MSA--測(cè)量系統(tǒng)分析.ppt

1、MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析,通用測(cè)量系統(tǒng)指南 測(cè)量系統(tǒng)分析,1 通用測(cè)量系統(tǒng)指南 1.1 引言、目的和術(shù)語(yǔ),測(cè)量數(shù)據(jù)的用途 依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整制造過(guò)程 確定兩個(gè)或多個(gè)變量之間是否存在某種顯著關(guān)系 測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量 如果測(cè)量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值很接近，則可以說(shuō)這些測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量“高”； 如果測(cè)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)離標(biāo)準(zhǔn)值，則可以說(shuō)這些測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量“低”； 低質(zhì)量最普通的原因之一是數(shù)據(jù)變差太大。 一組測(cè)量的變差大多是由于測(cè)量系統(tǒng)和它的環(huán)境之間的交互作用造成的（如溫度變化對(duì)液體容積的影響）。如果這種交互作用產(chǎn)生太大的變差，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會(huì)很低，以致這些數(shù)據(jù)是無(wú)用的。例如，一個(gè)具有大量變差的測(cè)量系統(tǒng)，用來(lái)分析一個(gè)制造過(guò)程，可能是

2、不恰當(dāng)?shù)?，因?yàn)檫@一測(cè)量系統(tǒng)的變差，可能會(huì)掩蓋制造過(guò)程中的變差。 管理一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和控制變差。這就是說(shuō)，應(yīng)著重于環(huán)境對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響，以獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。 如果數(shù)據(jù)的質(zhì)量是不可接受的，則必須改進(jìn)，通常是通過(guò)改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)完成，而不是改進(jìn)數(shù)據(jù)本身。,1.1 引言、目的和術(shù)語(yǔ),測(cè)量過(guò)程 術(shù)語(yǔ)“測(cè)量”定義為“賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系”。 賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程，而賦予的值定義為測(cè)量值。 應(yīng)將一種測(cè)量過(guò)程看成一個(gè)制造過(guò)程，它產(chǎn)生數(shù)字（數(shù)據(jù)）作為輸出。 目的 本手冊(cè)的目的是介紹選擇各種方法來(lái)評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量的指南。盡管這些指南足以通用于任何測(cè)量系統(tǒng)，但它們主要用于工業(yè)

3、界的測(cè)量系統(tǒng)。 術(shù)語(yǔ) 量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來(lái)特指用在車間裝置；包括用來(lái)測(cè)量合格/不 合格的裝置。 測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合； 用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。,1.2 測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性,理想的測(cè)量系統(tǒng)在每次使用時(shí)，應(yīng)只產(chǎn)生“正確”的測(cè)量結(jié)果。每次測(cè)量結(jié)果應(yīng)該與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值相符。一個(gè)能產(chǎn)生理想測(cè)量結(jié)果的測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)具有零方差、零偏倚和對(duì)所測(cè)的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為零概率的統(tǒng)計(jì)特性。 遺憾的是，具有這樣理想的統(tǒng)計(jì)特性的測(cè)量系統(tǒng)幾乎在存在的，因此過(guò)程管理者必須采用具有不太理想 的統(tǒng)計(jì)特性的測(cè)量系統(tǒng)。 一些特性是所有測(cè)量系統(tǒng)必須共有的，它

4、們包括： 1） 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)中的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。 2） 測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過(guò)程的變異??； 3） 變異應(yīng)小于公差帶； 4）測(cè)量精度應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者，一般來(lái)說(shuō)，測(cè)量精度是過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者的十分之一； 5） 測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此，則測(cè)量系統(tǒng)最大的（最壞）變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶兩者中的較小者。,1.3 選擇/制定試驗(yàn)程序,當(dāng)選擇或制定一個(gè)評(píng)定方法時(shí)，一般應(yīng)考慮的問(wèn)題包括： 1）試驗(yàn)中是否應(yīng)使用諸如那些可溯源至NIST的標(biāo)準(zhǔn)？標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常是評(píng)定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度

