MSA測(cè)量系統(tǒng)分析(第四版)（課堂PPT）

1、2021-12-61測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析 Measurement System Analysis 第四版 2010年6月發(fā)布2021-12-62MSA第四版發(fā)生了那些變化？第四版發(fā)生了那些變化？ 與MSA第三版相比，手冊(cè)的第四版沒(méi)有發(fā)生顯著的變化，只是補(bǔ)充提示了某些分析方法，使讀者更容易理解，同時(shí)也對(duì)一些使用者的常犯錯(cuò)誤做了重要的觀念澄清。 譬如：澄清MSA與校準(zhǔn)的關(guān)系、更清晰地定義測(cè)量決策、改進(jìn)了偏倚和線性內(nèi)容、重寫(xiě)了高級(jí)的MSA技術(shù)（包括破壞性試驗(yàn)）、計(jì)數(shù)型分析的更新、測(cè)量的不確定度和MSA、 APQP和MSA的關(guān)系等等。2021-12-63 本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)

2、語(yǔ) 測(cè)量測(cè)量（Measurement)Measurement)被定義為被定義為“對(duì)某具體事物賦對(duì)某具體事物賦予數(shù)字（或數(shù)值），以表示它們對(duì)于特定特性之間的予數(shù)字（或數(shù)值），以表示它們對(duì)于特定特性之間的關(guān)系關(guān)系”。這定義由。這定義由C.Eisenhart(1963)C.Eisenhart(1963)首次提出。賦予首次提出。賦予數(shù)字的過(guò)程被定義為測(cè)量過(guò)程，而指定的數(shù)值被定義數(shù)字的過(guò)程被定義為測(cè)量過(guò)程，而指定的數(shù)值被定義為測(cè)量值。為測(cè)量值。 量具量具（Gage)Gage)是指任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置。是指任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置。經(jīng)常是用在工廠現(xiàn)場(chǎng)的裝置，包括通經(jīng)常是用在工廠現(xiàn)場(chǎng)的裝置，包括通/

3、 /止規(guī)（止規(guī)（go/no go go/no go device)device)。 2021-12-64本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ) 測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)（Measurement System)Measurement System) 是對(duì)測(cè)量是對(duì)測(cè)量單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y(cè)的特性進(jìn)行評(píng)估，其所使用的單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y(cè)的特性進(jìn)行評(píng)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；也就是說(shuō)，用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果、環(huán)境和假設(shè)的集合；也就是說(shuō)，用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。的整個(gè)過(guò)程。 我們可以將測(cè)量過(guò)程看成一個(gè)制造過(guò)程，

4、其產(chǎn)生我們可以將測(cè)量過(guò)程看成一個(gè)制造過(guò)程，其產(chǎn)生的輸出就是數(shù)值（數(shù)據(jù)）。這樣看待一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是的輸出就是數(shù)值（數(shù)據(jù)）。這樣看待一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是很有用的，會(huì)使我們明白已經(jīng)說(shuō)明的所有的概念、原很有用的，會(huì)使我們明白已經(jīng)說(shuō)明的所有的概念、原理和工具。理和工具。2021-12-65本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)分辨力分辨力Discrimination、可讀性、可讀性Readability、分辨率分辨率Resolution 別名：最小可讀單位、測(cè)量解析度、最小刻度極限或探測(cè)的最小極限。 由設(shè)計(jì)所確定的固有特征。 一個(gè)儀器測(cè)量或輸出的最小刻度單位。 通常被顯示為測(cè)量單位。 10比1的比例法則。

5、2021-12-66本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)有效解析度有效解析度Effective resolution特定應(yīng)用條件下，一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)過(guò)程變差的敏感度?？梢詫?dǎo)致測(cè)量有用的輸出信號(hào)的最小輸入。通常被描述為一種測(cè)量單元?；鶞?zhǔn)值（基準(zhǔn)值（Reference value)某一物品的可接受數(shù)值。需要一個(gè)可操作的定義。常被用來(lái)替代真值使用。真值真值(True value)某一物品的真實(shí)數(shù)值。不可知且無(wú)法知道的。2021-12-67本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)位置變差位置變差（Location variation)準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度（Accuracy) 與真值或可接受的基準(zhǔn)值與

6、真值或可接受的基準(zhǔn)值“接接近近“的程度。的程度。 在在ASTM包括了位置及寬度誤包括了位置及寬度誤差的影響。差的影響。偏倚（偏倚（Bias) 觀測(cè)到的觀測(cè)到的測(cè)量值的平均值與基測(cè)量值的平均值與基準(zhǔn)值之間的差值。準(zhǔn)值之間的差值。2021-12-68 準(zhǔn)確度和精確度準(zhǔn)確度和精確度量具 A量具 B量具 CA 具有最佳準(zhǔn)確度B 具有最佳精確度C 的準(zhǔn)確度好于B量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值2021-12-69本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)穩(wěn)定性穩(wěn)定性(Stability) 隨時(shí)間變化的偏倚值。隨時(shí)間變化的偏倚值。 一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量過(guò)程在位置一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量過(guò)程在位置方面是處于統(tǒng)計(jì)

7、上受控狀態(tài)。方面是處于統(tǒng)計(jì)上受控狀態(tài)。 別名：漂移別名：漂移（drift)線性線性(linearity) 在量具正常工作量程內(nèi)的偏在量具正常工作量程內(nèi)的偏倚變化量。倚變化量。 多個(gè)獨(dú)立的偏倚誤差在量具多個(gè)獨(dú)立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關(guān)系。工作量程內(nèi)的關(guān)系。 是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成。是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成。2021-12-610本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)寬度變差寬度變差（Width variation)精確度精確度（Precision) 每個(gè)重復(fù)讀數(shù)之間的每個(gè)重復(fù)讀數(shù)之間的“接近接近”程度。程度。 是測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差所構(gòu)成。是測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差所構(gòu)成。 2021-

8、12-611本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)重復(fù)性重復(fù)性(Repeatability) 一個(gè)評(píng)價(jià)者使用一種測(cè)量一個(gè)評(píng)價(jià)者使用一種測(cè)量?jī)x器，對(duì)同一零件的某一特性進(jìn)儀器，對(duì)同一零件的某一特性進(jìn)行多次測(cè)量下的變差。行多次測(cè)量下的變差。 是在固定的和已定義的測(cè)量是在固定的和已定義的測(cè)量條件下，連續(xù)（短期內(nèi)）多次測(cè)條件下，連續(xù)（短期內(nèi)）多次測(cè)量中的變差。量中的變差。 通常被稱為通常被稱為E.V設(shè)備變差設(shè)備變差 。 (Eguipment Variation) 設(shè)備（量具）能力或潛能。設(shè)備（量具）能力或潛能。 系統(tǒng)內(nèi)部變差。系統(tǒng)內(nèi)部變差。2021-12-612本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了

9、以下術(shù)語(yǔ)再現(xiàn)性再現(xiàn)性(Reproducibility) 不同評(píng)價(jià)者使用相同的量具，不同評(píng)價(jià)者使用相同的量具，測(cè)量同一個(gè)零件的同一個(gè)特性的測(cè)測(cè)量同一個(gè)零件的同一個(gè)特性的測(cè)量平均值的變差。量平均值的變差。 通常被稱為通常被稱為A.V.評(píng)價(jià)者變差評(píng)價(jià)者變差(Appraiser Variation)。 系統(tǒng)之間（條件）的系統(tǒng)之間（條件）的 誤差。誤差。 在在ASTM E456-96包括：重包括：重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境及評(píng)價(jià)者影響。復(fù)性、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境及評(píng)價(jià)者影響。2021-12-613本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)GRR或量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性或量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性(Gage &R)

