五大工具之——MSA培訓(xùn)教材

1、測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析 Measurement System Analysis 第四版 2010年6月發(fā)布2021-12-71品保部:JesenQin2017年3月測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析 Measurement System Analysis 第四版 2010年6月發(fā)布2021-12-72MSA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，手冊的第四版沒有發(fā)生顯著的變化，只是補充提示了某些分析方法，使讀者更容易理解，同時也對一些使用者的常犯錯誤做了重要的觀念澄清。 譬如：澄清MSA與校準(zhǔn)的關(guān)系、更清晰地定義測量決策、改進了偏倚和線性內(nèi)容、重寫了高級的MSA技術(shù)（包括破壞

2、性試驗）、計數(shù)型分析的更新、測量的不確定度和MSA、 APQP和MSA的關(guān)系等等。2021-12-732021-12-74 本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語 測量測量（Measurement)Measurement)被定義為被定義為“對某具體事物賦對某具體事物賦予數(shù)字（或數(shù)值），以表示它們對于特定特性之間的予數(shù)字（或數(shù)值），以表示它們對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。賦首次提出。賦予數(shù)字的過程被定義為測量過程，而指定的數(shù)值被定予數(shù)字的過程被定義為測量過程，而指定的數(shù)值被定義為測量值。義為測量

3、值。 量具量具（Gage)Gage)是指任何用來獲得測量結(jié)果的裝置。是指任何用來獲得測量結(jié)果的裝置。經(jīng)常是用在工廠現(xiàn)場的裝置，包括通經(jīng)常是用在工廠現(xiàn)場的裝置，包括通/ /止規(guī)（止規(guī)（go/no go/no go device)go device)。 本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語 測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)（Measurement System)Measurement System) 是對測是對測量單元進行量化或?qū)Ρ粶y的特性進行評估，其所使量單元進行量化或?qū)Ρ粶y的特性進行評估，其所使用的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件用的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的

4、集合；也就是說，用來獲得、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；也就是說，用來獲得測量結(jié)果的整個過程。測量結(jié)果的整個過程。 我們可以將測量過程看成一個制造過程，其產(chǎn)我們可以將測量過程看成一個制造過程，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，會使我們明白已經(jīng)說明的所有的概統(tǒng)是很有用的，會使我們明白已經(jīng)說明的所有的概念、原理和工具。念、原理和工具。2021-12-75本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語分辨力分辨力Discrimination、可讀性、可讀性Readability、分辨率分辨率Resolution 別名：最小可讀單位、測量

5、解析度、最小刻度極限或探測的最小極限。 由設(shè)計所確定的固有特征。 一個儀器測量或輸出的最小刻度單位。 通常被顯示為測量單位。 10比1的比例法則。2021-12-76本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語有效解析度有效解析度Effective resolution特定應(yīng)用條件下，一個測量系統(tǒng)對過程變差的敏感度。可以導(dǎo)致測量有用的輸出信號的最小輸入。通常被描述為一種測量單元?；鶞?zhǔn)值（基準(zhǔn)值（Reference value)某一物品的可接受數(shù)值。需要一個可操作的定義。常被用來替代真值使用。真值真值(True value)某一物品的真實數(shù)值。不可知且無法知道的。2021-12-772021-1

6、2-78本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語位置變差位置變差（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) 觀測到的觀測到的測量值的平均值與基測量值的平均值與基準(zhǔn)值之間的差值。準(zhǔn)值之間的差值。92021-12-7 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的均值本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以

7、下術(shù)語穩(wěn)定性穩(wěn)定性(Stability) 隨時間變化的偏倚值。隨時間變化的偏倚值。 一個穩(wěn)定的測量過程在位置一個穩(wěn)定的測量過程在位置方面是處于統(tǒng)計上受控狀態(tài)。方面是處于統(tǒng)計上受控狀態(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。 多個獨立的偏倚誤差在量具多個獨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。 是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成。是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成。2021-12-7102021-12-711本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語寬度變差寬度變差（Width variation

8、)精確度精確度（Precision) 每個重復(fù)讀數(shù)之間的每個重復(fù)讀數(shù)之間的“接近接近”程度。程度。 是測量系統(tǒng)的隨機誤差所構(gòu)成。是測量系統(tǒng)的隨機誤差所構(gòu)成。 本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語重復(fù)性重復(fù)性(Repeatability) 一個評價者使用一種測量一個評價者使用一種測量儀器，對同一零件的某一特性進儀器，對同一零件的某一特性進行多次測量下的變差。行多次測量下的變差。 是在固定的和已定義的測量是在固定的和已定義的測量條件下，連續(xù)（短期內(nèi)）多次測條件下，連續(xù)（短期內(nèi)）多次測量中的變差。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 Variat

