MSA測(cè)量系統(tǒng)概述及研究.doc

量測(cè)系統(tǒng)分析(MSA)目錄第1章量測(cè)系統(tǒng)介紹1.1 概述、目的、術(shù)語(yǔ)11.2 量測(cè)系統(tǒng)之統(tǒng)計(jì)特性21.3 量測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)31.4 量測(cè)系統(tǒng)的通則31.5 選擇/制定檢定方法3第2章量測(cè)系統(tǒng)之評(píng)價(jià)2. 1概述52.1.1鑒別力52.1.2量測(cè)系統(tǒng)變異的類型72.2量測(cè)系統(tǒng)分析82.2.1再現(xiàn)性82.2.2再生性92.2.3零性間變異102.2.4偏性102.2.5穩(wěn)定性112.2.6線性132.2.7范例說(shuō)明152.3量測(cè)系統(tǒng)研究之準(zhǔn)備202.4計(jì)量值量測(cè)系統(tǒng)之研究212.4.1穩(wěn)定性之準(zhǔn)則212.4.2偏性之準(zhǔn)則212.4.2.1獨(dú)立取樣法212.4.2.2圖表法222.4.2.3分析232.4.3再現(xiàn)性與再生性之準(zhǔn)則232.4.3.1全距法232.4.3.2平均值與全距法232.4.3.2.1執(zhí)行研究242.4.3.2.2圖表分析262.4.3.2.3計(jì)算及研究342.4.3.3變異數(shù)分析法382.5量具績(jī)效曲線432.6計(jì)數(shù)值量具研究472.6.1短期法472.6.2長(zhǎng)期法48第3章附錄3.1標(biāo)準(zhǔn)常態(tài)分配表523.2常數(shù)表543.3如何適當(dāng)?shù)倪x用量測(cè)系統(tǒng)分析流程553.4表格56量測(cè)系統(tǒng)分析3.0版(Measurement System Analysis)第1章量測(cè)系統(tǒng)介紹1. 1概述、目的、術(shù)語(yǔ)1.1.1概述我們知道，一個(gè)制程的狀況必須經(jīng)由量測(cè)來(lái)獲取相關(guān)信息，因此量測(cè)數(shù)據(jù)將會(huì)決定制程是否應(yīng)被調(diào)整，如果統(tǒng)計(jì)結(jié)果，制程超出管制界限，即制程能力不足時(shí)，則須對(duì)制程作某些調(diào)整，否則，制程將會(huì)在無(wú)調(diào)節(jié)的狀態(tài)下運(yùn)作。量測(cè)數(shù)據(jù)的另一用途是可以檢視二個(gè)或更多變異彼此之間是否存在某種關(guān)系性，如塑料件的尺寸將與進(jìn)料溫度有關(guān)。因此，量測(cè)數(shù)據(jù)的品質(zhì)對(duì)于制程分析結(jié)果占有相當(dāng)重要的因素，為了確保分析結(jié)果不致對(duì)制程誤判，就必須重視數(shù)據(jù)的品質(zhì)。量測(cè)數(shù)據(jù)品質(zhì)與制程是否在穩(wěn)定狀況下所獲得的多種量測(cè)有關(guān)，若在穩(wěn)定狀況下所獲得某一特性的量測(cè)數(shù)據(jù)，其結(jié)果”近似于”該特性的標(biāo)準(zhǔn)值，則數(shù)據(jù)品質(zhì)可謂”高”；若某些或全部數(shù)據(jù)偏離標(biāo)準(zhǔn)值甚遠(yuǎn)，則數(shù)據(jù)品質(zhì)可謂”低”。常用于表示數(shù)據(jù)品質(zhì)高低的統(tǒng)計(jì)特性有偏差與方差，所謂偏差是指量測(cè)數(shù)據(jù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之差異；所謂方差則是指量測(cè)數(shù)據(jù)本身之間差異。如果數(shù)據(jù)品質(zhì)是不可接受，則必須加以改進(jìn)，然而這常常應(yīng)改進(jìn)量測(cè)系統(tǒng)本身，而非改進(jìn)數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于量測(cè)系統(tǒng)品質(zhì)的評(píng)估，是極其重要的，其評(píng)價(jià)程序應(yīng)包括l 設(shè)計(jì)及驗(yàn)證l 長(zhǎng)時(shí)間的能力評(píng)價(jià)l 追溯標(biāo)準(zhǔn)l 作業(yè)定義l 管制l 維修及再驗(yàn)證1. 1.2目的本篇的目的在于說(shuō)明評(píng)價(jià)量測(cè)系統(tǒng)品質(zhì)之準(zhǔn)則，雖然也可以運(yùn)用在其它量測(cè)系統(tǒng)上，但主要還是以使用在工業(yè)界制程的量測(cè)系統(tǒng)為主，且特性數(shù)據(jù)可重復(fù)讀取。1. 1.3術(shù)語(yǔ)量測(cè)（Measurement）：對(duì)某具體事物賦予數(shù)據(jù)，以表示他們對(duì)于特定特性之間的關(guān)系。賦予數(shù)據(jù)的過(guò)程稱為量測(cè)過(guò)程，而數(shù)據(jù)稱為量測(cè)值。量具（Gage）：任一可用以量測(cè)之設(shè)備，通常是用以特別稱呼使用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)者，包括GO/NO-GO設(shè)備。量測(cè)系統(tǒng)（Measurement System）：操作、準(zhǔn)則、量具和其它設(shè)備、軟件及指定之一群待量測(cè)之集合，經(jīng)由完整程序而取得量測(cè)值。1.2量測(cè)系統(tǒng)之統(tǒng)計(jì)特性理想之量測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)具有零偏差、零變異的統(tǒng)計(jì)特性，但很不幸的是，這種理想的量測(cè)系統(tǒng)幾乎很少見(jiàn)的，因此，我們必須存在一個(gè)觀念，就是當(dāng)在決策時(shí)，必須考慮到所依據(jù)的是一個(gè)非理想統(tǒng)計(jì)特性之量測(cè)系統(tǒng)。所以設(shè)備管理之責(zé)任是確認(rèn)當(dāng)每一量測(cè)系統(tǒng)被使用時(shí)都具有適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性。