10、量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性：測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性的聯(lián)合估計(jì)值。 測(cè)量系統(tǒng)能力：取決于所用的方法，可能包括或不包括時(shí)間的影響。測(cè)量系統(tǒng)能力測(cè)量系統(tǒng)能力(Measurement System Capability) 測(cè)量系統(tǒng)變差的短期估計(jì)值。（例：“GRR”包括圖表法）2021-12-614本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)測(cè)量系統(tǒng)性能測(cè)量系統(tǒng)性能(Measurement System Performance) 測(cè)量系統(tǒng)變差的長(zhǎng)期估計(jì)值（例：長(zhǎng)期控制圖法）敏感度敏感度(Sensitivity) 能導(dǎo)致可探測(cè)到的輸出信號(hào)的最小輸入。 測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被測(cè)特性變化的感應(yīng)度。 取決于量具設(shè)計(jì)（分辨力）、

11、固有質(zhì)量（OEM）、使用期間的維修，以及測(cè)量?jī)x器與標(biāo)準(zhǔn)的操作情況。 通常被描述為一種測(cè)量單元。2021-12-615本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)一致性一致性(Consistency) 隨時(shí)間重復(fù)性變化的程度。 一致的測(cè)量過(guò)程是在寬度（變差）方面處于統(tǒng)計(jì)上受控狀態(tài)。均一性均一性(Uniformity) 在正常工作范圍內(nèi)重復(fù)性的變化。 重復(fù)性的同義詞。2021-12-616本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)本手冊(cè)中使用了以下術(shù)語(yǔ)系統(tǒng)變差系統(tǒng)變差 （System Variation) 測(cè)量系統(tǒng)的變差可分類為：能力能力(Capability) 短期內(nèi)讀數(shù)的變化量 。性能性能(performance

12、) 長(zhǎng)期讀數(shù)的變化量。以總變差(total variation)為基礎(chǔ)。不確定度不確定度(Uncertainty) 有關(guān)被測(cè)值的數(shù)值估計(jì)范圍，相信真值都被包括在該范圍內(nèi)。 測(cè)量系統(tǒng)必須穩(wěn)定并且一致測(cè)量系統(tǒng)必須穩(wěn)定并且一致, ,測(cè)量系統(tǒng)的總變差的所測(cè)量系統(tǒng)的總變差的所有特征是假設(shè)該系統(tǒng)穩(wěn)定并且一致。有特征是假設(shè)該系統(tǒng)穩(wěn)定并且一致。2021-12-617 測(cè)量系統(tǒng)的誤差測(cè)量系統(tǒng)的誤差 測(cè)量系統(tǒng)誤差可以分成五種類型：測(cè)量系統(tǒng)誤差可以分成五種類型： 偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性 測(cè)量過(guò)程變差測(cè)量過(guò)程變差: : 對(duì)大多數(shù)測(cè)量過(guò)程而言，總測(cè)量變差通常被描述為對(duì)大多數(shù)

13、測(cè)量過(guò)程而言，總測(cè)量變差通常被描述為正態(tài)分布。正態(tài)概率被設(shè)想成測(cè)量系統(tǒng)分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。正態(tài)分布。正態(tài)概率被設(shè)想成測(cè)量系統(tǒng)分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。 事實(shí)上，有一些測(cè)量系統(tǒng)并不是正態(tài)分布，如果仍事實(shí)上，有一些測(cè)量系統(tǒng)并不是正態(tài)分布，如果仍假設(shè)該測(cè)量系統(tǒng)為正態(tài)分布，假設(shè)該測(cè)量系統(tǒng)為正態(tài)分布，MSAMSA的分析方法可能會(huì)過(guò)高的分析方法可能會(huì)過(guò)高評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)誤差評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)誤差; ;因此應(yīng)充分識(shí)別和評(píng)價(jià)。因此應(yīng)充分識(shí)別和評(píng)價(jià)。2021-12-618不好的零件永遠(yuǎn)視為不好的零件不好的零件永遠(yuǎn)視為不好的零件可能做出潛在的錯(cuò)誤決定可能做出潛在的錯(cuò)誤決定好零件永遠(yuǎn)被視為好零件好零件永遠(yuǎn)被視為好零件“取偽取偽”、“棄真棄

14、真”的過(guò)程發(fā)生在的過(guò)程發(fā)生在區(qū)域。區(qū)域。測(cè)量系統(tǒng)誤差的影響測(cè)量系統(tǒng)誤差的影響2021-12-619測(cè)量系統(tǒng)誤差的影響測(cè)量系統(tǒng)誤差的影響 從位置的角度去考慮，偏倚、線性、穩(wěn)定從位置的角度去考慮，偏倚、線性、穩(wěn)定性為位置的誤差，如圖：性為位置的誤差，如圖： 針對(duì)基準(zhǔn)值的位移。針對(duì)基準(zhǔn)值的位移。 從寬度的角度去考慮，重復(fù)性、再現(xiàn)性從寬度的角度去考慮，重復(fù)性、再現(xiàn)性為寬度的誤差。隨著為寬度的誤差。隨著 寬度加寬，寬度加寬，區(qū)域增區(qū)域增 大。大。2021-12-620測(cè)量系統(tǒng)共有的統(tǒng)計(jì)特性測(cè)量系統(tǒng)共有的統(tǒng)計(jì)特性 依據(jù)用途，每個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可能要求具備不依據(jù)用途，每個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可能要求具備不同的統(tǒng)計(jì)特性，但以下

15、幾個(gè)特性應(yīng)是所有的測(cè)同的統(tǒng)計(jì)特性，但以下幾個(gè)特性應(yīng)是所有的測(cè)量系統(tǒng)共有的：量系統(tǒng)共有的： 1.測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中，這意味測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中，這意味著測(cè)量系統(tǒng)中的變差只能由普通原因而不是由著測(cè)量系統(tǒng)中的變差只能由普通原因而不是由特殊原因造成；特殊原因造成； 2.測(cè)量系統(tǒng)的變差必須小于制造過(guò)程的變測(cè)量系統(tǒng)的變差必須小于制造過(guò)程的變差；差； 3.測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)變差必須小于過(guò)程變差測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)變差必須小于過(guò)程變差和公差帶兩者中最小者，一般為其和公差帶兩者中最小者，一般為其1/101/10。 2021-12-621 測(cè)量系統(tǒng)的接受準(zhǔn)則測(cè)量系統(tǒng)的接受準(zhǔn)則 對(duì)測(cè)量系統(tǒng)予以接受的通用準(zhǔn)則是：

