1、測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析1MEASUREMENT SYSTEMS ANALYSISMEASUREMENT SYSTEMS ANALYSIS 測量系統(tǒng)分析第四版測量系統(tǒng)分析第四版測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析2MSA，測量系統(tǒng)分析培訓(xùn)的目標(biāo) 1介紹MSA參考手冊的目的 2掌握MSA中的有關(guān)概念，如：分辨率、有效分辨率、偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性、雙性（GR&R）等。 3掌握數(shù)據(jù)的質(zhì)量 4了解為什么量具的校準(zhǔn)或檢定不能代替MSA 5了解測量數(shù)據(jù)的用途 6掌握測量過程，清楚測量數(shù)據(jù)是如何影響我們的判斷的 7掌握測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性、測量過程變差的來源 8掌握測量系統(tǒng)分析的時(shí)機(jī)和步驟測量系統(tǒng)分

2、析測量系統(tǒng)分析3MSA，測量系統(tǒng)分析培訓(xùn)的目標(biāo) 9掌握測量系統(tǒng)變差的類型 10掌握測量系統(tǒng)分析的用途 11掌握測量系統(tǒng)分析的策劃 12掌握測量系統(tǒng)的接收準(zhǔn)則 13掌握如何計(jì)算和分析測量系統(tǒng)的偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性、雙性（GR&R） 14掌握計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)的分析方法 15通過實(shí)際測量、計(jì)算和進(jìn)行分析將理論和實(shí)踐結(jié)合 以上所說的分析和計(jì)算是針對可重復(fù)測量的測量系統(tǒng)。對于不可重復(fù)測量的測量系統(tǒng)，如破壞性試驗(yàn)，介紹一下方法，因?yàn)檫@不是本手冊的分析范圍。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析4ISO/TS 16949與與MSAISO/TS16949標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)7.6 監(jiān)視和測量裝置的控制監(jiān)視和測量裝

3、置的控制7.6.1 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析 為分析每種測量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)結(jié)果中呈為分析每種測量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)結(jié)果中呈現(xiàn)的變差，應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究。此要求應(yīng)用于現(xiàn)的變差，應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究。此要求應(yīng)用于控制計(jì)劃中提及的測量系統(tǒng)。所用的分析方控制計(jì)劃中提及的測量系統(tǒng)。所用的分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與顧客關(guān)于測量系統(tǒng)分析的法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與顧客關(guān)于測量系統(tǒng)分析的參考手冊相一致。如果得到顧客的批準(zhǔn)，其參考手冊相一致。如果得到顧客的批準(zhǔn)，其他分析方法和接受準(zhǔn)則也可應(yīng)用。他分析方法和接受準(zhǔn)則也可應(yīng)用。測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析5課程內(nèi)容課程內(nèi)容1 1 引言引言2 2 術(shù)語術(shù)語3 3 測量過程測量過程4 4 測量系統(tǒng)分析

4、基礎(chǔ)測量系統(tǒng)分析基礎(chǔ)5 5 簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐6 6 復(fù)雜測量系統(tǒng)的分析復(fù)雜測量系統(tǒng)的分析測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析61 1 引言引言 按照質(zhì)量管理的八項(xiàng)原則，應(yīng)按按照質(zhì)量管理的八項(xiàng)原則，應(yīng)按“以事實(shí)為基礎(chǔ)的以事實(shí)為基礎(chǔ)的決策方法決策方法”進(jìn)行決策，因此用數(shù)據(jù)說話就成為必然，進(jìn)行決策，因此用數(shù)據(jù)說話就成為必然，所以數(shù)據(jù)的使用比以前更加頻繁。在產(chǎn)品的制造生所以數(shù)據(jù)的使用比以前更加頻繁。在產(chǎn)品的制造生產(chǎn)過程中，測量數(shù)據(jù)主要有三個用途，一、用于判產(chǎn)過程中，測量數(shù)據(jù)主要有三個用途，一、用于判斷產(chǎn)品合格與否，二、用于分析生產(chǎn)過程，判斷生斷產(chǎn)品合格與否，二、用于分析生產(chǎn)過程，判斷生

5、產(chǎn)過程是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定，三、用于確定兩個或多個變產(chǎn)過程是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定，三、用于確定兩個或多個變量之間是否有顯著關(guān)系，如：線性回歸分析、方差量之間是否有顯著關(guān)系，如：線性回歸分析、方差分析。用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的關(guān)鍵就是：這些數(shù)據(jù)分析。用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的關(guān)鍵就是：這些數(shù)據(jù)反映的是否是反映的是否是“事實(shí)事實(shí)”，即數(shù)據(jù)的質(zhì)量是否高。，即數(shù)據(jù)的質(zhì)量是否高。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析71 1 引言引言 人們往往習(xí)慣于相信測量數(shù)據(jù)，認(rèn)為測量的人們往往習(xí)慣于相信測量數(shù)據(jù)，認(rèn)為測量的結(jié)果就是客觀事實(shí)，其實(shí)不然，因?yàn)闇y量過結(jié)果就是客觀事實(shí)，其實(shí)不然，因?yàn)闇y量過程如同制造過程一樣，也是隨機(jī)現(xiàn)象，即，程如同制造過程一樣，

6、也是隨機(jī)現(xiàn)象，即，有規(guī)律的不確定現(xiàn)象。因此，評價(jià)測量數(shù)據(jù)有規(guī)律的不確定現(xiàn)象。因此，評價(jià)測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量，即評價(jià)隨機(jī)現(xiàn)象的結(jié)果，應(yīng)以在統(tǒng)的質(zhì)量，即評價(jià)隨機(jī)現(xiàn)象的結(jié)果，應(yīng)以在統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定條件下運(yùn)行的某一測量系統(tǒng)得到的多計(jì)穩(wěn)定條件下運(yùn)行的某一測量系統(tǒng)得到的多次測量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)特性來確定。次測量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)特性來確定。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析8 數(shù)據(jù)的類型數(shù)據(jù)的類型計(jì)量型數(shù)據(jù)計(jì)量型數(shù)據(jù) Variable dataVariable data計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù) Attribute dataAttribute data 如何評定數(shù)據(jù)的質(zhì)量如何評定數(shù)據(jù)的質(zhì)量測量結(jié)果與測量結(jié)果與“真值真值”的差越小越好的差越小越好數(shù)

7、據(jù)質(zhì)量是用多次測量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評定數(shù)據(jù)質(zhì)量是用多次測量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評定1.1.1 1 測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析91.1.1 1 測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量 計(jì)量型數(shù)據(jù)的質(zhì)量計(jì)量型數(shù)據(jù)的質(zhì)量均值與真值（基準(zhǔn)值）之差均值與真值（基準(zhǔn)值）之差方差的大小方差的大小 計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)的質(zhì)量計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)的質(zhì)量對產(chǎn)品特性產(chǎn)生錯誤分級的概率對產(chǎn)品特性產(chǎn)生錯誤分級的概率測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析101.1.1 1 測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量 一組測量的變差大多是由于測量系統(tǒng)和環(huán)境之間的交互一組測量的變差大多是由于測量系統(tǒng)和環(huán)境之間的交互作用造成的，交互作用產(chǎn)生太大變差，則數(shù)據(jù)質(zhì)量低！作

