MSA重復(fù)性和再現(xiàn)性作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

1、文件編號(hào)：版號(hào)：（MSA）測(cè)量系統(tǒng)分析（重復(fù)性和再現(xiàn)性）作業(yè)指導(dǎo)書(shū)批準(zhǔn)：審核：編制：受控狀態(tài)：分發(fā)號(hào)：年 月 日發(fā)布年 月 日實(shí)施測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性分析作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 1目的為了配備并使用與要求的測(cè)量能力相一致的測(cè)量?jī)x器，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)技術(shù)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的五個(gè)特性進(jìn)行分析，使測(cè)量結(jié)果的不確定度已知，為準(zhǔn)確評(píng)定產(chǎn)品提高質(zhì)量保證。2適用范圍適用于公司使用的所有測(cè)量?jī)x器的重復(fù)性和再現(xiàn)性的測(cè)量分析。3職責(zé)3.1檢驗(yàn)科負(fù)責(zé)確定過(guò)程所需要的測(cè)量?jī)x器，并定期校準(zhǔn)和檢定，對(duì)使用的測(cè)量系統(tǒng)分析，對(duì)存在的異常情況及時(shí)采取糾正預(yù)防措施。3.2工會(huì)負(fù)責(zé)根據(jù)需要組織和安排測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)。3.3生產(chǎn)科配合對(duì)測(cè)量?jī)x器

2、進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。4術(shù)語(yǔ)4.1偏倚偏倚是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)值）的差值。4.2穩(wěn)定性（飄移）穩(wěn)定性是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。4.3線性線性是在量具預(yù)期的工作量程內(nèi)，偏倚值的變差。4.4重復(fù)性重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性獲得的測(cè)量值的變差。4.5再現(xiàn)性再現(xiàn)性是由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件的同一特性的測(cè)量平均值的變差。5測(cè)量系統(tǒng)分析作業(yè)準(zhǔn)備5.1確定測(cè)量過(guò)程需要使用的測(cè)量?jī)x器以及測(cè)量系統(tǒng)分析的范圍。a)控制計(jì)劃有要求的工序所使用的測(cè)量?jī)x器；b)有SPC控制要求的過(guò)程，特別是有關(guān)鍵

3、/特殊特性的產(chǎn)品及過(guò)程；c)新產(chǎn)品、新過(guò)程；d)新增的測(cè)量?jī)x器；e)已經(jīng)作過(guò)測(cè)量系統(tǒng)分析，重新修理后。5.2公司按GB/T10012標(biāo)準(zhǔn)要求，建立公司計(jì)量管理體系，確保建立的測(cè)量系統(tǒng)的可靠性。5.4檢驗(yàn)科對(duì)測(cè)量?jī)x器按規(guī)定的權(quán)限進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整，除使測(cè)量?jī)x器的偏倚、穩(wěn)定性、線性等符合規(guī)定要求之外，還應(yīng)確認(rèn)以下條件：a)確定量具檢驗(yàn)的零件質(zhì)量特性為計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)還是計(jì)量性數(shù)據(jù)。針對(duì)批量生產(chǎn)(一般300件)的零件，其統(tǒng)計(jì)特性為計(jì)量型數(shù)據(jù)的采用R&R分析，針對(duì)計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)采用小樣法分析。b)確定測(cè)量系統(tǒng)中的變差只是由變差的普通原因引起的，而不是特殊原因引起的（可采取SPC技術(shù)）。5.5操作步驟和方法5

4、.5.1確定產(chǎn)品的特殊特性和關(guān)鍵特性的質(zhì)量特性值和對(duì)應(yīng)的測(cè)量?jī)x器。5.5.2確定兩位評(píng)價(jià)人，評(píng)價(jià)人的應(yīng)從日常操作該測(cè)量?jī)x器的人中挑選。5.5.3樣品必須從過(guò)程中選取并代表整個(gè)工作范圍，分析的中的零件必須代表生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品變差的全部范圍。5.5.4對(duì)零件進(jìn)行編號(hào)，由于每一個(gè)零件將被測(cè)量若干次，必須對(duì)每一個(gè)零件進(jìn)行編號(hào)，以便于識(shí)別。5.5.5確定測(cè)量?jī)x器的分辨力，應(yīng)允許至少直接讀數(shù)的特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一。例如，如果特性的變差為0.001，儀器應(yīng)能讀取0.0001的變化。5.5.6測(cè)量應(yīng)按隨機(jī)順序，以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。5.5.7評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查的哪一個(gè)