16、對(duì)測(cè)量系統(tǒng)予以接受的通用準(zhǔn)則是：低于低于10%10%的誤差的誤差 通常被認(rèn)為是一個(gè)可接受的測(cè)量系統(tǒng)。通常被認(rèn)為是一個(gè)可接受的測(cè)量系統(tǒng)。10%10%到到30%30%的誤差的誤差根據(jù)應(yīng)用的重要性、測(cè)量裝置的成本、根據(jù)應(yīng)用的重要性、測(cè)量裝置的成本、維修費(fèi)用等，可能是可接受的。維修費(fèi)用等，可能是可接受的。大于大于30%30%誤差誤差考慮為不可接受，應(yīng)盡各種力量以改進(jìn)該考慮為不可接受，應(yīng)盡各種力量以改進(jìn)該測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)。另外，由測(cè)量系統(tǒng)對(duì)過(guò)程進(jìn)行劃分的區(qū)別分類數(shù)（另外，由測(cè)量系統(tǒng)對(duì)過(guò)程進(jìn)行劃分的區(qū)別分類數(shù)（ndcndc）應(yīng)能大于或等于應(yīng)能大于或等于5 5。2021-12-622測(cè)量系統(tǒng)分析計(jì)劃測(cè)量系

17、統(tǒng)分析計(jì)劃過(guò)程名稱 分析項(xiàng)目測(cè)量系統(tǒng)偏倚線性穩(wěn)定性重復(fù)性再現(xiàn)性負(fù)責(zé)人/日期卡尺硬度儀金相顯微鏡萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)2021-12-623測(cè)量系統(tǒng)研究偏倚2021-12-624什么是偏倚 偏倚是指對(duì)相同零件偏倚是指對(duì)相同零件上同一特性的觀測(cè)的平均上同一特性的觀測(cè)的平均值與基準(zhǔn)值的差異。值與基準(zhǔn)值的差異。 它是由所有已知或未它是由所有已知或未知的變差來(lái)源共同影響的知的變差來(lái)源共同影響的總偏差所造成?？偲钏斐伞?021-12-625偏倚產(chǎn)生的原因造成過(guò)份偏倚的可能原因有：造成過(guò)份偏倚的可能原因有：計(jì)量器具需要校準(zhǔn)計(jì)量器具需要校準(zhǔn) 計(jì)量器具或相關(guān)夾具磨損計(jì)量器具或相關(guān)夾具磨損磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤

18、差磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定線性誤差（譬如測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同的點(diǎn)，零件的內(nèi)在變差所線性誤差（譬如測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同的點(diǎn)，零件的內(nèi)在變差所 造成的線性誤差。）造成的線性誤差。）使用了錯(cuò)誤的量具使用了錯(cuò)誤的量具不同的測(cè)量方法不同的測(cè)量方法 設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù) 2021-12-626測(cè)量錯(cuò)誤的特性測(cè)量錯(cuò)誤的特性（量具或零件）變形（量具或零件）變形環(huán)境變化環(huán)境變化溫度、濕度、振動(dòng)、清潔的影響溫度、濕度、振動(dòng)、清潔的影響錯(cuò)誤的假設(shè)，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)錯(cuò)誤的假設(shè)，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)應(yīng)用應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯(cuò)零件數(shù)量、位

19、置、操作者技能、疲勞、觀察錯(cuò)誤（易讀性、視差）誤（易讀性、視差）偏倚產(chǎn)生的原因2021-12-627偏倚的分析程序偏倚的分析程序偏倚的分析程序1.11.1按生產(chǎn)過(guò)程所要求的檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容和檢驗(yàn)按生產(chǎn)過(guò)程所要求的檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容和檢驗(yàn)規(guī)定，從生產(chǎn)過(guò)程中選取一個(gè)零件作為樣品。規(guī)定，從生產(chǎn)過(guò)程中選取一個(gè)零件作為樣品。1.2 1.2 首先確定所檢查零件特性的基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)值首先確定所檢查零件特性的基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)值應(yīng)盡可能通過(guò)更高一級(jí)的計(jì)量裝置或在工具室、應(yīng)盡可能通過(guò)更高一級(jí)的計(jì)量裝置或在工具室、全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上確定。確定的讀數(shù)應(yīng)與量具全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上確定。確定的讀數(shù)應(yīng)與量具R RR R研究中的評(píng)價(jià)人的觀察平

20、均值（研究中的評(píng)價(jià)人的觀察平均值（X Xa a 、X Xb b、 X Xc c）進(jìn)行比較。進(jìn)行比較。2021-12-628偏倚的分析程序1.31.3如果不可能按上述方法對(duì)樣件進(jìn)行測(cè)量，可采用下面如果不可能按上述方法對(duì)樣件進(jìn)行測(cè)量，可采用下面的替代方法。的替代方法。 在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)零件進(jìn)行精密測(cè)量在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)零件進(jìn)行精密測(cè)量，確定基準(zhǔn)值。，確定基準(zhǔn)值。1.41.4讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少十讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少十次，并記錄結(jié)果。次，并記錄結(jié)果。1.51.5計(jì)算讀數(shù)的平均值。平均值與基準(zhǔn)值之間的差值為該計(jì)算讀數(shù)的平均值。平均值

21、與基準(zhǔn)值之間的差值為該測(cè)量系統(tǒng)的偏倚。測(cè)量系統(tǒng)的偏倚。2021-12-629偏倚的分析程序1.6 1.6 計(jì)算出偏倚占過(guò)程變差的百分率：計(jì)算出偏倚占過(guò)程變差的百分率：偏倚偏倚%=100|%=100|偏倚偏倚|/|/過(guò)程變差過(guò)程變差 1.7 1.7 對(duì)偏倚的分析結(jié)果應(yīng)寫(xiě)出書(shū)面報(bào)告。對(duì)偏倚的分析結(jié)果應(yīng)寫(xiě)出書(shū)面報(bào)告。1.8 1.8 如果偏倚大于如果偏倚大于10%10%，應(yīng)進(jìn)行原因分析。，應(yīng)進(jìn)行原因分析。2021-12-630偏倚的分析程序1.9 1.9 偏倚過(guò)大的原因可能是：偏倚過(guò)大的原因可能是： 基準(zhǔn)的誤差，基準(zhǔn)的誤差， 零件的磨損；零件的磨損； 量具尺寸不對(duì)；量具尺寸不對(duì)； 測(cè)量了錯(cuò)誤的特性；測(cè)

22、量了錯(cuò)誤的特性； 量具沒(méi)有正確校準(zhǔn)；量具沒(méi)有正確校準(zhǔn)； 評(píng)價(jià)人量具使用不當(dāng)?shù)?。評(píng)價(jià)人量具使用不當(dāng)?shù)取?.10 1.10 針對(duì)具體的原因，采取相應(yīng)的措施，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)具體的原因，采取相應(yīng)的措施，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。2021-12-631 確定偏倚的指南確定偏倚的指南 - 獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法研究程序研究程序 1.選取一個(gè)樣件，得出一個(gè)可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)選取一個(gè)樣件，得出一個(gè)可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不可能，選擇一件落在生產(chǎn)測(cè)量范圍中間的生值。如果不可能，選擇一件落在生產(chǎn)測(cè)量范圍中間的生產(chǎn)件產(chǎn)件 ，指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測(cè)量這指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測(cè)

