ISO-TS-16949-測(cè)量系統(tǒng)分析解讀課件

測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）

(MeasurementSystemsAnalysis)為什么要用測(cè)量系統(tǒng)

在日常的檢驗(yàn)中，你經(jīng)常會(huì)遇到以下問(wèn)題或困惑：我可以信賴我收集的數(shù)據(jù)嗎？不同的操作人員的測(cè)量結(jié)果有什么差異？為什么測(cè)量同一個(gè)零件得到的結(jié)果不盡相同？我對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果用于過(guò)程分析和控制可靠嗎？測(cè)量是一個(gè)過(guò)程

2023/11/27測(cè)量過(guò)程示意圖測(cè)量值=被測(cè)特性+測(cè)量誤差測(cè)量過(guò)程變差

測(cè)量過(guò)程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測(cè)量結(jié)果或數(shù)值的變差。測(cè)量值變差環(huán)境方法儀器(機(jī)器)材料人員2023/11/27測(cè)量過(guò)程變差分析

環(huán)境影響測(cè)量數(shù)據(jù)

溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù)光線不足妨礙正確讀值刺眼的光導(dǎo)致讀值不正確

在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會(huì)因測(cè)量方法不同而不同二種方法的測(cè)量結(jié)果不一樣扁平圓形同心軸測(cè)量方法影響測(cè)量結(jié)果什么叫測(cè)量系統(tǒng)分析

測(cè)量體系分析(MSA)MSA用于分析測(cè)量系統(tǒng)對(duì)測(cè)量值的影響強(qiáng)調(diào)儀器和人的影響我們對(duì)測(cè)量體系作測(cè)試，以確定測(cè)量數(shù)值的統(tǒng)計(jì)特性，并與可接受的標(biāo)準(zhǔn)相比較測(cè)量系統(tǒng)的變差測(cè)量系統(tǒng)的變差影響每個(gè)測(cè)量值和根據(jù)這些測(cè)量數(shù)據(jù)所作

的判定測(cè)量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性

和線性偏倚、穩(wěn)定、線性屬位置變差，重復(fù)性、再現(xiàn)性屬寬度變差。必須在采納一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)前知道其測(cè)量變差2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

測(cè)量：定義為賦值（或數(shù)）給具體事物以表示它們之間關(guān)于特

定性的關(guān)系。量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來(lái)特指用在車(chē)間

的裝置；包括通過(guò)不通過(guò)裝置。測(cè)量系統(tǒng)：對(duì)被測(cè)產(chǎn)品特性賦值的操作者、量具、操作程序、

設(shè)備、軟件的集合，用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程稱

為測(cè)量過(guò)程或測(cè)量系統(tǒng)。2023/11/27真值：真值是零件的“實(shí)際”測(cè)量值，雖然這個(gè)值是不知道的，

并且是不可知的，但是它是測(cè)量過(guò)程的目標(biāo)。參考值：也稱為可被接受的參考值或基準(zhǔn)值。它是一個(gè)人工制

品值或總效果值用作約定的比較基準(zhǔn)值。在進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析時(shí)，一般是通過(guò)采用比要分析的測(cè)

量系統(tǒng)具有跟高級(jí)別分辨率的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被測(cè)特性進(jìn)行

多次測(cè)量、取平均值作為它的估計(jì)值，也叫做基準(zhǔn)值、

參考值或標(biāo)準(zhǔn)值。測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27測(cè)量值=被測(cè)特性的基準(zhǔn)值+測(cè)量誤差在確定基準(zhǔn)值時(shí)一般需要引用可溯源的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)體系，因?yàn)楸纫治龅臏y(cè)量系統(tǒng)更高級(jí)別的測(cè)量系統(tǒng)一般位于更高的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)上。測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27分辨力：是儀器可以探測(cè)到并如實(shí)顯示的參考值的變化量。它

也可以稱為可讀性或分辨率。測(cè)量?jī)x器分辨力的第一準(zhǔn)則應(yīng)該至少是被測(cè)范圍的十分之一。統(tǒng)上此范圍就是產(chǎn)品范圍。最近，10比1規(guī)