9、ion) 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。2021-12-712本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語再現(xiàn)性再現(xiàn)性(Reproducibility) 不同評價者使用相同的量具，不同評價者使用相同的量具，測量同一個零件的同一個特性的測測量同一個零件的同一個特性的測量平均值的變差。量平均值的變差。 通常被稱為通常被稱為A.V.評價者變差評價者變差(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、實驗室、環(huán)境及評價者影響。復(fù)性、實驗室、環(huán)境及評價者影響

10、。2021-12-713本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語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) 量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性的聯(lián)合估計值。 測量系統(tǒng)能力：取決于所用的方法，可能包括或不包括時間的影響。測量系統(tǒng)能力測量系統(tǒng)能力(Measurement System Capability) 測量系統(tǒng)變差的短期估計值。（例：“GRR”包括圖表法）2021-12-714本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語2021-12-715測量系統(tǒng)性能測量系統(tǒng)性能(Measurement System Performance) 測量系統(tǒng)變差的

11、長期估計值（例：長期控制圖法）敏感度敏感度(Sensitivity) 能導(dǎo)致可探測到的輸出信號的最小輸入。 測量系統(tǒng)對被測特性變化的感應(yīng)度。 取決于量具設(shè)計（分辨力）、固有質(zhì)量（OEM）、使用期間的維修，以及測量儀器與標(biāo)準(zhǔn)的操作情況。 通常被描述為一種測量單元。本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語一致性一致性(Consistency) 隨時間重復(fù)性變化的程度。 一致的測量過程是在寬度（變差）方面處于統(tǒng)計上受控狀態(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。2021-12-716本手冊中使用了以下術(shù)語本手冊中使用了以下術(shù)語系統(tǒng)變差系統(tǒng)變差 （S

12、ystem Variation) 測量系統(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) 長期讀數(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)被測值的數(shù)值估計范圍，相信真值都被包括在該范圍內(nèi)。 測量系統(tǒng)必須穩(wěn)定并且一致測量系統(tǒng)必須穩(wěn)定并且一致, ,測量系統(tǒng)的總變差的所測量系統(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。2021-12-7172021-12-718 測量系統(tǒng)的誤差測量系統(tǒng)的誤差 測量系統(tǒng)誤差可以分成五種類型：測量系統(tǒng)誤差可以分

13、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 測量過程變差測量過程變差: : 對大多數(shù)測量過程而言，總測量變差通常被描述為對大多數(shù)測量過程而言，總測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)想成測量系統(tǒng)分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。 事實上，有一些測量系統(tǒng)并不是正態(tài)分布，如果仍事實上，有一些測量系統(tǒng)并不是正態(tài)分布，如果仍假設(shè)該測量系統(tǒng)為正態(tài)分布，假設(shè)該測量系統(tǒng)為正態(tài)分布，MSAMSA的分析方法可能會過高的分析方法可能會過高評價測量系統(tǒng)誤差評價測量系統(tǒng)誤差; ;因此應(yīng)充分識別和評價。因此應(yīng)充分識別和評價。2021-12-71

14、9不好的零件永遠視為不好的零件不好的零件永遠視為不好的零件可能做出潛在的錯誤決定可能做出潛在的錯誤決定好零件永遠被視為好零件好零件永遠被視為好零件“取偽取偽”、“棄真棄真”的過程發(fā)生在的過程發(fā)生在區(qū)域。區(qū)域。測量系統(tǒng)誤差的影響測量系統(tǒng)誤差的影響2021-12-720測量系統(tǒng)誤差的影響測量系統(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： 針對基準(zhǔn)值的位移。針對基準(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

15、大。大。2021-12-721測量系統(tǒng)共有的統(tǒng)計特性測量系統(tǒng)共有的統(tǒng)計特性 依據(jù)用途，每個測量系統(tǒng)可能要求具備不同的依據(jù)用途，每個測量系統(tǒng)可能要求具備不同的統(tǒng)計特性，但以下幾個特性應(yīng)是所有的測量系統(tǒng)共統(tǒng)計特性，但以下幾個特性應(yīng)是所有的測量系統(tǒng)共有的：有的： 1.測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中，這意味著測測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中，這意味著測量系統(tǒng)中的變差只能由普通原因而不是由特殊原因量系統(tǒng)中的變差只能由普通原因而不是由特殊原因造成；造成； 2.測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程的變差；測量系統(tǒng)的變差必須小于制造過程的變差； 3.測量系統(tǒng)的隨機變差必須小于過程變差和公測量系統(tǒng)的隨機變差必須小于過程變差和

16、公差帶兩者中最小者，一般為其差帶兩者中最小者，一般為其1/101/10。 2021-12-722 測量系統(tǒng)的接受準(zhǔn)則測量系統(tǒng)的接受準(zhǔn)則 對測量系統(tǒng)予以接受的通用準(zhǔn)則是：對測量系統(tǒng)予以接受的通用準(zhǔn)則是：低于低于10%10%的誤差的誤差 通常被認為是一個可接受的測量系統(tǒng)。通常被認為是一個可接受的測量系統(tǒng)。10%10%到到30%30%的誤差的誤差根據(jù)應(yīng)用的重要性、測量裝置的成本、根據(jù)應(yīng)用的重要性、測量裝置的成本、維修費用等，可能是可接受的。維修費用等，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)盡各種力量以改進該考慮為不可接受，應(yīng)盡各種力量以改進該測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)。另外，由測量系