雖然每一量測(cè)系統(tǒng)可能需具備一些各別的統(tǒng)計(jì)特性，但下列舉出五項(xiàng)所有量測(cè)系統(tǒng)必備的統(tǒng)計(jì)特性：(1) 量測(cè)系統(tǒng)須在統(tǒng)計(jì)管制下，亦即量測(cè)纟統(tǒng)之變異僅根源于共同原因，而非特殊原因。(2) 量測(cè)系統(tǒng)的變異必須小于制程變異。(3) 量測(cè)系統(tǒng)的變異必須小于規(guī)格界限。(4) 量測(cè)之最小刻度必須小于制程變異或規(guī)格界限之較小者，一個(gè)通用的法則是：最小刻度應(yīng)小于制程變異或規(guī)格界限較小者之1/10。(5) 因量測(cè)項(xiàng)目的改變，量測(cè)系統(tǒng)之統(tǒng)計(jì)特性可能變更，但最大的量測(cè)系統(tǒng)變異必須小于制程變異或規(guī)格界限較小者。1.3量測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)中，最高級(jí)為國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的次一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，稱為初級(jí)，通常由政府部門(mén)或?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)取得，當(dāng)然私人公司亦可由國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)取得初級(jí)的對(duì)應(yīng)。但因初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)常常顯得太昂貴，故又可對(duì)應(yīng)至次一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，稱為第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通常由一般私人企業(yè)所取得。第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)又可被對(duì)應(yīng)到另一級(jí)，稱為作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本級(jí)常用于調(diào)整在生產(chǎn)中使用的量測(cè)系統(tǒng)，又稱為生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)?？傊?，不采用可追溯之標(biāo)準(zhǔn)而去確定一個(gè)量測(cè)系統(tǒng)的精度是難以被接受的，尤其是當(dāng)生產(chǎn)者與客戶之間的量測(cè)可能不統(tǒng)一而產(chǎn)生沖突時(shí)，更顯得可追溯的量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之信賴度的重要。1.4量測(cè)系統(tǒng)的通則每一量測(cè)系統(tǒng)均應(yīng)被評(píng)估以決定是否適用于預(yù)期之工作。通常以兩階段來(lái)評(píng)估，第一階段評(píng)估是執(zhí)行測(cè)試以決定量測(cè)系統(tǒng)是否具有需求之統(tǒng)計(jì)特性，以執(zhí)行被要求之工作，又稱為階段一評(píng)估。第二階段評(píng)估是執(zhí)行定期之檢定以決定此一量測(cè)系統(tǒng)是否維持在可接受狀態(tài)，即使量測(cè)系統(tǒng)例行執(zhí)行保養(yǎng)及/或再校正、再檢定，又稱為階段二評(píng)估。量測(cè)系統(tǒng)之測(cè)試方法應(yīng)有書(shū)面化程序，包含：l 范例l 選擇量測(cè)項(xiàng)目之規(guī)格及執(zhí)行測(cè)試的環(huán)境。l 規(guī)定數(shù)據(jù)收集、記錄及分析之方式。l 定義重要條件及原則之作業(yè)方式。l 追溯之標(biāo)準(zhǔn)。1.5選擇/制定檢定方法當(dāng)選擇或制定檢定方法時(shí)，一般考慮之因素如下：(1) 是否使用可追溯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之標(biāo)準(zhǔn)？其適用標(biāo)準(zhǔn)是何級(jí)水準(zhǔn)？標(biāo)準(zhǔn)通常為評(píng)估量測(cè)系統(tǒng)精確度之基本。(2) 在階段二評(píng)估測(cè)試時(shí)，應(yīng)采用盲目測(cè)量或是易于取得量測(cè)值的方式。所謂盲目測(cè)試是指當(dāng)作業(yè)者執(zhí)行量測(cè)時(shí)，事先不知被測(cè)物是否有任何不同，而在實(shí)際的量測(cè)環(huán)境下執(zhí)行量測(cè)。(3) 檢定之成本。(4) 檢定所需之時(shí)間。(5) 對(duì)于非眾所皆知的條文應(yīng)予以定義，如再現(xiàn)性、再生性.等。(6) 是否此量測(cè)系統(tǒng)所取得之量測(cè)將用以比較其它量測(cè)系統(tǒng)所取得之量測(cè)？如是，則其中之一的量測(cè)系統(tǒng)應(yīng)考慮采用可追溯(1)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之檢定方法。(7) 階段二評(píng)估之頻率，應(yīng)視該量測(cè)系統(tǒng)之統(tǒng)計(jì)特性對(duì)設(shè)施之重要性而定。第2章量測(cè)系統(tǒng)之評(píng)價(jià)準(zhǔn)則2. 1概述評(píng)估一量測(cè)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)確定三項(xiàng)基本問(wèn)題。(A)本量測(cè)系統(tǒng)是否具備適當(dāng)?shù)蔫b別力？(B)是否具有全時(shí)的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性？(C)量測(cè)誤差(變異)是否微小？2.1.1鑒別力量測(cè)系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)并真實(shí)地表示被測(cè)特性很小變化之能力，稱為鑒別力。如最小的量測(cè)刻度太大而不足以辨別制程變異，則為鑒別力不足。