質(zhì)量管理學(xué)第十章測(cè)量系統(tǒng)分析

第十章測(cè)量系統(tǒng)分析

質(zhì)量管理學(xué)

學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)測(cè)量系統(tǒng)分析的重要意義掌握精密度和準(zhǔn)確度概念了解重復(fù)性和再現(xiàn)性研究步驟10.1引言10.2術(shù)語(yǔ)10.3測(cè)量過(guò)程變差及其對(duì)決策的影響10.4測(cè)量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)10.5測(cè)量系統(tǒng)分析的實(shí)踐10.6計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的分析本章內(nèi)容10.1引言數(shù)據(jù)的應(yīng)用過(guò)程的監(jiān)視和測(cè)量過(guò)程參數(shù)邏輯關(guān)系的確定數(shù)據(jù)的質(zhì)量測(cè)量值與真值越接近，數(shù)據(jù)質(zhì)量越高通常用測(cè)量系統(tǒng)的偏移和方差表征數(shù)據(jù)質(zhì)量無(wú)論何時(shí)觀測(cè)到偏差，都有一部分來(lái)自測(cè)量系統(tǒng)的誤差。有些是系統(tǒng)性誤差（稱為偏差），其他是隨機(jī)誤差10.2術(shù)語(yǔ)測(cè)量測(cè)量指賦值給具體事物。賦值過(guò)程即測(cè)量過(guò)程，而賦予的值稱為測(cè)量值。量具量具指任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，包括用來(lái)測(cè)量合格/不合格的裝置。測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)指用來(lái)對(duì)被測(cè)特性進(jìn)行定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合，是用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。準(zhǔn)確度(accuracy)準(zhǔn)確度指儀器的實(shí)際測(cè)量值（通常為平均值）與待測(cè)量值的真實(shí)值的接近程度，即實(shí)際測(cè)量值偏離真實(shí)值的程度。缺乏準(zhǔn)確度反映了測(cè)量系統(tǒng)的偏差，如儀器沒(méi)有校準(zhǔn)、出現(xiàn)磨損，或操作者使用不當(dāng)?shù)?。精密?precision)精密度指幾個(gè)在相同條件下獨(dú)立測(cè)試所得結(jié)果的相似程度，即重復(fù)測(cè)量的偏差。偏差小的測(cè)量設(shè)備比偏差大的測(cè)量設(shè)備更精確。精確程度不高來(lái)自設(shè)備內(nèi)在的隨機(jī)變異，如部件間的摩擦。兩個(gè)儀器測(cè)量一個(gè)0.250英寸的真實(shí)值。儀器A測(cè)量為0.248英寸，而儀器B測(cè)量為0.259英寸。儀器A的相對(duì)誤差為（0.250-0.248）/0.250=0.8%儀器B的相對(duì)誤差為（0.259-0.250）/0.250=3.6%

儀器A比儀器B相對(duì)準(zhǔn)確。假設(shè)每個(gè)儀器測(cè)量三次。儀器A的測(cè)量值分別是0.248,0.246,0.251，而儀器B的測(cè)量值分別是0.259,0.258,0.259。儀器B比儀器A相對(duì)精密。準(zhǔn)確度和精密度真實(shí)值12340測(cè)量值(a)既不準(zhǔn)確也不精密真實(shí)值12340測(cè)量值真實(shí)值12340(c)準(zhǔn)確但不精密真實(shí)值12340(d)既準(zhǔn)確又精密(b)精密但不準(zhǔn)確重復(fù)性(repeatability)重復(fù)性又稱為設(shè)備變差(equipmentvariation)，指在可重復(fù)條件下測(cè)量的精度，即個(gè)人使用同樣設(shè)備多次測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的偏差，說(shuō)明了設(shè)備的準(zhǔn)確度和精確度。再現(xiàn)性(reproducibility)再現(xiàn)性又稱為評(píng)價(jià)人變差(appraiservariation)，指在可再現(xiàn)條件下測(cè)量的精度，即非相同個(gè)人使用同樣設(shè)備測(cè)量同樣部件時(shí)出現(xiàn)的偏差，說(shuō)明了測(cè)量過(guò)程對(duì)于操作者和環(huán)境的穩(wěn)健程度。測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)和驗(yàn)證任何測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度、重復(fù)性和再現(xiàn)性必須能夠量化和評(píng)價(jià)。準(zhǔn)確度可以通過(guò)比較觀測(cè)的測(cè)量均值和參考標(biāo)準(zhǔn)的真實(shí)值進(jìn)行測(cè)量。重復(fù)性和再現(xiàn)性需要變異研究并通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析加以說(shuō)明。重復(fù)性和再現(xiàn)性測(cè)量的指導(dǎo)建議：10%以下的差錯(cuò)，可接受；10%-30%的差錯(cuò)，依據(jù)應(yīng)用的重要性、設(shè)備成本等，可接受；30%以上的差錯(cuò)，不可接受重復(fù)性和再現(xiàn)性計(jì)算⑴選擇m位操作者和n個(gè)部件。一般至少要選擇2位操作者和10個(gè)部件。給部件編號(hào)并且操作者看不到編號(hào)。⑵校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器。⑶讓每個(gè)操作者按照隨機(jī)順序測(cè)量每個(gè)部件并記錄結(jié)果。對(duì)于r試驗(yàn)的全體重復(fù)這種方法。試驗(yàn)至少進(jìn)行兩次。Mijk代表操作者i對(duì)部件j所做的第k次測(cè)量。⑷計(jì)算每個(gè)操作者的平均測(cè)量值：⑸計(jì)算每個(gè)部件和操作者的極差，全部的平均極差。⑹計(jì)算個(gè)人方差的“控制限”：控制限=D4操作工1操作工2操作工3樣本12極差12極差12極差10.6300.5900.0400.5600.5600.0000.5100.5400.03021.0001.0000.0001.0400.9600.0801.0501.0100.04030.8300.7700.0600.80.7600.0400.8100.8100.00040.8600.9400.0800.8200.7800.0400.8100.8100.00050.5900.5100.0800.4300.4300.0000.4600.4900.03060.9800.9800.0001.0001.0400.0401.0401.0000.04070.9600.9600.0000.9400.9000.0400.9500.9500.00080.8600.8300.0300.7200.7400.0200.8100.8100.00090.9700.9700.0000.9800.9400.0401.0301.0300.000100.6400.7200.0800.5600.5200.0400.8400.8100.030平均極差0.0370.0340.017樣本均值0.8300.7740.829評(píng)價(jià)一個(gè)用來(lái)測(cè)量規(guī)范在0.50-1.0mm的墊圈厚度的測(cè)量?jī)x器。選擇10個(gè)部件和3名操作工，每個(gè)部件測(cè)量2次。K1和K2值試驗(yàn)數(shù)量2345K14.563.052.502.21操作人數(shù)2345K23.652.702.302.08每位操作工的平均測(cè)量值和均值差為：每位操作工的平均極差和總體極差為：計(jì)算重復(fù)性