五大手冊(cè)之四測(cè)量系統(tǒng)分析MSA

1、2021-5-6bsj1 測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析(msa) 2021-5-6bsj2 一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？ 在你的企業(yè)里，什么時(shí)候需要進(jìn)行測(cè)量？在你的企業(yè)里，什么時(shí)候需要進(jìn)行測(cè)量？ 什么場(chǎng)合需要進(jìn)行測(cè)量？什么場(chǎng)合需要進(jìn)行測(cè)量？ 質(zhì)量管理原則中第七個(gè)原則是質(zhì)量管理原則中第七個(gè)原則是“基于事實(shí)基于事實(shí) 的決策方法的決策方法”，那么對(duì)產(chǎn)品放行的決策是，那么對(duì)產(chǎn)品放行的決策是 基于何種事實(shí)？基于何種事實(shí)？ 2021-5-6bsj3 一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)? 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，是什么決定是否調(diào)整制造過(guò)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，是什么決定是否調(diào)整制造過(guò) 程？程？ 檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不合格品；檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

2、不合格品； 控制圖顯示可查明原因的八種模式；控制圖顯示可查明原因的八種模式； 2021-5-6bsj4 一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？ 由以上問(wèn)題的答案，你覺(jué)得測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)由以上問(wèn)題的答案，你覺(jué)得測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì) 量有多重要？量有多重要？ 2021-5-6bsj5 一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？ 測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的量具和測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的量具和 其它設(shè)備、人員、標(biāo)準(zhǔn)、程序、軟件、環(huán)其它設(shè)備、人員、標(biāo)準(zhǔn)、程序、軟件、環(huán) 境的集合。境的集合。 2021-5-6bsj6 一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？ 過(guò)程：將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)過(guò)程：將輸入

3、轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān) 的資源和活動(dòng)。的資源和活動(dòng)。 請(qǐng)描述請(qǐng)描述“測(cè)量測(cè)量”這個(gè)過(guò)程的烏龜圖。這個(gè)過(guò)程的烏龜圖。 2021-5-6bsj7 一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？ 請(qǐng)將測(cè)量過(guò)程的烏龜圖與生產(chǎn)過(guò)程的烏龜請(qǐng)將測(cè)量過(guò)程的烏龜圖與生產(chǎn)過(guò)程的烏龜 圖比較，分析不同點(diǎn)。圖比較，分析不同點(diǎn)。 2021-5-6bsj8 一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？一、什么叫測(cè)量系統(tǒng)？ 測(cè)量過(guò)程的烏龜圖： 測(cè)量測(cè)量 量具、測(cè)量軟件、量具、測(cè)量軟件、 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境實(shí)驗(yàn)室環(huán)境 經(jīng)培訓(xùn)考核有資格經(jīng)培訓(xùn)考核有資格 的檢驗(yàn)人員的檢驗(yàn)人員 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 檢驗(yàn)程序檢驗(yàn)程序 檢測(cè)設(shè)備操作指導(dǎo)檢測(cè)設(shè)備操作指導(dǎo) 測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確率測(cè)量

4、結(jié)果準(zhǔn)確率 被測(cè)對(duì)象（待檢品被測(cè)對(duì)象（待檢品 、過(guò)程參數(shù)）、過(guò)程參數(shù)） 測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果 2021-5-6bsj9 對(duì)測(cè)量過(guò)程的分析對(duì)測(cè)量過(guò)程的分析 設(shè)備（量具：制造設(shè)備（量具：制造/磨損誤差）磨損誤差）- 人員（熟練程度，認(rèn)真程度）人員（熟練程度，認(rèn)真程度）- 原材料（被測(cè)對(duì)象：本身差別）原材料（被測(cè)對(duì)象：本身差別）- 輸出輸出 操作過(guò)程操作過(guò)程- 環(huán)境（溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)）環(huán)境（溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)）- 從以上對(duì)測(cè)量過(guò)程的分析可以看出，在測(cè)量過(guò)程中存在大量的隨機(jī)因從以上對(duì)測(cè)量過(guò)程的分析可以看出，在測(cè)量過(guò)程中存在大量的隨機(jī)因 素的影響，使得測(cè)量過(guò)程的輸出素的影響，使得測(cè)量過(guò)程的輸出 -