5、所必須的。 2）考慮使用盲測(cè)。盲測(cè)是指在實(shí)際測(cè)時(shí)環(huán)境下，在操作者事先不知正在對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定的條件下，獲得的測(cè)量結(jié)果。 3） 試驗(yàn)成本; 4） 試驗(yàn)所需的時(shí)間; 5） 任何其定義沒(méi)有被普遍接受的術(shù)語(yǔ)應(yīng)作出可操作的定義。這些術(shù)語(yǔ)如準(zhǔn)確度、精度度、重復(fù)性和再現(xiàn)性等。,1.3 選擇/制定試驗(yàn)程序,6）是否由這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)取得的測(cè)量結(jié)果要與另外一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)得到的測(cè)量結(jié)果對(duì)比？如果對(duì)比，應(yīng)考慮使用依賴諸如上面第一步討論的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。如果不用標(biāo)準(zhǔn)，仍有可能確定兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是否可經(jīng)同時(shí)正常工作。然而，如果兩個(gè)系統(tǒng)一起工作不正常，那么不用標(biāo)準(zhǔn)，就不可能確定哪個(gè)系統(tǒng)需要改進(jìn)； 7）應(yīng)每隔多久進(jìn)行一次？這個(gè)問(wèn)

6、題應(yīng)由單個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性及其對(duì)該設(shè)備影響和使用該設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的顧客來(lái)決定。,2 評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的程序 2.1引言,本章中介紹的程序廣泛用于整個(gè)汽車工業(yè)，以評(píng)價(jià)用于生產(chǎn)環(huán)境中的測(cè)量系統(tǒng)，特別是這些程序用于評(píng)定下列統(tǒng)計(jì)特性；重復(fù)性、再現(xiàn)性、偏倚、穩(wěn)定性及線性。 測(cè)量有關(guān)的問(wèn)題 在評(píng)價(jià)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)需要確定三個(gè)基本問(wèn)題： 1）這種測(cè)量系統(tǒng)有足夠的分辨力嗎？ 2）這種測(cè)量系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)是否在統(tǒng)計(jì)上保持一致？ 3）這些統(tǒng)計(jì)性能在預(yù)期范圍內(nèi)是否一致，并且用于過(guò)程分析或控制是否可接受？ 測(cè)量系統(tǒng)變差的類型 測(cè)量系統(tǒng)誤差可以分成五種類型：偏倚，重復(fù)性，再現(xiàn)性，穩(wěn)定性以及線性。,2 評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的程序 2.

7、1引言,定義 偏倚 是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值?；鶞?zhǔn)值，也稱為可接受的基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值，是充當(dāng)測(cè)量值的一個(gè)偏倚一致認(rèn)可的基準(zhǔn)，一個(gè)基準(zhǔn)值可以通過(guò)采用更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備（例如，計(jì)量實(shí)驗(yàn)室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備）進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值來(lái)確定。,基準(zhǔn)值 觀測(cè)的平均值,偏倚,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時(shí)獲得的測(cè)量值變差。,2 評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的程序 2.1引言,重復(fù)性,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時(shí)測(cè)量平均值的變差。,2 評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的程序 2.1引言,操作者B 操作者C 操作者A,再現(xiàn)性,穩(wěn)定性 穩(wěn)定性（或

8、飄移），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。,2 評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的程序 2.1引言,穩(wěn)定性 時(shí)間2 時(shí)間1,線性 線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。,2 評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的程序 2.1引言,象每個(gè)過(guò)程一樣，對(duì)用來(lái)描述測(cè)量系統(tǒng)變差的分布可以賦予下列特性： 1）位置 穩(wěn)定性; 偏倚; 線性。 2）寬度或范圍 重復(fù)性； 再現(xiàn)性。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析,穩(wěn)定性 使用控制圖來(lái)確定統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。控制圖可提供方法來(lái)分離影響所有測(cè)量結(jié)果的原因產(chǎn)生的變差（普通原因變差）和特殊條件產(chǎn)生的變差（特殊原因變差）?？刂茍D法可在質(zhì)量與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）一書(shū)中找到。需要著重指