鑒別力不足的象征將會(huì)在R-CHART上顯現(xiàn)出來(lái)，因此，若使用鑒別力不足的量測(cè)系統(tǒng)所表現(xiàn)的R-CHART，將可能造成型I誤差。下圖將介紹不同鑒別力之量測(cè)系統(tǒng)，所能對(duì)制程做不同的管制。鑒 別 力計(jì)量值管制計(jì)數(shù)值管制制程分配只用1種數(shù)據(jù)分級(jí)l 只能顯示其制程主要變異來(lái)自于平均值偏移l 不可用于估計(jì)制程參數(shù)與指數(shù)l 只能顯示制程生產(chǎn)符合或不符合產(chǎn)品制程分配用24種數(shù)據(jù)分級(jí)l 只能用于制程變異較大的管制l 不可用于估計(jì)制程參數(shù)與指數(shù)l 只能提供粗糙的估計(jì)制程分配用5種以上數(shù)據(jù)分級(jí)l 能與管制圖一起使用l 被推薦圖1.制程分配在區(qū)別分類數(shù)（Number of Distinct Categories, ndc）上對(duì)管制與分析的影響圖2可說(shuō)明鑒別力不足的量測(cè)系統(tǒng)被使用在制程上的例子0.144 0.140 0.136 平均值（）0.13571（LCL）0.14555（UCL）0.1440.1400.136平均值（）0.1431（UCL）0.1357（LCL）0.01810（UCL）0.0200.0100(a)量測(cè)值之最小刻度為0.001的管制圖全距(b)量測(cè)值之最小刻度為0.01的管制圖全距0.020.010圖2制程管制圖管制圖(a)為量測(cè)刻度0.001的量測(cè)值；(b)為量測(cè)刻度0.01的量測(cè)值。當(dāng)R值只有1、2或3個(gè)值落在管制界限內(nèi)，或R值雖有4個(gè)落在管制界限內(nèi)，但超過(guò)1/4的 R值為0，則此量測(cè)系統(tǒng)為鑒別力不足，如管制圖(b)再現(xiàn)性Repeatability2.1.2量測(cè)系統(tǒng)變異的類型(刪除2.1.2.3零件間變異)2. 1.2.1再現(xiàn)性(量具變異)(Repeatability) 同一人使用同一量具量測(cè)同一零件之相同特性多次所得變異。再生性Reproducibility操作者A操作者B操作者C2. 1.2.2再生性(人的變異)(Reproducibility)不同人使用同一量具量測(cè)同一零件之相同特性所得之變異。時(shí)間2時(shí)間1穩(wěn)定性2. 1.2.3穩(wěn)定性(Stability)同一人使用同一量具于不同時(shí)間在同一地點(diǎn)量測(cè)同一零件之相同特性所得之變異。觀測(cè)平均值參考值偏性3. 1.2.4偏性(Bias)同一人使用同一量具量測(cè)同一零件之相同特性多次所得平均值與工具室或精密儀器量測(cè)同一零件之相同特性所得之偏性參考值觀測(cè)平均值不偏真值或參考值之間的偏差值2. 1.2.5線性(Linearity)指量具各作業(yè)范圍之偏性。2.2量測(cè)系統(tǒng)分析2.2.1再現(xiàn)性指量具變異本身是定值，因量具本身誤差及產(chǎn)品在量具之位置差，則構(gòu)成量測(cè)再現(xiàn)性差異。如R-CHART在管制狀態(tài)下，則再現(xiàn)性之標(biāo)準(zhǔn)差或量具變異估計(jì)值量具變異或再現(xiàn)性其中5.15表示在常態(tài)分配中具有99信賴度(即99信賴度=5.15s，可用5.15/2=2.575查附錄3.1得出a=0.005，故信賴區(qū)間=10.0052)(查附錄3.2)。如果量測(cè)系統(tǒng)再現(xiàn)性不足，可能原因是：l 零件內(nèi)部（抽樣樣本）：形狀、位置、表面光度、錐度、樣本的一致性。l 儀器內(nèi)部：維修、磨損、設(shè)備或夾具的失效、品質(zhì)或保養(yǎng)不好。l 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部：品質(zhì)、等級(jí)、磨損。l 方法內(nèi)部：作業(yè)準(zhǔn)備、技巧、歸零、固定夾持、點(diǎn)密度的變異。l 評(píng)價(jià)者內(nèi)部：技巧、位置、缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作技能或培訓(xùn)、意識(shí)、疲勞。l 環(huán)境內(nèi)部：對(duì)溫度、濕度、振動(dòng)、清潔的小幅度波動(dòng)。l 錯(cuò)誤的假設(shè) 穩(wěn)定，適當(dāng)?shù)牟僮?。l 缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計(jì)或方法，一致性不好。l 量具誤用。l 失真（量具或零件）、缺乏堅(jiān)固性。l 應(yīng)用 零件數(shù)量、位置、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）。2.2.2再生性指作業(yè)者變異是定值，由CHART中比較每一平均值可發(fā)現(xiàn)。再生性或作業(yè)者變異之估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差作業(yè)者變異或再生性為某一作業(yè)者最大平均全距與最小平均全距之差，但再生性受量具變異之影響，故必須減去量具變異，即調(diào)整后 n:零件數(shù) r:量測(cè)次數(shù)如果測(cè)量系統(tǒng)再生性不足，可能原因是：l 零件之間（抽樣樣本）：使用相同的儀器、操作者和方法測(cè)量A、B、C零件類型時(shí)的平均差異。l 儀器之間：在相同零件、操作者和環(huán)境下使用A、B、C儀器測(cè)量的平均值差異。注意：在這種情況下，再現(xiàn)性誤差通常還混有方法和/或操作者的誤差。l 標(biāo)準(zhǔn)之間：在測(cè)量過(guò)程中，不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響。l 方法之間：由于改變測(cè)量點(diǎn)密度、手動(dòng)或自動(dòng)系統(tǒng)、歸零、固定或夾緊方法等所造成的平均值差異。l 評(píng)價(jià)者（操作者）之間：評(píng)價(jià)者A、B、C之間由于培訓(xùn)、技巧、技能和經(jīng)驗(yàn)所造成的平均值差異。推薦在為產(chǎn)品和過(guò)程鑒定和使用手動(dòng)測(cè)量?jī)x器時(shí)使用這種研究方法。l 環(huán)境之間：在經(jīng)過(guò)1、2、3等時(shí)段所進(jìn)行的測(cè)量，由于環(huán)境周期所造成的平均值差異。