則被解釋為測(cè)量設(shè)備能夠分辨至少十分之一的過(guò)程變

差。這符合持持續(xù)改進(jìn)的原理。測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27例如：某特性10mm+/-0.1mm。公差范圍0.2mm。選擇測(cè)量設(shè)備的分辨力是按照公差范圍十分之一。用0.02mm的游標(biāo)卡尺就滿足要求了。通常測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，譬如是10.02、10.03、9.92.……。現(xiàn)在質(zhì)量提高了，實(shí)際做出來(lái)的零件，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)可能集中在10mm+/-0.01的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。再用0.02mm的游標(biāo)卡尺就不能滿足要求了。通常分辨力要用過(guò)程變差的十分之一。這樣才能測(cè)量得到更加細(xì)分的數(shù)據(jù)。譬如，10.019、10.032、9.919.……。如果分辨力不滿足要求的話，數(shù)據(jù)分析結(jié)果會(huì)出大的誤差。測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27準(zhǔn)確度：一個(gè)表示準(zhǔn)確的通用概念，它涉及一個(gè)或多個(gè)測(cè)量結(jié)

果的平均值與一個(gè)參考值之間一致的接近程度。測(cè)量

過(guò)程必須處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，否則過(guò)程的準(zhǔn)確度就毫

無(wú)意義。精確度：是指使用同種備用樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)定所得到的結(jié)果之

間的重現(xiàn)性。（非手冊(cè)）測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27精密度：傳統(tǒng)上，精密度描述了測(cè)量系統(tǒng)在操作范圍（大小、量

程和時(shí)間）內(nèi)分辨力、靈敏度和重復(fù)性的最終影響。

更廣泛地把精密度定義為包括來(lái)自不同的讀數(shù)、量具、

人員、實(shí)驗(yàn)室或條件的變差。測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

Bias偏倚:

-對(duì)同樣的零件的同樣特性，真值（基準(zhǔn)值）和觀測(cè)到的測(cè)

量平均值的差值。

-是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所造成的只有當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行偏倚研究才有意義測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

Stability穩(wěn)定性:穩(wěn)定性（或漂移）是測(cè)量系統(tǒng)在某一階段時(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)量總變差。換句話說(shuō)，穩(wěn)定性是偏倚隨時(shí)間的變化。測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

Linearity線性:

-在量具正常工作量程內(nèi)偏倚變化量

-多個(gè)獨(dú)立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關(guān)系-是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差構(gòu)成的觀測(cè)的平均值基準(zhǔn)值無(wú)偏倚有偏倚圖：線性測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

Repeatability重復(fù)性

-一個(gè)評(píng)價(jià)者使用一臺(tái)測(cè)量?jī)x器，對(duì)同一零件的某一特性進(jìn)行多次測(cè)量下的變差-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)量中的變差-通常被稱為E.V（設(shè)備變差）-設(shè)備（量具）本身固有的變差或性能-系統(tǒng)內(nèi)部變差測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具C的均值哪個(gè)重復(fù)性好？2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

Reproducibility再現(xiàn)性-不同評(píng)價(jià)者使用相同的量具，測(cè)量一個(gè)零件的一個(gè)特性進(jìn)行多次測(cè)量下的變差-傳統(tǒng)上被稱為A.V（評(píng)價(jià)者變差）-系統(tǒng)之間（條件）的變差（自動(dòng)操作系統(tǒng)中操作者不是主

要的變差源-其可能包括：重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境以及評(píng)價(jià)者影響測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

至為A和B的再現(xiàn)性

至為A和C的再現(xiàn)性

至為B和C的再現(xiàn)性人員A人員B人員C量具A的均值量具B的均值量具C的均值2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

量具R&R或GRR:量具R&R是重復(fù)性和再現(xiàn)性合成變差的一個(gè)估計(jì)。換句話說(shuō)，GRR等于系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的方差的總和。測(cè)量系統(tǒng)的基本概念