9、出的是，使用控制圖時(shí)，我們不僅必須注意落在控制限以外的點(diǎn)，還應(yīng)注意其他特殊原因信號(hào)如趨勢(shì)和中心線附近的點(diǎn)。這些信號(hào)的出現(xiàn)及控制限外一點(diǎn)或多點(diǎn)都表明“失控”或不穩(wěn)定狀態(tài)。 研究測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)方法是按常規(guī)畫(huà)出基準(zhǔn)或基準(zhǔn)件重復(fù)讀數(shù)的平均值和極差(X-R控制圖)。從這種分析中可以確定，例如，失控信號(hào)是需要校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)志。還有可能由于基準(zhǔn)或基準(zhǔn)件變臟而出現(xiàn)失控信號(hào)。無(wú)論哪種情況，包含在控制信號(hào)內(nèi)的信息的解釋取決于對(duì)過(guò)程的了解。 用于測(cè)量系統(tǒng)控制圖的樣本容量及抽樣頻率的確定也應(yīng)依賴于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。主要考慮的還是使用過(guò)程中測(cè)量系統(tǒng)所有的外部條件。例如,如果確信使用者在使用系統(tǒng)之前提供足夠的預(yù)熱

10、時(shí)間,則應(yīng)預(yù)熱后才進(jìn)行抽樣。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 穩(wěn)定性,確定穩(wěn)定性用指南 確定穩(wěn)定性用指南包括以下內(nèi)容： 1）獲取一樣本并確定其相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不能得到，則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的產(chǎn)品零件，并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行穩(wěn)定性分析。對(duì)追蹤測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性不需要的一個(gè)已知基準(zhǔn)值； 可能需要具備預(yù)期測(cè)量的最低值、最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本。建議對(duì)各樣本單獨(dú)測(cè)量并作控制圖。 2）定期（天，周）測(cè)量基準(zhǔn)樣品3至5次。樣本容量和頻率應(yīng)基于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。因素包括要求多長(zhǎng)時(shí)間重新校準(zhǔn)或維修，測(cè)量系統(tǒng)使用的頻率，以及操作條件如何重要。讀數(shù)應(yīng)在不同時(shí)間讀取以代表測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際使用的情況。這些

11、還包括預(yù)熱，環(huán)境或其它在一天內(nèi)可能變化的因素； 3）在XR 或Xs控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)； 4）確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)； 5）計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測(cè)量過(guò)程偏差相比較，確定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 穩(wěn)定性,偏倚 為了在過(guò)程范圍內(nèi)指定的位置確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚，得到一個(gè)零件可接受的基準(zhǔn)值是必要的。通?？稍诠ぞ呤一蛉叽鐧z驗(yàn)設(shè)備上完成?；鶞?zhǔn)值從這些讀數(shù)中獲得，然后這些讀數(shù)要與量具RR研究中的評(píng)價(jià)人的觀察平均值（定為XA，XB，XC）進(jìn)行比較。 如果不可能按這種方法對(duì)所有樣件進(jìn)行測(cè)量，可采用下列替代的方法： 1）在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)

12、一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量； 2）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10次； 3）計(jì)算讀數(shù)的平均值?；鶞?zhǔn)值與平均值之間的差值表示測(cè)量系統(tǒng)的偏倚。中國(guó)最大的資料庫(kù)下載 如果需要一個(gè)指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過(guò)程變差（或容差），就把偏倚轉(zhuǎn)化為過(guò)程變差（或容差）的百分比。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 偏倚,偏倚 如果偏倚相對(duì)比較大，查看這些可能的原因： 1）基準(zhǔn)的誤差； 2）磨損的零件； 3）制造的儀器尺寸不對(duì)； 4）儀器測(cè)量非代表性的特性； 5）儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)； 6）評(píng)價(jià)人員使用儀器不正確。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 偏倚,偏倚示例 偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀測(cè)平均值之間的差值確定。為些，一位評(píng)