17、統(tǒng)對過程進行劃分的區(qū)別分類數(shù)（另外，由測量系統(tǒng)對過程進行劃分的區(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。2021-12-723測量系統(tǒng)分析計劃測量系統(tǒng)分析計劃過程名稱 分析項目測量系統(tǒng)偏倚線性穩(wěn)定性重復(fù)性再現(xiàn)性負責(zé)人/日期卡尺硬度儀金相顯微鏡萬能材料試驗機2021-12-724測量系統(tǒng)研究偏倚2021-12-725什么是偏倚 偏倚是指對相同零件偏倚是指對相同零件上同一特性的觀測的平均上同一特性的觀測的平均值與基準(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源共同影響的知的變差來源共同影響的總偏差所造成?？偲钏斐?。2021-12-726偏倚

18、產(chǎn)生的原因造成過份偏倚的可能原因有：造成過份偏倚的可能原因有：n計量器具需要校準(zhǔn)計量器具需要校準(zhǔn) n 計量器具或相關(guān)夾具磨損計量器具或相關(guān)夾具磨損n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n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n線性誤差（譬如測量兩個不同的點，零件的內(nèi)在變差所線性誤差（譬如測量兩個不同的點，零件的內(nèi)在變差所 造成的線性誤差。）造成的線性誤差。）n使用了錯誤的量具使用了錯誤的量具n不同的測量方法不同的測量方法 設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù) 2021-12-727測量錯誤的特性測量錯誤的特性（量具或零件）變形（量具或零件）變形環(huán)境

19、變化環(huán)境變化溫度、濕度、振動、清潔的影響溫度、濕度、振動、清潔的影響錯誤的假設(shè)，在應(yīng)用常量上出錯錯誤的假設(shè)，在應(yīng)用常量上出錯應(yīng)用應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯誤（易讀性、視差）誤（易讀性、視差）偏倚產(chǎn)生的原因2021-12-728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)過程所要求的檢驗項目、內(nèi)容和檢驗按生產(chǎn)過程所要求的檢驗項目、內(nèi)容和檢驗規(guī)定，從生產(chǎn)過程中選取一個零件作為樣品。規(guī)定，從生產(chǎn)過程中選取一個零件作為樣品。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)盡可能通過更

20、高一級的計量裝置或在工具室、應(yīng)盡可能通過更高一級的計量裝置或在工具室、全尺寸檢驗設(shè)備上確定。確定的讀數(shù)應(yīng)與量具全尺寸檢驗設(shè)備上確定。確定的讀數(shù)應(yīng)與量具R RR R研究中的評價人的觀察平均值（研究中的評價人的觀察平均值（X Xa a 、X Xb b、 X Xc c）進行比較。進行比較。2021-12-729偏倚的分析程序1.31.3如果不可能按上述方法對樣件進行測量，可采用下面如果不可能按上述方法對樣件進行測量，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設(shè)備上對零件進行精密測量在工具室或全尺寸檢驗設(shè)備上對零件進行精密測量，確定基準(zhǔn)值。，確定基準(zhǔn)值。1.41.4讓一位評價人用正被評價

21、的量具測量同一零件至少十讓一位評價人用正被評價的量具測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計算讀數(shù)的平均值。平均值與基準(zhǔn)值之間的差值為該計算讀數(shù)的平均值。平均值與基準(zhǔn)值之間的差值為該測量系統(tǒng)的偏倚。測量系統(tǒng)的偏倚。2021-12-730偏倚的分析程序1.6 1.6 計算出偏倚占過程變差的百分率：計算出偏倚占過程變差的百分率：偏倚偏倚%=100|%=100|偏倚偏倚|/|/過程變差過程變差 1.7 1.7 對偏倚的分析結(jié)果應(yīng)寫出書面報告。對偏倚的分析結(jié)果應(yīng)寫出書面報告。1.8 1.8 如果偏倚大于如果偏倚大于10%10%，應(yīng)進行原因分析。，應(yīng)進行原因分析。2021-12-

22、731偏倚的分析程序1.9 1.9 偏倚過大的原因可能是：偏倚過大的原因可能是：n 基準(zhǔn)的誤差，基準(zhǔn)的誤差，n 零件的磨損；零件的磨損；n 量具尺寸不對；量具尺寸不對；n 測量了錯誤的特性；測量了錯誤的特性；n 量具沒有正確校準(zhǔn)；量具沒有正確校準(zhǔn)；n 評價人量具使用不當(dāng)?shù)?。評價人量具使用不當(dāng)?shù)取?.10 1.10 針對具體的原因，采取相應(yīng)的措施，對測量系統(tǒng)進行改進。針對具體的原因，采取相應(yīng)的措施，對測量系統(tǒng)進行改進。2021-12-732 確定偏倚的指南確定偏倚的指南 - 獨立樣件法獨立樣件法研究程序研究程序 1.選取一個樣件，得出一個可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)選取一個樣件，得出一個可追溯到相關(guān)標(biāo)