測(cè)量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？測(cè)量系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定？測(cè)量系統(tǒng)的誤差是否足夠??？評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)基本問(wèn)題測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性

理想的測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性：零偏倚對(duì)所測(cè)的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為零概率可是這樣的測(cè)量系統(tǒng)幾乎不存在的，但是確定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量的正是其產(chǎn)生數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性。測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性

每一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可能被要求有不同的統(tǒng)計(jì)特性，但有一些

基本特性用于定義“好的”測(cè)量系統(tǒng)。它們包括：足夠的分辨率和靈敏度；通常所知的是10-1法則，表明儀器的分辨率應(yīng)把公差(過(guò)程變差)分為十分或更多，這個(gè)規(guī)則是選擇量具期望的實(shí)際最低起點(diǎn)。測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)計(jì)受控的；對(duì)于產(chǎn)品控制，測(cè)量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。依據(jù)特性的公差評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)。對(duì)于過(guò)程變差，測(cè)量系統(tǒng)的變異性應(yīng)該顯示有效的分辨率并且與制造過(guò)程相比要小。2023/11/27關(guān)于測(cè)量系統(tǒng)哪些變異特性需要評(píng)價(jià)，需要根據(jù)具體的測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)及被測(cè)特性的實(shí)際情況來(lái)確定。

一般來(lái)說(shuō)，首先量具的分辨力肯定要確定的；如果量具有不同的人員來(lái)重復(fù)使用和操作，GRR大多數(shù)情況也要做；如果量具在全量程范圍內(nèi)使用線性分析就十分必要；如果量具的偏倚與時(shí)間相關(guān)則穩(wěn)定性需要做。測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備

(一)實(shí)施測(cè)量系統(tǒng)研究之前應(yīng)先進(jìn)行充分的策劃和準(zhǔn)備A、先計(jì)劃將要使用的方法；B、評(píng)價(jià)人的數(shù)量，樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先決定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下：尺寸的關(guān)鍵性--關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和或試驗(yàn)。零件結(jié)構(gòu)—大或重的零件可選擇較少樣品和較多試驗(yàn)。C、由于其目的是評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，評(píng)價(jià)人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中選擇；D、樣品的選擇對(duì)正確的分析至關(guān)重要，它完全取決于MSA研究的設(shè)計(jì)、測(cè)量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過(guò)程的樣品。由于每一零件將被測(cè)量若干次。必須對(duì)每一零件編號(hào)以便識(shí)別。

2023/11/27測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備

(二)E、測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序，以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)，以避免可能的偏倚。但是進(jìn)行研究的人應(yīng)知道正在檢查那一零件，并記下數(shù)據(jù)。F、在讀數(shù)時(shí)，讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字。即讀數(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)值應(yīng)四舍五入到0.00005。G、研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行。H、每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同方法，包括所有步驟來(lái)獲得讀數(shù)。2023/11/272023/11/27進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析的目的，是要預(yù)測(cè)在不遠(yuǎn)的未來(lái)測(cè)量系統(tǒng)所引入的測(cè)量誤差具有什么樣的統(tǒng)計(jì)特性。為了能夠進(jìn)行這樣的預(yù)測(cè)，測(cè)量系統(tǒng)必須表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性，即測(cè)量系統(tǒng)引入的測(cè)量誤差的分布規(guī)律不隨時(shí)間發(fā)生變化。

在穩(wěn)定狀況下工作的測(cè)量系統(tǒng)其測(cè)量誤差一般近似服從正態(tài)分布，統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性便意味著分布的均值和方差都不隨時(shí)間發(fā)生變化。在統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制中應(yīng)用控制圖來(lái)監(jiān)控過(guò)程是否處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)，在測(cè)量系統(tǒng)分析中也可以這樣作，主要是應(yīng)用X?R或X?S控制圖。穩(wěn)定性分析指南