5、 測(cè)量值也是隨機(jī)變量。測(cè)量值也是隨機(jī)變量。 共 同 作 用 測(cè)量值 2021-5-6bsj10 測(cè)量過(guò)程的變差 測(cè)量值測(cè)量值=被測(cè)特性被測(cè)特性+測(cè)量誤差，這些誤差來(lái)自于上頁(yè)所述。測(cè)量誤差，這些誤差來(lái)自于上頁(yè)所述。 因此我們可以通過(guò)測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)判斷一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)因此我們可以通過(guò)測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)判斷一個(gè)測(cè)量系統(tǒng) 是不是穩(wěn)定的，正常的。是不是穩(wěn)定的，正常的。 這跟用控制圖去判斷一個(gè)工序是不是受控的是一回事。這跟用控制圖去判斷一個(gè)工序是不是受控的是一回事。 但不同的是但不同的是spc所用的數(shù)據(jù)是隨時(shí)間變化而隨機(jī)得到的不所用的數(shù)據(jù)是隨時(shí)間變化而隨機(jī)得到的不 同產(chǎn)品的測(cè)量值，測(cè)量系統(tǒng)分析是針對(duì)已選的

6、標(biāo)準(zhǔn)樣件，同產(chǎn)品的測(cè)量值，測(cè)量系統(tǒng)分析是針對(duì)已選的標(biāo)準(zhǔn)樣件， 對(duì)樣件用相同的或不同的測(cè)量系統(tǒng)多次測(cè)量，得到了幾組對(duì)樣件用相同的或不同的測(cè)量系統(tǒng)多次測(cè)量，得到了幾組 測(cè)量值，根據(jù)得到的結(jié)果分析測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量。測(cè)量值，根據(jù)得到的結(jié)果分析測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量。 2021-5-6bsj11 二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 上頁(yè)我們知道，可以通測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)研究上頁(yè)我們知道，可以通測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)研究 測(cè)量系統(tǒng)，以判斷它是否正常。測(cè)量系統(tǒng)，以判斷它是否正常。 那么，測(cè)量系統(tǒng)具有哪些統(tǒng)計(jì)特征呢？我們看下那么，測(cè)量系統(tǒng)具有哪些統(tǒng)計(jì)特征呢？我們看下 面幾種：面幾種： 2021-5-6bsj12

7、二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 1、一個(gè)人，用一把量具，對(duì)同一個(gè)零件，、一個(gè)人，用一把量具，對(duì)同一個(gè)零件， 同一個(gè)被測(cè)特性，多次測(cè)量，得到的測(cè)量同一個(gè)被測(cè)特性，多次測(cè)量，得到的測(cè)量 值之間的差別，叫測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性。值之間的差別，叫測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性。 2021-5-6bsj13 二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 2、二個(gè)人或三個(gè)人，用同一把量具，以同、二個(gè)人或三個(gè)人，用同一把量具，以同 一人被測(cè)特性進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，所得到一人被測(cè)特性進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，所得到 的測(cè)量值之間的差別（一般用不同的測(cè)量的測(cè)量值之間的差別（一般用不同的測(cè)量 者所得到的測(cè)量值的平均值的差別來(lái)表者

8、所得到的測(cè)量值的平均值的差別來(lái)表 示），叫測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性誤差。示），叫測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性誤差。 2021-5-6bsj14 二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 3測(cè)量系統(tǒng)的偏倚：指對(duì)同一個(gè)被測(cè)特性多測(cè)量系統(tǒng)的偏倚：指對(duì)同一個(gè)被測(cè)特性多 次測(cè)量的平均值與基準(zhǔn)值的差值。次測(cè)量的平均值與基準(zhǔn)值的差值。 基準(zhǔn)值 觀測(cè)平均值 偏倚 2021-5-6bsj15 二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 4測(cè)量系統(tǒng)的線性測(cè)量系統(tǒng)的線性 許多量具都有不同工作范圍，當(dāng)量具在其工作范許多量具都有不同工作范圍，當(dāng)量具在其工作范 圍內(nèi)測(cè)量不同大小的值時(shí)，其偏倚可能是不同的。圍內(nèi)測(cè)量不同大小的值時(shí)，其偏倚

