MSA測量系統(tǒng)分析培訓(xùn) 課件

測量系統(tǒng)分析（MSA）測量系統(tǒng)分析（MSA）17.6.1測量系統(tǒng)分析

為分析各種測量和試驗設(shè)備系統(tǒng)測量結(jié)果存在的變差，必須進行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計研究。此要求必須適用于在控制計劃提出的測量系統(tǒng)。

所用的分析方法和接收準則，必須與顧客關(guān)于測量系統(tǒng)分析的參考手冊相一致。如果得到顧客批準，也可采用其它分析和接收準則。ISO/TS16949：2002中對測量系統(tǒng)分析的要求7.6.1測量系統(tǒng)分析

為分析各種測量和試驗設(shè)備系統(tǒng)2第一節(jié)、測量和測量系統(tǒng)

第二節(jié)、測量和測量系統(tǒng)的主要術(shù)語第三節(jié)、測量誤差及其影響第四節(jié)、測量系統(tǒng)研究

第五節(jié)、測量系統(tǒng)結(jié)果分析總綱第一節(jié)、測量和測量系統(tǒng)總綱3案例演練道具：一把卡尺、十個零件演練：分組每組各出一人將十個零件測量1次，記錄數(shù)據(jù)12345678910A1B1案例演練道具：一把卡尺、十個零件12345678910A1B4測量

◆通過與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準相比較來確定用多少個單位（英寸、克等）來描述一個零件的過程。（賦值過程）

◆測量結(jié)果由一個數(shù)字和一個標(biāo)準測量單位構(gòu)成。

◆測量結(jié)果是測量過程的輸出測量的作用

◆根據(jù)測量數(shù)據(jù)決定是否調(diào)整制造過程。

◆確定在兩個或多個變量之間是否存在重要關(guān)系。——測量的作用的發(fā)揮取決于所用測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量第一節(jié)測量和測量系統(tǒng)測量

◆通過與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準相比較來確定用多少個單位（英寸5測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？◆一個“差的或低質(zhì)量的”測量有哪些特點？

測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量由在穩(wěn)定條件下運行的某一測量系統(tǒng)獲得的多個測量結(jié)果的統(tǒng)計特性確定。測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？6◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？

——如果某一特性的測量值“接近”它的基準值，那么則稱數(shù)據(jù)的質(zhì)量“高”。

◆一個“差的或低質(zhì)量的”測量有哪些特點？

——如果某一特性的測量值“遠離”它的基準值，那么則稱數(shù)據(jù)質(zhì)量“低”?；鶞手怠徽J同的作為比較參考的值。一個零件的基準值可能是實驗室條件下確定的或是使用更為精確的量具建立起來的一個真的測量值。表述基準值的其它名詞還有：

合格基準值、合格值、公稱值、公稱真、規(guī)定值、最佳估計值、標(biāo)準值、標(biāo)準測量值測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？

——如果某一7表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計特性是測量系統(tǒng)的偏倚和方差。所謂偏倚的特性，是指數(shù)據(jù)相對基準（標(biāo)準）值的位置，而所謂方差的特性，是指數(shù)據(jù)的分布。低質(zhì)量數(shù)據(jù)最通常的原因之一是數(shù)據(jù)變差太大。一組測量變差大多是由于測量系統(tǒng)和它的環(huán)境之間的交互作用造成的。例如，測量某容器內(nèi)流體的容積，使用的測量系統(tǒng)可能對它周圍的環(huán)境溫度敏感，在這種情況下，數(shù)據(jù)的變差可能由于其體積的變化或周圍溫度的變化，使得解釋這些數(shù)據(jù)很困難，因此這一測量系統(tǒng)是不理想的。

如果交互作用產(chǎn)生太大的變差，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量可能會很低以至于數(shù)據(jù)沒有用處。例如，一個具有大量變差的測量系統(tǒng)，在分析制造過程中使用是不適合的，因為測量系統(tǒng)變差可能會掩蓋制造過程的變差。管理一個測量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和控制變差。這就是說，應(yīng)著重研究掌握環(huán)境對測量系統(tǒng)的影響，以使測量系統(tǒng)產(chǎn)生可接受的數(shù)據(jù)

.表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計特性是測量系統(tǒng)的偏倚和方差。所謂偏倚8案例演練演練：由另一個人將十個零件再測量1次，記錄數(shù)據(jù)12345678910A1B1案例演練演練：12345678910A1B19案例演練請分析測量變差的原因測量系統(tǒng)變差案例演練請分析測量變差的原因測量系統(tǒng)變差10用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標(biāo)準、操作方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合，用來獲得測量結(jié)果的整個過程。一個測量過程可以看成是一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)值（數(shù)據(jù)）作為輸出。量具：任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來特指用在車間的裝置；包括通過/不通過程裝置。測量系統(tǒng)的概念用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標(biāo)準、11測量系統(tǒng)六個基本要素：SWIPE——標(biāo)準、工件、儀器、人、程序、環(huán)境測量過程和測量系統(tǒng)的六個基本要素測量過程測量結(jié)果/變差測量人員零件/工件儀器/量具標(biāo)準程序、環(huán)境測量系統(tǒng)六個基本要素：SWIPE——標(biāo)準、工件、儀器、人、程12voiceoftheprocessPEOPLEEQUIPMENTMATERIALSMETHODSENVIRONMENTINPUTSPROCESS/SYSTEM

AccurateMeasurementusingSTATISTICALMETHODSIDENTIFYINGIMPROVEMENTOPPORTUNITIESTHEWAYWEWORK/BLENDINGOFRESOURCESOUTPUTSPRODUCTSORSERVICESMeasurementSystemsAnalysisvoiceoftheprocessPEOPLEEQUI13測量變差的原因測量系統(tǒng)變差零件儀器（量具）標(biāo)準環(huán)境人員彈性變形彈性特性質(zhì)量支持特性隱藏的幾何相互關(guān)連的特性工作的定義適合的數(shù)據(jù)清潔建立維護建立的變差建立公差設(shè)計變差校準預(yù)防性維護設(shè)計使用假設(shè)穩(wěn)健設(shè)計偏移穩(wěn)定性線性擴大接觸幾何變形后果變差性GRR一致性單一性敏感性溫度周期標(biāo)準與環(huán)境的關(guān)系平等化熱系數(shù)零件人員空氣流通光線陽光人工的空氣污染振動照明壓力人機工程教育限制身體的工作態(tài)度程序目視標(biāo)準工作的規(guī)定技能培訓(xùn)經(jīng)驗培訓(xùn)經(jīng)驗理解可追溯性幾何的相容性穩(wěn)定性校準熱擴散特性彈性特性測量變差的原因測量系統(tǒng)變差零件儀器（量具）標(biāo)準環(huán)境人員彈性變14◆公差（Tolerance）是指一個零件某一特性允許的變差。公差通常以一個公稱值±所允許的相對于公稱值的變差來表示。一個零件的寬度可以表示為15.50±0.2mm(一個15.48mm到15.52mm的寬度)?！羰芸兀↖n-Control）

——當(dāng)一個過程顯示出本身固有的、且可預(yù)見的變差時則稱該過程為“受控過程”。

假如過程處于受控狀態(tài)，則無造成變差的特殊原因，那么，我們便可以認為零件在99.73%的時間內(nèi)都能隨機地落在控制限值之內(nèi)。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆公差（Tolerance）第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的15◆失控（Out-of-Control）