23、準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不可能，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生值。如果不可能，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)件產(chǎn)件 ，指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測量這指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測量這個零件個零件 n10n10次，并計算出次，并計算出n n次讀數(shù)的平均值；把這個平次讀數(shù)的平均值；把這個平均值作為基準(zhǔn)值。均值作為基準(zhǔn)值。 2. 2.讓一個評價人，以工作狀態(tài)通常的方法測量這個樣件讓一個評價人，以工作狀態(tài)通常的方法測量這個樣件1010次以上。次以上。 3. 3.相對于基準(zhǔn)值，將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方圖，確相對于基準(zhǔn)值，將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方圖，確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常；如

24、果沒有，繼續(xù)分析。定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常；如果沒有，繼續(xù)分析。2021-12-733確定偏倚的指南確定偏倚的指南 - 獨立樣件法獨立樣件法4.4.計算該評價人計算該評價人n n個讀數(shù)的個讀數(shù)的均值。公式如右均值。公式如右 ： 5.5.計算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差計算可重復(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 nnxxnii12021-12-734確定偏倚的指南確定偏倚的指南 - 獨立樣件法獨立樣件法6.6.確定偏倚的確定偏倚的 t t 統(tǒng)計量：統(tǒng)計量：偏倚觀測測量平均值基準(zhǔn)值偏倚觀測測量平均值基準(zhǔn)值 其中其中r=r=重復(fù)性重復(fù)性7.7.

25、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 g =1，m=nnrb偏 倚 bt = 2021-12-735獨立樣件法獨立樣件法 范例范例 計算結(jié)果計算結(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測量值測量值 15 6.0067 0.225140.05813t 統(tǒng)計量統(tǒng)計量 df自由度自由度顯著顯著t t值值（2 2尾）查尾

26、）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量值測量值0.115310.810.82.2062.2060.0067-0.121570.134972021-12-736獨立樣件法獨立樣件法 范例范例 一名制造工程師評價了一個用于過程監(jiān)控一名制造工程師評價了一個用于過程監(jiān)控的新測量系統(tǒng)。測量設(shè)備的一項分析證明該測的新測量系統(tǒng)。測量設(shè)備的一項分析證明該測量系統(tǒng)沒有線性誤差的問題，該工程師只需對量系統(tǒng)沒有線性誤差的問題，該工程師只需對測量系統(tǒng)的偏倚進行研究和評價。根據(jù)過程變測量系統(tǒng)的偏倚進行研究和評價。根據(jù)過程變差的實際情況，他從測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取差

27、的實際情況，他從測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取了一個零件；通過對該零件進行了全尺寸測量了一個零件；通過對該零件進行了全尺寸測量確定了它的參考值，然后由主要操作者測量該確定了它的參考值，然后由主要操作者測量該零件零件15次。次。2021-12-737獨立樣件法獨立樣件法 范例范例 請計算請計算基準(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測量值測量值 15 t 統(tǒng)計量統(tǒng)計量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 高值高值測量值測量值20

28、21-12-738獨立樣件法獨立樣件法 范例范例2021-12-739獨立樣件法獨立樣件法 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， 0.134970.13497），則結(jié)論是：假設(shè)這測量的偏倚是可接受的），則結(jié)論是：假設(shè)這測量的偏倚是可接受的，即在實際使用時，也將不會帶來額外的變差來源。，即在實際使用時，也將不會帶來額外的變差來源。 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=n2021-12-740確定偏倚的指南確定偏

29、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圖來衡量穩(wěn)定性，其數(shù)據(jù)也圖來衡量穩(wěn)定性，其數(shù)據(jù)也可以用來進行偏倚的評價。在偏倚被評價之前，控制圖可以用來進行偏倚的評價。在偏倚被評價之前，控制圖分析應(yīng)該表明這測量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。分析應(yīng)該表明這測量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。 具體程序：具體程序： 1.取得一個樣本并建立相對于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。取得一個樣本并建立相對于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果這個樣品不可獲得，選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)如果這個樣品不可獲得，選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)的生產(chǎn)零件作為偏倚分析的樣本。在工具間測量這個零的生產(chǎn)零件作為偏倚分析的樣本。在工具間

30、測量這個零件件n10次并計算這次并計算這n個數(shù)據(jù)的均值。把這個均值作為個數(shù)據(jù)的均值。把這個均值作為“基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值”。2021-12-741確定偏倚的指南確定偏倚的指南 -控制圖法控制圖法 2. 2.將測量的數(shù)據(jù)相對于基準(zhǔn)值畫出直方圖。評審直將測量的數(shù)據(jù)相對于基準(zhǔn)值畫出直方圖。評審直方圖，以專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。方圖，以專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)進行分析。如果沒有，繼續(xù)進行分析。 3. 3.利用測量穩(wěn)定性的那些數(shù)據(jù)進行計算。從控制圖利用測量穩(wěn)定性的那些數(shù)據(jù)進行計算。從控制圖得到得到 x x ， 4. 4.從從 x x 減去基準(zhǔn)值計算出偏倚，減去基準(zhǔn)值