9、可能是不同的。 測(cè)量系統(tǒng)的線性便是表現(xiàn)量具在其工作范圍內(nèi)其測(cè)量系統(tǒng)的線性便是表現(xiàn)量具在其工作范圍內(nèi)其 偏倚變化規(guī)律的一個(gè)統(tǒng)計(jì)特性。偏倚變化規(guī)律的一個(gè)統(tǒng)計(jì)特性。 2021-5-6bsj16 二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性二、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 5測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性 測(cè)量系統(tǒng)在持續(xù)時(shí)間內(nèi)，測(cè)量同一基測(cè)量系統(tǒng)在持續(xù)時(shí)間內(nèi)，測(cè)量同一基 準(zhǔn)或零件的單一特性獲得的測(cè)量值總準(zhǔn)或零件的單一特性獲得的測(cè)量值總 變差。變差。 2021-5-6bsj17 三、測(cè)量系統(tǒng)的分辨率三、測(cè)量系統(tǒng)的分辨率 1 由設(shè)計(jì)決定的固有特性由設(shè)計(jì)決定的固有特性 測(cè)量或儀器輸出的最小刻度單位測(cè)量或儀器輸出的最小刻度單位 總是以測(cè)量

10、單位報(bào)告總是以測(cè)量單位報(bào)告 1：10經(jīng)驗(yàn)法則經(jīng)驗(yàn)法則 2021-5-6bsj18 四、測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究四、測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究 1、選取一個(gè)樣本，或選擇一個(gè)產(chǎn)品作為標(biāo)準(zhǔn)樣本，進(jìn)、選取一個(gè)樣本，或選擇一個(gè)產(chǎn)品作為標(biāo)準(zhǔn)樣本，進(jìn) 行穩(wěn)定性分析。行穩(wěn)定性分析。 2、定期（天、周）測(cè)量基準(zhǔn)樣品、定期（天、周）測(cè)量基準(zhǔn)樣品35次，記錄測(cè)結(jié)果。次，記錄測(cè)結(jié)果。 3、繪制控制圖。、繪制控制圖。 4、使用控制圖法，確定測(cè)量系統(tǒng)是受控還是失控。、使用控制圖法，確定測(cè)量系統(tǒng)是受控還是失控。 5、沒(méi)有用于穩(wěn)定性分析的數(shù)值或指數(shù)。、沒(méi)有用于穩(wěn)定性分析的數(shù)值或指數(shù)。 2021-5-6bsj19 五、偏倚研究方法指南五

11、、偏倚研究方法指南 確定偏倚的三種方法 方法方法基本計(jì)算公式基本計(jì)算公式功能特點(diǎn)功能特點(diǎn) 獨(dú)立樣本法獨(dú)立樣本法偏倚偏倚=觀測(cè)平均值觀測(cè)平均值基基 準(zhǔn)值準(zhǔn)值 獨(dú)立測(cè)定，簡(jiǎn)單快捷，獨(dú)立測(cè)定，簡(jiǎn)單快捷， 時(shí)間短。時(shí)間短。 線性線性偏倚聯(lián)合確定法偏倚聯(lián)合確定法偏倚偏倚=斜率斜率基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值+ 截距截距 聯(lián)合測(cè)定，雙管齊下，聯(lián)合測(cè)定，雙管齊下， 時(shí)間不長(zhǎng)，偏倚函數(shù)。時(shí)間不長(zhǎng)，偏倚函數(shù)。 穩(wěn)定性穩(wěn)定性偏倚聯(lián)合確定偏倚聯(lián)合確定 法法 偏倚偏倚=x-基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值聯(lián)合測(cè)定，雙管齊下，聯(lián)合測(cè)定，雙管齊下， 時(shí)間長(zhǎng)。時(shí)間長(zhǎng)。 2021-5-6bsj20 五、偏倚研究五、偏倚研究-獨(dú)立樣本法獨(dú)立樣本法 1、選擇一個(gè)零

