1、第142頁 共142頁第一章通用測量系統指南第一章第一節引言、目的和術術語引 言測量數據的使用用比以前更頻頻繁、更廣泛泛。例如，現現在普遍依據據測量數據來來決定是否調調整制造過程程，把測量數數據或由它們們計算出的一一些統計量，與與這一過程的的統計控制限限值相比較，如如果比較結果果表明這一過過程統計失控控，那么要做做某種調整，否否則，這一過過程就允許運運行而勿須調調整。測量數數據另一個用用處是確定在在兩個或更多多變量之間是是否存在重要要關系。例如如，可能懷疑疑注塑塑料件件上的一個關關鍵尺寸和注注射材料的溫溫度有關。這這種可能的關關系可以通過過采用所謂回回歸分析的統統計方法來研研究，即比較較關鍵尺

2、寸的的測量值和注注射材料的溫溫度測量值。探索象這類關系系的研究，是是戴明博士稱稱為分析研究究的事例。通通常，分析研研究是增加對對有關影響過過程的各種原原因的系統知知識。各種分分析研究是測測量數據的最最重要應用之之一，因為這這些分析研究究最終導致更更好地理解各各種過程。應用以數據為基基礎的方法的的收益，很大大程度上決定定于用測量數數據的質量。如如果測量數據據質量低，則則這種方法的的收益很可能能低。類似地地，測量數據據質量高，這這一方法的收收益也很可能能高。為了確保應用測測量數據所得得的收益大于于獲得它們所所花的費用，就就必須把注意意力集中在數數據的質量上上。測量數據的質量量測量數據質量由由在穩定

3、條件件下運行的某某一測量系統統得到的多次次測量結果的的統計特性確確定。例如，假假定用在穩定定條件下運行行的某測量系系統，得到某某一特性的多多次測量數據據。如果這些些測量數據與與這一特性的的標準值都很很“接近”，那么可以以說這些測量量數據的質量量“高”，類似地，如如果一些或全全部測量數據據“遠離”標準值，那那么可以說這這些數據的質質量“低”。表征數據質量最最通用的統計計特性是測量量系統的偏倚倚和方差。所所謂偏倚的特特性，是指數數據相對基準準（標準）值值的位置，而而所謂方差的的特性，是指指數據的分布布。低質量數據最通通常的原因之之一是數據變變差太大。一一組測量的變變差大多是由由于測量系統統和它的環

4、境境之間的交互互作用造成的的。例如，測測量某容器內內流體的容積積，使用測量量系統可能對對它周圍的環環境溫度敏感感，在這種情情況下，數據據的變差可能能由于其體積積的變化或周周圍溫度的變變化，使得解解釋這些數據據很困難，因因此這一測量量系統是不理理想的。如果交互作用產產生太大的變變差，那么數數據的質量可可能會很低以以至于數據沒沒有用處。例例如，一具具具有大量變差差的測量系統統，在分析制制造過程中使使用是不適合合的，因為測測量系統變差差可能會掩蓋蓋制造過程的的變差。管理理一個測量系系統的許多工工作是監視和和控制變壓器器差。這就是是說，應著重重研究掌握環環境對測量系系統的影響，以以使測量系統統產生可接

5、受受的數據。目 的本手冊的目的是是為評定測量量系統的質量量提供指南。盡盡管這些指南南足以用于任任何測量系統統，但希望它它們主要用于于工業界的測測量系統。本本手冊不打算算作為所有測測量系統分析析的匯編。它它主要關注的的是對每個零零件能重復讀讀數的測量系系統。許多分分析對于其它它形式的測量量系統也是很很有用的，并并且該手冊的的確包含了參參考意見和建建議。對更復復雜或不常見見的情況在此此沒有討論，建建議咨詢有統統計能力的資資源。測量系系統分析方法法需要顧客批批準，本手冊冊沒有覆蓋。術 語不建立一套涉及及通用統計特特性和測量系系統相關要素素的術語，對對測量系統分分析的討論會會使人迷惑或或誤解。本節節提

6、供了本手手冊中使用的的這些術語。在本手冊使用以以下術語：測量定義為賦值值（或數）給給具體事物以以表示它們之之間關于特定定特性的關系系。這個定義義由C.Eiisenhaart（19963）首次次提出。賦值值過程定義為為測量過程，而而賦予的值定定義為測量值值。量具：任何用來來獲得測量結結果的裝置，經經常用來特指指用在車間的的裝置；包括括通過/不通通過裝置。測量系統：是用用來對被測特特定量測量或或定性評價的的儀器或量具具、標準、操操作、方法、夾夾具、軟件、人人員、環境和和假設的集合合；用來獲得得測量結果的的整個過程。根據定義，一個個測量過程可可以看成是一一個制造過程程，它產生數數值（數據）作作為輸出