31、計算出偏倚， 偏倚偏倚 = = x x 基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值 5. 5.用平均極差計算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差用平均極差計算重復(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 ，見附錄見附錄c）2021-12-742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)計量統(tǒng)計量 （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)，

32、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。 2021-12-743 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度水平，而敏感度水平是用來評價用來評價/控制該生產(chǎn)過程并且與產(chǎn)品控制該生產(chǎn)過程并且與產(chǎn)品/生產(chǎn)過程的損失生產(chǎn)過程的損失函數(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 水平不是用默認值水平不是用默認值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。2021-12-744控制圖法舉例控制圖法舉例 對一個基準(zhǔn)值對一個基準(zhǔn)值 6.01的零件進行穩(wěn)定性研

33、究（見的零件進行穩(wěn)定性研究（見MSA手冊手冊p72頁圖頁圖 9），所有樣本（），所有樣本（20個子組）的個子組）的 總平均值總平均值是是 6.021。因而計算偏倚值為。因而計算偏倚值為 0.011。 使用電子表格和統(tǒng)計軟件，研究者產(chǎn)生了數(shù)值分析使用電子表格和統(tǒng)計軟件，研究者產(chǎn)生了數(shù)值分析結(jié)果。（見表結(jié)果。（見表 4） 因為因為 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)，過程小組可以假設(shè)測量偏倚是可以接受的，同時假內(nèi)，過程小組可以假設(shè)測量偏倚是可以接受的，同時假定實際使用不會導(dǎo)致附加變差源。定實際使用不會導(dǎo)致附加變差源。2021-12-745控制圖法舉例控制

34、圖法舉例2021-12-746偏倚研究的分析偏倚研究的分析如果偏倚在統(tǒng)計上非如果偏倚在統(tǒng)計上非 0，尋找以下可能的原因：，尋找以下可能的原因：n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)程序n儀器磨損。儀器磨損。n儀器制造尺寸有誤儀器制造尺寸有誤n儀器測量了錯誤的特性儀器測量了錯誤的特性n儀器未得到完善的校準(zhǔn)，評審校準(zhǔn)程序儀器未得到完善的校準(zhǔn)，評審校準(zhǔn)程序n評價人設(shè)備操作不當(dāng)評價人設(shè)備操作不當(dāng)n儀器修正驗算不正確儀器修正驗算不正確 2021-12-747偏倚研究的分析偏倚研究的分析 如果測量系統(tǒng)偏倚非如果測量系統(tǒng)偏倚非 0 0，應(yīng)該可以通過硬件、軟件，應(yīng)該可以通過硬件、軟件或兩項

35、同時調(diào)整再校準(zhǔn)達到或兩項同時調(diào)整再校準(zhǔn)達到0 0，如果偏倚不能調(diào)整到，如果偏倚不能調(diào)整到0 0，也仍然可以通過改變程序（如用偏倚調(diào)整每個讀數(shù)）使也仍然可以通過改變程序（如用偏倚調(diào)整每個讀數(shù)）使用。由于存在評價人較高誤差的風(fēng)險，應(yīng)該在取得顧客用。由于存在評價人較高誤差的風(fēng)險，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。 2021-12-748 測量系統(tǒng)研究線性2021-12-749什么是線性？什么是線性？ 線性線性在設(shè)備的預(yù)期操作（測量）范圍內(nèi)偏倚的不在設(shè)備的預(yù)期操作（測量）范圍內(nèi)偏倚的不同被稱為線性，線性被認為是關(guān)于偏倚大小的變化。同被稱為線性，線性被認為是關(guān)于偏倚大小的變化

36、。 2021-12-750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)。不要假定一個常量偏倚。假定一個常量偏倚。 2021-12-751導(dǎo)致線性的原因?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：n儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時間間隔，儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時間間隔，n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；n缺乏維護（通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、銹蝕、清潔缺乏維護（通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、銹蝕、清潔）n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；n校準(zhǔn)不當(dāng)、儀

37、器質(zhì)量差或應(yīng)用錯誤的量具；校準(zhǔn)不當(dāng)、儀器質(zhì)量差或應(yīng)用錯誤的量具；n不同的測量方法不同的測量方法設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；n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；n違背假定，在應(yīng)用常量上出錯，違背假定，在應(yīng)用常量上出錯，n零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯誤等。零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯誤等。 2021-12-752線性研究實例線性研究實例研究實例研究實例 一名工程師希望對過程采用新測量系統(tǒng)。作為一名工程師希望對過程采用新測量系統(tǒng)。作為PPAPPPAP的一部分，需要評價測量系統(tǒng)的線性。的一部分，需要評價測量系統(tǒng)的線性。 1. 1