——指各種特殊變差原因均未消除的過程狀態(tài)。這種狀態(tài)在控制圖上表現(xiàn)為點落在控制限之外或是在控制限內(nèi)呈現(xiàn)非隨機形態(tài)?！舴直媪Α⒖勺x性、分辨率：測量或儀器輸出的最小刻度單位，1：10經(jīng)驗法則◆有效分辨率：對于一個特定的應(yīng)用，測量系統(tǒng)對過程變差的靈敏性；總是以一個測量單位報告。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆失控（Out-of-Control）第二節(jié)測量和測量16◆基準值：人為規(guī)定的可接受值，作為真值的替代。◆真值：物品的實際值。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆基準值：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義17位置變差◆準確度：“接近”真值或可接受的基準值，包括位置和寬度誤差的影響。◆偏倚：測量的觀測平均值和基準值之間的差異，測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義位置變差第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義18◆穩(wěn)定性：偏倚隨時間的變化。一個穩(wěn)定的測量過程是關(guān)于位置的統(tǒng)計受控。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆穩(wěn)定性：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義19◆線性：整個正常操作范圍的偏倚改變，測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆線性：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義20寬度變差◆精密度：重復(fù)讀數(shù)彼此之間的“接近度”，測量系統(tǒng)的隨機誤差分量?！糁貜?fù)性：由一位評價人多次使用一種測量儀器，測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差，通常指EV，儀器的能力或潛能，系統(tǒng)內(nèi)變差。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義寬度變差第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義21◆再現(xiàn)性：由不同的評價人使用同一個量具，測量一個零件的一個特性時產(chǎn)生的測量平均值的變差，通常指AV，系統(tǒng)間（條件）變差。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆再現(xiàn)性：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義22◆GRR或量具R&R：量具重復(fù)性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性合成的評估。依據(jù)使用的方法，可能包括或不包括時間影響?！魷y量系統(tǒng)能力：測量系統(tǒng)變差的短期評估?！魷y量系統(tǒng)性能：測量系統(tǒng)變差的長期評估。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆GRR或量具R&R：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義23◆靈敏度在測量特性變化時測量系統(tǒng)的響應(yīng)，最小的輸入產(chǎn)生可探測出的輸出信號?！粢恢滦裕褐貜?fù)性隨時間的變化程度?！艟恍裕赫麄€正常操作范圍內(nèi)重復(fù)性的變化。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆靈敏度第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義24系統(tǒng)變差◆能力：短期獲取讀數(shù)的變異性?！粜阅埽洪L期獲取讀數(shù)的變異性?！舨淮_定度關(guān)于測量值的數(shù)值估計范圍，相信真值在此范圍內(nèi)。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義系統(tǒng)變差第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義25所有的測量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性◆測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中（可預(yù)見的）；這意味著測量系統(tǒng)內(nèi)的變差只能是由于普通原因產(chǎn)生的，而不是由于特殊原因產(chǎn)生的。

◆測量系統(tǒng)的變異要小于制造過程的變異。

◆變異應(yīng)小于技術(shù)規(guī)范限值和/或允許公差。

◆測量的增量必須小于過程變異或技術(shù)規(guī)范限值中較小者。

◆當(dāng)被測項目變化時，測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性可能也會變化。若真的如此，則測量系統(tǒng)的最大（最糟）的變差必須小于過程變差或技術(shù)規(guī)范限值中的較小者。所有的測量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性◆測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中（可26其他需要考慮的因素

◆測量系統(tǒng)的管理涉及對變差的控制和監(jiān)測。

◆應(yīng)對測量系統(tǒng)與環(huán)境如何相互作用有所理解。其他需要考慮的因素27第三節(jié)測量誤差及其影響測量系統(tǒng)誤差位置變差寬度變差準確度偏倚穩(wěn)定性線性精密度重復(fù)性再現(xiàn)性一致性均一性測量誤差的組成：第三節(jié)測量誤差及其影響測量系統(tǒng)誤差位置變差寬度變差準確度28第三節(jié)測量誤差及其影響測量誤差的表現(xiàn)：ⅡⅡⅠⅢⅠLSLUSL第三節(jié)測量誤差及其影響測量誤差的表現(xiàn)：ⅡⅡⅠⅢⅠLSLU29測量系統(tǒng)變異性的影響SLSUSpec.一般來說，測量的兩種錯誤只在被測特性的上/下規(guī)范值附近發(fā)生（對零件做出錯誤決定的潛在因素只在測量系統(tǒng)誤差與公差交叉時存在）。ⅢⅠⅠⅡⅡ◆對決策的影響

——對產(chǎn)品決策和過程決策的影響——測量的兩種錯誤：

Ⅰ型錯誤：將好的零件判為“壞”的零件；

Ⅱ型錯誤：將“壞”的零件判為好的零件?！e漏檢測量系統(tǒng)變異性的影響SLSUSpec.一般來說，測量的兩種錯30σ2obs=σ2actual+σ2msa

同樣地，Cpobs

也由Cpactual和Cpmsa組成如果Cpmsa=2，為了達到Cpobs=1.33,Cpactual必須達到1.79以上對新過程的影響：當(dāng)有一個新過程，經(jīng)常要完成一系列步驟，這通常包括在供應(yīng)商處對設(shè)備的研究以及隨后在顧客處對設(shè)備的研究。如果在任何一方使用的測量系統(tǒng)與在正常情況下使用的測量系統(tǒng)不一致，那么就會發(fā)生混亂。最通常的情況包括使用不同的儀器。最壞的情況是不具備資格的量具被投入使用?！獙^程決策的影響：σ2obs=σ2actual+σ2msa對新過程的31對作業(yè)準備的影響：通常生產(chǎn)操作是在一天的開始時使用單個零件來檢驗過程是否對準目標(biāo)。如果測量的零件在目標(biāo)外，就調(diào)整過程。然后，在一些情況下測量另一個零件并且可能再次調(diào)整過程。——干預(yù)如：某金屬涂層重量的控制目標(biāo)是5.00克，通常作業(yè)準備時，要求操作者以一個樣件為基礎(chǔ)對其進行驗證，如果過程運行超過4.90-5.10，應(yīng)再次設(shè)定（調(diào)整）過程。某天，假設(shè)過程實際運行為4.95克，但由于測量誤差，觀測值為4.85克，因此操作者調(diào)整過程至5.00克，但此時實際運行為5.10克?！@樣的過度調(diào)整由于從來沒有進行測量系統(tǒng)分析持續(xù)影響。規(guī)則：除非過程不穩(wěn)定，否則不作調(diào)整或不采取行動。對作業(yè)準備的影響：通常生產(chǎn)操作是在一天的開始時使用單32測量系統(tǒng)的策劃和選擇在評價一個測量系統(tǒng)時必須考慮三個基本問題：◆測量系統(tǒng)必須顯示足夠的靈敏性；

——分辨力：●測量儀器的第一準則應(yīng)該至少是被測范圍的十分之一；●過程分布的分組數(shù)量（ndc)：如果極差圖顯示出可能四個極差值在控制限內(nèi)，并且超過四分之的極差值為零，則該測量是在分辨力不足時進行的。●測量儀器的最新準則為分辨率最大為全過程的6σ標(biāo)準偏差的十分之一。測量系統(tǒng)的策劃和選擇在評價一個測量系統(tǒng)時必須考慮三個基本問題33測量系統(tǒng)的策劃和選擇◆測量系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；◆統(tǒng)計特性（誤差）在預(yù)期的范圍內(nèi)一致，并足以滿足測量的目標(biāo)（產(chǎn)品控制或過程控制）。測量系統(tǒng)的策劃和選擇◆測量系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；34第四節(jié)