這種研究常用在使用高度自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品和過(guò)程的鑒定。l 研究中的假設(shè)有誤。l 缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計(jì)或方法。l 操作者培訓(xùn)的有效性。應(yīng)用零件數(shù)量、位置、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）。2. 2.3零件間變異可由CHART發(fā)現(xiàn)，若組平均值無(wú)落在管制界限外，則零件間變異隱藏在再現(xiàn)性內(nèi)，且量測(cè)變異支配制程變異。反之，若有過(guò)半的平均值落在管制界限外，則此量測(cè)系統(tǒng)被認(rèn)為是適用的。若量測(cè)程序是定值(R-CHART在管制狀態(tài)下)且能鑒別零件間變異(CHART之過(guò)半點(diǎn)落于管制界限外)，則能估計(jì)量測(cè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差，而零件間標(biāo)準(zhǔn)差 故零性間變異，量測(cè)系統(tǒng)變異或量具RR=5.15為每一零件平均值最大值與最小值之差。制程變異百分比相關(guān)量測(cè)系統(tǒng)之再現(xiàn)性與再生性，通常稱為RR=來(lái)估算。全制程變異標(biāo)準(zhǔn)差故亦可由來(lái)求得，且全制程變異公差之百分比相對(duì)于量測(cè)系統(tǒng)之再現(xiàn)性與再生性是以來(lái)估算，而區(qū)別分類數(shù)可用來(lái)決定。(1.41查附錄3.2)因此，公差百分比、制程變異百分比、不同數(shù)據(jù)級(jí)別數(shù)均為評(píng)估量測(cè)系統(tǒng)之可接受性的不同方法。2.2.4偏性為求出量具偏性，首先必須由工具室或精密檢驗(yàn)設(shè)備取得樣本中的真值或參考值，而真值或參考值與觀測(cè)平均值之差即為偏性。偏性/制程變異(或公差)100=制程變異(或公差)百分比如果量具偏性較大，則可能原因是:l 儀器需要校準(zhǔn)l 遺棄、設(shè)備或夾具磨損l 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)偏差l 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定l 儀器品質(zhì)不良 設(shè)計(jì)或符合性l 線性誤差l 使用了錯(cuò)誤的量具l 不同的量測(cè)方法 作業(yè)準(zhǔn)備、加載、夾緊、技巧l 測(cè)量的特性不對(duì)l 變形（量具或零件）l 環(huán)境 溫度、濕度、振動(dòng)、清潔l 錯(cuò)誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對(duì)l 應(yīng)用 零件數(shù)量、位置操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）2.2.5穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)上的穩(wěn)定性不僅適用于量具穩(wěn)定性，亦適用于量具再現(xiàn)性、偏性，且一般制程亦適用。例如，兩個(gè)量測(cè)系統(tǒng)量測(cè)相同的標(biāo)準(zhǔn)件，雖然在短期之內(nèi)，他們均顯示具有統(tǒng)計(jì)上的穩(wěn)定性，但在長(zhǎng)期之后，其中一個(gè)量測(cè)系統(tǒng)在其準(zhǔn)確性上明顯具有較高的變異，則被認(rèn)為具有較低的量具穩(wěn)定性。因此，若制程(或系統(tǒng))統(tǒng)計(jì)上穩(wěn)定性不明的狀態(tài)下，評(píng)價(jià)量測(cè)系統(tǒng)之再現(xiàn)性、再生性等，可能造成更多的傷害，而增加量測(cè)系統(tǒng)的變異。但當(dāng)討論量測(cè)系統(tǒng)之統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)，必須討論”該量測(cè)系統(tǒng)在多久時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的”，故時(shí)間因素是一個(gè)重要的考量點(diǎn)，相對(duì)的，其時(shí)間內(nèi)的環(huán)境條件將是關(guān)鍵因素，因此在分析穩(wěn)定性時(shí)必須考量時(shí)間對(duì)環(huán)境的變化，且隨時(shí)間的不同，其使用者、零件、方法亦可能隨之變化，這些因素也須一并考慮。特性要因圖、制造流程圖、失效模式等制程改善工具有助于決定這些因素。研究量測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法之一是將標(biāo)準(zhǔn)件在不同時(shí)間的量測(cè)值點(diǎn)繪在R CHART上，如失去管制則表示量測(cè)系統(tǒng)需要校正或標(biāo)準(zhǔn)件臟污。而抽樣時(shí)間之設(shè)計(jì)，必須以不會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)件或量測(cè)系統(tǒng)的結(jié)果為原則，才能夠確認(rèn)量測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若R(或s)CHART上顯示失去管制，我們可以借著估計(jì)長(zhǎng)期的量測(cè)程序標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)量化其量測(cè)程序的變異(量具穩(wěn)定性)。估計(jì)量測(cè)程序的標(biāo)準(zhǔn)差=，并與制程標(biāo)準(zhǔn)差相比較，以判定量測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性是否適合。其它的意見(jiàn)如下：(1) 若使用s-CHART，可用來(lái)決定管制界限。(2) 若R(s) CHART失去管制，則表示有不穩(wěn)定的再現(xiàn)性。(3) 若CHART失去管制，則表示量測(cè)系統(tǒng)的量測(cè)不再正確(即偏性已改變)。