38、.基于以證明的過程變差，在測量系統(tǒng)的全部工作基于以證明的過程變差，在測量系統(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個零件。個零件。 2. 2.通過對每個零件進行全尺寸檢驗從而確定它們的通過對每個零件進行全尺寸檢驗從而確定它們的參考值。參考值。 3. 3.然后由主要操作者對每個零件測量然后由主要操作者對每個零件測量m 10m 10次。在次。在分析中，這些零件是隨機抽取的。分析中，這些零件是隨機抽取的。2021-12-753線性研究實例線性研究實例線性研究數(shù)據(jù)零件基準(zhǔn)值123452.004.006.008.0010.00測量次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.9

39、05.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.402021-12-754線性研究實例線性研究實例 4.4.計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚均值。計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚均值。 5. 5.在線

40、性圖上畫出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均在線性圖上畫出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值（見圖）值（見圖）2021-12-755線性研究實例線性研究實例線性研究數(shù)據(jù)的分析零件基準(zhǔn)值123452.004.006.008.0010.00偏倚10.701.1-0.2-0.4-0.920.50-0.1-0.3-0.3-0.730.400.2-0.1-0.2-0.540.501-0.1-0.3-0.750.70-0.20.0-0.2-0.660.30-0.10.1-0.2-0.570.50-0.10.0-0.2-0.580.50-0.10.1-0.3-0.590.40-0.10.4-0.2-0.4100.40

41、0.00.3-0.5-0.8110.600.10.0-0.4-0.7120.40-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616672021-12-756線性研究數(shù)據(jù)線性研究作圖分析 2021-12-757線性計算 6.6.用下面等式計算和畫出最佳擬合線和置信帶：用下面等式計算和畫出最佳擬合線和置信帶： 2021-12-758線性計算 對于給定的對于給定的X Xo o ， 水平置信帶是：水平置信帶是：2021-12-759線性計算 擬合優(yōu)度可用來推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的線性關(guān)擬合優(yōu)度可用來推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的線性關(guān)系。我們可以從它得出它們

42、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。2021-12-760 線性計算 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)度（R R2 2）的值確定的。一般地，斜率越低，量具線性的值確定的。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。越好；相反斜率越大，量具線性越差。2021-12-761測量系統(tǒng)研究測量系統(tǒng)研究穩(wěn)定性穩(wěn)定性 2021-12-762測量系統(tǒng)研究測量系統(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）是指在一段長期時間下是指在一段長期時間下，用相同的測量系統(tǒng)

43、對，用相同的測量系統(tǒng)對同一基準(zhǔn)或零件的同一同一基準(zhǔn)或零件的同一特性進行測量所獲得的特性進行測量所獲得的總變差。也就是說，穩(wěn)總變差。也就是說，穩(wěn)定性是這定性是這 整個時間的偏整個時間的偏倚變化。倚變化。2021-12-763造成不穩(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；維護保養(yǎng)不好維護保養(yǎng)不好空氣、動力、過濾器、塵土、清潔空氣、動力、過濾器、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)

44、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)計或符合性；設(shè)計或符合性；不同的測量方法不同的測量方法- 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、清潔；溫度、濕度、振動、清潔；應(yīng)用應(yīng)用- 零件數(shù)量、操作者技能、疲勞、觀測誤差等。零件數(shù)量、操作者技能、疲勞、觀測誤差等。2021-12-764 進行研究的方法進行研究的方法 1)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。如果無法取得這樣的樣件，則選擇一件落在生產(chǎn)測量范果無法取得這樣的樣件，則選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準(zhǔn)樣件以

45、進行穩(wěn)定性圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準(zhǔn)樣件以進行穩(wěn)定性分析。跟蹤測量系統(tǒng)穩(wěn)定性時，不要求該已知的參考分析。跟蹤測量系統(tǒng)穩(wěn)定性時，不要求該已知的參考值。值。2)2)以一定的周期基礎(chǔ)（每天或每周）測量基準(zhǔn)件以一定的周期基礎(chǔ)（每天或每周）測量基準(zhǔn)件3535次次。抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)該取決于對測量體系統(tǒng)的認識。抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)該取決于對測量體系統(tǒng)的認識：包括要求重新校準(zhǔn)或維修的頻率如何、使用測量系：包括要求重新校準(zhǔn)或維修的頻率如何、使用測量系統(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，以代表測量系統(tǒng)的實際使用情況件下取得多次讀值，以代