23、量這個(gè)零件個(gè)零件 n10n10次，并計(jì)算出次，并計(jì)算出n n次讀數(shù)的平均值；把這個(gè)平次讀數(shù)的平均值；把這個(gè)平均值作為基準(zhǔn)值。均值作為基準(zhǔn)值。 2. 2.讓一個(gè)評(píng)價(jià)人，以工作狀態(tài)通常的方法測(cè)量這個(gè)樣件讓一個(gè)評(píng)價(jià)人，以工作狀態(tài)通常的方法測(cè)量這個(gè)樣件1010次以上。次以上。 3. 3.相對(duì)于基準(zhǔn)值，將數(shù)據(jù)畫(huà)出直方圖。評(píng)審直方圖，確相對(duì)于基準(zhǔn)值，將數(shù)據(jù)畫(huà)出直方圖。評(píng)審直方圖，確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常；如果沒(méi)有，繼續(xù)分析。定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常；如果沒(méi)有，繼續(xù)分析。2021-12-632確定偏倚的指南確定偏倚的指南 - 獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法4.4.計(jì)算該評(píng)價(jià)人計(jì)算該評(píng)價(jià)人n n個(gè)讀數(shù)的個(gè)讀數(shù)

24、的均值。公式如右均值。公式如右 ： 5.5.計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差。其中其中 d2* 可以從附錄可以從附錄c c中查中查到，到，g g1 1，m m n nnxxnii12021-12-633確定偏倚的指南確定偏倚的指南 - 獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法6.6.確定偏倚的確定偏倚的 t t 統(tǒng)計(jì)量：統(tǒng)計(jì)量：偏倚觀測(cè)測(cè)量平均值基準(zhǔn)值偏倚觀測(cè)測(cè)量平均值基準(zhǔn)值 其中其中r=r=重復(fù)性重復(fù)性7.7.如果如果 0 0 落在圍繞偏倚值落在圍繞偏倚值1- 1- 置信區(qū)間以內(nèi)置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在，偏倚在 水平是可接受的。水平是可接受的。 d2，d2*和和v可以在附錄可以在附錄c 中查到，中查到， g

25、 g =1，m=nnrb偏 倚 bt = 2021-12-634獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法 范例范例 計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值=6.00， =0.05 g=1 d2*=3.55 n（m） 平均值平均值 x 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差r r/重復(fù)性重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)誤差的標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值平均值b b測(cè)量值測(cè)量值 15 6.0067 0.225140.05813t 統(tǒng)計(jì)量統(tǒng)計(jì)量 df自由自由度度顯著顯著t t值值（2 2尾）查尾）查t t分布分位表分布分位表偏倚偏倚95%95%偏倚置信區(qū)間偏倚置信區(qū)間低值低值高值高值測(cè)量值測(cè)量值0.115310.810.82.2062.2060.0067-0.121570.1349720

26、21-12-635獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法 范例范例 一名制造工程師評(píng)價(jià)了一個(gè)用于過(guò)程監(jiān)控一名制造工程師評(píng)價(jià)了一個(gè)用于過(guò)程監(jiān)控的新測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量設(shè)備的一項(xiàng)分析證明該測(cè)的新測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量設(shè)備的一項(xiàng)分析證明該測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有線性誤差的問(wèn)題，該工程師只需對(duì)量系統(tǒng)沒(méi)有線性誤差的問(wèn)題，該工程師只需對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的偏倚進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)。根據(jù)過(guò)程變測(cè)量系統(tǒng)的偏倚進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)。根據(jù)過(guò)程變差的實(shí)際情況，他從測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取差的實(shí)際情況，他從測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取了一個(gè)零件；通過(guò)對(duì)該零件進(jìn)行了全尺寸測(cè)量了一個(gè)零件；通過(guò)對(duì)該零件進(jìn)行了全尺寸測(cè)量確定了它的參考值，然后由主要操作者測(cè)量該確定了它的參考值，然后由主要操作者測(cè)量

27、該零件零件15次。次。2021-12-636獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法 范例范例 請(qǐng)計(jì)算請(qǐng)計(jì)算基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值=6.00， =0.05 g=1 d2*=3.55 n (m）平均值平均值 x 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差r r/重復(fù)性重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)誤差的標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值平均值b b測(cè)量值測(cè)量值 15 t 統(tǒng)計(jì)量統(tǒng)計(jì)量df顯著顯著t t值值（2 2尾）尾）偏倚偏倚95%95%偏倚置信區(qū)間偏倚置信區(qū)間 低值低值 高值高值測(cè)量值測(cè)量值2021-12-637獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法 范例范例2021-12-638獨(dú)立樣件法獨(dú)立樣件法 范例范例 由于由于 0 落在偏倚置信度區(qū)間內(nèi)（落在偏倚置信度區(qū)間內(nèi)（- 0.12157- 0.12157

28、， 0.134970.13497），則結(jié)論是：假設(shè)這測(cè)量的偏倚是可接受），則結(jié)論是：假設(shè)這測(cè)量的偏倚是可接受的，即在實(shí)際使用時(shí)，也將不會(huì)帶來(lái)額外的變差來(lái)源的，即在實(shí)際使用時(shí)，也將不會(huì)帶來(lái)額外的變差來(lái)源。 附表：附表： 與平均極差的分布有關(guān)的數(shù)值與平均極差的分布有關(guān)的數(shù)值 t t 分布分位數(shù)分布分位數(shù)t t 1 1- - （n）表表 自由度自由度=df=v=n2021-12-639確定偏倚的指南確定偏倚的指南 -控制圖法控制圖法 如果用如果用 X&R圖或用圖或用 X&s圖來(lái)衡量穩(wěn)定性，其數(shù)據(jù)也圖來(lái)衡量穩(wěn)定性，其數(shù)據(jù)也可以用來(lái)進(jìn)行偏倚的評(píng)價(jià)。在偏倚被評(píng)價(jià)之前，控制圖可以用來(lái)進(jìn)行偏倚

29、的評(píng)價(jià)。在偏倚被評(píng)價(jià)之前，控制圖分析應(yīng)該表明這測(cè)量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。分析應(yīng)該表明這測(cè)量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。 具體程序：具體程序： 1.取得一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。取得一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果這個(gè)樣品不可獲得，選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)如果這個(gè)樣品不可獲得，選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的生產(chǎn)零件作為偏倚分析的樣本。在工具間測(cè)量這個(gè)零的生產(chǎn)零件作為偏倚分析的樣本。在工具間測(cè)量這個(gè)零件件n10次并計(jì)算這次并計(jì)算這n個(gè)數(shù)據(jù)的均值。把這個(gè)均值作為個(gè)數(shù)據(jù)的均值。把這個(gè)均值作為“基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值”。2021-12-640確定偏倚的指南確定偏倚的指南 -控制圖法控制圖法 2. 2.

