1、萊州市xx機械有限公司作業(yè)文件文件編號：jt/c7.6j003版號：a/0（msa）測量系統(tǒng)分析穩(wěn)定性、偏移和線性研究作業(yè)指導(dǎo)書批準：審核：編制：受控狀態(tài)：分發(fā)號：2006年11月15日發(fā)布2006年11月15日實施量具的穩(wěn)定性、偏移、線性研究作業(yè)指導(dǎo)書 jt/c7.6j0031目的為了配備并使用與要求的測量能力相一致的測量儀器，通過適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計技術(shù)，對測量系統(tǒng)的五個特性進行分析，使測量結(jié)果的不確定度已知，為準確評定產(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量儀器的穩(wěn)定性、偏移和線性的測量分析。3職責(zé)3.1檢驗科負責(zé)確定過程所需要的測量儀器，并定期校準和檢定，對使用的測量系統(tǒng)分析，對存在

2、的異常情況及時采取糾正預(yù)防措施。3.2工會負責(zé)根據(jù)需要組織和安排測量系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)。3.3生產(chǎn)科配合對測量儀器進行測量系統(tǒng)分析。4術(shù)語4.1偏倚偏倚是測量結(jié)果的觀測平均值與基準值（標準值）的差值。4.2穩(wěn)定性（飄移）穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差。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)性是由一個評價人，采用一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性獲得的測量值的變差。4.5再現(xiàn)性再現(xiàn)性是由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性的測量平均值的變差。5測量系統(tǒng)分析作業(yè)準備5.1確定測量過程需要使用的

3、測量儀器以及測量系統(tǒng)分析的范圍。a)控制計劃有要求的工序所使用的測量儀器；b)有spc控制要求的過程，特別是有關(guān)鍵/特殊特性的產(chǎn)品及過程；c)新產(chǎn)品、新過程；d)新增的測量儀器；e)已經(jīng)作過測量系統(tǒng)分析，重新修理后。5.2公司按gb/t10012標準要求，建立公司計量管理體系，確保建立的測jt/c7.6j003量系統(tǒng)的可靠性。6分析研究過程6.1穩(wěn)定性分析研究1）取一樣件，并建立其可追溯到相關(guān)標準的參考值。如果無法取得這樣的樣件，則選擇一個落在產(chǎn)品測量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準樣件進行穩(wěn)定性分析。對于追蹤測量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不要求已知的參考值。 建議對每個標準樣件分別進行測量和畫控制圖。2）

4、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?？赡芸紤]的因素可以包括要求重新校準和維修的頻率如何、使用測量系統(tǒng)的頻率，以及操作條件的重要性等。應(yīng)該在不同的時間下取得多次讀值，以代表測量系統(tǒng)的實際使用情況，以便說明在一天中預(yù)熱、周圍環(huán)境和其他因素發(fā)生的變化。3）將數(shù)據(jù)按時間順序畫在&r控制圖上4）建立控制限并用標準化控制圖分析評價失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。 范例穩(wěn)定性為了確定某一新的測量儀器的穩(wěn)定性是否可接受，過程小組選取了生產(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實驗室，經(jīng)測量其參考值確定為6.01.。小組每班測量該零件5次，共測量了4周（

5、20個子組）；收集所有數(shù)據(jù)以后，畫出了x&r圖（見圖1） 0 10 20樣本均值ucl=6.2976.021lcl=5.7466.36.26.16.05.95.85.7用于分析穩(wěn)定性的均值-極差圖樣本極差1.00.50.0ucl=1.0100.4779lcl=0jt/c7.6j003 5）從以上控制圖分析顯示，測量過程是穩(wěn)定的，因為沒有出現(xiàn)明顯可見的特殊原因影響。6.2偏移的分析研究 6.2.1進行研究控制圖法 1）如果均值-極差圖用于測量穩(wěn)定性，其偏倚 據(jù)可以用來進行偏倚評價。在偏倚被評價之前，控制圖分析應(yīng)該表明測量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。2）取得一個樣件，并且建立其與可追溯到相關(guān)標準的參考值。如