8、用造成的，交互作用產(chǎn)生太大變差，則數(shù)據(jù)質(zhì)量低！ 一個具有大量變差的測量系統(tǒng)，用來分析制造過程，是一個具有大量變差的測量系統(tǒng)，用來分析制造過程，是不恰當(dāng)?shù)模磺‘?dāng)?shù)模瑸槭裁矗繛槭裁矗?管理一個測量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和控制變差。管理一個測量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和控制變差。 絕大部分變差是不希望的，但也有例外。絕大部分變差是不希望的，但也有例外。 如果數(shù)據(jù)質(zhì)量不可接受，則必須改進(jìn)測量系統(tǒng)。如果數(shù)據(jù)質(zhì)量不可接受，則必須改進(jìn)測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析111.1.2 2 檢定或校準(zhǔn)能否取代檢定或校準(zhǔn)能否取代MSAMSA？ 也許有人認(rèn)為，量具定期進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)就也許有人認(rèn)為，量具定期進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)

9、就夠了，不必進(jìn)行麻煩的測量系統(tǒng)分析，此觀夠了，不必進(jìn)行麻煩的測量系統(tǒng)分析，此觀點(diǎn)謬矣。檢定或校準(zhǔn)解決的是某量具是否合點(diǎn)謬矣。檢定或校準(zhǔn)解決的是某量具是否合格的問題，而測量系統(tǒng)分析解決的是某測量格的問題，而測量系統(tǒng)分析解決的是某測量系統(tǒng)能否用來判斷產(chǎn)品合格，或用來判斷生系統(tǒng)能否用來判斷產(chǎn)品合格，或用來判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定。兩者作用各不相同，誰也產(chǎn)過程是否穩(wěn)定。兩者作用各不相同，誰也取代不了誰。例如，通過測量系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，取代不了誰。例如，通過測量系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，某家企業(yè)至少有一半以上的工序是用不了控某家企業(yè)至少有一半以上的工序是用不了控制圖的，這就是明證！制圖的，這就是明證！ 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)

10、分析121.1.3 MSA3 MSA手冊的目的手冊的目的 本手冊的目的是為評價(jià)測量系統(tǒng)的質(zhì)量提供本手冊的目的是為評價(jià)測量系統(tǒng)的質(zhì)量提供指南，主要關(guān)注的是能對零件進(jìn)行重復(fù)讀數(shù)指南，主要關(guān)注的是能對零件進(jìn)行重復(fù)讀數(shù)的測量系統(tǒng)。但第四版也簡單介紹了復(fù)雜測的測量系統(tǒng)。但第四版也簡單介紹了復(fù)雜測量系統(tǒng)的評定。量系統(tǒng)的評定。 本手冊主要針對的是工業(yè)生產(chǎn)中測量系統(tǒng)的本手冊主要針對的是工業(yè)生產(chǎn)中測量系統(tǒng)的分析，并不針對所有的測量系統(tǒng)。分析，并不針對所有的測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析132 2 術(shù)語術(shù)語2.1 測量系統(tǒng)（測量系統(tǒng)（Measurement System）：）： 是用來對被測特性定量測量或定性

11、評價(jià)的儀器或是用來對被測特性定量測量或定性評價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)量具、標(biāo)準(zhǔn)、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。境和假設(shè)的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。 根據(jù)此定義，我們可以把測量過程看成制造過程，根據(jù)此定義，我們可以把測量過程看成制造過程，這個過程輸出的不是產(chǎn)品而是數(shù)據(jù)，僅此差別而已，這個過程輸出的不是產(chǎn)品而是數(shù)據(jù)，僅此差別而已，這樣我們就可以利用在這樣我們就可以利用在SPC中學(xué)到的研究制造過程中學(xué)到的研究制造過程的方法來研究分析測量過程。的方法來研究分析測量過程。 此術(shù)語很重要！測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析142 2

12、 術(shù)語術(shù)語2.2 分辨力（分辨力（Discrimination） 又稱又稱最小可讀單位最小可讀單位，分辨力是測量分辨率、，分辨力是測量分辨率、刻度限值或測量裝置和標(biāo)準(zhǔn)的最小可探測單刻度限值或測量裝置和標(biāo)準(zhǔn)的最小可探測單位。它是量具設(shè)計(jì)的一個固有特性，并作為位。它是量具設(shè)計(jì)的一個固有特性，并作為測量或分級的單位被報(bào)告。數(shù)據(jù)分級數(shù)通常測量或分級的單位被報(bào)告。數(shù)據(jù)分級數(shù)通常稱為稱為“分辨力比率分辨力比率”，因?yàn)樗枋隽私o定的，因?yàn)樗枋隽私o定的觀察過程變差能可靠地劃分為多少級。觀察過程變差能可靠地劃分為多少級。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析152 2 術(shù)語術(shù)語2.3 分辨率（分辨率（Resolution

13、） 可用作可用作測量測量分辨率或分辨率或有效有效分辨率。測量系統(tǒng)探測分辨率。測量系統(tǒng)探測并如實(shí)顯示被測特性微小變化的能力。（參見分辨并如實(shí)顯示被測特性微小變化的能力。（參見分辨力）力）2.4 有效分辨率（有效分辨率（Effective Resolution） 考慮整個測量系統(tǒng)變差時(shí)的數(shù)據(jù)分級大小叫有效分考慮整個測量系統(tǒng)變差時(shí)的數(shù)據(jù)分級大小叫有效分辨率。基于測量系統(tǒng)變差的置信區(qū)間長度來確定該辨率。基于測量系統(tǒng)變差的置信區(qū)間長度來確定該等級的大小。通過把該數(shù)據(jù)大小劃分為預(yù)期的過程等級的大小。通過把該數(shù)據(jù)大小劃分為預(yù)期的過程分布范圍能確定數(shù)據(jù)分級數(shù)（分布范圍能確定數(shù)據(jù)分級數(shù)（ndc）。對于有效分）。

14、對于有效分辨率，該辨率，該ndc的標(biāo)準(zhǔn)（在的標(biāo)準(zhǔn)（在97%置信水平）估計(jì)值為置信水平）估計(jì)值為1.41PV/GRR。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析16過程分布的數(shù)據(jù)分級過程分布的數(shù)據(jù)分級對控制與分析活動的影對控制與分析活動的影響響 1個數(shù)據(jù)分組5個或更多個數(shù)據(jù)分組2-4個數(shù)據(jù)分組只有下列才可用于控制只有下列才可用于控制與規(guī)范相比過程變差較小與規(guī)范相比過程變差較小預(yù)期過程變差上的損失函預(yù)期過程變差上的損失函數(shù)很平緩數(shù)很平緩過程變差為主要原因?qū)е逻^程變差為主要原因?qū)е戮灯凭灯埔罁?jù)過程分布可用于半計(jì)量依據(jù)過程分布可用于半計(jì)量控制控制可產(chǎn)生不敏感的控制圖可產(chǎn)生不敏感的控制圖可用于計(jì)量控制圖可用于計(jì)