30、將測(cè)量的數(shù)據(jù)相對(duì)于基準(zhǔn)值畫(huà)出直方圖。評(píng)審直將測(cè)量的數(shù)據(jù)相對(duì)于基準(zhǔn)值畫(huà)出直方圖。評(píng)審直方圖，以專業(yè)知識(shí)確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。方圖，以專業(yè)知識(shí)確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒(méi)有，繼續(xù)進(jìn)行分析。如果沒(méi)有，繼續(xù)進(jìn)行分析。 3. 3.利用測(cè)量穩(wěn)定性的那些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。從控制圖利用測(cè)量穩(wěn)定性的那些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。從控制圖得到得到 x x ， 4. 4.從從 x x 減去基準(zhǔn)值計(jì)算出偏倚，減去基準(zhǔn)值計(jì)算出偏倚， 偏倚偏倚 = = x x 基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值 5. 5.用平均極差計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差用平均極差計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差 重復(fù)性重復(fù)性 = = R/ R/ d2* （ d2* 依據(jù)依據(jù)m和和g g

31、，見(jiàn)附錄見(jiàn)附錄c）2021-12-641確定偏倚的指南確定偏倚的指南 -控制圖法控制圖法 6.6.確定偏倚的確定偏倚的 t t 統(tǒng)計(jì)量統(tǒng)計(jì)量 （偏倚的不確定度由（偏倚的不確定度由b b給出給出） 其中其中 是是 g g 和和 mm的乘積，的乘積， g g代表子組容量，代表子組容量，mm代表代表子組數(shù)量。子組數(shù)量。 7. 7.如果如果 0 0 落在圍繞偏倚值的落在圍繞偏倚值的 1- 1- 置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在 水平內(nèi)可被接受。水平內(nèi)可被接受。 2021-12-642 確定偏倚的指南確定偏倚的指南 -控制圖法控制圖法 確定的確定的 水平依賴于敏感度水平，而敏感度水平是水平依賴于敏感

32、度水平，而敏感度水平是用來(lái)評(píng)價(jià)用來(lái)評(píng)價(jià)/控制該生產(chǎn)過(guò)程并且與產(chǎn)品控制該生產(chǎn)過(guò)程并且與產(chǎn)品/生產(chǎn)過(guò)程的損失生產(chǎn)過(guò)程的損失函數(shù)（敏感度曲線）相關(guān)聯(lián)。如果函數(shù)（敏感度曲線）相關(guān)聯(lián)。如果 水平不是用默認(rèn)值水平不是用默認(rèn)值0.050.05（95%95%置信度）則必須得到顧客的同意。置信度）則必須得到顧客的同意。2021-12-643控制圖法舉例控制圖法舉例 對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)值對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)值 6.01的零件進(jìn)行穩(wěn)定性研究（見(jiàn)的零件進(jìn)行穩(wěn)定性研究（見(jiàn)MSA手冊(cè)手冊(cè)p72頁(yè)圖頁(yè)圖 9），所有樣本（），所有樣本（20個(gè)子組）的個(gè)子組）的 總平均值總平均值是是 6.021。因而計(jì)算偏倚值為。因而計(jì)算偏倚值為 0.011。

33、 使用電子表格和統(tǒng)計(jì)軟件，研究者產(chǎn)生了數(shù)值分析使用電子表格和統(tǒng)計(jì)軟件，研究者產(chǎn)生了數(shù)值分析結(jié)果。（見(jiàn)表結(jié)果。（見(jiàn)表 4） 因?yàn)橐驗(yàn)?0 落在偏倚置信區(qū)間（落在偏倚置信區(qū)間（- 0.0800 ，0.1020） 內(nèi)，過(guò)程小組可以假設(shè)測(cè)量偏倚是可以接受的，同時(shí)假內(nèi)，過(guò)程小組可以假設(shè)測(cè)量偏倚是可以接受的，同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo)致附加變差源。定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo)致附加變差源。2021-12-644控制圖法舉例控制圖法舉例2021-12-645偏倚研究的分析偏倚研究的分析如果偏倚在統(tǒng)計(jì)上非如果偏倚在統(tǒng)計(jì)上非 0，尋找以下可能的原因：，尋找以下可能的原因：標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢查標(biāo)準(zhǔn)程序標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢查標(biāo)準(zhǔn)

34、程序儀器磨損。儀器磨損。儀器制造尺寸有誤儀器制造尺寸有誤儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性儀器未得到完善的校準(zhǔn)，評(píng)審校準(zhǔn)程序儀器未得到完善的校準(zhǔn)，評(píng)審校準(zhǔn)程序評(píng)價(jià)人設(shè)備操作不當(dāng)評(píng)價(jià)人設(shè)備操作不當(dāng)儀器修正驗(yàn)算不正確儀器修正驗(yàn)算不正確 2021-12-646偏倚研究的分析偏倚研究的分析 如果測(cè)量系統(tǒng)偏倚非如果測(cè)量系統(tǒng)偏倚非 0 0，應(yīng)該可以通過(guò)硬件、軟件，應(yīng)該可以通過(guò)硬件、軟件或兩項(xiàng)同時(shí)調(diào)整再校準(zhǔn)達(dá)到或兩項(xiàng)同時(shí)調(diào)整再校準(zhǔn)達(dá)到0 0，如果偏倚不能調(diào)整到，如果偏倚不能調(diào)整到0 0，也仍然可以通過(guò)改變程序（如用偏倚調(diào)整每個(gè)讀數(shù)）使也仍然可以通過(guò)改變程序（如用偏倚調(diào)整每個(gè)讀數(shù)）使用。由于存在評(píng)價(jià)人較

35、高誤差的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該在取得顧客用。由于存在評(píng)價(jià)人較高誤差的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該在取得顧客同意后方可使用這種方法。同意后方可使用這種方法。 2021-12-647 測(cè)量系統(tǒng)研究線性2021-12-648什么是線性？什么是線性？ 線性線性在設(shè)備的預(yù)期操作（測(cè)量）范圍內(nèi)偏倚的不在設(shè)備的預(yù)期操作（測(cè)量）范圍內(nèi)偏倚的不同被稱為線性，線性被認(rèn)為是關(guān)于偏倚大小的變化。同被稱為線性，線性被認(rèn)為是關(guān)于偏倚大小的變化。 2021-12-649線性以各種形式出現(xiàn)線性以各種形式出現(xiàn) 注意不可接受的線性可能以各種形式出現(xiàn)。不要注意不可接受的線性可能以各種形式出現(xiàn)。不要假定一個(gè)常量偏倚。假定一個(gè)常量偏倚。 2021-12-650導(dǎo)致

36、線性的原因?qū)е戮€性的原因?qū)е聦?dǎo)致線性誤差的原因可能包括：線性誤差的原因可能包括：儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時(shí)間間隔，儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時(shí)間間隔，儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；缺乏維護(hù)（通風(fēng)、動(dòng)力、液壓、過(guò)濾器、銹蝕、清潔缺乏維護(hù)（通風(fēng)、動(dòng)力、液壓、過(guò)濾器、銹蝕、清潔）磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差；磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差；校準(zhǔn)不當(dāng)、儀器質(zhì)量差或應(yīng)用錯(cuò)誤的量具；校準(zhǔn)不當(dāng)、儀器質(zhì)量差或應(yīng)用錯(cuò)誤的量具；不同的測(cè)量方法不同的測(cè)量方法設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；量具或零件隨零件尺寸變化的變形；量具或零件隨零件尺寸變化的變形；違背假定，在應(yīng)用常

37、量上出錯(cuò)，違背假定，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)，零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯(cuò)誤等。零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯(cuò)誤等。 2021-12-651線性研究實(shí)例線性研究實(shí)例研究實(shí)例研究實(shí)例 一名工程師希望對(duì)過(guò)程采用新測(cè)量系統(tǒng)。作為一名工程師希望對(duì)過(guò)程采用新測(cè)量系統(tǒng)。作為PPAPPPAP的一部分，需要評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的線性。的一部分，需要評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的線性。 1. 1.基于以證明的過(guò)程變差，在測(cè)量系統(tǒng)的全部工作基于以證明的過(guò)程變差，在測(cè)量系統(tǒng)的全部工作量程范圍內(nèi)選取了量程范圍內(nèi)選取了g5g5個(gè)零件。個(gè)零件。 2. 2.通過(guò)對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)從而確定它們的通過(guò)對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)從而確