5、零件的編號(hào)，以避免可能的偏倚。但正在研究的人員應(yīng)知道正在檢查哪一個(gè)零件，并相應(yīng)記下相應(yīng)的數(shù)據(jù)，即評(píng)價(jià)人，零件1，第一次試驗(yàn)；評(píng)價(jià)人，零件2，第二次試驗(yàn)等。5.5.8在儀器讀數(shù)中，讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字，如果可能，讀數(shù)應(yīng)取至最小刻度的一半。例如，如果最小刻度為0.0001，則每個(gè)讀數(shù)的估計(jì)應(yīng)圓整為0.00005。5.5.9評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同的方法包括步驟來(lái)獲取讀數(shù)。6測(cè)量系統(tǒng)分析6.1測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性及再現(xiàn)性（R&R）分析(平均值和極差法（R）)6.1.1數(shù)據(jù)收集（數(shù)值法）1) 數(shù)據(jù)表格設(shè)計(jì)成容納10個(gè)零件。（為了獲得最低限度的置信度水準(zhǔn)，樣本數(shù)量越多，將會(huì)呈現(xiàn)小的抽樣變差，產(chǎn)生

6、的風(fēng)險(xiǎn)也越?。?。2）給評(píng)價(jià)人編號(hào)為A、B、C等，并將零件從1到10進(jìn)行編號(hào)，但零件的編號(hào)不要讓評(píng)價(jià)人看到。3）讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)順序測(cè)量10個(gè)零件，并將結(jié)果記錄在第一行。4）讓評(píng)價(jià)人B和C依次測(cè)量這些一樣的10個(gè)零件，并將結(jié)果記錄在第6行和第11行。5）用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)以上循環(huán)，并將數(shù)據(jù)記錄在第2、7和第12行；注意將數(shù)據(jù)記錄在適當(dāng)?shù)臋谖恢?，例如：如果首先被測(cè)量的是零件7，然后將數(shù)據(jù)記錄在表由零件7的欄位中。如果需要進(jìn)行三次測(cè)量，則重復(fù)以上循環(huán)，并將數(shù)據(jù)記錄在3、8和13行中。6）當(dāng)測(cè)量大型零件或不可能同時(shí)獲得數(shù)個(gè)零件時(shí)，第3步到第5步將變更成以下順序： 讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值

7、記錄在第1行；讓評(píng)價(jià)人B測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第6行；讓評(píng)價(jià)人C測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第11行。 讓評(píng)價(jià)人重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第2行；讓評(píng)價(jià)人B重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第7行；讓評(píng)價(jià)人C重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第12行。如果需要進(jìn)行三次測(cè)量，則重復(fù)以上循環(huán)，并將數(shù)值記錄在3、8和13行中。7）如果評(píng)價(jià)人處于不同的班次，可以使用一個(gè)替代的方法。讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有10個(gè)零件，并將數(shù)值記錄第1行；然后讓評(píng)價(jià)人A按照不同的順序重新測(cè)量，并將讀值記錄在第2行和第3行。評(píng)價(jià)人B和評(píng)價(jià)人C，也同樣做。6.1.2數(shù)值計(jì)算（數(shù)值法）6.1.2.1量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性的計(jì)算

8、如附錄一和附錄二。 附錄一是數(shù)據(jù)收集表格，記錄所有的研究結(jié)果； 附錄二是報(bào)告表格，記錄了所有識(shí)別信息和依據(jù)指定公式進(jìn)行所有的計(jì)算。6.1.2.2在收集數(shù)據(jù)之后，參照附錄一進(jìn)行以下計(jì)算程序：1）用1、2、3行中的最大值減去它的最小值，把結(jié)果記入第5行。在6、7、8行和第11、12、13行重復(fù)以上步驟，并將結(jié)果記錄在第10行和第15行。 2）填入第5、10和15行的極差，所以它們都總是正值。3）將第5行數(shù)據(jù)相加，然后除以零件抽樣數(shù)量，即得到了第一個(gè)評(píng)價(jià)人測(cè)量的極差平均值；對(duì)第10行和第15行進(jìn)行同樣的計(jì)算得到了和。4）將第5、10和第15行的平均值（、和）轉(zhuǎn)到第17行，用 它們的和除以評(píng)價(jià)人數(shù)，結(jié)