穩(wěn)定性分析指南

(1)應(yīng)選擇一個(gè)落在過(guò)程產(chǎn)品測(cè)量值中程數(shù)的產(chǎn)品作為研究的標(biāo)準(zhǔn)樣本。具備預(yù)期測(cè)量的最低值、最高值和中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是比較理想的。建議對(duì)上述每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本分別進(jìn)行測(cè)量和控制圖。(2)周期性(每天或每周等)地對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣本測(cè)量多次,一般為3到5次。應(yīng)該在每天的不同時(shí)間測(cè)取讀數(shù)，以反映該測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際使用時(shí)的情況，例如預(yù)熱、環(huán)境溫度、濕度等的影響。(3)畫(huà)X?R或X?S控制圖。(4)解釋X?R或X?S圖。2023/11/27應(yīng)用同一把量具對(duì)同一個(gè)零件上的同一特性進(jìn)行測(cè)量，每天測(cè)兩次，得到兩個(gè)測(cè)量結(jié)果，以它們組成一個(gè)子組。判定其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分析案例

可以看出，極差圖受控；再觀察X圖，從第13個(gè)子組開(kāi)始，連續(xù)有10個(gè)點(diǎn)（子組13-22）位于中心線以下，所以X圖是失控的。這樣的測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性是無(wú)法預(yù)測(cè)的。不穩(wěn)定性的原因儀器需要校準(zhǔn)，減少校準(zhǔn)周期儀器，設(shè)備或夾緊裝置的磨損正常老化或退化缺乏維護(hù)－例如腐蝕，銹蝕等基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差環(huán)境變化，溫濕度，振動(dòng)，清潔度應(yīng)用－零件尺寸，位置，作業(yè)人技能，疲勞，觀測(cè)錯(cuò)誤等。校準(zhǔn)不當(dāng)2023/11/27偏倚分析指南–獨(dú)立樣本法取一個(gè)樣品并建立相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果該樣

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。

指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本，在工具室測(cè)量這個(gè)零件n>=10次，并計(jì)算這n個(gè)數(shù)據(jù)的均值。把均值作為“基準(zhǔn)值”。讓一個(gè)評(píng)價(jià)人，以通常方法測(cè)量樣本10次以上。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，以專業(yè)的知識(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)分析。偏倚分析指南計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的均值。

X=計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差

σr=R/d2*

R=max(Xi)-min(Xi)這里d2*可以查表求得i=1n1nXi偏倚分析指南確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量偏倚=觀測(cè)測(cè)量平均值-基準(zhǔn)值

σb=σr/n

t=偏倚/σb如果0落在圍繞偏倚值1-a置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在a水平是可以接受的。

d2σbd2*(tv，1-a/2)}-{偏倚d2σbd2*(tv，1-a/2)}-{偏倚<=0<=這里d2，d2*和V都可以在表中查到，tv，1-a/2在標(biāo)準(zhǔn)t表中可查到。偏倚分析指南所取的a水平依賴于敏感水平，而敏感水平被用來(lái)評(píng)價(jià)或控制該生產(chǎn)過(guò)程的并且與產(chǎn)品或生產(chǎn)過(guò)程的損失函數(shù)有關(guān)。如果a水平不是默認(rèn)值0.05(95%置信度)則必須得到顧客的同意。

偏倚分析指南舉例-偏倚一個(gè)制造工程師在評(píng)價(jià)一個(gè)用來(lái)監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程的新的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量裝置分析表明沒(méi)有線性問(wèn)題，所以工程師只評(píng)價(jià)了測(cè)量系統(tǒng)偏倚。在已記錄過(guò)程變差基礎(chǔ)上從測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇了一個(gè)零件。這個(gè)零件經(jīng)全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量以確定其基準(zhǔn)值，然后這介零件由領(lǐng)班測(cè)量15次。

偏倚分析指南

零件基準(zhǔn)值=6.0試驗(yàn)次數(shù)1234567891011125.85.71314155.95.96.06.06.06.16.15.66.16.06.46.36.2偏倚-0.2-0.3-0.1-0.10.00.00.00.10.1-0.40.10.00.40.30.2偏倚分析指南