(4) 標(biāo)準(zhǔn)件若具有高、中、低端三種量測(cè)值時(shí)，若能采用三種量測(cè)系統(tǒng)管制圖則更佳。如果量測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性不足，可能原因是：l 儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期l 儀器、設(shè)備或夾具的磨損l 正常的老化或損壞l 維護(hù)保養(yǎng)不好 空氣、動(dòng)力、液體、過(guò)濾器、腐蝕、塵土、清潔l 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差l 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定l 儀器品質(zhì)不好 設(shè)計(jì)或符合性l 儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計(jì)或方法l 不同的量測(cè)方法 作業(yè)準(zhǔn)備、加載、夾緊、技巧l 變形（量具或零件）l 環(huán)境變化 溫度、濕度、振動(dòng)、清潔l 錯(cuò)誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對(duì)l 應(yīng)用 零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）2.2.6線性在量具全作業(yè)范圍內(nèi)選取各適當(dāng)刻度的零件加以量測(cè)分析，可決定線性。以各零件的偏性與其真值或參考值相關(guān)性來(lái)繪制線性圖，若為直線關(guān)系，則量具線性與線性百分比的大小可用以評(píng)估量具的線性是否可被接受(量具線性與線性百分比可由斜率及零件的制程變異(或公差)計(jì)算而得，即(線性100)/制程變異(或公差)，百分比通常愈小愈好)。若線性圖非直線關(guān)系，其可能原因如下:(1) 在作業(yè)范圍的高、低兩端，量具校正不適當(dāng)。(2) 最大或最小的真值或參考值錯(cuò)誤。(3) 量具磨損。(4) 可能需檢討量具本身設(shè)計(jì)之特性是否適合量測(cè)被測(cè)特性。另外我們可由線性的適合度()來(lái)推論偏性平均值與真值或參考值的直線關(guān)系，從適合度我們可以得到他們是否具有直線關(guān)系，若有，則是否可接受。其計(jì)算公式如下: 線性=制程變異(或公差)線性=100(線性/制程變異(或公差)如果線性不佳，可能原因是：l 儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期l 儀器、設(shè)備或夾具的磨損l 維護(hù)保養(yǎng)不好 空氣、動(dòng)力、液體、過(guò)濾器、腐蝕、塵土、清潔l 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差 最小最大l 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)（沒(méi)有涵蓋操作范圍）或使用基準(zhǔn)設(shè)定l 儀器品質(zhì)不好 設(shè)計(jì)或符合性l 儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計(jì)或方法l 應(yīng)用了錯(cuò)誤的量具l 不同的量測(cè)方法 作業(yè)準(zhǔn)備、加載、夾緊、技巧l 隨著測(cè)量尺寸不同，（量具或零件）變形量不同l 環(huán)境 溫度、濕度、振動(dòng)、清潔l 錯(cuò)誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對(duì)l 應(yīng)用 零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差（易讀性、視差）2.2.7范例說(shuō)明設(shè)一量測(cè)系統(tǒng)分析，決定由2個(gè)作業(yè)者分別對(duì)5個(gè)不同樣本各重復(fù)量測(cè)3次，如下表: 樣本數(shù)量測(cè)次數(shù)作業(yè)者1作業(yè)者212345123451217220217214216平216216216216220平2216216216212219均219216215212220均3216218216212220220220216212220平均值216.3218.0216.3212.7218.3=216.3218.3217.3215.7213.3220.0=216.9全距R1.04.01.02.04.0=2.44.04.01.04.00=2.62.2.7.1再現(xiàn)性UCL6.42.50.01234512345部品(作業(yè)者1) (作業(yè)者2)R-CHART之R值均在管制界限內(nèi)再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差再現(xiàn)性(查附錄3.2)2.2.7.2再生性再生性標(biāo)準(zhǔn)差再生性(查附錄3.2，n:零件數(shù)，r:量測(cè)次數(shù))2.2.7.3零件間變異ULLL219.2216.6214.11234512345部品 Out of controlUL/LL Upper/Lower Limits(作業(yè)者1) (作業(yè)者2)CHART之值僅有30在管制外，故量測(cè)程序不十分適合發(fā)現(xiàn)零件間變異。量測(cè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差量測(cè)系統(tǒng)變異RR=5.15=5.151.47=7.6零件平均值 平均值之全距零件間標(biāo)準(zhǔn)差零件間變異全制程變異標(biāo)準(zhǔn)差全制程變異量具 RR百分比RR區(qū)別分類數(shù)=故本范例研究所得，此量測(cè)系統(tǒng)僅適用于計(jì)數(shù)值之制程管制。(查附錄3.2)2. 2.7.4偏性范例說(shuō)明一位作業(yè)者量測(cè)一零件10次，如下:設(shè)真值為0.8，且此零件之制程變異為0.7偏性=真值觀測(cè)平均值() =0.80.75 =0.05偏性對(duì)制程變異百分比(偏性)=(偏性/制程變異)100 =(0.05/0.7)100 =7.12.2.7.5穩(wěn)定性范例說(shuō)明每周量測(cè)3個(gè)零件，持續(xù)15周以上，且設(shè)制程標(biāo)準(zhǔn)差=0.7，量測(cè)數(shù)據(jù)之。