15、量控制圖一般來講對過程參數(shù)及指數(shù)一般來講對過程參數(shù)及指數(shù)估計(jì)不可接受估計(jì)不可接受只提供粗略的估計(jì)只提供粗略的估計(jì)對過程參數(shù)及指數(shù)估計(jì)不可對過程參數(shù)及指數(shù)估計(jì)不可接受接受只能表明過程是否正在生產(chǎn)只能表明過程是否正在生產(chǎn)合格零件合格零件建議使用建議使用控制控制分析分析測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析172 2 術(shù)語術(shù)語2.5 基準(zhǔn)值（基準(zhǔn)值（Reference Value） 被承認(rèn)的一個被測體的數(shù)值，作為一致同意的用于被承認(rèn)的一個被測體的數(shù)值，作為一致同意的用于進(jìn)行比較的基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)樣本：進(jìn)行比較的基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)樣本： 一個基于科學(xué)原理的理論值或確定值；一個基于科學(xué)原理的理論值或確定值； 一個基于某國家或國際組

16、織的指定值；一個基于某國家或國際組織的指定值； 一個基于某科學(xué)或工程組織主持的合作試驗(yàn)工作一個基于某科學(xué)或工程組織主持的合作試驗(yàn)工作產(chǎn)生的一致同意值；產(chǎn)生的一致同意值； 對于具體用途，采用接受的參考方法獲得的一個對于具體用途，采用接受的參考方法獲得的一個同意值。同意值。 該值包含特定數(shù)量的定義，并為其它已知目的該值包含特定數(shù)量的定義，并為其它已知目的自然被接受，有時(shí)是按慣例被接受。自然被接受，有時(shí)是按慣例被接受。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析182 2 術(shù)語術(shù)語2.6 真值（真值（True value） 物品的實(shí)際值，是未知的和不物品的實(shí)際值，是未知的和不可知的。可知的。 2.7 偏倚（偏移，偏倚

17、（偏移，Bias） 測量的觀測平均值（在可重復(fù)測量的觀測平均值（在可重復(fù)條件下的一組試驗(yàn)）和基準(zhǔn)值條件下的一組試驗(yàn)）和基準(zhǔn)值之間的差值。傳統(tǒng)上稱為準(zhǔn)確之間的差值。傳統(tǒng)上稱為準(zhǔn)確度。偏倚是在測量系統(tǒng)操作范度。偏倚是在測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)對一個點(diǎn)的評估和表達(dá)。圍內(nèi)對一個點(diǎn)的評估和表達(dá)。 基準(zhǔn)值偏倚觀測平均值測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析192 2 術(shù)語術(shù)語2.8 穩(wěn)定性（穩(wěn)定性（Stability） 是偏倚隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)受控，又稱，漂移是偏倚隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)受控，又稱，漂移。時(shí)間時(shí)間基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析202.2.8 8 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 StabilityStability 測量系統(tǒng)兩種穩(wěn)

18、定性測量系統(tǒng)兩種穩(wěn)定性一般概念：給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件隨著時(shí)間的變化系統(tǒng)偏一般概念：給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件隨著時(shí)間的變化系統(tǒng)偏倚的總變差，是定量概念。倚的總變差，是定量概念。統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性概念：測量系統(tǒng)只存在普通原因的變差，而統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性概念：測量系統(tǒng)只存在普通原因的變差，而沒有特殊原因的變差，是定性概念。沒有特殊原因的變差，是定性概念。 在測量系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，評價(jià)該系統(tǒng)的重復(fù)性、再在測量系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，評價(jià)該系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性才更有意義現(xiàn)性才更有意義測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析212 2 術(shù)語術(shù)語2.9 線性（線性（Linearity） 測量系統(tǒng)預(yù)期操作范圍內(nèi)偏倚誤差值的差別。測量系統(tǒng)預(yù)期操作范圍內(nèi)偏倚誤差

19、值的差別。換句話說，線性表示操作范圍內(nèi)多個和獨(dú)立換句話說，線性表示操作范圍內(nèi)多個和獨(dú)立的偏倚誤差值的相關(guān)性。的偏倚誤差值的相關(guān)性。 基準(zhǔn)值偏倚較大觀測平均值基準(zhǔn)值偏倚較小觀測平均值范圍較低的部分范圍較低的部分范圍較高的部分范圍較高的部分測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析222 2 術(shù)語術(shù)語2.10 重復(fù)性（重復(fù)性（Repeatability） 在確定的測量條件下，來源于連續(xù)試驗(yàn)的普通原因在確定的測量條件下，來源于連續(xù)試驗(yàn)的普通原因隨機(jī)變差。通常指設(shè)備變差（隨機(jī)變差。通常指設(shè)備變差（EV），盡管這是一），盡管這是一個誤導(dǎo)。當(dāng)測量條件固定和已定義時(shí)，即確定零件、個誤導(dǎo)。當(dāng)測量條件固定和已定義時(shí)，即確定零件、

20、儀器標(biāo)準(zhǔn)、方法、操作者、環(huán)境和假設(shè)條件時(shí)，適儀器標(biāo)準(zhǔn)、方法、操作者、環(huán)境和假設(shè)條件時(shí)，適合重復(fù)性的最佳術(shù)語為系統(tǒng)內(nèi)變差。除了設(shè)備內(nèi)變合重復(fù)性的最佳術(shù)語為系統(tǒng)內(nèi)變差。除了設(shè)備內(nèi)變差，重復(fù)性也包括在特定測量誤差模型下條件下的差，重復(fù)性也包括在特定測量誤差模型下條件下的所有內(nèi)部變差。所有內(nèi)部變差。 重復(fù)性測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析232 2 術(shù)語術(shù)語2.11 再現(xiàn)性（再現(xiàn)性（Reproducibility） 測量過程中由于正常條件改變所產(chǎn)生測量過程中由于正常條件改變所產(chǎn)生的測量均值的變差。一般來說，它被的測量均值的變差。一般來說，它被定義為在一個穩(wěn)定環(huán)境下，應(yīng)用相同定義為在一個穩(wěn)定環(huán)境下，應(yīng)用相同的測

21、量儀器和方法，相同零件（被測的測量儀器和方法，相同零件（被測體）不同評價(jià)人（操作者）之間測量體）不同評價(jià)人（操作者）之間測量值均值的變差。這種情況對受操作者值均值的變差。這種情況對受操作者技能影響的手動儀器常常是正確的，技能影響的手動儀器常常是正確的，然而，對于操作者不是主要變差源的然而，對于操作者不是主要變差源的測量過程（如自動系統(tǒng)）則是不正確測量過程（如自動系統(tǒng)）則是不正確的。由于這個原因，再現(xiàn)性指的是測的。由于這個原因，再現(xiàn)性指的是測量系統(tǒng)之間和測量條件之間的均值變量系統(tǒng)之間和測量條件之間的均值變差。差。 操作者A再現(xiàn)性操作者C操作者B測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析242 2 術(shù)語術(shù)語2.12

22、 GRR或量具或量具RR（Gage Repeatability & Reproducibility） 一個測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成變一個測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成變差的估計(jì)。差的估計(jì)。GRR變差等于系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間變變差等于系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間變差之和。差之和。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析253 3 測量過程測量過程 為了有效地控制任何過程變差，需要了解：為了有效地控制任何過程變差，需要了解： 過程應(yīng)該做什么？什么能導(dǎo)致錯誤？過程在做什么過程應(yīng)該做什么？什么能導(dǎo)致錯誤？過程在做什么 ？ 規(guī)范和工程要求規(guī)定過程應(yīng)該做什么。規(guī)范和工程要求規(guī)定過程應(yīng)該做什么。 PFMEAPFMEA用來確定與