13、價(jià)人對(duì)一個(gè)樣件測(cè)量10次。10次測(cè)量值如下所示。由全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備確定的基準(zhǔn)值為0.80mm,該零件的過(guò)程變差為0.70mm。 X1=0.75 X6=0.80 X2=0.75 X7=0.75 X3=0.80 X8=0.75 X4=0.80 X9=0.75 X5=0.65 X10=0.70 觀測(cè)平均值為測(cè)量結(jié)果總和除以10 X = = 0.75,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 偏倚,X,10,偏倚示例,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 偏倚,基準(zhǔn)值,X = 0.75,0.80,偏倚觀察平均值基準(zhǔn)值 偏倚0.750.800.05 偏倚占過(guò)程變差的百分比計(jì)算如下： 偏倚=1000.05/0.70=7.1 因此，在量

14、具RR研究中使用的厚薄規(guī)的偏倚為0.05mm。這意味著測(cè)量觀測(cè)值平均比基準(zhǔn)值小0.05mm，是過(guò)程變差的7.1,偏倚100 偏倚 / 過(guò)程變差,確定偏倚用指南 獨(dú)立樣本法 1）獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不能得到，則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的產(chǎn)品零件，并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行偏倚分析。在工具間測(cè)量該零件10次，并計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值。把這個(gè)平均值作為“基準(zhǔn)值”； 可能需要具備預(yù)測(cè)量的最低值、最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本。每個(gè)樣本都要求單獨(dú)分析。 2）讓一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次； 3）計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值； 4）通過(guò)該平均值減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚： 偏倚觀測(cè)平

15、均值基準(zhǔn)值 過(guò)程變差6 偏倚偏倚 / 過(guò)程變差,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 偏倚,確定偏倚用指南 圖表法 如果用X R圖表測(cè)量穩(wěn)定性，這些數(shù)據(jù)也可用來(lái)評(píng)價(jià)偏倚。 1）獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不能得到則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的產(chǎn)品零件，并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行偏倚分析； 在工具間測(cè)量零件10次，并計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值。把這個(gè)平均值作為“基準(zhǔn)值”。 2）從圖表中計(jì)算 值； 3）通過(guò)X 減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚： 偏倚 X 基準(zhǔn)值 過(guò)程變差 6極差 偏倚百分比 偏倚 / 過(guò)程變差,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 偏倚,確定偏倚用指南 分析 如果偏倚較大，查找以下可能的原因： 1）標(biāo)

16、準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序； 2）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； 3）制造的儀器尺寸不對(duì)； 4）儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性； 5）儀器校準(zhǔn)不正確。復(fù)查校準(zhǔn)方法； 6）評(píng)價(jià)人操作設(shè)備不當(dāng)。復(fù)查檢驗(yàn)說(shuō)明書(shū)； 7）儀器修正計(jì)算不正確。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 偏倚,重復(fù)性 儀器自身以及零件在儀器中位置變化導(dǎo)致的測(cè)量變差是重復(fù)性誤差的兩個(gè)一般原因。由于子組重復(fù)測(cè)量的極差代表了這兩種變差，極差圖將顯示測(cè)量過(guò)程的一致性。如果極差圖失控，通常測(cè)量過(guò)程的一致性有問(wèn)題。應(yīng)調(diào)查識(shí)別為失控的點(diǎn)的不一致性原因加以糾正。 如果極差圖受控，則儀器變差及測(cè)量過(guò)程在研究期間是一致的。重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏

17、差或儀器變差（e）估計(jì)為 R /d2，式中R為重復(fù)測(cè)量的平均極差。儀器變差或重復(fù)性將為5.15 R /d2，代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99。d2可從表2中查出。 重復(fù)性示例 從生產(chǎn)過(guò)程中選取5件樣品。選擇兩名經(jīng)常進(jìn)行該測(cè)量的評(píng)價(jià)人參與研究。每一位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量三次，測(cè)量結(jié)果記錄在數(shù)據(jù)表格上：,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性,重復(fù)性示例,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性,再現(xiàn)性 測(cè)量過(guò)程的再現(xiàn)性表明評(píng)價(jià)人的變異性是一致的?？紤]評(píng)價(jià)人變異性的一種方法是認(rèn)為變異性代表每位評(píng)價(jià)人造成的遞增偏倚。如果這種偏倚或評(píng)價(jià)人的變異性真正存在，每位評(píng)價(jià)人的所有平均值將會(huì)不同，這可以通過(guò)比較評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件的平

18、均值，在均值控制圖上看出。 評(píng)價(jià)人的變異性或再現(xiàn)性可通過(guò)確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值，然后從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差（R0）來(lái)估計(jì)。再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差（0）估計(jì)為R0 / d2。再現(xiàn)性為5.15 R0 / d2 。代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99%，d2見(jiàn)表2。 再現(xiàn)性示例 根據(jù)上述重復(fù)性示例中所示數(shù)據(jù)，通過(guò)平均每位評(píng)價(jià)人獲得的所有樣品值來(lái)計(jì)算各位評(píng)價(jià)人平均值，確定評(píng)價(jià)人平均值極差（R0）由最大值減去最小值得出。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 再現(xiàn)性,再現(xiàn)性示例,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 再現(xiàn)性,零件間變差 一旦測(cè)量過(guò)程一致的（極差圖受控），而且可檢測(cè)出零件間變差（均值圖的大部分點(diǎn)在控制限值外），那

19、么可確定測(cè)量系統(tǒng)占過(guò)程變差的百分比。測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差（m）估計(jì)為 m= (e2+o2)1/2 =1.47 式中e為量具標(biāo)準(zhǔn)偏差，o為評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)偏差。 零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差可由測(cè)量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或獨(dú)立的過(guò)程能力研究確定。如果采用測(cè)量系統(tǒng)研究，則零件標(biāo)準(zhǔn)偏差（p）的估計(jì)是通過(guò)確定每一零件平均值，然后找出樣品平均值極差（RP）。零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差（p）估計(jì)為RP/ d2 。零件間變差將為5.15 RP/ d2 ，代表正態(tài)分布的99測(cè)量結(jié)果，d2見(jiàn)表2。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 零件間變差,零件間變差示例,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 零件間變差,與測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性與重復(fù)性相關(guān)的過(guò)程變差百分比一般稱為RR，由m/

20、t *100來(lái)估計(jì)，式中 t為總過(guò)程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過(guò)測(cè)量研究計(jì)算得出的t稱為研究變差標(biāo)準(zhǔn)偏差，由t (p2m2)1/2計(jì)算得出。 總過(guò)程變差t （ p2m 2） 2.5021.4721/2 2.90 研究得出的總過(guò)程變差TV5.15*2.9014.9 RRm/t 100RR/TV*100 7.6/14.9 10050.7,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,重復(fù)性和再現(xiàn)性的計(jì)算 運(yùn)用MSA手冊(cè)中的 表7 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表 表8 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性報(bào)告,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,參考表7的量具RR數(shù)據(jù)表，詳細(xì)程序如下： 1