量測(cè)程序標(biāo)準(zhǔn)差(量具穩(wěn)定性)=0.7(制程標(biāo)準(zhǔn)差)。故該量具穩(wěn)定性適合量測(cè)該制程。(查附錄3.2)2.2.7.6線性范例說(shuō)明在量具全作業(yè)范圍內(nèi)選取5個(gè)零件，并已求得各零件之真值分別為2.00，4.00，6.00，8.00，10.00。每一零件再由一作業(yè)者量測(cè)12次，如下表：樣本12345真值2.004.006.008.0010.0012.705.105.807.609.10量22.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.50測(cè)42.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.40次62.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.50數(shù)82.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40平均值2.494.126.037.719.38偏 性0.490.130.030.290.62全 距 R0.41.30.70.30.5線性圖量測(cè)12次 5個(gè)部品流程變異6.00低 中高1.201.000.800.600.400.20-0.00-0.20-0.40-0.604.00 6.00 8.00 10.00參考值偏性0.05適合性(R2)0.98 %線性13.17線性0.79偏性線性圖線性適合度計(jì)算如下:偏性平均值y=ax+b =0.1317(真值)0.7367 線性=制程變異 (設(shè)制程變異為6.0) =0.13176.0 =0.79線性=(線性/制程變異)100 =(0.79/6.0)100 =13.172.3量測(cè)系統(tǒng)研究之準(zhǔn)備在執(zhí)行量測(cè)研究之前，應(yīng)先規(guī)劃及準(zhǔn)備，一般準(zhǔn)備如下:(1) 方法在使用前應(yīng)先予以確認(rèn)、(2) 決定作業(yè)者人數(shù)、樣本數(shù)、重復(fù)量測(cè)次數(shù)，其考慮因素如下:(a) 重要尺寸因估計(jì)可信度之需求，需較多的樣本或量測(cè)次數(shù)。(b) 零件結(jié)構(gòu)原材料或重型零件可能需求少樣本，但多次量測(cè)。(3) 如果可能應(yīng)自日常使用量具的作業(yè)者中選擇測(cè)試者，否則應(yīng)選擇受過(guò)足夠訓(xùn)練而能正確使用量具之人。(4) 樣本應(yīng)在能代表整個(gè)作業(yè)范圍的制程中挑選，如在幾天內(nèi)每天選取一件樣本，因這些零件被認(rèn)為可代表在現(xiàn)行制程中全部的生產(chǎn)變異。而且每個(gè)零件須加以編號(hào)識(shí)別。(5) 量具的刻度應(yīng)以小于預(yù)期制程變異(或公差)的1/10。而為了不精確結(jié)果的可能性降至最低，應(yīng)采行下列步驟:(1) 采隨機(jī)抽樣方式量測(cè)，且采取盲目量測(cè)法，避免作業(yè)者的預(yù)知心態(tài)而造成偏差。(2) 讀值應(yīng)取估計(jì)之最近值，而最少取至最小刻度之1/2。如果最小刻度為0.001，則每一估計(jì)讀值應(yīng)在0.0005左右。(3) 此一研究必須由了解量測(cè)研究重要性及注意事項(xiàng)者來(lái)進(jìn)行。2.4計(jì)量值量測(cè)系統(tǒng)研究2.4.1穩(wěn)定性之準(zhǔn)則(1) 選取一個(gè)樣本，并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)的真值或參考值。若無(wú)樣本，則可從生產(chǎn)線中取得一個(gè)落在中間值域的零件，當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值，且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測(cè)試的高、中、低端各取得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件，并對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件分別繪制管制圖。(2) 定時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件或樣本量測(cè)35次。注意，決定樣本量及頻度之考慮因素應(yīng)包括重新校正或修理的次數(shù)，使用頻度、操作環(huán)境等。(3) 將量測(cè)值標(biāo)記在R CHART或s CHART上。(4) 計(jì)算管制界限，并對(duì)失控或不穩(wěn)定做評(píng)估。(5) 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差，并與制程標(biāo)準(zhǔn)差相比較，以評(píng)估量測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.4.2偏性之準(zhǔn)則2.4.2.1獨(dú)立取樣法(1) 選取一個(gè)樣本，并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)的真值或參考值。若無(wú)樣本，則可從生產(chǎn)線中取得一個(gè)落在中間值域的零件，當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值，且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測(cè)試的高、中、低端各取得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件，并于工具室將各樣本或標(biāo)準(zhǔn)件量測(cè)10次，計(jì)算其平均值，將其當(dāng)成”參考值”。(2) 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)件量測(cè)10次。并計(jì)算出平均值，此值為”觀測(cè)平均值”。(3) 計(jì)算偏差偏差=觀測(cè)平均值參考值制程變異=偏差=偏差/制程變異如果偏性在統(tǒng)計(jì)上不等于0，檢查是否存在以下原因：l 基準(zhǔn)件或參考值有誤，檢查確定標(biāo)準(zhǔn)件的程序。