23、潛在過程失效相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，并在這些失用來確定與潛在過程失效相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，并在這些失效出現(xiàn)前提出糾正措施。效出現(xiàn)前提出糾正措施。PEMEAPEMEA的結(jié)果轉(zhuǎn)移至控制計(jì)劃。的結(jié)果轉(zhuǎn)移至控制計(jì)劃。 通過評價(jià)過程結(jié)果或參數(shù)，可以獲得過程正在做什么的知通過評價(jià)過程結(jié)果或參數(shù)，可以獲得過程正在做什么的知識。這種活動，通常稱為檢驗(yàn)。識。這種活動，通常稱為檢驗(yàn)。 通過檢驗(yàn)確定產(chǎn)品是否合格、生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定，這種檢通過檢驗(yàn)確定產(chǎn)品是否合格、生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定，這種檢驗(yàn)行為本身就是過程。驗(yàn)行為本身就是過程。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析263 3 測量過程測量過程 測量：賦值給具體事務(wù)以表示它們之間關(guān)于特定特性測量：賦值給

24、具體事務(wù)以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。的關(guān)系。 賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。測量結(jié)果由一個數(shù)字和一個標(biāo)準(zhǔn)的測量單位構(gòu)成。測量結(jié)果由一個數(shù)字和一個標(biāo)準(zhǔn)的測量單位構(gòu)成。測量結(jié)果是測量過程的輸出。測量結(jié)果是測量過程的輸出。 應(yīng)將測量看成一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)據(jù)作為輸出。應(yīng)將測量看成一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)據(jù)作為輸出。人、設(shè)備、材料方法、環(huán)境測量過程數(shù)據(jù)輸 入輸 出測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析27帶反饋的過程控制系統(tǒng)模型帶反饋的過程控制系統(tǒng)模型 我們的工作方法我們的工作方法/各種資源的融合各種資源的融合產(chǎn)品或產(chǎn)品或服務(wù)服務(wù)確定改進(jìn)的確定

25、改進(jìn)的可能可能使用統(tǒng)計(jì)學(xué)使用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法準(zhǔn)確的方法準(zhǔn)確的測量測量人方法材料設(shè)備環(huán)境輸入輸出過程/系統(tǒng)測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析28 質(zhì)量循環(huán)中的測量系統(tǒng)質(zhì)量循環(huán)中的測量系統(tǒng) 管理職責(zé)資源管理產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)測量分析改進(jìn)測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析293.1 3.1 測量過程變差及其對決策的影響測量過程變差及其對決策的影響3.1.1 測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 理想的測量系統(tǒng)在每次使用時(shí)，應(yīng)只產(chǎn)生理想的測量系統(tǒng)在每次使用時(shí)，應(yīng)只產(chǎn)生“正確正確”的測量結(jié)果，每次測量結(jié)果總應(yīng)該與一個標(biāo)準(zhǔn)相一的測量結(jié)果，每次測量結(jié)果總應(yīng)該與一個標(biāo)準(zhǔn)相一致。一個能產(chǎn)生理想測量結(jié)果的測量系統(tǒng)，應(yīng)具有致。一個能產(chǎn)生理想測量結(jié)果的

26、測量系統(tǒng)，應(yīng)具有零方差、零偏倚和對所測的任何產(chǎn)品錯誤分類為零零方差、零偏倚和對所測的任何產(chǎn)品錯誤分類為零概率的統(tǒng)計(jì)特性。遺憾的是，具有這樣理想統(tǒng)計(jì)特概率的統(tǒng)計(jì)特性。遺憾的是，具有這樣理想統(tǒng)計(jì)特性的測量系統(tǒng)幾乎不存在，因此過程管理者必須采性的測量系統(tǒng)幾乎不存在，因此過程管理者必須采用具有不太理想統(tǒng)計(jì)特性的測量系統(tǒng)。一個測量系用具有不太理想統(tǒng)計(jì)特性的測量系統(tǒng)。一個測量系統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常用其多次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來確定。統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常用其多次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來確定。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析303.1.1 測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 對于一個產(chǎn)品或生產(chǎn)過程來說，測量系統(tǒng)并對于一個產(chǎn)品或生產(chǎn)過程

27、來說，測量系統(tǒng)并非分辨率越高越好，因?yàn)榉直媛试礁撸瑢Νh(huán)非分辨率越高越好，因?yàn)榉直媛试礁撸瑢Νh(huán)境的要求越苛刻。再如，如果表面粗糙度達(dá)境的要求越苛刻。再如，如果表面粗糙度達(dá)不到要求，高分辨率也沒有意義。期望的統(tǒng)不到要求，高分辨率也沒有意義。期望的統(tǒng)計(jì)特性應(yīng)包括：計(jì)特性應(yīng)包括： 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析313.1.1 測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性測量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 測量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性測量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài); ;對于過程控制：測量系統(tǒng)的對于過程控制：測量系統(tǒng)的變異性變異性（VariabilityVariability）比過）比過程變異性小很多，根據(jù)總過程變差評價(jià)測量系統(tǒng)。程變異性

28、小很多，根據(jù)總過程變差評價(jià)測量系統(tǒng)。對于產(chǎn)品控制：測量系統(tǒng)的變異性應(yīng)比公差小得多。根對于產(chǎn)品控制：測量系統(tǒng)的變異性應(yīng)比公差小得多。根據(jù)公差來評價(jià)測量系統(tǒng)。據(jù)公差來評價(jià)測量系統(tǒng)。足夠的分辨率，測量足夠的分辨率，測量增量增量（IncrementsIncrements）通常按）通常按1:101:10經(jīng)經(jīng)驗(yàn)法則確定驗(yàn)法則確定; ;當(dāng)被測項(xiàng)目變化時(shí)當(dāng)被測項(xiàng)目變化時(shí)，測量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性的最大變差小于，測量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性的最大變差小于過程變差和規(guī)范寬度較小者。過程變差和規(guī)范寬度較小者。測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析32舉例說明一個測量系統(tǒng)，舉例說明一個測量系統(tǒng)，分析影響其數(shù)據(jù)變差的因素分析影響其數(shù)據(jù)變差的因素 測量數(shù)

29、據(jù)的變差測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析333.1.2 測量過程的變差源測量過程的變差源 測量過程的變差源主要有六個方面，即測量過程的變差源主要有六個方面，即S：標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)，W：工件，：工件，I：儀器，：儀器，P：人：人/程序，程序，E：環(huán)境。這可以認(rèn)為是全部測量系統(tǒng)的誤差模環(huán)境。這可以認(rèn)為是全部測量系統(tǒng)的誤差模型。型。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析343.1.3 3.1.3 量具的控制量具的控制/ /標(biāo)準(zhǔn)的傳遞標(biāo)準(zhǔn)的傳遞 國際標(biāo)準(zhǔn)國際實(shí)驗(yàn)室國家標(biāo)準(zhǔn)國家實(shí)驗(yàn)室地方標(biāo)準(zhǔn)國家認(rèn)可的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)公司標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)的校準(zhǔn)試驗(yàn)室測量結(jié)果生產(chǎn)現(xiàn)場檢測設(shè)備制造廠測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析353.1.4 測量過程變差對決策的影響測量