12345.66.45.75.805.96.06.16.26.3用電子表格或統(tǒng)計(jì)軟件，可獲得直方圖和數(shù)據(jù)分析偏倚分析指南

基準(zhǔn)值＝6.00ａ＝0.05ｇ＝1ｄ2＝3.35ｔ統(tǒng)計(jì)量df顯著ｔ值偏倚95%偏倚置信區(qū)間低值高值測(cè)量值0.115310.82.2060.0067－0.11850.1319n(m)均值X標(biāo)準(zhǔn)偏差σr均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σb測(cè)量值156.00670.225140.05813因?yàn)?落在偏倚置信區(qū)間(-0.1185,0.1319)內(nèi)，工程師可以假設(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。2023/11/27標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序。儀器磨損，主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上，應(yīng)制定維護(hù)或重新修理的計(jì)劃。制造的儀器尺寸不對(duì)。儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性。儀器校準(zhǔn)不正確，復(fù)查校準(zhǔn)方法。評(píng)價(jià)人員操作儀器不當(dāng)，復(fù)查檢驗(yàn)方法。偏倚過(guò)大的原因2023/11/27線性分析指南

1)選擇g>=5個(gè)零件，由于過(guò)程變差，這些零件測(cè)量值覆蓋量具

的操作范圍。2)用全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量每個(gè)零件以確定其基準(zhǔn)值并確認(rèn)了包括量

具的操作范圍。3)通常用這個(gè)儀器的操作者的一人測(cè)量每個(gè)零件m>=10次。(隨機(jī)選擇零件)4)計(jì)算每次測(cè)量的零件偏倚及零件偏倚值。5)在線性圖上畫(huà)出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值。2023/11/27例：某領(lǐng)班對(duì)其測(cè)量系統(tǒng)的線性特征感興趣，特在其量程內(nèi)選定五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，經(jīng)檢驗(yàn)，它們的基準(zhǔn)值分別為：2.00、4.00、6.00、8.00、10.00然后請(qǐng)一個(gè)合格的操作者，對(duì)每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件各重復(fù)測(cè)量12次，其測(cè)量值及其均值和極差都列表如下：線性分析指南

2023/11/27零件基準(zhǔn)值123452.00

4.00

6.00

8.00

10.00試驗(yàn)次數(shù)1234567891011122.70

5.10

5.80

7.60

9.102.50

3.90

5.70

7.70

9.302.40

4.20

5.90

7.80

9.502.50

5.00

5.90

7.70

9.302.70

3.80

6.00

7.80

9.102.30

3.90

6.10

7.80

9.502.50

3.90

6.00

7.80

9.502.50

3.90

6.10

7.70

9.502.40

3.90

6.40

7.80

9.602.40

4.00

6.30

7.50

9.202.60

4.10

6.00

7.60

9.302.40

3.80

6.10

7.70

9.40零件平均值基準(zhǔn)值偏倚極差2.49

4.13

6.03

7.71

9.382.00

4.00

6.00

8.00

10.00+0.49

+0.13

+0.03

-0.29

-0.620.40

0.13

0.7

0.3

0.5線性分析指南

2023/11/271.20

1.00

0.80

0.60

4.00

0.40

0.20

0.00

-0.20

-0.40

-0.60

6.00

8.00

10.00

偏倚

基準(zhǔn)值

偏倚Y與基準(zhǔn)值X的散點(diǎn)圖如左，從圖上看，諸點(diǎn)在一條直線附近。設(shè)此直線的方程為Y=b+aX,則其中的截距b和斜率a可用最小二乘估計(jì)法求得：a==-0.1317b=Y-aX=0.7367

該測(cè)量系統(tǒng)的線性方程為Y=0.7367-0.1317X

還可算得其相關(guān)系數(shù)r=0.98，說(shuō)明偏倚Y和基準(zhǔn)值之間有良好的線性關(guān)系線性分析指南

2023/11/27線性=斜率X過(guò)程變差它用來(lái)表示量具的線性程度，愈小愈好。線性分析指南

2023/11/27在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差磨損的儀器儀器固有的設(shè)計(jì)特性線性不好的原因