測量系統(tǒng)研究和策劃第四節(jié)

測量系統(tǒng)研究和策劃35測量系統(tǒng)研究的準備步驟根據(jù)研究目的，策劃要采用的方法。

規(guī)定測量者人數(shù)、樣件個數(shù)以及重復(fù)的測量結(jié)果的個數(shù)。這可能取決于尺寸的臨界性或零件的物理特性。

選擇經(jīng)常使用這種儀器的測量者。

在幾天生產(chǎn)的產(chǎn)品中取樣，以保證所選取的樣品代表整個操作范圍。對每個零件進行編號以便于識別。

（選自于過程并且代表整個生產(chǎn)范圍——即代表產(chǎn)品變差的全部范圍）

要保證所使用的測量裝置的分辨力為所要測量的特性預(yù)期的過程變差的十分之一。（如果特性的變差的0.001,要求儀器能讀到0.0001的變化量。）測量系統(tǒng)研究的準備步驟根據(jù)研究目的，策劃要采用的方法。36在測量系統(tǒng)的研究中，將誤傳信息的危險性降到最小是十分重要的。下面四條事項需要注意：由一個懂得認真謹慎在完成一個可靠的研究中的重要性的人來完成這項研究。

要保證每一個測量者使用相同的程序，包括獲取數(shù)據(jù)的步驟。

測量必須是隨機地進行。

讀數(shù)必須要估計到盡可能精確的值。如果可能，讀數(shù)要精確到最小刻度的一半。（例如：如果最小刻度是0.0001,每一個讀數(shù)要估計到0.0005。）在測量系統(tǒng)的研究中，將誤傳信息的危險性降到最小是十分重要的。37測量系統(tǒng)分析——穩(wěn)定性取得一個樣件。建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準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)測量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準樣件以進行穩(wěn)定性分析。以一定的周期基礎(chǔ)（每天、每周）測量基準件三到五次。抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)取決于對測量系統(tǒng)的認識，可能考慮的因素包括要求重新校準或維修的頻率、使用測量系統(tǒng)的頻率，以及操作條件的重要性等。應(yīng)該在不同時間下取得多次讀值，以代表測量系統(tǒng)的實際使用情況。將數(shù)據(jù)按時間順序畫在X-R或X-S控制圖上。結(jié)果分析——圖形法，受控測量系統(tǒng)分析——穩(wěn)定性取得一個樣件。38測量系統(tǒng)分析---穩(wěn)定性分析測量系統(tǒng)分析---穩(wěn)定性分析39儀器需要校準，需要減少校準時間間隔；儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；磨損或損壞的基準，基準出現(xiàn)誤差；校準不當(dāng)或調(diào)整基準的使用不當(dāng)；儀器質(zhì)量差——設(shè)計或一致性不好；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)鍵性；不同的測量方法——設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；（量具或零件）變形；環(huán)境——溫度、濕度、振動、清潔的影響；違背假定，在應(yīng)用常量上出錯；應(yīng)用——零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）正常老化或退化；缺乏維護——通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔穩(wěn)定性不好的可能原因是：儀器需要校準，需要減少校準時間間隔；（量具或零件）變形；穩(wěn)定40測量系統(tǒng)分析---偏倚分析取得一個樣件。建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準的參考值如果無法取得這樣的參考值，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)件，指定它為偏倚分析的基準件。在實驗室中測量該零件n≥10次，并計算這n個讀值的平均值，將該平均值視為“參考值”。一個評價者以正常方式測量樣件n≥10次。畫出這些數(shù)據(jù)相對于參考值的直方圖。使用專業(yè)知識審查這直方圖，從而確定是否存在任何特殊原因或異常點。結(jié)果分析——數(shù)值法測量系統(tǒng)分析---偏倚分析取得一個樣件。41工序名稱測量參數(shù)

特性值

量具名稱

量具編號

測試人

基準值

基準器具

基準編號

測量次數(shù)觀測值偏倚測量次數(shù)觀測值偏倚16

2

7

3

8

4

9

5

10

注：n=10均值

計算分析偏倚=觀測平均值—基準值=

σb=σr/√n

σr=（max-min）/d2*=

tv=

A=（d2×σb）/d2*×tv=

t=偏倚/σb=

則：95%偏倚置信區(qū)間低值=偏倚—A

注：d2*d2V高值=偏倚+A

直方圖分析：

基準值分析結(jié)論

分析人員

分析日期

測量系統(tǒng)分析---偏倚分析工序名稱測量參數(shù)

特性值

量具名稱

量具編號

測試人42測量系統(tǒng)分析---偏倚分析結(jié)果分析：計算n個讀值的平均值計算重復(fù)性標(biāo)準差

注：d*2可從附錄C中查找取得（g=1，m=n）計算偏倚值

偏倚=平均值—參考值σr=MAX（Xi）—MIN（Xi）d*2測量系統(tǒng)分析---偏倚分析結(jié)果分析：σr=MAX（Xi）—43測量系統(tǒng)分析---偏倚分析計算偏倚的標(biāo)準差計算偏倚的t統(tǒng)計值從附錄C查到對應(yīng)的v值σb=σr√nt=偏倚σb測量系統(tǒng)分析---偏倚分析計算偏倚的標(biāo)準差σb=σr√nt44測量系統(tǒng)分析---偏倚分析確定偏倚值在1-α置信度水平上的界線（值）偏倚—[σb

（tv,1-α/2）]≤0≤偏倚+[σb

（tv,1-α/2）]

注：α默認為0.05（95%的置信度）判定偏倚能否接受測量系統(tǒng)分析---偏倚分析確定偏倚值在1-α置信度水平上的界45案例---偏倚分析用第一次測量A取得的數(shù)值作為基準值，B測量的數(shù)值作為觀測值進行偏倚分析。nvd*2顯著的t值基準值平均值107.73.179052.324σrσb統(tǒng)計的t值偏倚偏倚的95%置信度區(qū)間上限下限案例---偏倚分析用第一次測量A取得的數(shù)值作為基準值，B測量46偏倚判斷法則：偏倚判斷法則：如果0落在圍繞偏倚值1-α置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在α水平是可以接受的。注：如果α水平不是用默認值0.05（95%置信度），則必須得到顧客的同意。偏倚判斷法則：偏倚判斷法則：47儀器需要校準；儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；磨損或損壞的基準，基準出現(xiàn)誤差；校準不當(dāng)或調(diào)整基準的使用不當(dāng)；儀器質(zhì)量差——設(shè)計或一致性不好；線性誤差；應(yīng)用錯誤的量具；不同的測量方法——設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；測量錯誤的特性；（量具或零件）變形；環(huán)境——溫度、濕度、振動、清潔的影響；違背假定，在應(yīng)用常量上出錯；應(yīng)用——零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）造成過分偏倚的可能原因是：儀器需要校準；不同的測量方法——設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；造成48選取五個零件。注：五個樣件應(yīng)覆蓋整個量程范圍或測量范圍。建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準的參考值。由主要操作者以正常方式測量每個零件12次。計算每個測量的偏倚。計算每個零件的偏倚平均值。在線性圖上畫出每個測量的偏倚和偏倚的平均值測量系統(tǒng)分析---線性分析選取五個零件。測量系統(tǒng)分析---線性分析49應(yīng)用公式計算并畫出最適合的線

Yi=aXi+bb=Y-aX測量系統(tǒng)分析---線性分析a=∑XiYi—（∑Xi∑Yi/gm）∑Xi2—（∑Xi）2/gm應(yīng)用公式計算并畫出最適合的線測量系統(tǒng)分析---線性分析a=50應(yīng)用公式計算并畫出該線的置信度區(qū)間（上、下限）測量系統(tǒng)分析---線性分析S=∑Yi2—b∑Yi—a∑Xi