30、過程變差對決策的影響 即使是用同一個量具多次測量同一個零件的即使是用同一個量具多次測量同一個零件的同一特性，其結(jié)果也會不同，這說明測量系同一特性，其結(jié)果也會不同，這說明測量系統(tǒng)存在變差。生產(chǎn)過程中的測量結(jié)果通常有統(tǒng)存在變差。生產(chǎn)過程中的測量結(jié)果通常有兩個用途：兩個用途：1、產(chǎn)品控制：判斷產(chǎn)品合格與、產(chǎn)品控制：判斷產(chǎn)品合格與否，否，2、過程控制：判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定、過程控制：判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定、若穩(wěn)定其過程能力若穩(wěn)定其過程能力/過程能力指數(shù)是多少？是過程能力指數(shù)是多少？是否可接受？下面分別看一下測量變差對決策否可接受？下面分別看一下測量變差對決策的影響。的影響。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析36

31、3.1.4 測量過程變差對決策的影響測量過程變差對決策的影響 對產(chǎn)品控制決策的影響對產(chǎn)品控制決策的影響 在產(chǎn)品控制中，如果測量系統(tǒng)不能滿足要求，在產(chǎn)品控制中，如果測量系統(tǒng)不能滿足要求，其影響是導(dǎo)致做出錯誤的判斷，即：將合格其影響是導(dǎo)致做出錯誤的判斷，即：將合格品判為不合格品（一類錯誤，見圖品判為不合格品（一類錯誤，見圖1），或），或者將不合格品拼判為合格品（二類錯誤，見者將不合格品拼判為合格品（二類錯誤，見圖圖2） 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析37 對產(chǎn)品控制決策的影響對產(chǎn)品控制決策的影響測量過程的分布產(chǎn)品公差上限圖 1圖 2測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析38 對產(chǎn)品控制決策的影響對產(chǎn)品控制決策的影響

32、將測量判斷劃分為三個區(qū)間，如圖將測量判斷劃分為三個區(qū)間，如圖3。 按圖中所示，按圖中所示，I區(qū)：壞零件總是判為壞的，區(qū)：壞零件總是判為壞的，II區(qū)：區(qū)：可能做出潛在錯誤的判斷，可能做出潛在錯誤的判斷，III區(qū)：好零件總是判區(qū)：好零件總是判為好的。為好的。 II II III I I 公差下限公差下限公差上限公差上限目標(biāo)值目標(biāo)值測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析39 對產(chǎn)品控制決策的影響對產(chǎn)品控制決策的影響 為了最大限度地做出正確的判斷，可以有兩為了最大限度地做出正確的判斷，可以有兩個選擇：一是改進(jìn)生產(chǎn)過程：減少生產(chǎn)過程個選擇：一是改進(jìn)生產(chǎn)過程：減少生產(chǎn)過程的變差，沒有零件落在的變差，沒有零件落在II區(qū)。

33、二是改進(jìn)測量區(qū)。二是改進(jìn)測量系統(tǒng)：減少測量系統(tǒng)變差從而減小系統(tǒng)：減少測量系統(tǒng)變差從而減小II區(qū)，因區(qū)，因此生產(chǎn)的所有零件將在此生產(chǎn)的所有零件將在III區(qū)，這樣就可使做區(qū)，這樣就可使做出錯誤決定的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。出錯誤決定的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析40 對過程控制決策的影響對過程控制決策的影響 對于過程控制，希望能知道：過程是否受控、對于過程控制，希望能知道：過程是否受控、過程均值是否對準(zhǔn)目標(biāo)值、過程能力是否可過程均值是否對準(zhǔn)目標(biāo)值、過程能力是否可接受。如果測量系統(tǒng)變差過大，會導(dǎo)致做出接受。如果測量系統(tǒng)變差過大，會導(dǎo)致做出錯誤決策：一是將普通原因（偶因）判為特錯誤決策：一是將普通原

34、因（偶因）判為特殊原因（異因），二是將特殊原因（異因）殊原因（異因），二是將特殊原因（異因）判為普通原因（偶因），三是過低估算過程判為普通原因（偶因），三是過低估算過程能力指數(shù)。前兩者在能力指數(shù)。前兩者在SPC中已有敘述，下面中已有敘述，下面看一下第三種情況：看一下第三種情況： 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析41 對過程控制決策的影響對過程控制決策的影響 2obs = 觀測過程方差，觀測過程方差，2actual = 實(shí)際生產(chǎn)過實(shí)際生產(chǎn)過程方差，程方差，2msa = 測量系統(tǒng)方差測量系統(tǒng)方差 而計(jì)算而計(jì)算CPk用的是用的是obs，因此會過低估算過程，因此會過低估算過程能力指數(shù)。能力指數(shù)。 msaact

35、ualobs222測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析42 對過程控制決策的影響對過程控制決策的影響 圖圖4說明了測量系統(tǒng)變差將使說明了測量系統(tǒng)變差將使CP的觀測值降的觀測值降低多少。低多少。 觀觀測測的的C CP P值值實(shí)際的實(shí)際的C CP P值值測量系統(tǒng)變差占觀測量系統(tǒng)變差占觀測變差的百分比測變差的百分比測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析43 對過程控制決策的影響對過程控制決策的影響 例如：在采購生產(chǎn)設(shè)備時(shí)使用的（高等級）例如：在采購生產(chǎn)設(shè)備時(shí)使用的（高等級）測量系統(tǒng)的測量系統(tǒng)的GRR為為10且實(shí)際過程且實(shí)際過程Cp為為2.0的情況下，在采購時(shí)觀測過程的情況下，在采購時(shí)觀測過程Cp將為將為1.96。這一過程是在

36、生產(chǎn)中用生產(chǎn)量具研究時(shí)，如這一過程是在生產(chǎn)中用生產(chǎn)量具研究時(shí)，如果生產(chǎn)量具的果生產(chǎn)量具的GRR為為30且實(shí)際過程且實(shí)際過程Cp仍是仍是2.0，那么觀測的過程，那么觀測的過程Cp為為1.71。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析444 測量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)測量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ) 4.1 進(jìn)行測量系統(tǒng)分析時(shí)應(yīng)具備的條件進(jìn)行測量系統(tǒng)分析時(shí)應(yīng)具備的條件 測量系統(tǒng)必須有足夠的分辨率測量系統(tǒng)必須有足夠的分辨率 可接受的分辨率應(yīng)小于公差或制造過程變差（可接受的分辨率應(yīng)小于公差或制造過程變差（6）的十分之一（究竟按那個來確定分辨率，根據(jù)數(shù)據(jù)的十分之一（究竟按那個來確定分辨率，根據(jù)數(shù)據(jù)是用來進(jìn)行產(chǎn)品控制還是進(jìn)行過程控制），否則