12、件，在實(shí)驗(yàn)室里用高一級(jí)量具對(duì)其某、選擇一個(gè)零件，在實(shí)驗(yàn)室里用高一級(jí)量具對(duì)其某 一特性多次（一特性多次（n10次）測(cè)量，計(jì)算次）測(cè)量，計(jì)算n次觀測(cè)到的平均次觀測(cè)到的平均 值，將其平均值作為基準(zhǔn)值，假定一個(gè)零件的基準(zhǔn)值，將其平均值作為基準(zhǔn)值，假定一個(gè)零件的基準(zhǔn) 值為值為10。 2、讓一位評(píng)價(jià)人用待評(píng)定的量具以生產(chǎn)中實(shí)際的測(cè)、讓一位評(píng)價(jià)人用待評(píng)定的量具以生產(chǎn)中實(shí)際的測(cè) 量方法對(duì)該產(chǎn)品重復(fù)測(cè)量量方法對(duì)該產(chǎn)品重復(fù)測(cè)量n10次。次。 x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10x11x12x13x14x15 9.829.909.99.989.969.949.989.9610.0610.0410.0410.0

13、610.0410.0610.02 2021-5-6bsj21 3、計(jì)算、計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的平均值。個(gè)讀數(shù)的平均值。(x=9.984) 4、計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差、計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差(r)： r=10.06-9.82/3.5533=0.06754 2021-5-6bsj22 5、計(jì)算平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差、計(jì)算平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 b，確定偏倚，確定偏倚 的的t統(tǒng)計(jì)值統(tǒng)計(jì)值 偏倚=9.984-10=-0.016 b =0.06754/ =0.01743 t=-0.016/0.01743=-0.917 15 2021-5-6bsj23 6、計(jì)算偏倚為、計(jì)算偏倚為95%的置信度區(qū)間的上下限的置信度區(qū)間的上下限. -0.0

14、5430 0.0238 2021-5-6bsj24 7、判斷：如果、判斷：如果0落在偏倚值附近的落在偏倚值附近的1-就是就是 95%自信度區(qū)間內(nèi)，則偏倚是可接受的。自信度區(qū)間內(nèi)，則偏倚是可接受的。 (=0.05是預(yù)設(shè)定值，是預(yù)設(shè)定值，1-0.05即即0.95） 2021-5-6bsj25 六、線性研究指南六、線性研究指南 1、選擇、選擇5個(gè)零件，它們的測(cè)量值應(yīng)覆蓋量具的工個(gè)零件，它們的測(cè)量值應(yīng)覆蓋量具的工 作量程。作量程。 2、用高一級(jí)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)每個(gè)零件多次測(cè)量，取、用高一級(jí)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)每個(gè)零件多次測(cè)量，取 各自平均值作為基準(zhǔn)值，并確認(rèn)是覆蓋量具的工各自平均值作為基準(zhǔn)值，并確認(rèn)是覆蓋量具的工 作

15、量程。作量程。 3、讓經(jīng)常使用該量具的檢驗(yàn)員，用被研究的量、讓經(jīng)常使用該量具的檢驗(yàn)員，用被研究的量 具對(duì)每個(gè)零件測(cè)量具對(duì)每個(gè)零件測(cè)量m10次。次。 2021-5-6bsj26 4、計(jì)算每次測(cè)量的偏倚，以及每個(gè)、計(jì)算每次測(cè)量的偏倚，以及每個(gè) 零件的偏倚平均值零件的偏倚平均值 5、在線性圖上畫(huà)出相對(duì)于參考值的每個(gè)偏、在線性圖上畫(huà)出相對(duì)于參考值的每個(gè)偏 倚及偏倚平均值。倚及偏倚平均值。 2021-5-6bsj27 2021-5-6bsj28 6、應(yīng)用以下公式計(jì)算并畫(huà)出最適合的線及該線的自信度、應(yīng)用以下公式計(jì)算并畫(huà)出最適合的線及該線的自信度 區(qū)間。區(qū)間。 2021-5-6bsj29 7、畫(huà)出偏倚、畫(huà)出