Yigm-2√上限：b+aX0—tgm-2,1-α

+S1gm（X0—X）2∑（Xi—X）21/2下限：b+aX0+tgm-2,1-α

+S1gm（X0—X）2∑（Xi—X）21/2應(yīng)用公式計算并畫出該線的置信度區(qū)間（上、下限）測量系統(tǒng)分析-51畫出“偏倚=0”的線，并對圖進行評審，以觀察是否存在特殊原因，以及線性是否可以接受。計算ta和tb，并與tgm-2,1-α/2比較測量系統(tǒng)分析---線性分析∑x∑yR2=（∑xy-）2n（∑y）2[∑x2-]×[∑y2-]（∑x）2nn畫出“偏倚=0”的線，并對圖進行評審，以觀察是否存在特殊原因52

測量系統(tǒng)分析---線性分析表平均（X）線性圖：工序名稱

量具名稱

測量日期

測量參數(shù)

量具編號

測試人

基準器具

基準編號

零件編號12345基準值

測量次數(shù)

平均/合計1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

平均值

偏倚（yi）

分析結(jié)論

擬合優(yōu)度R2=分析人員

分析日期

測量系統(tǒng)分析---線性分析表平均（X）線性圖：工序名稱

量53測量系統(tǒng)分析---線性分析表基準值XiX=∑Xi=測量偏倚y123456789101112平均值YiY=∑Yi=XiYi∑XiYi=Xi2∑Xi2=Yi2∑Yi2=測量系統(tǒng)分析---線性分析表基準值XiX=∑Xi=測量偏倚54案例---線性分析案例---線性分析55案例---線性分析案例---線性分析56線性分析的接受判斷法則：為使測量系統(tǒng)線性可以被接受，“偏倚=0”線必須完全在擬合線置信帶以內(nèi)。線性分析的接受判斷法則：為使測量系統(tǒng)線性可以被接受，57案例---線性分析案例二：假設(shè)A測量的值為基準值，B測量的值為測量的平均值，進行測量系統(tǒng)的線性分析?；鶞手礨iX=∑Xi=測量平均值偏倚平均值YiY=∑Yi=XiYi∑XiYi=Xi2∑Xi2=Yi2∑Yi2=案例---線性分析案例二：基準值XiX=∑Xi=測量平均值58儀器需要校準，需要減少校準時間間隔；儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；缺乏維護——通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔磨損或損壞的基準，基準出現(xiàn)誤差；校準不當(dāng)或調(diào)整基準的使用不當(dāng)；儀器質(zhì)量差——設(shè)計或一致性不好；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)鍵性；應(yīng)用錯誤的量具；不同的測量方法——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；環(huán)境——溫度、濕度、振動、清潔的影響；違背假定，在應(yīng)用常量上出錯；應(yīng)用——零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）線性誤差的可能原因是：儀器需要校準，需要減少校準時間間隔；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)鍵性59選取一個樣本零件數(shù)n＞5。注：一般n=10，所選取的樣本應(yīng)代表實際的或期望的過程變差范圍。選擇評價人A、B、C三人。校準量具。讓評價人以隨機順序測量n個零件，將數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)表A1、B1和C1行。注：三個評價人不能看到彼此的結(jié)果。以不同順序重復(fù)以上動作2次，并填入A2、B2、C2；以及A3、B3、C3行。測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析(均值極差法)選取一個樣本零件數(shù)n＞5。測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分60測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)記錄表XDIFFXDIFF=[MaxX-MinX]=XDIFF=Xa=Ra=Xb=Rb=Xc=Rc=R=[Ra+Rb+Rc]/[操作者數(shù)量]=R=UCLR=R*D4操作人/試驗A123均值Xa極差B123均值Xb極差C123均值Xc極差零件均值Xi極差均值UCLRLCLRLCLR=R*D3零件編號均值12345678910

RP=UCLR=LCLR=測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)記錄表XDIFFXDIFF=[61

Xa/b/c=10個被測零件的總平均值（按測量人員進行統(tǒng)計）

Ra/b/c=10個被測零件的測量極差的平均值（按測量人員進行統(tǒng)計）零件均值（Xi

）=單個零件的測量平均值（綜合三個測量人員的所有測量數(shù)據(jù)）測量極差均值R=[Ra+Rb+Rc]/[操作者數(shù)量]=Rp=零件均值的極差=MAX（Xi

）-MIN（Xi

）

XDIFF=[MaxXa/b/c-MinXa/b/c]=計算：測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析(均值極差法)Xa/b/c=10個被測零件的總平均值（按62

UCLR=R*D4LCLR=R*D3備注：

D4在2次試驗時取3.27，在3次試驗時取2.58，對于7次以下的試驗D3=0。UCLR代表單值R的極限，圈出那些超出極限的點，識別原因并加以糾正。使用與開始時相同的評價人和量具，重復(fù)這些讀數(shù)或剔除超限值后，用剩下的觀測值來重新計算均值、R值及控制限。注：結(jié)果分析是基于每個因素對總變差或公差所占的百分比。計算百分比時公差可能替代總變差作為分母。計算：測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析(均值極差法)注：結(jié)果分析是基于每個因素對總變差或公差所占的百分比。計算百63測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析結(jié)果分析——圖形分析：

畫出均值圖及其上下控制線；

畫出極差圖及其控制線。

根據(jù)對均值圖和極差圖進行分析。測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析結(jié)果分析——圖形分析：64測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析65對于分析的均值圖：

——均值圖提供了測量系統(tǒng)的“可用性”指示?？刂茀^(qū)域內(nèi)部表示的是測量靈敏度（“噪聲”）。因為研究中使用的零件子組代表過程變差，大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制限以外。對于分析的極差圖：

——用于確定過程是否受控。如果所有的極差都受控，則所有評價人的工作狀態(tài)是相同的。測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析對于分析的均值圖：測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析66測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析結(jié)果分析——數(shù)值分析：重復(fù)性——設(shè)備變差：EV=R×K1再現(xiàn)性——評價人變差：重復(fù)性和再現(xiàn)性：零件變差：PV=R×K1總變差：AV=（XDIFF×K2）2-（EV2/nr）√GRR=EV2+AV2√

TV=GRR2+PV2√測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析結(jié)果分析——數(shù)值分析：重67測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析結(jié)果分析——數(shù)值分析：重復(fù)性影響：%EV==EV/TV×100%再現(xiàn)性影響：%AV==AV/TV×100%重復(fù)性和再現(xiàn)性影響：%GRR==GRR/TV×100%零件變差影響：%PV=PV/TV×100%數(shù)據(jù)分級數(shù)：ndc=1.41(PV/GRR)測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析結(jié)果分析——數(shù)值分析：重68測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性分析表R=XDIFF=

試驗日期樣品名稱測量參數(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)記錄表特性規(guī)范

評價人量具名稱量具編號

量具類型RP=

變差/總變差（%）%EV=100[EV/TV]%EV=%AV=100[AV/TV]%AV=%GRR=100[GRR/TV]%GRR=%PV=100[PV/TV]%PV=數(shù)據(jù)分級數(shù)：ndc=[PV/GRR]×1.41ndc=測量系統(tǒng)分析重復(fù)性---設(shè)備變差(EV)K10.88620.5908再現(xiàn)性---試驗人員變差（AV）K20.70710.5231重復(fù)性和再現(xiàn)性（GRR）K30.70710.52310.44670.40300.3742EV=R×K1