37、會是用來進(jìn)行產(chǎn)品控制還是進(jìn)行過程控制），否則會做出很多錯誤的判斷。圖做出很多錯誤的判斷。圖5顯示的是用兩個不同分顯示的是用兩個不同分辨率的測量系統(tǒng)測量同一過程的控制圖。辨率的測量系統(tǒng)測量同一過程的控制圖。 左面的控制圖沒有超限的點(diǎn)，而右圖嚴(yán)重失控，這左面的控制圖沒有超限的點(diǎn)，而右圖嚴(yán)重失控，這是因?yàn)閷?shù)據(jù)是因?yàn)閷?shù)據(jù)4舍舍5入而對數(shù)據(jù)進(jìn)行錯誤分級的結(jié)果。入而對數(shù)據(jù)進(jìn)行錯誤分級的結(jié)果。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析45 測量系統(tǒng)必須有足夠的分辨率測量系統(tǒng)必須有足夠的分辨率測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析46 測量系統(tǒng)必須有足夠的分辨率測量系統(tǒng)必須有足夠的分辨率 如果不能測量出過程的變差，這樣的分辨率如果不能

38、測量出過程的變差，這樣的分辨率用于過程分析是不可接受的，如果不能測量用于過程分析是不可接受的，如果不能測量出特殊原因?qū)е碌淖儾睿@個測量系統(tǒng)用于出特殊原因?qū)е碌淖儾睿@個測量系統(tǒng)用于過程控制也是不可接受的。如圖過程控制也是不可接受的。如圖5中，右圖中，右圖顯示，很多子組的極差為零，使得平均極差顯示，很多子組的極差為零，使得平均極差很小，算出的過程變差過窄，導(dǎo)致過程能力很小，算出的過程變差過窄，導(dǎo)致過程能力指數(shù)看起來很大。如某企業(yè)的過程能力指數(shù)指數(shù)看起來很大。如某企業(yè)的過程能力指數(shù)竟然為竟然為12。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析474.1 進(jìn)行測量系統(tǒng)分析時(shí)應(yīng)具備進(jìn)行測量系統(tǒng)分析時(shí)應(yīng)具備的條件的條件

39、 測量過程必須統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定測量過程必須統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定 如同計(jì)算制造過程的過程能力之前必須判穩(wěn)如同計(jì)算制造過程的過程能力之前必須判穩(wěn)一樣，計(jì)算測量系統(tǒng)變差也要求統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定，一樣，計(jì)算測量系統(tǒng)變差也要求統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定，判穩(wěn)可用控制圖法。判穩(wěn)可用控制圖法。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析484.2 測量系統(tǒng)變差的類型測量系統(tǒng)變差的類型 測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量用偏倚（位置變差）和方差測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量用偏倚（位置變差）和方差（寬度變差）來評價(jià)，但考慮變差的來源和（寬度變差）來評價(jià)，但考慮變差的來源和特點(diǎn)，又可細(xì)分為位置變差：偏倚、穩(wěn)定性特點(diǎn)，又可細(xì)分為位置變差：偏倚、穩(wěn)定性和線性，寬度變差：重復(fù)性和再現(xiàn)性。和線性，寬度變差：重復(fù)性和再現(xiàn)

40、性。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析494.3 測量系統(tǒng)分析的時(shí)機(jī)測量系統(tǒng)分析的時(shí)機(jī) 測量系統(tǒng)分析分為兩步，第一步判斷測量系測量系統(tǒng)分析分為兩步，第一步判斷測量系統(tǒng)是否在測量正確的變量，若適用，還要驗(yàn)統(tǒng)是否在測量正確的變量，若適用，還要驗(yàn)證夾緊和鎖緊。因?yàn)槿绻麥y量的是錯誤的變證夾緊和鎖緊。因?yàn)槿绻麥y量的是錯誤的變量，則無論測量系統(tǒng)多么準(zhǔn)確或多么精密，量，則無論測量系統(tǒng)多么準(zhǔn)確或多么精密，僅是消耗資源而不能提供收益。第二步確定僅是消耗資源而不能提供收益。第二步確定測量系統(tǒng)需要具有何種統(tǒng)計(jì)特性才是可接受測量系統(tǒng)需要具有何種統(tǒng)計(jì)特性才是可接受的，為此，要了解測量數(shù)據(jù)做何用處。第二的，為此，要了解測量數(shù)據(jù)做

41、何用處。第二步又分為兩個階段。步又分為兩個階段。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析504.3 測量系統(tǒng)分析的時(shí)機(jī)測量系統(tǒng)分析的時(shí)機(jī) 第一階段（實(shí)際使用前）第一階段（實(shí)際使用前）確定確定測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性確認(rèn)環(huán)境因素是否對測量系統(tǒng)有顯著影響確認(rèn)環(huán)境因素是否對測量系統(tǒng)有顯著影響 第二階段第二階段（使用過程中）（使用過程中）確定是否持續(xù)地具備恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性確定是否持續(xù)地具備恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性作為正常校準(zhǔn)程序、維護(hù)程序和計(jì)量程序的一部分日程作為正常校準(zhǔn)程序、維護(hù)程序和計(jì)量程序的一部分日程工作工作測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析514.3 測量系統(tǒng)分析的時(shí)機(jī)測量系統(tǒng)分析的時(shí)機(jī)

42、兩個階段的間隔要視量具固有特性及使用的兩個階段的間隔要視量具固有特性及使用的頻繁程度而定。測量時(shí)，應(yīng)采用盲測，以排頻繁程度而定。測量時(shí)，應(yīng)采用盲測，以排除人為的干擾。除人為的干擾。測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析52盲測法盲測法 在實(shí)際測量環(huán)境下，在操作者事先不知正在對該測在實(shí)際測量環(huán)境下，在操作者事先不知正在對該測量系統(tǒng)評價(jià)的條件下，獲得測量結(jié)果量系統(tǒng)評價(jià)的條件下，獲得測量結(jié)果 通過適當(dāng)?shù)墓芾硗ㄟ^適當(dāng)?shù)墓芾? ,盲測的試驗(yàn)結(jié)果通常不受霍桑效盲測的試驗(yàn)結(jié)果通常不受霍桑效應(yīng)應(yīng)( (Hawthorne effect)Hawthorne effect)所干擾所干擾測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析534.4 測量系統(tǒng)

43、分析的用處測量系統(tǒng)分析的用處 提供接收新測量設(shè)備的準(zhǔn)則。提供接收新測量設(shè)備的準(zhǔn)則。提供一種測量裝置與另外一種測量裝置的比提供一種測量裝置與另外一種測量裝置的比較。較。 評價(jià)懷疑有缺陷的量具的基礎(chǔ)。評價(jià)懷疑有缺陷的量具的基礎(chǔ)。 測量設(shè)備維修前與維修后的比較。測量設(shè)備維修前與維修后的比較。 計(jì)算過程變差的一個必要部分，以及一個生計(jì)算過程變差的一個必要部分，以及一個生產(chǎn)過程的可接受性的水平。產(chǎn)過程的可接受性的水平。繪制量具性能曲線（繪制量具性能曲線（GPC）的必要信息，）的必要信息，GPC表示接受某一真值零件的概率。表示接受某一真值零件的概率。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析544.5 測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備

44、測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備 如同任何研究或分析一樣，實(shí)施測量系統(tǒng)分析之前如同任何研究或分析一樣，實(shí)施測量系統(tǒng)分析之前應(yīng)先進(jìn)行充分的策劃和準(zhǔn)備。實(shí)施分析之前的主要應(yīng)先進(jìn)行充分的策劃和準(zhǔn)備。實(shí)施分析之前的主要準(zhǔn)備如下：準(zhǔn)備如下：先策劃將要使用的方法。例如，有些測量系統(tǒng)的再先策劃將要使用的方法。例如，有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字。現(xiàn)性影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字。評價(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)先確評價(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)先確定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下：定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下： 尺寸的關(guān)鍵性尺寸的關(guān)鍵性 關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和