6、果不能得到這個參考值，選擇一個落在生產(chǎn)測量范圍中間的的生產(chǎn)件，測量系統(tǒng)的平均值 基準值 并將它指定為偏倚分析的基準件。在工具室測量這個零件n10次，并計算這n個數(shù)據(jù)的平均值。把將平均值視為“參考值”。3）從控制圖上獲取平均值 4）用平均值減去參考值，計算得到偏倚偏倚 = 基準值5）用極差的平均值來計算重復(fù)性標準差rd2*重復(fù)性 = 公式中d*2取決于子組容量(m)多少和控制圖中子組數(shù)量(g)。(見附錄一) 6）確定對偏倚的統(tǒng)計t值： b = r /偏倚b t = 7）如果0落在偏倚值附近的1-a置信區(qū)間內(nèi)，則偏倚在這a水準上可被接受。jt/c7.6j003偏倚 b（t v，1-a/2）0偏倚

7、+ b（t v，1-a/2）公式中，v可以在附錄1中查到t v，1-a/2在標準t分布表中查到。8）所使用的a水準取決于敏感度的水準，而敏感度水平是用來評價/控制一過程是必要的，并且與產(chǎn)品/過程的損失函數(shù)（敏感度曲線）有關(guān)。如果a置信度水準不是用預(yù)設(shè)值0.05（95%置信度），則必須得到顧客的同意。 范例偏倚參見圖1、圖2，對一個參考值6.01的零件進行穩(wěn)定性研究，所有樣本(20個組)的整體平均值為6.021；因此偏倚值的計算值為0.011。使用了散布圖和統(tǒng)計軟件，質(zhì)檢員得到了數(shù)據(jù)分析結(jié)果，見表1。9）因為0落在偏倚的置信度區(qū)間內(nèi)（-0.0299,0.0519）,該過程小組可以假設(shè)這測量系統(tǒng)的

8、偏倚是可以接受的,即在實際使用中不會帶來額外的變差來源。n（m）平均值,標準差,r平均值的標準誤差b測量值1006.0210.20480.0458參考值= 6.01, a=0 .05 ，m=5 ，g = 20, d2* = 2.334，d2 = 2.326統(tǒng)計的t值df顯著的t值(2-含尾數(shù)的)偏倚偏倚的95%置信度區(qū)間上限下限測量值0.537172.71.9930.011-0.02990.0519表1：偏倚研究-偏倚的穩(wěn)定性研究分析6.2.2偏倚研究的分析：1）如果偏倚從統(tǒng)計上不等于零，檢查是否存在以下原因： 基準件或參考值有誤差，檢查確定標準件的程序。 儀器磨損。這問題會在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)

9、出來，建議進行維修或重新整修計劃。 儀器產(chǎn)生尺寸的誤差。 儀器測量的特性有誤。 儀器沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男省π食绦蜻M行評審。jt/c7.6j003 評價人使用儀器方法不正確。對測量指導(dǎo)書進行評審。 儀器糾正的指令錯誤。2）如果測量系統(tǒng)偏倚不等于0，若有可能，應(yīng)該采用硬件修正法、軟件修正法或同時使用兩種方法來對量具進行重新校準已達到零偏移。如果偏倚不能調(diào)整到零，通過改更程序（如對每個讀值根據(jù)偏倚進行修正），還可以繼續(xù)使用該測量系統(tǒng)。由于存在評價人誤差這一高度風(fēng)險，因此這種方法只能在取得顧客同意后方能使用。6.3線性的分析研究6.3.1進行研究 可以用以下指南進行線性評價：偏移 偏移 1）由于存在

10、過程變差，選擇g 5個零件，使這些測量涵蓋這量具的整個工作量程。數(shù)值1 數(shù)值n 2）對每一個零件進行全尺寸測量，從而線性 確定其參考值，并且涵蓋了這量具的工作量程。3）讓經(jīng)常使用該量具的操作者中測量每個零件m 10次。 要隨機地選擇零件，從而減少評價人對測量中偏倚的“記憶”。6.3.2結(jié)果分析- 圖示法1）計算零件每次測量的偏倚，以及每隔零件的偏倚的平均值。偏倚i，j = x i，j（基準值）im偏倚i，jj=1 偏倚i = m2）在線性圖上畫出相對于參考值的每一個偏倚及偏倚的平均值（見圖2）。3）應(yīng)用以下公式，計算并畫出最最適合的線和該線的自信度區(qū)間置信間。對最適合的線，用公式：i = ax