EV=AV=[（XDIFF×K2）2-（EV2/nr）]1/2AV=n=零件數(shù)量r=試驗次數(shù)GRR=（EV2+AV2）1/2GRR=零件變差（PV）PV=RP×K3PV=0.35340.33750.3249試驗次數(shù)23評價人23零件數(shù)量23456789100.3146TV=（GRR2+PV2）1/2測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性分析表R=XDIFF=

試驗日期69測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析R&R判定誤差在１０％以下測量系統(tǒng)是合格的誤差在１０％－３０％之間考慮到應(yīng)用的重要性，量具的成本、維修的費用等因素，可能也是可以接受的。誤差超過３０％測量系統(tǒng)需要改進，努力找出問題所在并加以修正。另：數(shù)據(jù)分級數(shù)ndc應(yīng)該大于或等于5測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析R&R判定誤差在１０％以70GRR分析的接受判定準則：測量系統(tǒng)變異性是否令人滿意的準則取決于被測量系統(tǒng)變差所掩蓋掉的生產(chǎn)制造過程變異性的百分比或零件公差的百分比。對特性的測量系統(tǒng)最終的接受準則取決于測量系統(tǒng)的環(huán)境和目的，而且應(yīng)取得顧客的同意。測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分析GRR分析的接受判定準則：測量系統(tǒng)分析---重復(fù)性和再現(xiàn)性分71零件（樣品）內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品一致性；儀器內(nèi)部：修理、磨損、設(shè)備或夾緊裝置故障，質(zhì)量差或維護不當(dāng)；基準內(nèi)部：質(zhì)量、級別、磨損；方法內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)整、夾持、夾緊、點密度的變差；評價人內(nèi)部：技術(shù)、職位、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓(xùn)、感覺、疲勞；環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動、亮度、清潔度的短期起伏變化；違背假定：穩(wěn)定、正確操作；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好；應(yīng)用錯誤的量具；（量具或零件）變形，硬度不足；應(yīng)用——零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）重復(fù)性不好的可能原因是：零件（樣品）內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品一致性；環(huán)72零件（樣品）之間：零件之間的均值差；儀器之間：儀器之間的均值差（注：這種情況下，再現(xiàn)性錯誤經(jīng)常與方法和/或操作者混淆）；標(biāo)準之間：不同的設(shè)定標(biāo)準的平均影響；方法之間：手動與自動系統(tǒng)相比，零點調(diào)整，夾持或夾緊方法等導(dǎo)致的均值差；評價人之間：評價人的技術(shù)、技能或訓(xùn)練導(dǎo)致的均值差；環(huán)境之間：不同時間段環(huán)境引起的均值差；違背研究中的假定；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性；操作者訓(xùn)練效果；應(yīng)用——零件尺寸、位置、觀察錯誤（易讀性、視差）再現(xiàn)性不好的可能原因是：零件（樣品）之間：零件之間的均值差；評價人之間：評價人的技術(shù)73案例演練案例演練74測量系統(tǒng)分析計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析：信號探測法解析法假設(shè)檢驗（交叉分析法）測量系統(tǒng)分析計數(shù)型測量系統(tǒng)的分析：75測量系統(tǒng)分析---信號探測法選取50個零件，并包括在整個測量范圍內(nèi)確定其基準值。由選擇三位操作者使用量具按正常條件進行測量，記錄測量結(jié)果。計算分析:dlsldusld

估計%GRR測量系統(tǒng)分析---信號探測法選取50個零件，并包括在整個測量76基準值觀測值基準值觀測值基準值觀測值0.599581—0.544951×0.465454×0.587893—0.543077×0.462410×0.576459—0.542704+0.454518×0.570360—0.531939+0.452310×0.566575—……0.449696×0.566152—……0.446697—0.561457×0.483803+0.437817—0.55918×0.477236+0.427687—0.547204×0.476901+0.412453—0.545604×0.470832+0.409238—案例演練注：+所有評價人同意并接受該好的零件。—所有評價人同意并拒絕該壞的零件。X所有評價人同意并接受該好的零件?；鶞手涤^測值基準值觀測值基準值觀測值0.599581—0.577案例演練計算分析:dlsl=0.566152-0.542704=0.023448dusl=0.470832-0.446697=0.024135d=0.0237915

估計%GRR=d/T=0.02379/0.1=23.8%案例演練計算分析:78測量系統(tǒng)分析---解析法選取8個零件。注：8個零件以近似等距選取，并包括在整個測量范圍內(nèi)確定其基準值。使用量具測量m=20次，記錄測量結(jié)果：接受的數(shù)量a。注：最小的零件必須a=0，最大的零件必須a=20，其余零件必須要0≤a≤19測量系統(tǒng)分析---解析法選取8個零件。79測量系統(tǒng)分析---解析法計算每個零件的接收概率:a+0.5Pa’=m若＜0.5，a≠0ama—0.5m若＞0.5，a≠20am0.5若=0.5am0.025若a=00.975若a=20測量系統(tǒng)分析---解析法計算每個零件的接收概率:a+0.80測量系統(tǒng)分析---解析法畫出量具性能曲線（使用正態(tài)概率紙）計算分析：如果t大于2.093，則該偏倚明顯偏離零。偏倚=下限—XT（Pa’=0.5）重復(fù)性=XT（Pa’=0.995）—XT（Pa’=0.005）1.08t=31.3×|偏倚|1.08測量系統(tǒng)分析---解析法畫出量具性能曲線（使用正態(tài)概率紙）偏81案例演練XTaPa’-0.01600.025-0.01510.075-0.01430.175-0.01350.275-0.01280.425-0.011160.775-0.0105180.875-0.010200.975-0.016-0.014-0.012-0.010偏倚=-0.010-(-0.0123)=0.0023R=[-0.0084-(-0.0163)]/1.08=0.0073t=31.3×0.0023/0.0073=9.861009075605550454025100-0.0123-0.0163-0.00840.0079案例演練XTaPa’-0.01600.025-0.0151082測量系統(tǒng)分析---假設(shè)檢驗(交叉分析法)選取50個零件，并包括在整個測量范圍內(nèi)確定其基準值。由選擇三位操作者使用量具按正常條件各測量三次，記錄測量結(jié)果。測量系統(tǒng)分析---假設(shè)檢驗(交叉分析法)選取50個零件，并包83基準值A(chǔ)1A2A3B1B2B3C1C2C3代碼0.599581000000000—0.587893—0.576459—0.570360—0.566575—0.566152—0.561457001010000×0.55918×0.547204×……0.545604111111111+注：0觀測值為不合格；1觀測值為合格+所有評價人同意并接受該好的零件?！性u價人同意并拒絕該壞的零件。X所有評價人同意并接受該好的零件。測量系統(tǒng)分析---假設(shè)檢驗(交叉分析法)基準值A(chǔ)1A2A3B1B2B3C1C2C3代碼0.5995884測量系統(tǒng)分析---交叉分析法(計數(shù)型測量系統(tǒng))計算分析:判斷：Kappa＞0.75表示評價人之間一致性好觀測結(jié)果B總計01A0abR11cdR2總計C1C2NN（a+d）-（R1C1+R2C2）N2-（R1C1+R2C2）Kappa=測量系統(tǒng)分析---交叉分析法(計數(shù)型測量系統(tǒng))計算分析:觀測85測量系統(tǒng)分析---交叉分析法(計數(shù)型測量系統(tǒng))重復(fù)計算不同評價人之間的Kappa值并分析。按相同的方法計算評價人與基準值的Kappa值，并分析評價人與基準間的一致性。測量系統(tǒng)分析---交叉分析法(計數(shù)型測量系統(tǒng))重復(fù)計算不同評86案例演練案例演練87案例演練案例演練88觀測結(jié)果B總計01A0446501397100總計47103150案例演練觀測結(jié)果C總計01B0425471994103總計5199150觀測結(jié)果C總計01A0437501892100總計5199150觀測結(jié)果B總計01A0446501397100總計4710389KappaABCA——0.860.78B0.86——0.79C0.780.79——案例演練KappaABCA——0.860.78B0.86——0.7990觀測結(jié)果基準總計01A01總計案例演練觀測結(jié)果基準總計01B01總計觀測結(jié)果基準總計01C01總計觀測結(jié)果基準總計01A01總計案例演練觀測結(jié)果基準總計01B91ABCKappa案例演練ABCKappa案例演練92實例研究