在測(cè)量系統(tǒng)使用者中選出2-3個(gè)評(píng)價(jià)人抽取10個(gè)零件，以此代表實(shí)際或期望的過(guò)程變差把零件從1至10編號(hào)，但號(hào)碼不為被評(píng)價(jià)人所見(jiàn)如果測(cè)量程序文件中有規(guī)定，則對(duì)量具作校準(zhǔn)由評(píng)價(jià)員A隨機(jī)地對(duì)10個(gè)零件作測(cè)量，由一個(gè)觀察員記錄測(cè)量結(jié)果由其他評(píng)價(jià)員重復(fù)第5步，隱藏其他評(píng)價(jià)員所獲得的讀數(shù)重復(fù)第5和第6步，用不同的隨機(jī)組合測(cè)量2023/11/27量具GR&R分析指南–試驗(yàn)步驟對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)員的讀數(shù)計(jì)算均值和極差用所符GR&R報(bào)告表，記錄零件均值和極差均值計(jì)算表示設(shè)備變差的重復(fù)性計(jì)算表示評(píng)價(jià)人員變差的再現(xiàn)性計(jì)算GR&R并轉(zhuǎn)換成百分比計(jì)算零件變差并轉(zhuǎn)換為百分比計(jì)算總變差2023/11/27量具GR&R分析指南–試驗(yàn)步驟2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟第1、2、3行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù)；結(jié)果記入第5行。同樣方法處理6、7、8行和11、12、13行，將結(jié)果記入對(duì)應(yīng)的10、15行。在第5、10、15行都是極差，所有為正值。求第5行的總和再除以零件樣本的數(shù)量，得到第一個(gè)評(píng)價(jià)人試驗(yàn)的極差均值Ra，用同樣方法處理第10、15行得到Rb和Rc。將第5、10、15(Ra、Rb、Rc)行的數(shù)據(jù)記到第17行。將其求和再除以評(píng)價(jià)人數(shù)，結(jié)果記為R(所有極差的均值)。2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟將R(平均值)輸入到19和20行，乘以D4得到上下控制限。注意如果做2次試驗(yàn)D4為3.27。單個(gè)極差的上控制限(UCLR)記到第19行。試驗(yàn)少于7次時(shí)，下控制限(LCLR)為0。求這些行(第1、2、3、6、7、8、11、12和13行的和。用每行的總和除以樣本零件數(shù)，將計(jì)算值輸入最右邊標(biāo)有“平均值”的列。將行1、2、3的均值加起來(lái)，用總數(shù)除以試驗(yàn)次數(shù)，將結(jié)果輸入第4行Xa格中，第6、7、8和11、12、13行重復(fù)同樣的計(jì)算，將結(jié)果輸入第9行、14行的相應(yīng)的Xb、Xc格中。2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟將第4、9、14行的最大和最小均值輸入第18行對(duì)應(yīng)位置，確定它們的差值，將差值填入第18行標(biāo)有XDIFF的位置以確定差異。對(duì)于每個(gè)零件的每次試驗(yàn)的測(cè)量值求和，用總和除以試驗(yàn)次數(shù)，將結(jié)果輸入第16行零件均值格內(nèi)。用最大的零件值減去最小的零件均值，將結(jié)果輸入到第16行標(biāo)有Rp的格中。表示零件均值的極差。2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟將計(jì)算的結(jié)果值R、XDIFF、Rp轉(zhuǎn)記到提供的報(bào)告表格欄中。在表格左邊標(biāo)以“測(cè)量單元”的列進(jìn)行計(jì)算。在表格右邊標(biāo)以“總變差%”的列進(jìn)行計(jì)算。檢查結(jié)果確認(rèn)沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤。2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟重復(fù)性或設(shè)備變差(EV)是由極差平均值R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)，可由查表得知。再現(xiàn)性或評(píng)價(jià)人變差(AV)是由評(píng)價(jià)人的平均值的最大差值(XDIFF)乘以一個(gè)常數(shù)(K2)來(lái)決定，K2取決于量具研究中的評(píng)價(jià)人的人數(shù)，可由查表得知。由于評(píng)價(jià)人的變差被包括在設(shè)備變差中，因此必須通過(guò)減去設(shè)備變差的一個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行調(diào)2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟由重復(fù)性和再現(xiàn)性得到的測(cè)量系統(tǒng)變差(GRR)可以通過(guò)求設(shè)備和評(píng)價(jià)人變差的平方和再開(kāi)方得到。零件與零件之間的變差(PV)由零件均值的極差Rp乘以常數(shù)K3確定，K3可以查表求得。2023/11/27量具GR&R分析指南–計(jì)算步驟研究中總變差TV可以通過(guò)求重復(fù)性再現(xiàn)性的變差平方再開(kāi)方得到。各變差占總變差的百分比%AV=AV/TVX100%%R&R=R&R/TVX100%%PV=PV/TVX100%%EV=EV/TVX100%2023/11/27在判別GRR的時(shí)候，首先要檢查分辨率是否滿足要求。檢查的方法是利用ndc這個(gè)指標(biāo)。必須大于5.它的意思是，我們把數(shù)據(jù)分組繪制直方圖的時(shí)候，就需要把數(shù)據(jù)分組。如果這個(gè)分組的數(shù)量太少，直方圖是無(wú)法繪制成的。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得到的結(jié)果，如果設(shè)備的分辨力不滿足過(guò)程總變差十分之一或公差范圍十分之一兩者取小的，譬如，按照公差范圍十分之一，0.02mm，按照過(guò)程總變差十分之一，應(yīng)當(dāng)是0.002mm.那么，取0.002mm。才能滿足ndc大于5的要求。量具GR&R分析指南–數(shù)據(jù)分析2023/11/27量具GR&R分析指南–數(shù)據(jù)分析當(dāng)重復(fù)性(EV)變差值大于再現(xiàn)性(AV)時(shí).量具的結(jié)構(gòu)需再設(shè)計(jì)增強(qiáng).量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗(yàn)點(diǎn))需加以改善.量具應(yīng)加以保養(yǎng).當(dāng)再現(xiàn)性(AV)變差值大于重復(fù)性(EV)時(shí).作業(yè)員對(duì)量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強(qiáng)教育,作業(yè)