45、關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和/ 或試或試驗(yàn)，以便結(jié)論的置信度更高；驗(yàn)，以便結(jié)論的置信度更高； 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu) 大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)（測量）。試驗(yàn)（測量）。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析554.5 測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備 由于其目的是評價(jià)整個測量系統(tǒng)，評價(jià)人的選擇應(yīng)由于其目的是評價(jià)整個測量系統(tǒng)，評價(jià)人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選；從日常操作該儀器的人中挑選；樣品的選擇對正確的分析至關(guān)重要，它完全取決于樣品的選擇對正確的分析至關(guān)重要，它完全取決于MSA研究的設(shè)計(jì)、測量系統(tǒng)的目的以及能否獲得研究的設(shè)計(jì)、測量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過

46、程的樣品。代表生產(chǎn)過程的樣品。 對于產(chǎn)品控制情況，測量結(jié)果用于確定，對于產(chǎn)品控制情況，測量結(jié)果用于確定，“相相對特性規(guī)范合格與否對特性規(guī)范合格與否”，選擇的樣本（或標(biāo)準(zhǔn)）不，選擇的樣本（或標(biāo)準(zhǔn)）不需要覆蓋整個過程范圍。測量系統(tǒng)的評定是基于特需要覆蓋整個過程范圍。測量系統(tǒng)的評定是基于特性的公差（如相對公差的性的公差（如相對公差的%GRR）。）。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析564.5 測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備 對于過程控制情況，測量結(jié)果用于確定，對于過程控制情況，測量結(jié)果用于確定，“過程穩(wěn)過程穩(wěn)定性，方向和實(shí)際過程變差的符合性定性，方向和實(shí)際過程變差的符合性”（如（如SPC、過程監(jiān)視、能

47、力及過程改進(jìn)），樣本應(yīng)覆蓋生產(chǎn)過過程監(jiān)視、能力及過程改進(jìn)），樣本應(yīng)覆蓋生產(chǎn)過程范圍（可以通過每一天取一個樣品，持續(xù)若干天程范圍（可以通過每一天取一個樣品，持續(xù)若干天的方式進(jìn)行選取）。在評定用于過程控制的測量系的方式進(jìn)行選取）。在評定用于過程控制的測量系統(tǒng)的充分性時(shí)（如相對總過程變差的統(tǒng)的充分性時(shí)（如相對總過程變差的%GRR），建），建議對總過程變差進(jìn)行獨(dú)立的估計(jì)（利用議對總過程變差進(jìn)行獨(dú)立的估計(jì)（利用SPC進(jìn)行過進(jìn)行過程能力研究）。總變差還可用類似過程估計(jì)。程能力研究）。總變差還可用類似過程估計(jì)。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析574.5 測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備給樣品標(biāo)號，測量人不應(yīng)看

48、到此編號，而記錄人知給樣品標(biāo)號，測量人不應(yīng)看到此編號，而記錄人知道。在測量時(shí)，應(yīng)每測一次換一個零件。道。在測量時(shí)，應(yīng)每測一次換一個零件。 給樣品標(biāo)上測量位置，多次測量同一位置其結(jié)果不給樣品標(biāo)上測量位置，多次測量同一位置其結(jié)果不一樣才可認(rèn)為是測量系統(tǒng)的變差。否則，會帶入零一樣才可認(rèn)為是測量系統(tǒng)的變差。否則，會帶入零件內(nèi)變差（如錐度、圓度的影響），計(jì)算時(shí)應(yīng)消除。件內(nèi)變差（如錐度、圓度的影響），計(jì)算時(shí)應(yīng)消除。 量具的分辨率應(yīng)是產(chǎn)品公差量具的分辨率應(yīng)是產(chǎn)品公差/過程變差的十分之一，過程變差的十分之一，若可能，讀數(shù)時(shí)可讀到分度的一半。若可能，讀數(shù)時(shí)可讀到分度的一半。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析584.6

49、接收準(zhǔn)則接收準(zhǔn)則 位置誤差位置誤差 位置誤差通常是通過分析偏倚和線性來確定。位置誤差通常是通過分析偏倚和線性來確定。一般地，一個測量系統(tǒng)的偏倚或線性的誤差一般地，一個測量系統(tǒng)的偏倚或線性的誤差若是與零誤差差別較明顯或是超出量具校準(zhǔn)若是與零誤差差別較明顯或是超出量具校準(zhǔn)程序確立的最大允許誤差，那么它是不可接程序確立的最大允許誤差，那么它是不可接受的。在這種情況下，應(yīng)對測量系統(tǒng)重新進(jìn)受的。在這種情況下，應(yīng)對測量系統(tǒng)重新進(jìn)行校準(zhǔn)或偏差校正以盡可能地減少該誤差。行校準(zhǔn)或偏差校正以盡可能地減少該誤差。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析594.6 接收準(zhǔn)則接收準(zhǔn)則寬度誤差寬度誤差 測量系統(tǒng)變異性是否令人滿意的準(zhǔn)則

50、取決于測量系統(tǒng)變異性是否令人滿意的準(zhǔn)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。對特定異性的百分比或零件公差的百分比。對特定的測量系統(tǒng)最終的接受準(zhǔn)則取決于測量系統(tǒng)的測量系統(tǒng)最終的接受準(zhǔn)則取決于測量系統(tǒng)的環(huán)境和目的，而且應(yīng)該取得顧客的同意。的環(huán)境和目的，而且應(yīng)該取得顧客的同意。對于以分析過程為目的的測量系統(tǒng)，通常測對于以分析過程為目的的測量系統(tǒng)，通常測量系統(tǒng)的可接受性的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則如下：量系統(tǒng)的可接受性的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則如下： 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析604.6 接收準(zhǔn)則接收準(zhǔn)則寬度誤差寬度誤差 %GRR低于低于10% 的誤差的誤差 通

51、常認(rèn)為測量系統(tǒng)是可通常認(rèn)為測量系統(tǒng)是可接受的。接受的。 %GRR 是是10%到到30%之間的誤差之間的誤差 基于應(yīng)用的重基于應(yīng)用的重要性、測量裝置的成本、維修的成本等方面的考慮，要性、測量裝置的成本、維修的成本等方面的考慮，可能是可接受的。可能是可接受的。 %GRR超過超過30% 認(rèn)為是不可接受的認(rèn)為是不可接受的 ，應(yīng)該作出，應(yīng)該作出各種努力來改進(jìn)測量系統(tǒng)。各種努力來改進(jìn)測量系統(tǒng)。 此外，過程能被測量系統(tǒng)區(qū)分開的分級數(shù)（此外，過程能被測量系統(tǒng)區(qū)分開的分級數(shù)（ndc）應(yīng)該大于或等于應(yīng)該大于或等于5。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析615 簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐評價(jià)測量系統(tǒng)需要確定