21、）取得包含10個(gè)零件的一個(gè)樣本，代表過(guò)程變差的實(shí)際或 預(yù)期范圍； 2）指定評(píng)價(jià)人A，B和C，并按1至10給零件編號(hào)，使評(píng)價(jià)人不能看到這些數(shù)字； 3）如果校準(zhǔn)是正常程序中的一部分，則對(duì)量具進(jìn)行校準(zhǔn)。 4）讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)的順序測(cè)量10個(gè)零件，并讓另一個(gè)觀測(cè)人將結(jié)果記錄在第1行。讓測(cè)試人B和C測(cè)量這10個(gè)零件并互相不看對(duì)方的數(shù)據(jù)。然后將結(jié)果分別填入第6行和第11行。 5）使用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)上述操作過(guò)程。把數(shù)據(jù)填入第2、7和12行。在適當(dāng)?shù)牧杏涗洈?shù)據(jù)。例如，第一個(gè)測(cè)量的零件是零件7，則將結(jié)果記錄在標(biāo)有第7號(hào)零件的列內(nèi)，如果需要試驗(yàn)3次，重復(fù)上述操作，將數(shù)據(jù)記錄在第3、8和13行；,2 .2

22、測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,量具重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）的可接受性的準(zhǔn)則是： 低于10的誤差測(cè)量系統(tǒng)可接受； 10至30的誤差根據(jù)應(yīng)用的重要性，量具成本，維修的費(fèi)用等可能是可接受的； 大于30的誤差測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn)。進(jìn)行各種努力發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并改正。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 重復(fù)性和再現(xiàn)性,當(dāng)%R&R30%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)。 如果重復(fù)性比再現(xiàn)性大，原因可能是： 1）儀器需要維護(hù)； 2）量具

23、應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度； 3）夾具和檢驗(yàn)點(diǎn)需要改進(jìn)； 4）存在過(guò)大的零件內(nèi)變差。 如果再現(xiàn)性比重復(fù)性大，那么可能的原因有： 1）評(píng)價(jià)人需要更好的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)； 2）量具刻度盤(pán)上的刻度不清楚； 3） 需要某種夾具幫助評(píng)價(jià)人提高使用量具的一致性。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 線性,線性 在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)選擇一些零件可確定線性。這些被選零件的偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀察平均值之間的差值確定。 正如在偏倚研究中一樣，零件的基準(zhǔn)值可由工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備確定。在操作范圍內(nèi)選取的那些零件由一個(gè)或多個(gè)評(píng)價(jià)人測(cè)量，確定每一零件的觀察平均值，基準(zhǔn)值與觀察平均值之間的差值為偏倚，要確定各個(gè)被選零件的偏

24、倚。線性圖就是在整個(gè)工作范圍內(nèi)的這些偏倚與基準(zhǔn)值之間描繪的。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 線性,線性示例 某工廠領(lǐng)班對(duì)確定某測(cè)量系統(tǒng)的線性感興趣。基于該過(guò)程變差，在測(cè)量系統(tǒng)工作范圍內(nèi)選定五個(gè)零件。通過(guò)全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備測(cè)量每個(gè)零件以確定它們的基準(zhǔn)值。然后一位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量12次。零件隨機(jī)抽取，每個(gè)零件平均值與偏倚平均值的計(jì)算如下表所示。零件偏倚由零件平均值減去零件基準(zhǔn)值計(jì)算得出。,2 .2 測(cè)量系統(tǒng)的分析 線性示例,2 .3 計(jì)數(shù)型量具研究 線性示例,計(jì)數(shù)型量具研究（小樣法） 所謂計(jì)數(shù)型量具就是把各個(gè)零件與某些指定限值相比較，如果滿足限值則接受該零件，否則拒收。不象計(jì)量型量具，計(jì)數(shù)型量具不能指示一個(gè)零件多么好或多么壞。它只指示該零件被接受還是拒收。 小樣研究是通過(guò)選取20個(gè)零件來(lái)進(jìn)行的。然后兩位評(píng)價(jià)人以一種能防止評(píng)價(jià)人偏倚的方式兩次測(cè)量所有零件。在選取20個(gè)零件中，一些零件會(huì)稍許低于或高于規(guī)范限值。 如果所有的測(cè)量結(jié)果（每個(gè)零件四次）一致則