一個沖壓X盤的主要供應(yīng)商發(fā)現(xiàn)X盤上安裝ABC系統(tǒng)位置的線性尺寸存在著大量的偏差。ABC系統(tǒng)在X盤上的正確安裝對于方便裝配及其在現(xiàn)場的實際使用都是至關(guān)重要的。

他們懷疑測量裝置不能提供有效分辨合格零件所需要的分辨力。

目前的狀況是，這幾年來，生產(chǎn)X盤的沖壓供應(yīng)商一直用傳統(tǒng)的測量方法來檢查其產(chǎn)品的線性尺寸，這種方法導(dǎo)致每天都要對幾個沖壓X盤進行返工，導(dǎo)致在安裝ABC系統(tǒng)之前對X盤進行檢查并返工是很普遍的事。

現(xiàn)要求你開發(fā)一個新的系統(tǒng)來降低返工率，策劃如何在這個實例中實施測量系統(tǒng)研究課后練習(xí)實例研究

一個沖壓X盤的主要供應(yīng)商發(fā)現(xiàn)X盤上安裝AB931、在什么時候進行MSA

2、如何決定MSA項目

3、如何應(yīng)用MSA的結(jié)果

4、過程控制/異常分析中如何考慮MSA

5、如何選擇測量系統(tǒng)課后練習(xí)1、在什么時候進行MSA

課后練習(xí)94謝謝！謝謝！95測量系統(tǒng)分析（MSA）測量系統(tǒng)分析（MSA）967.6.1測量系統(tǒng)分析

為分析各種測量和試驗設(shè)備系統(tǒng)測量結(jié)果存在的變差，必須進行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計研究。此要求必須適用于在控制計劃提出的測量系統(tǒng)。

所用的分析方法和接收準則，必須與顧客關(guān)于測量系統(tǒng)分析的參考手冊相一致。如果得到顧客批準，也可采用其它分析和接收準則。ISO/TS16949：2002中對測量系統(tǒng)分析的要求7.6.1測量系統(tǒng)分析

為分析各種測量和試驗設(shè)備系統(tǒng)97第一節(jié)、測量和測量系統(tǒng)

第二節(jié)、測量和測量系統(tǒng)的主要術(shù)語第三節(jié)、測量誤差及其影響第四節(jié)、測量系統(tǒng)研究

第五節(jié)、測量系統(tǒng)結(jié)果分析總綱第一節(jié)、測量和測量系統(tǒng)總綱98案例演練道具：一把卡尺、十個零件演練：分組每組各出一人將十個零件測量1次，記錄數(shù)據(jù)12345678910A1B1案例演練道具：一把卡尺、十個零件12345678910A1B99測量

◆通過與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準相比較來確定用多少個單位（英寸、克等）來描述一個零件的過程。（賦值過程）

◆測量結(jié)果由一個數(shù)字和一個標(biāo)準測量單位構(gòu)成。

◆測量結(jié)果是測量過程的輸出測量的作用

◆根據(jù)測量數(shù)據(jù)決定是否調(diào)整制造過程。

◆確定在兩個或多個變量之間是否存在重要關(guān)系。——測量的作用的發(fā)揮取決于所用測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量第一節(jié)測量和測量系統(tǒng)測量

◆通過與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準相比較來確定用多少個單位（英寸100測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？◆一個“差的或低質(zhì)量的”測量有哪些特點？

測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量由在穩(wěn)定條件下運行的某一測量系統(tǒng)獲得的多個測量結(jié)果的統(tǒng)計特性確定。測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？101◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？

——如果某一特性的測量值“接近”它的基準值，那么則稱數(shù)據(jù)的質(zhì)量“高”。

◆一個“差的或低質(zhì)量的”測量有哪些特點？

——如果某一特性的測量值“遠離”它的基準值，那么則稱數(shù)據(jù)質(zhì)量“低”?；鶞手怠徽J同的作為比較參考的值。一個零件的基準值可能是實驗室條件下確定的或是使用更為精確的量具建立起來的一個真的測量值。表述基準值的其它名詞還有：

合格基準值、合格值、公稱值、公稱真、規(guī)定值、最佳估計值、標(biāo)準值、標(biāo)準測量值測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量◆一個“好的或高質(zhì)量的”測量有哪些特點？

——如果某一102表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計特性是測量系統(tǒng)的偏倚和方差。所謂偏倚的特性，是指數(shù)據(jù)相對基準（標(biāo)準）值的位置，而所謂方差的特性，是指數(shù)據(jù)的分布。低質(zhì)量數(shù)據(jù)最通常的原因之一是數(shù)據(jù)變差太大。一組測量變差大多是由于測量系統(tǒng)和它的環(huán)境之間的交互作用造成的。例如，測量某容器內(nèi)流體的容積，使用的測量系統(tǒng)可能對它周圍的環(huán)境溫度敏感，在這種情況下，數(shù)據(jù)的變差可能由于其體積的變化或周圍溫度的變化，使得解釋這些數(shù)據(jù)很困難，因此這一測量系統(tǒng)是不理想的。

如果交互作用產(chǎn)生太大的變差，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量可能會很低以至于數(shù)據(jù)沒有用處。例如，一個具有大量變差的測量系統(tǒng)，在分析制造過程中使用是不適合的，因為測量系統(tǒng)變差可能會掩蓋制造過程的變差。管理一個測量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和控制變差。這就是說，應(yīng)著重研究掌握環(huán)境對測量系統(tǒng)的影響，以使測量系統(tǒng)產(chǎn)生可接受的數(shù)據(jù)

.表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計特性是測量系統(tǒng)的偏倚和方差。所謂偏倚103案例演練演練：由另一個人將十個零件再測量1次，記錄數(shù)據(jù)12345678910A1B1案例演練演練：12345678910A1B1104案例演練請分析測量變差的原因測量系統(tǒng)變差案例演練請分析測量變差的原因測量系統(tǒng)變差105用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標(biāo)準、操作方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合，用來獲得測量結(jié)果的整個過程。一個測量過程可以看成是一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)值（數(shù)據(jù)）作為輸出。量具：任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來特指用在車間的裝置；包括通過/不通過程裝置。測量系統(tǒng)的概念用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標(biāo)準、106測量系統(tǒng)六個基本要素：SWIPE——標(biāo)準、工件、儀器、人、程序、環(huán)境測量過程和測量系統(tǒng)的六個基本要素測量過程測量結(jié)果/變差測量人員零件/工件儀器/量具標(biāo)準程序、環(huán)境測量系統(tǒng)六個基本要素：SWIPE——標(biāo)準、工件、儀器、人、程107voiceoftheprocessPEOPLEEQUIPMENTMATERIALSMETHODSENVIRONMENTINPUTSPROCESS/SYSTEM