標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)再明確訂定或修訂.可能需要某些夾具協(xié)助操作員,使其更具一致性的使用量具.量具與夾治具校驗(yàn)頻率于入廠及送修糾正后須再做測(cè)量系統(tǒng)

分析,并作記錄

.2023/11/27量具GR&R分析指南–接受準(zhǔn)則數(shù)值<=10%的誤差測(cè)量系統(tǒng)可接受

.10%<數(shù)值<=30%的誤差測(cè)量系統(tǒng)可接受或不接受,決定于該測(cè)量系統(tǒng)之重要性,量具成本、修理所需之費(fèi)用等因素，可能是可接受的

.數(shù)值>30%的誤差測(cè)量系統(tǒng)不能接受,須予以改進(jìn).進(jìn)行各種勢(shì)力發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并改正，必要時(shí)更換量具或?qū)α烤咧匦逻M(jìn)行調(diào)整,并對(duì)以前所測(cè)量的庫(kù)存品再抽查檢驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)庫(kù)存品已超出規(guī)格應(yīng)立即追蹤出貨通知客戶,協(xié)調(diào)處理對(duì)策

.2023/11/27量具GR&R分析指南–接受準(zhǔn)則控制限內(nèi)部區(qū)域表示的是測(cè)量靈敏度。因?yàn)檠芯恐惺褂玫牧慵咏M代表過(guò)程變差，大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制界限以外。如果數(shù)據(jù)顯示出這樣的圖形那么測(cè)