l 儀器磨損。這問(wèn)題會(huì)在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)出來(lái)，建議進(jìn)行維修或重新整修計(jì)畫(huà)。l 儀器產(chǎn)生錯(cuò)誤的尺寸。l 儀器所測(cè)量的特性有誤。l 儀器沒(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男?zhǔn)。儀器沒(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男?zhǔn)。對(duì)校準(zhǔn)規(guī)程進(jìn)行審查。l 評(píng)價(jià)者使用儀器的方法不正確。對(duì)測(cè)量指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行審查。l 儀器矯正的指令錯(cuò)誤。2.4.2.2圖表法用于評(píng)估穩(wěn)定性的R CHART或s CHART也可以用來(lái)評(píng)估偏差。(1) 同2.4.2.1的(1)項(xiàng)。(2) 由管制圖中計(jì)算出。(3) 計(jì)算偏差偏差參考值制程變異6偏差偏差/制程變異2.4.2.3分析如果偏差相對(duì)較大，應(yīng)尋找如2.2.4所述之可能原因。2.4.3再現(xiàn)性與再生性之準(zhǔn)則研究量具再現(xiàn)性與再生性(GR&R)的方法有三種，全距法、平均值與全距法(包括圖表分析法)及變異數(shù)分析法。這三種方法中，除了全距法外，均忽略了零件間變異。在運(yùn)用本準(zhǔn)則時(shí)，所選取之零件應(yīng)以其最大的零件間變異來(lái)抽樣(例如旋轉(zhuǎn))，并將每個(gè)零件相同位置(或某個(gè)點(diǎn)或某個(gè)地方)加以注記，這等于將零件間變異去除，否則零件變異將隱含在分析值中，造成RR分析不確實(shí)。2.4.3.1全距法本法可提供量測(cè)變異的近似值，但僅提供量測(cè)系統(tǒng)的全貌，而無(wú)法將變異區(qū)分為再現(xiàn)性或再生性。本法是以2個(gè)作業(yè)者對(duì)5個(gè)零件各量測(cè)1次，以每個(gè)零件的全距當(dāng)成二作業(yè)者的量測(cè)誤差，其例說(shuō)如下:零 件12345作業(yè)者10.850.751.000.450.50作業(yè)者20.800.700.950.550.60全 距R0.050.050.050.100.10平均全距RR=查附錄3.2)設(shè)制程變異(或公差)0.40RR=(RR/制程變異)100=(0.303/0.40)100=75.5判定:若RR20，則該量測(cè)系統(tǒng)須加以改善。2.4.3.2平均值與全距法本法可分別分析量測(cè)系統(tǒng)的再現(xiàn)性與再生性，但不是他們的交互作用，若要判斷作業(yè)者與量具的交互作用，可采用2.4.3.3變異數(shù)分析法(ANOVA)。若再現(xiàn)性再生性，可能是:(1) 量具需加以保養(yǎng)。(2) 量具需重新設(shè)計(jì)，以提高適用性。(3) 量具之夾緊或定位需改善。(4) 存在過(guò)大的零件間變異。反之，若再現(xiàn)性再生性，可能是:(1) 作業(yè)者訓(xùn)練不足。(2) 量具刻度校正不良。(3) 可能須用夾具以協(xié)助作業(yè)者更簡(jiǎn)易且確實(shí)的操作量具。2.4.3.2.1執(zhí)行研究執(zhí)行本法最適合的條件如下述：(1) 選擇3個(gè)作業(yè)者及10個(gè)零件，但令作業(yè)者無(wú)法知道各零件編號(hào)。(2) 校正量具。(3) 由作業(yè)者A、B、C順序?qū)?0個(gè)零件隨機(jī)抽樣量測(cè)，但不使他們之間知道他人的量測(cè)值，并分別將量測(cè)值記入表1的第1、6、11行。(4) 重復(fù)(3)項(xiàng)的方式，分別記入2、7、12行及3、8、13行。(5) 若無(wú)法取得大樣本數(shù)或同時(shí)取得零件時(shí)，可改用下列方式:(a) 令作業(yè)者A.量測(cè)第1件，并將量測(cè)值記入第1行，再依序由作業(yè)者B.C量測(cè)第1件，記入第6、11行。(b) 重復(fù)(a)項(xiàng)方式，同樣量測(cè)第1.件，但分別記入第2、7、12行及3、8、13行。(6)若作業(yè)者班次不同(如日、夜班)，或許可用下列替代方法:(a)由作業(yè)者A.隨機(jī)抽樣量測(cè)全部10個(gè)零件，記入第1行，再重復(fù)隨機(jī)量測(cè)這10個(gè)零件，分別記入第2、3行。(b)再由作業(yè)者B、C以同樣(a)項(xiàng)的方式記入6、7、8行及11、12、13行。2.4.3.2.2圖表分析(A)全距圖將每位作業(yè)者對(duì)每一零件所測(cè)得的多個(gè)讀值全距標(biāo)注于全距圖，有助于確定：l 有關(guān)再現(xiàn)性的統(tǒng)計(jì)管制。l 在每位作業(yè)者之間對(duì)每一零件的量測(cè)程序是否一致性。UCLR543210A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5全距操作者零 件1 2 3 4 5A1 2 3 4 5B1 2 3 4 5CUCLR543210全距零 件操作者(B)誤差圖將每個(gè)作業(yè)者對(duì)每一零件量測(cè)兩次的值，按零件編號(hào)將值標(biāo)注，可協(xié)助分析個(gè)別的差異。誤差觀測(cè)值真值或參考值20100-10-2020100-10-20誤差觀測(cè)值參考值誤差誤差零件1零件2零件3零件4零件5零件6零件7零件8零件9零件10AAAAAAAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBBBBBBBBBBBBCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC圖例中顯示:(1) 作業(yè)者B第2次量測(cè)系統(tǒng)性的高于第1次量測(cè)。(2) 作業(yè)者B的平均值偏高。(3) 設(shè)有任何一個(gè)作業(yè)者能取得零件10的特性。