38、定它們的參考值。參考值。 3. 3.然后由主要操作者對(duì)每個(gè)零件測(cè)量然后由主要操作者對(duì)每個(gè)零件測(cè)量m 10m 10次。在次。在分析中，這些零件是隨機(jī)抽取的。分析中，這些零件是隨機(jī)抽取的。2021-12-652線性研究實(shí)例線性研究實(shí)例線性研究數(shù)據(jù)零件基準(zhǔn)值123452.004.006.008.0010.00測(cè)量次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809

39、.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.402021-12-653線性研究實(shí)例線性研究實(shí)例 4.4.計(jì)算每次測(cè)量的零件偏倚及零件偏倚均值。計(jì)算每次測(cè)量的零件偏倚及零件偏倚均值。 5. 5.在線性圖上畫(huà)出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均在線性圖上畫(huà)出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值（見(jiàn)圖）值（見(jiàn)圖）2021-12-654線性研究實(shí)例線性研究實(shí)例線性研究數(shù)據(jù)的分析零件基準(zhǔn)值123452.004.006.008.0010.00偏倚

40、10.701.1-0.2-0.4-0.920.50-0.1-0.3-0.3-0.730.400.2-0.1-0.2-0.540.501-0.1-0.3-0.750.70-0.20.0-0.2-0.660.30-0.10.1-0.2-0.570.50-0.10.0-0.2-0.580.50-0.10.1-0.3-0.590.40-0.10.4-0.2-0.4100.400.00.3-0.5-0.8110.600.10.0-0.4-0.7120.40-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616672021-12-655線性研究數(shù)據(jù)線性研究

41、作圖分析 2021-12-656線性計(jì)算 6.6.用下面等式計(jì)算和畫(huà)出最佳擬合線和置信帶：用下面等式計(jì)算和畫(huà)出最佳擬合線和置信帶： 2021-12-657線性計(jì)算 對(duì)于給定的對(duì)于給定的X Xo o ， 水平置信帶是：水平置信帶是：2021-12-658線性計(jì)算 擬合優(yōu)度可用來(lái)推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的線性關(guān)擬合優(yōu)度可用來(lái)推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的線性關(guān)系。我們可以從它得出它們之間是否有線性關(guān)系的結(jié)系。我們可以從它得出它們之間是否有線性關(guān)系的結(jié)論，如果有，是否可接受。論，如果有，是否可接受。2021-12-659 線性計(jì)算 線性是由最佳擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)度（線性是由最佳擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)

42、度（R R2 2）的值確定的。一般地，斜率越低，量具線性越好的值確定的。一般地，斜率越低，量具線性越好；相反斜率越大，量具線性越差。；相反斜率越大，量具線性越差。2021-12-660測(cè)量系統(tǒng)研究測(cè)量系統(tǒng)研究穩(wěn)定性穩(wěn)定性 2021-12-661測(cè)量系統(tǒng)研究測(cè)量系統(tǒng)研究穩(wěn)定性穩(wěn)定性 穩(wěn)定性（或飄移）穩(wěn)定性（或飄移）是指在一段長(zhǎng)期時(shí)間下是指在一段長(zhǎng)期時(shí)間下，用相同的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)，用相同的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)同一基準(zhǔn)或零件的同一同一基準(zhǔn)或零件的同一特性進(jìn)行測(cè)量所獲得的特性進(jìn)行測(cè)量所獲得的總變差。也就是說(shuō)，穩(wěn)總變差。也就是說(shuō)，穩(wěn)定性是這定性是這 整個(gè)時(shí)間的偏整個(gè)時(shí)間的偏倚變化。倚變化。2021-12-662造成不

43、穩(wěn)定性的可能因素造成不穩(wěn)定性的可能因素儀器需要校準(zhǔn)，縮短校準(zhǔn)周期，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；儀器、設(shè)備或夾具的磨損；正常的老化或損壞；正常的老化或損壞；維護(hù)保養(yǎng)不好維護(hù)保養(yǎng)不好空氣、動(dòng)力、過(guò)濾器、塵土、清潔空氣、動(dòng)力、過(guò)濾器、塵土、清潔；基準(zhǔn)件的磨損或損壞，基準(zhǔn)件的誤差；基準(zhǔn)件的磨損或損壞，基準(zhǔn)件的誤差；不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定；不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定；儀器質(zhì)量不好儀器質(zhì)量不好- 設(shè)計(jì)或符合性；設(shè)計(jì)或符合性；不同的測(cè)量方法不同的測(cè)量方法- 作業(yè)準(zhǔn)備、加緊、加載、技巧；作業(yè)準(zhǔn)備、加緊、加載、技巧；環(huán)境變化環(huán)境變化-溫度、濕度、振動(dòng)、清潔；溫度、濕度、振動(dòng)、清潔；應(yīng)

44、用應(yīng)用- 零件數(shù)量、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差等。零件數(shù)量、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差等。2021-12-663 進(jìn)行研究的方法進(jìn)行研究的方法 n取得一樣件并建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。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(wú)法取得這樣的樣件，則選擇一件落在生產(chǎn)測(cè)如果無(wú)法取得這樣的樣件，則選擇一件落在生產(chǎn)測(cè)量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準(zhǔn)樣件以進(jìn)行量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準(zhǔn)樣件以進(jìn)行穩(wěn)定性分析。跟蹤測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，不要求該已穩(wěn)定性分析。跟蹤測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，不要求該已知的參考值。知的參考值。n以一定的周期基礎(chǔ)（每天或每周）測(cè)量基準(zhǔn)件以一定的周期基礎(chǔ)（每天或每周）測(cè)量基

45、準(zhǔn)件3535次。抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)該取決于對(duì)測(cè)量體系統(tǒng)的次。抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)該取決于對(duì)測(cè)量體系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)：包括要求重新校準(zhǔn)或維修的頻率如何、使用認(rèn)識(shí)：包括要求重新校準(zhǔn)或維修的頻率如何、使用測(cè)量系統(tǒng)的頻率，以及操作條件的重要性等。應(yīng)該測(cè)量系統(tǒng)的頻率，以及操作條件的重要性等。應(yīng)該在不同條件下取得多次讀值，以代表測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)在不同條件下取得多次讀值，以代表測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際使用情況。際使用情況。n將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫(huà)在均值極差或均值標(biāo)準(zhǔn)差圖上將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫(huà)在均值極差或均值標(biāo)準(zhǔn)差圖上。2021-12-664進(jìn)行研究的方法進(jìn)行研究的方法結(jié)果分析結(jié)果分析-圖示法圖示法n建立控制限，使用控制圖分析法來(lái)評(píng)價(jià)是否

46、有不受建立控制限，使用控制圖分析法來(lái)評(píng)價(jià)是否有不受控或不穩(wěn)定的情況?？鼗虿环€(wěn)定的情況。結(jié)果分析結(jié)果分析-數(shù)值法數(shù)值法4)除了通常的控制圖分析法外，沒(méi)有用于穩(wěn)定性分析除了通常的控制圖分析法外，沒(méi)有用于穩(wěn)定性分析的特定數(shù)值分析或指數(shù)。的特定數(shù)值分析或指數(shù)。2021-12-665 進(jìn)行研究的范例進(jìn)行研究的范例 為了確定某一新測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是否可為接受為了確定某一新測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是否可為接受，研究小組選取了生產(chǎn)過(guò)程輸出范圍中接近中間值的，研究小組選取了生產(chǎn)過(guò)程輸出范圍中接近中間值的一個(gè)零件。該零件被送到了測(cè)量試驗(yàn)室，經(jīng)測(cè)量參考一個(gè)零件。該零件被送到了測(cè)量試驗(yàn)室，經(jīng)測(cè)量參考值確定為值確定為6.01。