11、 i + b 式中jt/c7.6j003x i = 參考值i = 偏倚平均值并且xy xy 1gmx2 （x）21gm 公式： a = = 斜率（siope）b= a = 中心（intercept）對于一個已知的x0，a置信度區(qū)間為：yi2 byi axi yigm 2式中s =1gm（x0x）2（xix）21/2上限：b + ax0 t gm 2，1a/2 + s1gm（x0x）2（xix）21/2下限：b + ax0 t gm 2，1a/2 + s4）畫出“偏倚=0”的線，并對該圖進行評審，以觀察是否存在特殊原因和線性是否可接受（見圖3）5）如果 “偏倚=0”的整個直線完全都在置信度區(qū)間以

12、內(nèi)，則該測量系統(tǒng)的線性是可接受的。6.3.3結(jié)果分析（數(shù)值法）1）如果圖示法分析表示該測量系統(tǒng)的線性是可接受的，則以下假設(shè)就應(yīng)改為真：jt/c7.6j003h0：a=0 斜率=0 （xi x）2as如果下式成立，則不能被否定t = t gm2，1a/22）如果以上的假設(shè)為真，則測量系統(tǒng)對所有的參考值有相同的偏倚。這個偏倚必須為0，該線性才可被接受。h0：b=0 截距（偏倚）=0 s1 x2gm （xix）2+如果下式成立，則不能被否定bt = t gm2，1a/2范例線性某工廠質(zhì)檢員對某過程引進了一套新測量系統(tǒng)。作為ppap的一部分，需要對測量系統(tǒng)的線性進行評價。根據(jù)已文件化的過程變差描述，在

13、測量系統(tǒng)的全部工作量程范圍內(nèi)選擇了5個零件。通過對每個零件進行全尺寸檢驗，從而確定它們的參考值。然后由主要操作者對每個零件測量12次。在分析零件是隨機抽取的。 見表2線性研究數(shù)據(jù)表jt/c7.6j003零件參考值123452.004.006.008.0010.00測量次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.70

14、9.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40見表3線性研究中途的結(jié)果零件參考值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

15、-0.10.4-0.2-0.4100.400.00.3-0.5-0.8110.600.10.0-0.4-0.7120.40-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.61667 線性例子y=0.736667 0.131667xr-sq = 71.4%jt/c7.6j003使用散布圖和統(tǒng)計軟件，質(zhì)檢員畫出了線性圖，進行作圖分析（見圖2） * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *1偏移0 偏移01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 回歸 95置信區(qū)間 偏移平均值以上圖示法分析指出特殊

16、原因可能會影響這測量系統(tǒng)。參考值4的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)兩種統(tǒng)計模式（可能是雙峰）。即使不考慮參考值為4的數(shù)據(jù)，圖示分析也明顯地表示該測量系統(tǒng)存有一些線性問題。r2值指出有一些線性模型不是這些數(shù)據(jù)的適當(dāng)模型。即使該線性模式是可接受的，這“偏倚=0”的直線置信度區(qū)間相交，而不是包含在置信度區(qū)間內(nèi)。此時，這位質(zhì)檢員要開始分析并解決測量系統(tǒng)存在的問題，因為數(shù)據(jù)分析不能提供任何進一步有價值的線索和方向。然而，為確保不能半途而廢，質(zhì)檢員對斜率和中心(截距)計算統(tǒng)計的t值（t-statistic）： 公式：t a =-12.043t b =-10.158jt/c7.6j003取預(yù)設(shè)a =0 .05，t-分布表，取（gm 2）=58個自由度，并取概率為0.975，該督導(dǎo)者得出關(guān)鍵值：t58,.975 =2.00172因為 t a t58,.975 ，從圖示法分析獲得到的結(jié)論經(jīng)過數(shù)值法分析得到證實本測量系統(tǒng)存在一線性問題。如果測量系統(tǒng)存在一線性問題，需要通過