AccurateMeasurementusingSTATISTICALMETHODSIDENTIFYINGIMPROVEMENTOPPORTUNITIESTHEWAYWEWORK/BLENDINGOFRESOURCESOUTPUTSPRODUCTSORSERVICESMeasurementSystemsAnalysisvoiceoftheprocessPEOPLEEQUI108測量變差的原因測量系統(tǒng)變差零件儀器（量具）標(biāo)準環(huán)境人員彈性變形彈性特性質(zhì)量支持特性隱藏的幾何相互關(guān)連的特性工作的定義適合的數(shù)據(jù)清潔建立維護建立的變差建立公差設(shè)計變差校準預(yù)防性維護設(shè)計使用假設(shè)穩(wěn)健設(shè)計偏移穩(wěn)定性線性擴大接觸幾何變形后果變差性GRR一致性單一性敏感性溫度周期標(biāo)準與環(huán)境的關(guān)系平等化熱系數(shù)零件人員空氣流通光線陽光人工的空氣污染振動照明壓力人機工程教育限制身體的工作態(tài)度程序目視標(biāo)準工作的規(guī)定技能培訓(xùn)經(jīng)驗培訓(xùn)經(jīng)驗理解可追溯性幾何的相容性穩(wěn)定性校準熱擴散特性彈性特性測量變差的原因測量系統(tǒng)變差零件儀器（量具）標(biāo)準環(huán)境人員彈性變109◆公差（Tolerance）是指一個零件某一特性允許的變差。公差通常以一個公稱值±所允許的相對于公稱值的變差來表示。一個零件的寬度可以表示為15.50±0.2mm(一個15.48mm到15.52mm的寬度)?！羰芸兀↖n-Control）

——當(dāng)一個過程顯示出本身固有的、且可預(yù)見的變差時則稱該過程為“受控過程”。

假如過程處于受控狀態(tài)，則無造成變差的特殊原因，那么，我們便可以認為零件在99.73%的時間內(nèi)都能隨機地落在控制限值之內(nèi)。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆公差（Tolerance）第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的110◆失控（Out-of-Control）

——指各種特殊變差原因均未消除的過程狀態(tài)。這種狀態(tài)在控制圖上表現(xiàn)為點落在控制限之外或是在控制限內(nèi)呈現(xiàn)非隨機形態(tài)?！舴直媪?、可讀性、分辨率：測量或儀器輸出的最小刻度單位，1：10經(jīng)驗法則◆有效分辨率：對于一個特定的應(yīng)用，測量系統(tǒng)對過程變差的靈敏性；總是以一個測量單位報告。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆失控（Out-of-Control）第二節(jié)測量和測量111◆基準值：人為規(guī)定的可接受值，作為真值的替代?！粽嬷担何锲返膶嶋H值。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆基準值：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義112位置變差◆準確度：“接近”真值或可接受的基準值，包括位置和寬度誤差的影響?！羝校簻y量的觀測平均值和基準值之間的差異，測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義位置變差第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義113◆穩(wěn)定性：偏倚隨時間的變化。一個穩(wěn)定的測量過程是關(guān)于位置的統(tǒng)計受控。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆穩(wěn)定性：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義114◆線性：整個正常操作范圍的偏倚改變，測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆線性：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義115寬度變差◆精密度：重復(fù)讀數(shù)彼此之間的“接近度”，測量系統(tǒng)的隨機誤差分量?！糁貜?fù)性：由一位評價人多次使用一種測量儀器，測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差，通常指EV，儀器的能力或潛能，系統(tǒng)內(nèi)變差。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義寬度變差第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義116◆再現(xiàn)性：由不同的評價人使用同一個量具，測量一個零件的一個特性時產(chǎn)生的測量平均值的變差，通常指AV，系統(tǒng)間（條件）變差。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆再現(xiàn)性：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義117◆GRR或量具R&R：量具重復(fù)性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性合成的評估。依據(jù)使用的方法，可能包括或不包括時間影響?！魷y量系統(tǒng)能力：測量系統(tǒng)變差的短期評估?！魷y量系統(tǒng)性能：測量系統(tǒng)變差的長期評估。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆GRR或量具R&R：第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義118◆靈敏度在測量特性變化時測量系統(tǒng)的響應(yīng)，最小的輸入產(chǎn)生可探測出的輸出信號。◆一致性：重復(fù)性隨時間的變化程度?！艟恍裕赫麄€正常操作范圍內(nèi)重復(fù)性的變化。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義◆靈敏度第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義119系統(tǒng)變差◆能力：短期獲取讀數(shù)的變異性。◆性能：長期獲取讀數(shù)的變異性。◆不確定度關(guān)于測量值的數(shù)值估計范圍，相信真值在此范圍內(nèi)。第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義系統(tǒng)變差第二節(jié)測量和測量系統(tǒng)常用的定義120所有的測量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性◆測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中（可預(yù)見的）；這意味著測量系統(tǒng)內(nèi)的變差只能是由于普通原因產(chǎn)生的，而不是由于特殊原因產(chǎn)生的。

◆測量系統(tǒng)的變異要小于制造過程的變異。

◆變異應(yīng)小于技術(shù)規(guī)范限值和/或允許公差。

◆測量的增量必須小于過程變異或技術(shù)規(guī)范限值中較小者。

◆當(dāng)被測項目變化時，測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性可能也會變化。若真的如此，則測量系統(tǒng)的最大（最糟）的變差必須小于過程變差或技術(shù)規(guī)范限值中的較小者。所有的測量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性◆測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中（可121其他需要考慮的因素

◆測量系統(tǒng)的管理涉及對變差的控制和監(jiān)測。

◆應(yīng)對測量系統(tǒng)與環(huán)境如何相互作用有所理解。其他需要考慮的因素122第三節(jié)測量誤差及其影響測量系統(tǒng)誤差位置變差寬度變差準確度偏倚穩(wěn)定性線性精密度重復(fù)性再現(xiàn)性一致性均一性測量誤差的組成：第三節(jié)測量誤差及其影響測量系統(tǒng)誤差位置變差寬度變差準確度123第三節(jié)測量誤差及其影響測量誤差的表現(xiàn)：ⅡⅡⅠⅢⅠLSLUSL第三節(jié)測量誤差及其影響測量誤差的表現(xiàn)：ⅡⅡⅠⅢⅠLSLU124測量系統(tǒng)變異性的影響SLSUSpec.一般來說，測量的兩種錯誤只在被測特性的上/下規(guī)范值附近發(fā)生（對零件做出錯誤決定的潛在因素只在測量系統(tǒng)誤差與公差交叉時存在）。ⅢⅠⅠⅡⅡ◆對決策的影響

——對產(chǎn)品決策和過程決策的影響——測量的兩種錯誤：

Ⅰ型錯誤：將好的零件判為“壞”的零件；

Ⅱ型錯誤：將“壞”的零件判為好的零件?！e漏檢測量系統(tǒng)變異性的影響SLSUSpec.一般來說，測量的兩種錯125σ2obs=σ2actual+σ2msa