47、小組每班次測(cè)量該零件。小組每班次測(cè)量該零件5次，共測(cè)量次，共測(cè)量了四周（了四周（20個(gè)子組）；收集到所有數(shù)據(jù)后，畫(huà)出了均個(gè)子組）；收集到所有數(shù)據(jù)后，畫(huà)出了均值極差圖。值極差圖。2021-12-666進(jìn)行研究的范例進(jìn)行研究的范例2021-12-667進(jìn)行研究的范例進(jìn)行研究的范例 控制圖分析表明該測(cè)量過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，因?yàn)榭刂茍D分析表明該測(cè)量過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，因?yàn)闆](méi)有明顯可見(jiàn)的特殊原因結(jié)果發(fā)生。沒(méi)有明顯可見(jiàn)的特殊原因結(jié)果發(fā)生。 這控制圖的標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值是這控制圖的標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值是 R/dR/d2 2。2021-12-668測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性分析測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性分析（R & R

48、R & R）2021-12-669什么是重復(fù)性？什么是重復(fù)性？ 傳統(tǒng)上把重復(fù)性看作傳統(tǒng)上把重復(fù)性看作“評(píng)價(jià)人內(nèi)變異性評(píng)價(jià)人內(nèi)變異性”。重復(fù)。重復(fù)性是由性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量變差同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量變差 。它是設(shè)備本它是設(shè)備本身固有的變差或性能。身固有的變差或性能。 重復(fù)性一般指儀器的變差（重復(fù)性一般指儀器的變差（EV）。）。 事實(shí)上，重復(fù)性是從規(guī)定的測(cè)量條件下連續(xù)試驗(yàn)事實(shí)上，重復(fù)性是從規(guī)定的測(cè)量條件下連續(xù)試驗(yàn)得到的普通原因（隨機(jī)誤差）變差。當(dāng)測(cè)量環(huán)境是固得到的普通原因（隨機(jī)誤差）變差

49、。當(dāng)測(cè)量環(huán)境是固定的定的 ，并且被規(guī)定了，并且被規(guī)定了 即固定的零件、儀器、標(biāo)準(zhǔn)、即固定的零件、儀器、標(biāo)準(zhǔn)、方法、操作者、環(huán)境和假設(shè)時(shí)，對(duì)于重復(fù)性最好的術(shù)方法、操作者、環(huán)境和假設(shè)時(shí)，對(duì)于重復(fù)性最好的術(shù)語(yǔ)是系統(tǒng)內(nèi)部變差。語(yǔ)是系統(tǒng)內(nèi)部變差。 2021-12-670什么是重復(fù)性？什么是重復(fù)性？ 重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量變差時(shí)獲得的測(cè)量變差 。 2021-12-671重復(fù)性不好的可能原因是什么？重復(fù)性不好的可能原因是什么？ 重復(fù)性不好的可能原因包括：重復(fù)性不好的可能原因包括：零件

50、內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品的一致性問(wèn)題；零件內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品的一致性問(wèn)題；儀器內(nèi)部：磨損、設(shè)備和夾緊裝置故障、質(zhì)量差或維護(hù)不當(dāng)；儀器內(nèi)部：磨損、設(shè)備和夾緊裝置故障、質(zhì)量差或維護(hù)不當(dāng)；基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級(jí)別、磨損；基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級(jí)別、磨損；方法方法 內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)整、夾緊、點(diǎn)密度的變差；內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)整、夾緊、點(diǎn)密度的變差；評(píng)價(jià)人內(nèi)部：技術(shù)、缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作技能、培訓(xùn)、疲勞、感覺(jué)；評(píng)價(jià)人內(nèi)部：技術(shù)、缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作技能、培訓(xùn)、疲勞、感覺(jué)；環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動(dòng)、亮度、清潔度的短期起伏變化；環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動(dòng)、亮度、清潔度的短期起伏

51、變化；違背假定：在穩(wěn)定、正確操作方面；違背假定：在穩(wěn)定、正確操作方面；儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好；儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好；應(yīng)用錯(cuò)誤的量具；應(yīng)用錯(cuò)誤的量具；（量具或零件）變形，硬度不足；（量具或零件）變形，硬度不足；應(yīng)用應(yīng)用-零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察誤差（易讀性、視差）零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察誤差（易讀性、視差）。 2021-12-672什么是再現(xiàn)性？什么是再現(xiàn)性？ 傳統(tǒng)上把再現(xiàn)性看作傳統(tǒng)上把再現(xiàn)性看作“評(píng)價(jià)人之間評(píng)價(jià)人之間”的變異。再的變異。再現(xiàn)性通常定義為現(xiàn)性通常定義為 由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)

52、量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。器，測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。 ASTM（美國(guó)實(shí)驗(yàn)及材料協(xié)會(huì)）的定義超出上述美國(guó)實(shí)驗(yàn)及材料協(xié)會(huì)）的定義超出上述定義范圍，它不僅包括評(píng)價(jià)人不同，而且量具、實(shí)驗(yàn)定義范圍，它不僅包括評(píng)價(jià)人不同，而且量具、實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境（溫度、濕度）也不同，同時(shí)再現(xiàn)性計(jì)算中室和環(huán)境（溫度、濕度）也不同，同時(shí)再現(xiàn)性計(jì)算中還包括重復(fù)性。還包括重復(fù)性。 2021-12-673再現(xiàn)性錯(cuò)誤的潛在原因再現(xiàn)性錯(cuò)誤的潛在原因再現(xiàn)性錯(cuò)誤的潛在原因包括：再現(xiàn)性錯(cuò)誤的潛在原因包括：零件（樣品）之間零件（樣品）之間 ：使用相同的儀器、操作者和方法，測(cè)量零件：使用相同的儀器、操作者和方法，

53、測(cè)量零件為為A、B、C時(shí)所造成的均值差；時(shí)所造成的均值差；儀器之間：同樣的零件、操作者和環(huán)境，使用儀器為儀器之間：同樣的零件、操作者和環(huán)境，使用儀器為 A、B、C時(shí)時(shí)所造成的均值差；所造成的均值差；標(biāo)準(zhǔn)之間：測(cè)量過(guò)程中不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響；標(biāo)準(zhǔn)之間：測(cè)量過(guò)程中不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響；方法之間：改變點(diǎn)密度，手動(dòng)與自動(dòng)系統(tǒng)相比，零點(diǎn)調(diào)整，夾持方法之間：改變點(diǎn)密度，手動(dòng)與自動(dòng)系統(tǒng)相比，零點(diǎn)調(diào)整，夾持或加緊方法等導(dǎo)致的的均值差；或加緊方法等導(dǎo)致的的均值差；評(píng)價(jià)人之間評(píng)價(jià)人之間 ：不同評(píng)價(jià)人：不同評(píng)價(jià)人A、B、C在培訓(xùn)、技術(shù)、技能和經(jīng)驗(yàn)方在培訓(xùn)、技術(shù)、技能和經(jīng)驗(yàn)方面的不同所造成的均值差。對(duì)于產(chǎn)品及