52、的三個基本問題評價(jià)測量系統(tǒng)需要確定的三個基本問題: : 是否有足夠的分辨力？是否有足夠的分辨力？ 是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定？是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定？ 統(tǒng)計(jì)特性在整個預(yù)期范圍內(nèi)是否一致統(tǒng)計(jì)特性在整個預(yù)期范圍內(nèi)是否一致, ,且用于且用于過程控制和分析是否可接受？過程控制和分析是否可接受？測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析625 簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐 5.1 計(jì)量型測量系統(tǒng)的分析計(jì)量型測量系統(tǒng)的分析 5.1.1偏倚的分析偏倚的分析 分析程序分析程序 獲取一個樣本并確定相對于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。獲取一個樣本并確定相對于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果得不到，選擇一個落在生產(chǎn)測量的中程數(shù)的生如果得不到，選擇一個落在生產(chǎn)

53、測量的中程數(shù)的生產(chǎn)零件，指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室產(chǎn)零件，指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測量這個零件測量這個零件n 10次，并計(jì)算這次，并計(jì)算這n個讀數(shù)的均值。個讀數(shù)的均值。把均值作為把均值作為“基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值”。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析63 =5.1.1偏倚的分析偏倚的分析讓一個評價(jià)人，以通常的方法測量樣本讓一個評價(jià)人，以通常的方法測量樣本10次次以上以上 相對于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方相對于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方圖，用專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出圖，用專業(yè)知識確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)分析，對于現(xiàn)異常。如果沒有，繼續(xù)分析，對于n 3

54、0時(shí)時(shí)的解釋或分析，應(yīng)當(dāng)特別謹(jǐn)慎。的解釋或分析，應(yīng)當(dāng)特別謹(jǐn)慎。 計(jì)算計(jì)算n個讀數(shù)的均值。個讀數(shù)的均值。Xnxnii 1測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析645.1.1偏倚的分析偏倚的分析計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差(如可能，使用獨(dú)立的重復(fù)性研究的結(jié)果如可能，使用獨(dú)立的重復(fù)性研究的結(jié)果) 重復(fù)性=r= 如果GRR研究結(jié)果可獲得，則重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算應(yīng)是基于這個研究的結(jié)果。通過計(jì)算通過計(jì)算EV%,確定重復(fù)性是否可接受確定重復(fù)性是否可接受%EV=100EV/TV=100重復(fù)性/TV 這里的總變差這里的總變差TV是基于期望的過程變差（首選）或者用產(chǎn)是基于期望的過程變差（首選）或者用產(chǎn)品的公差除以品的公差除以

55、6。 如果如果%EV過大，那么這個測量系統(tǒng)的變差是不可接受的。過大，那么這個測量系統(tǒng)的變差是不可接受的。在偏倚研究中假設(shè)重復(fù)性是可接受的，所以繼續(xù)使用一個在偏倚研究中假設(shè)重復(fù)性是可接受的，所以繼續(xù)使用一個具有過大的具有過大的%EV的測量系統(tǒng)會導(dǎo)致誤導(dǎo)和混淆的結(jié)果。的測量系統(tǒng)會導(dǎo)致誤導(dǎo)和混淆的結(jié)果。112nnii測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析655.1.1偏倚的分析偏倚的分析確定偏倚的確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量統(tǒng)計(jì)量 偏倚偏倚 = 觀測測量平均值觀測測量平均值 基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值如果0落在圍繞偏倚值1-置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在水平是可接受的。偏倚- b(tv,1-/2)0偏倚+ b(tv,1-/2)這里：v=n-1。t

56、v,1-/2使用t標(biāo)準(zhǔn)表獲得nrbbt偏倚測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析6615試驗(yàn)序號觀測值（基準(zhǔn)值=6.00）偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.46.00.0測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析675.1.1偏倚的分析偏倚的分析 用電子表格和統(tǒng)計(jì)軟件，可獲得直方圖和數(shù)用電子表格和統(tǒng)計(jì)軟件，可獲得直方圖和數(shù)據(jù)分析（見下圖和下表）。據(jù)分析（見下圖和下表）。 頻次測量值測量值測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析685.1.1偏倚的分析偏倚的分析

57、 計(jì)算結(jié)果： 偏倚=6.0067-6.0=0.0067 r =0.2120 過程變差的標(biāo)準(zhǔn)差=2.5（已知） %EV=0.2120/2.5=8.5%，重復(fù)性可接受。 b =0.2120/15=0.0547 tv,1-/2=2.14479測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析695.1.1偏倚的分析偏倚的分析X n均值標(biāo)準(zhǔn)差r觀測均值的標(biāo)準(zhǔn)差 b測量值156.00670.21200.0547 基準(zhǔn)值 = 6.00, =0.05t統(tǒng)計(jì)量df顯著t值（2尾）偏倚95%偏倚置信區(qū)間低值高值測量值0.12142.144790.0067-0.11070.1241測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析705.1.1偏倚的分析偏倚的分析

58、 因?yàn)橐驗(yàn)?落在偏倚置信區(qū)間（落在偏倚置信區(qū)間（-0.1107, 0.1241）內(nèi)，我們可以認(rèn)為測量偏倚是可以接受的，內(nèi)，我們可以認(rèn)為測量偏倚是可以接受的，同時(shí)假定實(shí)際使用不會導(dǎo)致附加變差源。同時(shí)假定實(shí)際使用不會導(dǎo)致附加變差源。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析71偏倚過大可能的原因偏倚過大可能的原因l 儀器需要校準(zhǔn)儀器需要校準(zhǔn)l 儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損l 磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差l 校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)l 儀器質(zhì)量差儀器質(zhì)量差設(shè)計(jì)或一致性不好設(shè)計(jì)或一致性不好l 線性誤差線性誤差l 應(yīng)用錯誤的量具應(yīng)用

59、錯誤的量具l 不同的測量方法不同的測量方法設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析72偏倚過大可能的原因偏倚過大可能的原因l 測量錯誤的特性測量錯誤的特性l （量具或零件）變形（量具或零件）變形l 環(huán)境環(huán)境溫度、濕度、振動、清潔的影響溫度、濕度、振動、清潔的影響l 違背假定，在應(yīng)用常量上出錯違背假定，在應(yīng)用常量上出錯 l 應(yīng)用應(yīng)用零件尺寸、位置、操作者技能、零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差） 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析735.1.2 5.1.2 穩(wěn)定性的分析穩(wěn)定性的分析 分析程序分析程序 獲得一個樣本并確定相對于可

60、溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。獲得一個樣本并確定相對于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果該樣品不可獲得，選擇一個落在產(chǎn)品測量中程如果該樣品不可獲得，選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)的生產(chǎn)零件（在以后持續(xù)的測量中，該產(chǎn)品特性數(shù)的生產(chǎn)零件（在以后持續(xù)的測量中，該產(chǎn)品特性值不應(yīng)變化），指定其為穩(wěn)定性分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。值不應(yīng)變化），指定其為穩(wěn)定性分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。如果僅研究測量系統(tǒng)穩(wěn)定性，可不必確定基準(zhǔn)值。如果僅研究測量系統(tǒng)穩(wěn)定性，可不必確定基準(zhǔn)值。 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析745.1.2 5.1.2 穩(wěn)定性的分析穩(wěn)定性的分析利用控制圖評價(jià)測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性利用控制圖評價(jià)測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性1 1）獲取一樣本并確定其相對可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；）獲取一樣本并確定其相對可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值；2 2）定期