同樣地，Cpobs

也由Cpactual和Cpmsa組成如果Cpmsa=2，為了達到Cpobs=1.33,Cpactual必須達到1.79以上對新過程的影響：當(dāng)有一個新過程，經(jīng)常要完成一系列步驟，這通常包括在供應(yīng)商處對設(shè)備的研究以及隨后在顧客處對設(shè)備的研究。如果在任何一方使用的測量系統(tǒng)與在正常情況下使用的測量系統(tǒng)不一致，那么就會發(fā)生混亂。最通常的情況包括使用不同的儀器。最壞的情況是不具備資格的量具被投入使用?！獙^程決策的影響：σ2obs=σ2actual+σ2msa對新過程的126對作業(yè)準備的影響：通常生產(chǎn)操作是在一天的開始時使用單個零件來檢驗過程是否對準目標(biāo)。如果測量的零件在目標(biāo)外，就調(diào)整過程。然后，在一些情況下測量另一個零件并且可能再次調(diào)整過程?！深A(yù)如：某金屬涂層重量的控制目標(biāo)是5.00克，通常作業(yè)準備時，要求操作者以一個樣件為基礎(chǔ)對其進行驗證，如果過程運行超過4.90-5.10，應(yīng)再次設(shè)定（調(diào)整）過程。某天，假設(shè)過程實際運行為4.95克，但由于測量誤差，觀測值為4.85克，因此操作者調(diào)整過程至5.00克，但此時實際運行為5.10克?！@樣的過度調(diào)整由于從來沒有進行測量系統(tǒng)分析持續(xù)影響。規(guī)則：除非過程不穩(wěn)定，否則不作調(diào)整或不采取行動。對作業(yè)準備的影響：通常生產(chǎn)操作是在一天的開始時使用單127測量系統(tǒng)的策劃和選擇在評價一個測量系統(tǒng)時必須考慮三個基本問題：◆測量系統(tǒng)必須顯示足夠的靈敏性；

——分辨力：●測量儀器的第一準則應(yīng)該至少是被測范圍的十分之一；●過程分布的分組數(shù)量（ndc)：如果極差圖顯示出可能四個極差值在控制限內(nèi)，并且超過四分之的極差值為零，則該測量是在分辨力不足時進行的?！駵y量儀器的最新準則為分辨率最大為全過程的6σ標(biāo)準偏差的十分之一。測量系統(tǒng)的策劃和選擇在評價一個測量系統(tǒng)時必須考慮三個基本問題128測量系統(tǒng)的策劃和選擇◆測量系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；◆統(tǒng)計特性（誤差）在預(yù)期的范圍內(nèi)一致，并足以滿足測量的目標(biāo)（產(chǎn)品控制或過程控制）。測量系統(tǒng)的策劃和選擇◆測量系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；129第四節(jié)

測量系統(tǒng)研究和策劃第四節(jié)

測量系統(tǒng)研究和策劃130測量系統(tǒng)研究的準備步驟根據(jù)研究目的，策劃要采用的方法。

規(guī)定測量者人數(shù)、樣件個數(shù)以及重復(fù)的測量結(jié)果的個數(shù)。這可能取決于尺寸的臨界性或零件的物理特性。

選擇經(jīng)常使用這種儀器的測量者。

在幾天生產(chǎn)的產(chǎn)品中取樣，以保證所選取的樣品代表整個操作范圍。對每個零件進行編號以便于識別。

（選自于過程并且代表整個生產(chǎn)范圍——即代表產(chǎn)品變差的全部范圍）

要保證所使用的測量裝置的分辨力為所要測量的特性預(yù)期的過程變差的十分之一。（如果特性的變差的0.001,要求儀器能讀到0.0001的變化量。）測量系統(tǒng)研究的準備步驟根據(jù)研究目的，策劃要采用的方法。131在測量系統(tǒng)的研究中，將誤傳信息的危險性降到最小是十分重要的。下面四條事項需要注意：由一個懂得認真謹慎在完成一個可靠的研究中的重要性的人來完成這項研究。

要保證每一個測量者使用相同的程序，包括獲取數(shù)據(jù)的步驟。

測量必須是隨機地進行。

讀數(shù)必須要估計到盡可能精確的值。如果可能，讀數(shù)要精確到最小刻度的一半。（例如：如果最小刻度是0.0001,每一個讀數(shù)要估計到0.0005。）在測量系統(tǒng)的研究中，將誤傳信息的危險性降到最小是十分重要的。132測量系統(tǒng)分析——穩(wěn)定性取得一個樣件。建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準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)測量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準樣件以進行穩(wěn)定性分析。以一定的周期基礎(chǔ)（每天、每周）測量基準件三到五次。抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)取決于對測量系統(tǒng)的認識，可能考慮的因素包括要求重新校準或維修的頻率、使用測量系統(tǒng)的頻率，以及操作條件的重要性等。應(yīng)該在不同時間下取得多次讀值，以代表測量系統(tǒng)的實際使用情況。將數(shù)據(jù)按時間順序畫在X-R或X-S控制圖上。結(jié)果分析——圖形法，受控測量系統(tǒng)分析——穩(wěn)定性取得一個樣件。133測量系統(tǒng)分析---穩(wěn)定性分析測量系統(tǒng)分析---穩(wěn)定性分析134儀器需要校準，需要減少校準時間間隔；儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損；磨損或損壞的基準，基準出現(xiàn)誤差；校準不當(dāng)或調(diào)整基準的使用不當(dāng)；儀器質(zhì)量差——設(shè)計或一致性不好；儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)鍵性；不同的測量方法——設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)；（量具或零件）變形；環(huán)境——溫度、濕度、振動、清潔的影響；違背假定，在應(yīng)用常量上出錯；應(yīng)用——零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）正常老化或退化；缺乏維護——通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔穩(wěn)定性不好的可能原因是：儀器需要校準，需要減少校準時間間隔；（量具或零件）變形；穩(wěn)定135測量系統(tǒng)分析---偏倚分析取得一個樣件。建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準的參考值如果無法取得這樣的參考值，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)件，指定它為偏倚分析的基準件。在實驗室中測量該零件n≥10次，并計算這n個讀值的平均值，將該平均值視為“參考值”。一個評價者以正常方式測量樣件n≥10次。畫出這些數(shù)據(jù)相對于參考值的直方圖。使用專業(yè)知識審查這直方圖，從而確定是否存在任何特殊原因或異常點。結(jié)果分析——數(shù)值法測量系統(tǒng)分析---偏倚分析取得一個樣件。136工序名稱測量參數(shù)

特性值

量具名稱

量具編號

測試人

基準值

基準器具

基準編號

測量次數(shù)觀測值偏倚測量次數(shù)觀測值偏倚16

2

7

3

8

4

9

5

10

注：n=10均值

計算分析偏倚=觀測平均值—基準值=

σb=σr/√n

σr=（max-min）/d2*=

tv=

A=（d2×σb）/d2*×tv=

t=偏倚/σb=

則：95%偏倚置信區(qū)間低值=偏倚—A

注：d2*d2V高值=偏倚+A

直方圖分析：

基準值分析結(jié)論

分析人員

分析日期

測量系統(tǒng)分析---偏倚分析工序名稱測量參數(shù)

特性值

量具名稱

量具編號

測試人137測量系統(tǒng)分析---偏倚分析結(jié)果分析：計算n個讀值的平均值計算重復(fù)性標(biāo)準差

注：d*2可從附錄C中查找取得（g=1，m=n）計算偏倚值

偏倚=平均值—參考值σr=MAX（Xi）—MIN（Xi）d*2測量系統(tǒng)分析---偏倚分析結(jié)果分析：σr=MAX（Xi）—138測量系統(tǒng)分析---偏倚分析計算偏倚的標(biāo)準差計算偏倚的t統(tǒng)計值從附錄C查到對應(yīng)的v值σb=σr√nt=偏倚σb測量系統(tǒng)分