54、過(guò)程中使用一臺(tái)手動(dòng)測(cè)量面的不同所造成的均值差。對(duì)于產(chǎn)品及過(guò)程中使用一臺(tái)手動(dòng)測(cè)量?jī)x器的情況，常進(jìn)行這種研究。儀器的情況，常進(jìn)行這種研究。2021-12-674再現(xiàn)性錯(cuò)誤的潛在原因再現(xiàn)性錯(cuò)誤的潛在原因環(huán)境之間：在環(huán)境之間：在A、B、C不同的時(shí)間段內(nèi)測(cè)量，由于環(huán)境變化引起不同的時(shí)間段內(nèi)測(cè)量，由于環(huán)境變化引起 的均值差。對(duì)較高自動(dòng)化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過(guò)程中的測(cè)量系統(tǒng)常進(jìn)行的均值差。對(duì)較高自動(dòng)化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過(guò)程中的測(cè)量系統(tǒng)常進(jìn)行這種研究；這種研究；違背研究中的假定；違背研究中的假定；儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性；儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性；操作者的訓(xùn)練效果；操作者的訓(xùn)練效果；應(yīng)用應(yīng)用-零件尺寸、位置、觀察誤差（易讀

55、性、視差）。零件尺寸、位置、觀察誤差（易讀性、視差）。 需要說(shuō)明需要說(shuō)明ASTM采用的定義與采用的定義與 MSA手冊(cè)手冊(cè) 的定義有不同之處。的定義有不同之處。按照按照ASTM標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備保持在原有狀態(tài)時(shí)（一名操作者，一個(gè)量具標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備保持在原有狀態(tài)時(shí)（一名操作者，一個(gè)量具，小段時(shí)間內(nèi)），重復(fù)性就會(huì)是好的，而再現(xiàn)性則體現(xiàn)更典型的，有小段時(shí)間內(nèi)），重復(fù)性就會(huì)是好的，而再現(xiàn)性則體現(xiàn)更典型的，有多種來(lái)源的變差的操作環(huán)境。多種來(lái)源的變差的操作環(huán)境。2021-12-675量具量具 R&R R&R 或或 GRRGRR 量具量具R&RR&R是重復(fù)性是重復(fù)性和再現(xiàn)性合成變差的一和再

56、現(xiàn)性合成變差的一個(gè)估計(jì)。換句話說(shuō)，個(gè)估計(jì)。換句話說(shuō)，GRRGRR等于系統(tǒng)內(nèi)部和系等于系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的方差的總和。統(tǒng)之間的方差的總和。2021-12-676測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&RR&R 對(duì)量具重復(fù)性和再現(xiàn)性的分析方法有多種，此處對(duì)量具重復(fù)性和再現(xiàn)性的分析方法有多種，此處規(guī)定均值和極差法的分析方法。值得注意的是，均值規(guī)定均值和極差法的分析方法。值得注意的是，均值和極差分析方法忽略了被測(cè)量的對(duì)象零件的內(nèi)變差（和極差分析方法忽略了被測(cè)量的對(duì)象零件的內(nèi)變差（如零件的圓度、錐度、平面度等）。如零件的圓度、錐度、平面度等）。 均值和極差法（均值和極差法（X XR R）是一種提供測(cè)

57、量系統(tǒng)重復(fù)是一種提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法。不象極差法，它允許把性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法。不象極差法，它允許把測(cè)量系統(tǒng)分成兩部分，重復(fù)性和再現(xiàn)性，而不是它們測(cè)量系統(tǒng)分成兩部分，重復(fù)性和再現(xiàn)性，而不是它們的交互作用。的交互作用。2021-12-677測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法（均值和極差法（X XR R） 由分析人員從現(xiàn)場(chǎng)抽取由分析人員從現(xiàn)場(chǎng)抽取1010個(gè)零件，作為樣本，代個(gè)零件，作為樣本，代表過(guò)程變差的實(shí)際或預(yù)期范圍。表過(guò)程變差的實(shí)際或預(yù)期范圍。 指定三位在生產(chǎn)中實(shí)施測(cè)量的檢驗(yàn)人員作為評(píng)價(jià)指定三位在生產(chǎn)中實(shí)施測(cè)量的檢驗(yàn)人員作為評(píng)價(jià)人。對(duì)抽取

58、的人。對(duì)抽取的10 10 個(gè)零件進(jìn)行編號(hào)，評(píng)價(jià)人應(yīng)不能看到個(gè)零件進(jìn)行編號(hào)，評(píng)價(jià)人應(yīng)不能看到這些編號(hào)。這些編號(hào)。2021-12-678測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法（均值和極差法（X XR R） 請(qǐng)?jiān)u價(jià)人請(qǐng)?jiān)u價(jià)人A A以隨機(jī)的順序測(cè)量抽取的以隨機(jī)的順序測(cè)量抽取的1010個(gè)零件，個(gè)零件，由分析人員依據(jù)零件的編號(hào)將測(cè)量結(jié)果記錄在量具由分析人員依據(jù)零件的編號(hào)將測(cè)量結(jié)果記錄在量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表上。請(qǐng)?jiān)u價(jià)人重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表上。請(qǐng)?jiān)u價(jià)人B B和和C C分別對(duì)這分別對(duì)這1010個(gè)零件按隨機(jī)的順序進(jìn)行測(cè)量，并讓他們互不知道個(gè)零件按隨機(jī)的順序進(jìn)行測(cè)量，并讓他們互不知道

59、對(duì)方的測(cè)量結(jié)果。由分析人員將評(píng)價(jià)人對(duì)方的測(cè)量結(jié)果。由分析人員將評(píng)價(jià)人B B和和C C的測(cè)量結(jié)的測(cè)量結(jié)果分別按量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表的對(duì)應(yīng)關(guān)系果分別按量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表的對(duì)應(yīng)關(guān)系填寫(xiě)記錄數(shù)據(jù)。填寫(xiě)記錄數(shù)據(jù)。 2021-12-679測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法均值和極差法2021-12-680收集數(shù)據(jù)后的計(jì)算 依據(jù)表格量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表進(jìn)行計(jì)算。依據(jù)表格量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表進(jìn)行計(jì)算。a a）用第用第1 1、2 2、3 3行中的最大值減去它們中的最小值，把行中的最大值減去它們中的最小值，把結(jié)果記入第結(jié)果記入第5 5行。用第行。用第6 6、7 7

60、、8 8行中的最大值減去它們行中的最大值減去它們中的最小值，把結(jié)果記入第中的最小值，把結(jié)果記入第1010行。用第行。用第1111、1212、1313行中的最大值減去它們中的最小值，把結(jié)果記入第行中的最大值減去它們中的最小值，把結(jié)果記入第1515行；行； b b）把填入把填入5 5、1010、1515行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)；行的數(shù)據(jù)變?yōu)檎龜?shù)； c c）把第把第5 5行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到評(píng)價(jià)人行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到評(píng)價(jià)人A A的測(cè)量平均極差的測(cè)量平均極差RaRa。同樣對(duì)第同樣對(duì)第1010行、第行、第1515行的數(shù)據(jù)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到進(jìn)行處理得到R Rb b和和 RcRc；2021-12-681測(cè)量系統(tǒng)分析測(cè)量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法（均值和極差法（X XR R） d d）將第將第5 5、1010、1515行的測(cè)量平均極差（行的測(cè)量