(C)平均值與推移圖將每位作業(yè)者對(duì)每一零件所測(cè)得的平均值繪制推移圖，并標(biāo)注管制界限有助于確定：l 作業(yè)者之間的一致性推移圖l 量測(cè)系統(tǒng)的可用性管制圖平均值零件1 2 3 4 5 6 7 8 9 10543210評(píng)價(jià)者A評(píng)價(jià)者B評(píng)價(jià)者C平均值零件1 2 3 4 5 6 7 8 9 10543210評(píng)價(jià)者A評(píng)價(jià)者B評(píng)價(jià)者C(D)個(gè)別值圖將每位作業(yè)者對(duì)每一零件量測(cè)所得之所有值，按要件編號(hào)及作業(yè)者別，分別標(biāo)注有助確定:l 再生性。l 作業(yè)者間的一致性。l 非讀出正確值。l 零件與作業(yè)者間的相互作用。1 2 3 4 5A1 2 3 4 5B1 2 3 4 5C0零 件作 業(yè) 者 第一次讀值 第二次讀值正?；?作 業(yè) 者零 件A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5 第一次讀值 第二次讀值正?；?(E)腮須圖將每作業(yè)者對(duì)每一零件量測(cè)多次，并將每零件之最大、最小及平均值標(biāo)注，有助于確定:l 作業(yè)者間的一致性。l 非讀出正確值。l 零件與作業(yè)者的相互作用。作 業(yè) 者零 件A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5最高讀值 平均值最低讀值正?；?F)零件平均XY圖將每位作業(yè)者對(duì)每一零件量測(cè)多次所得之平均值，以真值或參考值為基礎(chǔ)標(biāo)注，有助于確定:l 線性。l 作業(yè)者間線性的一致性。參考值量測(cè)平均值A(chǔ)BC 評(píng)價(jià)者A評(píng)價(jià)者B評(píng)價(jià)者C(G)XY比較圖將每位作業(yè)者對(duì)每一零件量測(cè)多次所得之平均值，以其它作業(yè)者為基礎(chǔ)標(biāo)注，有助于確定作業(yè)者間線性的一致性。 平均操作者A平均操作者B 平均操作者C平均操作者A 平均操作者C平均操作者B(H)分布圖將每零件讓每位作業(yè)者量測(cè)多次的個(gè)別值標(biāo)注，有助于確定：l 作業(yè)者間的一致性。l 非讀出正確值。l 零件與作業(yè)間的相互作用。A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5讀值評(píng)價(jià)者零 件2.4.3.2.3計(jì)算及研究G RR的計(jì)算及研究如表1及表2，說(shuō)明如下:(1) 將第1、2、3行之最大值減最小值之全距記于第5行，同樣地，第6、7、8行之全距記于第10行，第11、12、13行之全距記于第15行(表1)。(2) 將第5行加總后除以零件數(shù)，則得第一位作業(yè)者的平均全距，同法，由第10、15行求得、(表1)。(3) 將第、轉(zhuǎn)記入第17行，并加總后除以作業(yè)者人數(shù)即得全距平均(表1)。(4) 將轉(zhuǎn)記入第19、20行，并乘以及求其管制界限(、查附錄3.2)(表1)。(5) 若有全距值超過(guò)管制界限者，則可依原方法請(qǐng)同一作業(yè)者將同一零件再量測(cè)一次，或刪除其值，再重新計(jì)算及管制界限。(6) 將1、2、3、6、7、8、11、12、13各行分別加總并除以零件數(shù)，即得平均值(表1)。(7) 將1、2、3行之平均值加總除以量測(cè)次數(shù)，即得作業(yè)者A之平均值，記入第4行，同法6、7、8及11、12、13行得出之值記入第9及14行的及(表1)。(8) 將第4、9、14行的最大及最小值記入第18行，并計(jì)算其差(表1)。(9) 將每個(gè)零件之所有量測(cè)值加總并除以量測(cè)值總數(shù)得出各零件之平均值，記入第16行。并將各零件平均值加總除以零件數(shù)或?qū)?、加總除以作業(yè)者數(shù)，則得總平均(表1)。(10) 將零件平均值之最大值減最小值，得零件平均值全距(表1)。(11) 將、轉(zhuǎn)記于表2之表頭。(12) 計(jì)算表2左半邊之”量測(cè)分析”各欄。(13) 計(jì)算表2右半邊之”總變異”各欄。(14) 檢查上述13項(xiàng)作業(yè)是否有錯(cuò)誤。(15) 研究RR是否可接受，其可否接受之一般指引為:l RR10，則量測(cè)系統(tǒng)OK。l 10RR30，則量測(cè)系統(tǒng)可能被接受，但須視其應(yīng)用的重要性、量測(cè)費(fèi)用或修理費(fèi)而定。l RR30，則量測(cè)系統(tǒng)須加以改進(jìn)。l ndc 5，則量測(cè)系統(tǒng)鑒別力足夠，反之則不足。（ndc, the number of distinct categories區(qū)別分類數(shù)）表1.GRR數(shù)據(jù)收集表評(píng)價(jià)者測(cè)量次數(shù)零件平均值123456789101.A 10.29-0.561.340.47-0.800.020.59-0.312.26-1.360.12. 20.41-0.681.170.50-0.92-0.110.75-0.201.99-1.250.13. 30.64-0.581.270.64-0.84-0.210.66-0.172.01-1.310.24. 平均值0.447-0.6071.2600.537-0.853-0.1000.667-0.2272.087-1.3070.195. 全距0.350.120.170.170.120.230.160.140.270.110.016.B 10.08-0.471.190.01-0.56-0.200.47-0.631.80-1.680.07. 20.25-1.220.941.03-1.200.220.55-0.082.12-1.620.18. 30.07-0.681.340.20-1.280.060.83-0.342.19-1.500.09. 平均值0.113-0.7901.1570.413-1.0130.0270.617-0.2972.037-1.60000.0610. 全距0.180.750.401.020.720.420.360.710.390.180.511.C 10.04-1.380.880.14-1.46-0.290.02-0.461.77-1.49-0.212. 2-0.11-1.131.090.20-1.07-0.670.01-0.561.45-1.77-0.213. 3-0.15-0.960.670.11-1.45-0.490.21-0.491.87-2.16-0.214. 平均值0.073-1.1570.8800.150-1.327-0.4830.080-0.5031.697-1.807-0.2515. 全距0.190.420.420.09