16、偏倚=0的線，并對(duì)圖進(jìn)行評(píng)審，以的線，并對(duì)圖進(jìn)行評(píng)審，以 觀察是否存在特殊原因，以及線性是否可觀察是否存在特殊原因，以及線性是否可 接受。接受。 8、線性判斷、線性判斷:如果偏倚如果偏倚=0的整個(gè)直線都落的整個(gè)直線都落 在在95%置信度區(qū)間內(nèi)，則稱該測(cè)量系統(tǒng)是置信度區(qū)間內(nèi)，則稱該測(cè)量系統(tǒng)是 可接受的。可接受的。 2021-5-6bsj30 重復(fù)性和再現(xiàn)性（重復(fù)性和再現(xiàn)性（rr）研究）研究(平均值和極差法平均值和極差法) 一準(zhǔn)備和測(cè)量的步驟一準(zhǔn)備和測(cè)量的步驟 取取n5個(gè)樣本，一般為個(gè)樣本，一般為10個(gè)。根據(jù)檢驗(yàn)員的配置個(gè)。根據(jù)檢驗(yàn)員的配置 情況決定由二個(gè)還是三個(gè)檢驗(yàn)員來(lái)進(jìn)行研究。情況決定由二個(gè)還

17、是三個(gè)檢驗(yàn)員來(lái)進(jìn)行研究。 將樣件從將樣件從1到到10編號(hào)，零件編號(hào)不要讓檢驗(yàn)員看編號(hào)，零件編號(hào)不要讓檢驗(yàn)員看 到。到。 評(píng)價(jià)人評(píng)價(jià)人a以隨機(jī)順序測(cè)量以隨機(jī)順序測(cè)量10個(gè)零件，并將結(jié)果記個(gè)零件，并將結(jié)果記 錄在第錄在第1行。行。 評(píng)價(jià)人評(píng)價(jià)人b和和c依次測(cè)量這依次測(cè)量這10個(gè)零件，不要讓他們個(gè)零件，不要讓他們 知道別人的測(cè)量值，然后將結(jié)果分別記錄在第知道別人的測(cè)量值，然后將結(jié)果分別記錄在第6 行和第行和第11行。行。 用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)以上循環(huán)，并將數(shù)值用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)以上循環(huán)，并將數(shù)值 記錄在第記錄在第2、7和和12行，如查需要三次測(cè)量，則重行，如查需要三次測(cè)量，則重 復(fù)以上循環(huán)

18、，將數(shù)據(jù)記錄在第復(fù)以上循環(huán)，將數(shù)據(jù)記錄在第3、8和和13行中。行中。 2021-5-6bsj31 二、計(jì)算的步驟二、計(jì)算的步驟 2021-5-6bsj32 利用控制圖判斷測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度和測(cè)量過(guò) 程是否受控 1、均值圖中如果少于一半的點(diǎn)落在控制線之外，則測(cè)量系、均值圖中如果少于一半的點(diǎn)落在控制線之外，則測(cè)量系 統(tǒng)的有效分辨率不足，如選取的樣本不能代表預(yù)期的變差。統(tǒng)的有效分辨率不足，如選取的樣本不能代表預(yù)期的變差。 2021-5-6bsj33 2、極差圖中，如果某個(gè)檢驗(yàn)員有點(diǎn)落在控制線之極差圖中，如果某個(gè)檢驗(yàn)員有點(diǎn)落在控制線之 外，說(shuō)明她的測(cè)量方法與別人的不同，應(yīng)改進(jìn)其外，說(shuō)明她的測(cè)量方法與別人的不同，應(yīng)改進(jìn)其 測(cè)量方法。如果所有的檢驗(yàn)員都有一些點(diǎn)超出控測(cè)量方法。如果所有的檢驗(yàn)員都有一些點(diǎn)超出控 制線，則說(shuō)明該量具對(duì)于人的測(cè)量技術(shù)比較敏感，制線，則說(shuō)明該量具對(duì)于人的測(cè)量技術(shù)比較敏感， 需要改進(jìn)量具。需要改進(jìn)量具。 2021-5-6bsj34 2021-5-6bsj35 2021-5-6bsj36 2021-5-6bsj37 重復(fù)性和再現(xiàn)性的判定 變差類（99.73置信區(qū)間）占總變差的百分比 重復(fù)性設(shè)備變差ev %r&r10%：則該量具可接受； 10%r&r30%：需根據(jù)該 測(cè)量作業(yè)的重要程度來(lái)判定是否適 宜； %r&r30%：該量具不可接受。