46、表測量系統(tǒng)的實際使用情況。3)3)將數(shù)據(jù)按時間順序畫在均值極差或均值標(biāo)準(zhǔn)差圖上。將數(shù)據(jù)按時間順序畫在均值極差或均值標(biāo)準(zhǔn)差圖上。2021-12-765進行研究的方法進行研究的方法結(jié)果分析結(jié)果分析-圖示法圖示法4)建立控制限，使用控制圖分析法來評價是否有不受建立控制限，使用控制圖分析法來評價是否有不受控或不穩(wěn)定的情況。控或不穩(wěn)定的情況。結(jié)果分析結(jié)果分析-數(shù)值法數(shù)值法5)除了通常的控制圖分析法外，沒有用于穩(wěn)定性分析除了通常的控制圖分析法外，沒有用于穩(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)。2021-12-766 進行研究的范例進行研究的范例 為了確定某一新測量儀器的穩(wěn)定性是否可為接受為了

47、確定某一新測量儀器的穩(wěn)定性是否可為接受，研究小組選取了生產(chǎn)過程輸出范圍中接近中間值的，研究小組選取了生產(chǎn)過程輸出范圍中接近中間值的一個零件。該零件被送到了測量試驗室，經(jīng)測量參考一個零件。該零件被送到了測量試驗室，經(jīng)測量參考值確定為值確定為6.01。小組每班次測量該零件。小組每班次測量該零件5次，共測量次，共測量了四周（了四周（20個子組）；收集到所有數(shù)據(jù)后，畫出了均個子組）；收集到所有數(shù)據(jù)后，畫出了均值極差圖。值極差圖。2021-12-767進行研究的范例進行研究的范例2021-12-768進行研究的范例進行研究的范例 控制圖分析表明該測量過程處于穩(wěn)定狀態(tài)，因為控制圖分析表明該測量過程處于穩(wěn)定

48、狀態(tài)，因為沒有明顯可見的特殊原因結(jié)果發(fā)生。沒有明顯可見的特殊原因結(jié)果發(fā)生。 這控制圖的標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計值是這控制圖的標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計值是 R/dR/d2 2。2021-12-769測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性分析測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性分析（R & RR & R）2021-12-770什么是重復(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“評價人內(nèi)變異性評價人內(nèi)變異性”。重復(fù)性。重復(fù)性是由是由一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差零件的同一特性時獲得的測量變差 。它是設(shè)備本身固它是設(shè)備本身固有的變差

49、或性能。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）。）。 事實上，重復(fù)性是從規(guī)定的測量條件下連續(xù)試驗得事實上，重復(fù)性是從規(guī)定的測量條件下連續(xù)試驗得到的普通原因（隨機誤差）變差。當(dāng)測量環(huán)境是固定的到的普通原因（隨機誤差）變差。當(dāng)測量環(huán)境是固定的 ，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)、方法即固定的零件、儀器、標(biāo)準(zhǔn)、方法、操作者、環(huán)境和假設(shè)時，對于重復(fù)性最好的術(shù)語是系、操作者、環(huán)境和假設(shè)時，對于重復(fù)性最好的術(shù)語是系統(tǒng)內(nèi)部變差。統(tǒng)內(nèi)部變差。 2021-12-771什么是重復(fù)性？什么是重復(fù)性？ 重復(fù)性是由一個評價人，采用同一種重復(fù)性是由一個評價人，采用同一

50、種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差時獲得的測量變差 。 2021-12-772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：n零件內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品的一致性問題；零件內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品的一致性問題；n儀器內(nèi)部：磨損、設(shè)備和夾緊裝置故障、質(zhì)量差或維護不當(dāng)；儀器內(nèi)部：磨損、設(shè)備和夾緊裝置故障、質(zhì)量差或維護不當(dāng)；n基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級別、磨損；基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級別、磨損；n方法方法 內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)整、夾緊、點密度的變差；內(nèi)部：在設(shè)置

51、、技術(shù)、零位調(diào)整、夾緊、點密度的變差；n評價人內(nèi)部：技術(shù)、缺乏經(jīng)驗、操作技能、培訓(xùn)、疲勞、感覺；評價人內(nèi)部：技術(shù)、缺乏經(jīng)驗、操作技能、培訓(xùn)、疲勞、感覺；n環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動、亮度、清潔度的短期起伏變化；環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動、亮度、清潔度的短期起伏變化；n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；n儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好；n應(yīng)用錯誤的量具；應(yīng)用錯誤的量具；n（量具或零件）變形，硬度不足；（量具或零件）變形，硬度不足；n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

52、能、疲勞、觀察誤差（易讀性、視差）。 2021-12-773什么是再現(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“評價人之間評價人之間”的變異。再的變異。再現(xiàn)性通常定義為現(xiàn)性通常定義為 由不同的評價人，采用相同的測量儀由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。 ASTM（美國實驗及材料協(xié)會）的定義超出上述美國實驗及材料協(xié)會）的定義超出上述定義范圍，它不僅包括評價人不同，而且量具、實驗定義范圍，它不僅包括評價人不同，而且量具、實驗室和環(huán)境（溫度、濕度）也不同，同時再現(xiàn)性計算中室和環(huán)境（溫度、濕度）也不