9、果記入欄（所有極差的平均值）。 5）將輸入第19、20行，并乘以D4(見(jiàn)附錄三:控制圖的常數(shù)和公式表表），得到控制限的上限和下限。將該單獨(dú)極差的上控制限（UCLR）填入19行。對(duì)于測(cè)量次數(shù)少于7次的情況下，極限的下控制限（LCLR）為零。(三次測(cè)量D3為2.58，兩次測(cè)量，D4為3.27)， 6）對(duì)于極差結(jié)果大于UCLR計(jì)算結(jié)果的任何讀值，讓原來(lái)的評(píng)價(jià)人對(duì)原來(lái)的零件進(jìn)行重新測(cè)量，或剔除那些讀值，然后根據(jù)修改后的抽樣數(shù)量重新平均并計(jì)算極差平均值和UCLR。 7）加總第1、2、3、6、7、8、11、12和13行的讀值，然后將每行的總和除以抽樣的數(shù)量，并將結(jié)果填入該行最右邊標(biāo)有“平均值”的欄位中。

10、8）將1、2、3行的平均值相加，用該總和除以測(cè)量的次數(shù)，將所得結(jié)果填入第4行的欄位中。對(duì)第6、7、8行和第11、12、13行重復(fù)以上步驟，并將結(jié)果分別記錄在第9行和第14行中的和欄位中。 9）找出第4、9及14行平均值，（、）中的最大值，并將他們填入第18行的適當(dāng)位置，并求出它們的差；將這差值填入第18行中標(biāo)示DIFF的空白處。 10）計(jì)算每次測(cè)量每個(gè)零件的讀值之和，然后除以總測(cè)量次數(shù)(測(cè)量次數(shù)乘以評(píng)價(jià)人數(shù))；然后將結(jié)果填入第16行為每個(gè)零件平均值提供的空白處。 11）用零件平均值的最大值減去零件平均值的最小值，并將結(jié)果填入第16行中標(biāo)示RP的欄位。RP是零件平均值的極差。6.1.2進(jìn)行以上計(jì)

11、算之后，參照附錄二進(jìn)行以下計(jì)算程序：12）將計(jì)算所得的、DIFF、RP填入報(bào)告表格所提供的空白處。13）進(jìn)行報(bào)告表格左側(cè)標(biāo)題為“測(cè)量單元分析”欄之下的計(jì)算。14）進(jìn)行報(bào)告表格右側(cè)標(biāo)題為“總變差”欄之下的計(jì)算。15）檢查計(jì)算結(jié)果以確定沒(méi)有錯(cuò)誤。6.1.2結(jié)果分析（數(shù)值法）.1在報(bào)告表（附錄二）左側(cè)的測(cè)量單元分析的下面，是對(duì)每個(gè)變差組成部分的標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算。1）重復(fù)性或設(shè)備變差（EV）是由極差平均值（）乘以一個(gè)常數(shù)（K1）來(lái)決定。K1取決于量具研究中的測(cè)量次數(shù)，其值可以從表1中d*2倒數(shù)。2）再現(xiàn)性或評(píng)價(jià)人變差（AV）是由評(píng)價(jià)人平均值的最大差值（DIFF）乘以一個(gè)常數(shù)（K2）來(lái)決定的。K2值取決定于量

12、具研究中的評(píng)價(jià)人的人數(shù)，其值從表1中查到d*2的倒數(shù)。評(píng)價(jià)人變差（AV）可由以下公式得到： （EV）2nrAV = （XDIFF×K2）2 式中：n=零件的數(shù)量，r=測(cè)量的次數(shù)如果根號(hào)下所得的數(shù)值為負(fù)數(shù)，則評(píng)價(jià)人變差（AV）為零。3）測(cè)量系統(tǒng)變差的重復(fù)性和再現(xiàn)性（GRR）的計(jì)算為設(shè)備變差的平方加上評(píng)價(jià)人的平方，然后再開(kāi)根號(hào)，如下式： R & R = （EV）2 +（AV）2 4）零件的變差（PV）是由零件的平均值（RP）乘以一個(gè)常數(shù)（K3）所決定。K3取決于量具研究的零件的數(shù)量，其值從表2中可以查到d*2的倒數(shù)。5）研究的總變差（TV）是加總了重復(fù)性和再現(xiàn)性變差的平方與零件的

