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)，例如:目視標(biāo)準(zhǔn)，可能產(chǎn)生五到七個分類，如:非常好，好，一般，差，非常差等。計(jì)數(shù)型量具的最大風(fēng)險區(qū)位于分類的邊界區(qū)。第Ⅰ類區(qū):壞零件永遠(yuǎn)是壞零件。第Ⅱ類區(qū):可能作出錯誤決定，好的判壞，壞的判好第Ⅲ類區(qū):好零件永遠(yuǎn)是好零件。ⅠⅡⅡⅠⅢ下限上限6/12/202443范例

某生產(chǎn)過程處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài),其能力指數(shù)CP=CPK=0.5

,這是不可接受的。產(chǎn)品的公差為0.45-0.545。因過程正生產(chǎn)不合格產(chǎn)品,于是要求用一量具進(jìn)行分揀。研究該量具:從過程中隨機(jī)選取50個零件,其中有一些稍高于或低于規(guī)范限值(可選取各2-3件),以獲得涵蓋了整個過程的零件。表中的參考值在一開始還沒有被確定。使用三名評價人。每位評價人對每個零件測量3次。測量結(jié)果填入表格內(nèi)。6/12/2024446/12/2024456/12/2024466/12/202447關(guān)于期望值的計(jì)算:在A與B的交叉表中:1.評價總次數(shù)=(好零件數(shù)+壞零件數(shù))*32.A與B都為好的期望值=(A為好的總次數(shù)/評價總次數(shù))*(B為好的總次數(shù)/評價總次數(shù))*評價總次數(shù)3.A為好而B為壞的期望值=(A為好的總次數(shù)/評價總次數(shù))*(B為壞的總次數(shù)/評價總次數(shù))*評價總次數(shù)4.A為壞而B為好的期望值=(A為壞的總次數(shù)/評價總次數(shù))*(B為好的總次數(shù)/評價總次數(shù))*評價總次數(shù)5.A與B都為壞的期望值=(A為壞的總次數(shù)/評價總次數(shù))*(B為壞的總次數(shù)/評價總次數(shù))*評價總次數(shù)同理計(jì)算在A與C的交叉表中和在B與C的交叉表中的各個期望值.6/12/202448關(guān)于KAPPA(一致性)的計(jì)算:KAPPA=(Po-Pe)/(1-Pe)

Po=在對角欄框中,觀測比例的總和Pe=在對角欄框中,期望部分的總和A與B的一致性在A與B的交叉表中P0=A與B都為好的觀測次數(shù)/評價總次數(shù)+A與B都為壞的觀測次數(shù)/評價總次數(shù)Pe=A與B都為好的期望值/評價總次數(shù)+A與B都為壞的期望值/評價總次數(shù)

A與B的一致性=(A與B都為好的觀測次數(shù)/評價總次數(shù)+A與B都為壞的觀測次數(shù)/評價總次數(shù)-A與B都為好的期望值/評價總次數(shù)-A與B都為壞的期望值/評價總次數(shù))/(1-A與B都為好的期望值/評價總次數(shù)-A與B都為壞的期望值/評價總次數(shù))同理計(jì)算在A與C和B與C的一致性.6/12/202449計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)分析結(jié)果判別準(zhǔn)則：決定測量系統(tǒng)有效性錯誤率錯誤警報率評價人可接受條件≥90%≤2%≤5%評價人可接受條件-可能需要改進(jìn)≥80%≤5%≤10%評價人不可接受條件-需要改進(jìn)＜80%＞5%＞10%本例中，將已得到的所有信息進(jìn)行匯總，得到以下結(jié)論：評價人有效性錯誤率錯誤警報率A84%6.3%4.9%B90%6.3%2.0%C80%12.5%8.8%6/12/202450注：①有效性：是指評價人評價零件時，將好的零件（參考1，在公差0.45~0.545之內(nèi)）判為好的，將壞的零件（參考0，超出0.45~0.545范圍的）判為壞的，其得到正確判別零件數(shù)除以評價人總評價零件數(shù)即為有效性百分比；②錯誤率：是指評價人將壞的零件判為好零件的次數(shù)除以對壞的零件的總評價次數(shù)的百分比；③錯誤警報率：是評價人將好的零件判為壞的零件的次數(shù)除以對好零件的總評價次數(shù)的百分比。在本例中，根據(jù)參考值（即參考1）在公差范圍內(nèi)的好零件共有34件，評價人對每個零件評價3次，共102次。（參考0）壞零件（即超出公差范圍的）共有16件，評價人對每個零件評價3次，共48次。6/12/2024516/12/202452這些結(jié)果顯示：各個評價者對于該測量系統(tǒng)，在有效性、錯誤率與錯誤警報率上都有不同程度的結(jié)果。在所有三個項(xiàng)目中，沒有一位評價者可接受的。是否需要為這過程更改接受標(biāo)準(zhǔn)？這些風(fēng)險可以被接受嗎？評價者是否需要更好的培訓(xùn)？測量系統(tǒng)的環(huán)境可不可以被改善？重要的是：顧客對這測量系統(tǒng)與其研究結(jié)果會有何看法？顧客原本預(yù)期的情況是什么？顧客是否接受這些風(fēng)險？6/12/202453信號檢查表6/12/202454五.對測量系統(tǒng)進(jìn)行研究分析了怎么辦

與其它所有過程一樣,測量系統(tǒng)受隨機(jī)的和系統(tǒng)的變差來源的影響。這些變差是由普通原因和特殊(無次序的)原因造成的。為了提高測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量，必須使測量系統(tǒng)變差盡可能減小，重要的是識別變差來源,消除和降低變差源的影響。針對測量系統(tǒng)的“五性”研究分析，識別影響“五性”的變差源。1.造成過大的偏倚的原因有:儀器需要校準(zhǔn)儀器,設(shè)備或夾具磨損基準(zhǔn)的磨損或損壞不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或調(diào)整儀器質(zhì)量不良線性誤差6/12/202455使用了錯誤的量具不同的測量方法—作業(yè)準(zhǔn)備,夾緊,技巧測量的特性不對變形(量具或零件)環(huán)境—溫度，濕度，振動，清潔錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對應(yīng)用─零件的數(shù)量，位置，操作者技能，疲勞，觀測誤差(易讀性，視差)在校準(zhǔn)過程所使用的測量程序(如:使用“基準(zhǔn)”)，應(yīng)該盡可能地與正常操作的測量程序一致。6/12/2024562.造成不穩(wěn)定的可能因素有:儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期儀器，設(shè)備或夾具的磨損正常的老化或損壞維護(hù)保養(yǎng)不好--空氣，動力，液體，過濾器，腐蝕，塵土，清潔基準(zhǔn)的磨損或損壞,基準(zhǔn)的誤差不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或調(diào)整儀器質(zhì)量不好─設(shè)計(jì)或