53、同，同時再現(xiàn)性計算中還包括重復(fù)性。還包括重復(fù)性。 2021-12-774再現(xiàn)性錯誤的潛在原因再現(xiàn)性錯誤的潛在原因再現(xiàn)性錯誤的潛在原因包括：再現(xiàn)性錯誤的潛在原因包括：n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，測量零件：使用相同的儀器、操作者和方法，測量零件為為A、B、C時所造成的均值差；時所造成的均值差；n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時時所造成的均值差；所造成的均值差；n標(biāo)準(zhǔn)之間：測量過程中不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響；標(biāo)準(zhǔn)之間：測量過程中不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響；n方法之間：改變點密度，手動與自動

54、系統(tǒng)相比，零點調(diào)整，夾持方法之間：改變點密度，手動與自動系統(tǒng)相比，零點調(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；n評價人之間評價人之間 ：不同評價人：不同評價人A、B、C在培訓(xùn)、技術(shù)、技能和經(jīng)驗方在培訓(xùn)、技術(shù)、技能和經(jīng)驗方面的不同所造成的均值差。對于產(chǎn)品及過程中使用一臺手動測量面的不同所造成的均值差。對于產(chǎn)品及過程中使用一臺手動測量儀器的情況，常進行這種研究。儀器的情況，常進行這種研究。2021-12-775再現(xiàn)性錯誤的潛在原因再現(xiàn)性錯誤的潛在原因環(huán)境之間：在環(huán)境之間：在A、B、C不同的時間段內(nèi)測量，由于環(huán)境變化引起不同的時間段內(nèi)測量，由于環(huán)境變化引起 的均值差。對較高

55、自動化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過程中的測量系統(tǒng)常進行的均值差。對較高自動化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過程中的測量系統(tǒng)常進行這種研究；這種研究；違背研究中的假定；違背研究中的假定；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(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（易讀性、視差）。零件尺寸、位置、觀察誤差（易讀性、視差）。 需要說明需要說明ASTM采用的定義與采用的定義與 MSA手冊手冊 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（一名操作者，一個量具標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備保持在原有狀態(tài)時（一名操作者，一個量具，小段時間內(nèi)），重復(fù)性就會是好的，而再現(xiàn)性則體現(xiàn)更

56、典型的，有小段時間內(nèi)），重復(fù)性就會是好的，而再現(xiàn)性則體現(xiàn)更典型的，有多種來源的變差的操作環(huán)境。多種來源的變差的操作環(huán)境。2021-12-776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現(xiàn)性合成變差的一個估計。換句話說，個估計。換句話說，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。2021-12-777測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析R&RR&R 對量具重復(fù)性和再現(xiàn)性的分析方法有多種，此處對量具重復(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

57、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量的對象零件的內(nèi)變差（和極差分析方法忽略了被測量的對象零件的內(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）是一種提供測量系統(tǒng)重復(fù)是一種提供測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計的數(shù)學(xué)方法。不象極差法，它允許把性和再現(xiàn)性估計的數(shù)學(xué)方法。不象極差法，它允許把測量系統(tǒng)分成兩部分，重復(fù)性和再現(xiàn)性，而不是它們測量系統(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。2021-12-778測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值

58、和極差法（均值和極差法（X XR R） 由分析人員從現(xiàn)場抽取由分析人員從現(xiàn)場抽取1010個零件，作為樣本，代個零件，作為樣本，代表過程變差的實際或預(yù)期范圍。表過程變差的實際或預(yù)期范圍。 指定三位在生產(chǎn)中實施測量的檢驗人員作為評價指定三位在生產(chǎn)中實施測量的檢驗人員作為評價人。對抽取的人。對抽取的10 10 個零件進行編號，評價人應(yīng)不能看到個零件進行編號，評價人應(yīng)不能看到這些編號。這些編號。2021-12-779測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法（均值和極差法（X XR R） 請評價人請評價人A A以隨機的順序測量抽取的以隨機的順序測量抽取的1010個零件，個零件，

59、由分析人員依據(jù)零件的編號將測量結(jié)果記錄在量具由分析人員依據(jù)零件的編號將測量結(jié)果記錄在量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表上。請評價人重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表上。請評價人B B和和C C分別對這分別對這1010個零件按隨機的順序進行測量，并讓他們互不知道個零件按隨機的順序進行測量，并讓他們互不知道對方的測量結(jié)果。由分析人員將評價人對方的測量結(jié)果。由分析人員將評價人B B和和C C的測量結(jié)的測量結(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)表的對應(yīng)關(guān)系填寫記錄數(shù)據(jù)。填寫記錄數(shù)據(jù)。 2021-12-780測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析R&RR&R 均值和極差法均值和極差法202

60、1-12-781收集數(shù)據(jù)后的計算 依據(jù)表格量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表進行計算。依據(jù)表格量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表進行計算。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、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，得到評價人行的數(shù)據(jù)相加并除以零件數(shù)量，得到評價人A A的測量平均極差的測量平均極差RaRa。同樣對第同樣對第10