13、的變差（PV）的平方，再開(kāi)根號(hào)計(jì)算所得。 TV = （GRR）2 +（PV）2 .2一旦確定了量具研究中的各個(gè)因素的變差后，可將它們與總變差（TV）進(jìn)行比較。也就是要進(jìn)行量具報(bào)告表（表2）中右側(cè)“總變差”下方的計(jì)算。1）設(shè)備變差（EV）占總變差（TV）的百分比的計(jì)算方式： EV100EV/TV2）評(píng)價(jià)人變差（AV）占總變差（TV）的百分比的計(jì)算方式： AV100AV/TV 3）重復(fù)性和再現(xiàn)性（GRR）占總變差（TV）的百分比的計(jì)算方式：GRR100GRR/TV 4）零件變差（PV）占總變差（TV）的百分比的計(jì)算方式：PV100PV/TV.3通過(guò)對(duì)以上總變差的百分比結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定該測(cè)量系統(tǒng)對(duì)

14、其預(yù)期的使用是否可為接受。數(shù)據(jù)分析的最后一步是確定區(qū)別分類(lèi)數(shù)ndc，這能由該測(cè)量系統(tǒng)可靠地分辨，這是可以覆蓋預(yù)期的產(chǎn)品變差的非重疊97自信度區(qū)間。 ndc=1.41(PV/GRR) ndc 應(yīng)該四舍五入到整數(shù)，且要能大于5。7附圖表7.1附錄一、圖1量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表7.2附錄二、圖2量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報(bào)告7.3附錄三、表1控制圖的常數(shù)和公式表附錄一、量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表評(píng)價(jià)人/試驗(yàn)次數(shù)零件均值12345678910A 123均值a=極差a =B 123均值b=極差b=C 123均值c=極差c=零件均值=R p=(a = + b = + c = )

15、 / 評(píng)價(jià)人數(shù) =DIFE = 最大值= 最小值= =DIFE=*UCLR = ×D4 = =*2次試驗(yàn)D4=3.27, 3次試驗(yàn)D4=2.58。UCLR 代表了單個(gè)極差的控制限。圈出那些超過(guò)控制限的點(diǎn)，識(shí)別原因并糾正。使用與開(kāi)始時(shí)相同的評(píng)價(jià)人及單位重復(fù)這些讀數(shù)，或者放棄某些值，從保留的觀察值重新平均，重新計(jì)算R和控制限。注： 附錄二、量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報(bào)告表量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報(bào)告零件號(hào)和名稱(chēng)： 量具名稱(chēng)： 日期：特性： 量具號(hào)： 完成人：規(guī)范： 量具類(lèi)型： = DIFF = R P = 測(cè)量單元分析% 總變差 (TV) K12 0.8862 3 0.5908重復(fù)性設(shè)備變差（EV）E

16、V = × K1= × = %EV = 100EV/TV= 100 / = %再現(xiàn)性設(shè)備變差（AV）AV = (XDIFF×K2) 2 -（EV2/（nr）= ( ) 2-（ 2/（ × ） 2 3K2 0.7071 0.5231 = n =零件 r =試驗(yàn)次數(shù) %AV = 100AV/TV= 100 / = %重復(fù)性和再現(xiàn)性(GRR)GRR = EV 2 + AV 2K320.707130.523140.446750.403060.374270.353480.337590.3249100.3146=( 2+ 2)= %GRR = 100GRR/TV= 100 / = %零件變差(PV)PV = RP ×K3 = × = %PV = 100PV/TV= 100 / = %總變差(TV) TV = GRR 2 + PV 2=( 2+ 2)= ndc = 1.41(PV/GRR)= 1.41( / )= 表格中理論和常數(shù)信息參見(jiàn)MSA參考手冊(cè),第三版附錄三、表1（R圖）控制圖的常數(shù)和公式表子組容量均值圖極差R計(jì)算控制限用的系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值的除數(shù)計(jì)算控制限用的系數(shù)nA2d2D3D421.8801.12