7、。這這樣看待測量量系統是有用用的，因為這這可以使我們們運用那么早早已在統計過過程控制領域域證明了有效效的所有概念念、原理和工工具。術語總結標準 用于比較的的可接受的基基準 用于接受的的準則 已知數值，在在表明的不確確定度界限內內，作為真值值被接受 基準值一個標準應該是是一個可操作作的定義：由由供應商或顧顧客應用時，在在昨天、今天天和明天都具具有同樣的含含義，產生同同樣的結果。基本的設備 分辨力、可可讀性、分辨辨率 別名：最小小的讀數的單單位、測量分分辨率、刻度度限度或探測測限度 由設計決定定的固有特性性 測量或儀器器輸出的最小小刻度單位 總是以測量量單位報告 1：10經經驗法則 有效分辨率率

8、對于一個特特定的應用，測測量系統對過過程變差的靈靈敏性 產生有用的的測量輸出信信號的最小輸輸入值 總是以一個個測量單位報報告 基準值 人為規定的的可接受值 需要一個可可操作的定義義 作為真值的的代替 真值 物品的實際際值 未知的和不不可知的位置變差 準確度“接近”真值值或可接受的的基準值ASTM包括括位置和寬度度誤差的影響響 偏倚測量的觀測平平均值和基準準值之間的差差異測量系統的系系統誤差分量量 穩定性 偏倚隨時間間的變化 一個穩定的的測量過程是是關于位置的的統計受控 別名：漂移移 線性 整個正常操操作范圍的偏偏倚改變 整個操作范范圍的多個并并且獨立的偏偏倚誤差的相相互關系 測量系統的的系統誤

9、差分分量寬度變差 精密度 重復讀數彼彼此之間“接近度” 測量系統的的隨機誤差分分量 重復性 由一位評價價人多次使用用一種測量儀儀器，測量同同一零件的同同一特性時獲獲得的測量變變差 在固定和規規定的測量條條件下連續（短短期）試驗變變差 通常指E.V.-設備備變差 儀器（量具具）的能力或或潛能 系統內變差差 再現性 由不同的評評價人使用同同一個量具，測測量一個零件件的一個特性性時產生的測測量平均值的的變差 對于產品和和過程條件，可可能是評價人人、環境（時時間）或方法法的誤差 通常指A.V-評價人人變差 系統間（條條件）變差 ASTM E456-96包括重重復性、實驗驗室、環境及及評價人影響響 GR

10、R或量量R&R 量具重復性性和再現性：測量系統重重復性和再現現性合成的評評估 測量系統能能力：依據使使用的方法，可可能包括或不不包括時間影影響 測量系統能能力 測量系統變變差的短期評評估（例如“GRR”包括圖形） 測量系統性性能 測量系統變變差的長期評評估（長期控控制圖法） 靈敏度 最小的輸入入產生可探測測出的輸出信信號 在測量特性性變化時測量量系統的響應應 由量具設計計（分辨率）、固固有質量（OOEM）、使使用中的維修修及儀器和標標準的操作條條件確定 總是以一個個測量單位報報告 一致性 重復性隨時時間的變化程程度 一個一致的的測量過程是是考慮到寬度度（變異性）下下的統計受控控 均一性 整個正

11、常操操作范圍重復復性的變化 重復性的一一致性 系統變差 測量系統變變差可以具有有如下特征： 能力 短期獲取讀讀數的變異性性 性能 長期獲取讀讀數的變異性性 以總變差為為基礎 不確定度 關于測量值值的數值估計計范圍，相信信真值包括在在此范圍內測量系統必須穩穩定和一致測量系統總變差差的所有特性性均假設系統統是穩定和一一致的。標準和溯源性國家標準和技術術研究院（NNIST）是是美國的主要要國家測量研研究院（NMMI），在美美國商務部領領導下提供服服務。NISST以前稱為為國家標準局局（NBS），是是美國計量學學最高水平的的權力機構。NNIST的主主要責任是提提供測量服務務和負責測量量標準，幫助助美國

12、工業進進行可溯源的的測量，最終終幫助產品和和服務貿易。NNIST直接接對許多類型型的工業提供供服務，但主主要是那些需需要最高水平平準確度的產產品以及與之之相配的生產產過程中進行行精密測量的的工業。國家測量研究院院世界范圍內大多多數工業化國國家都擁有自自己的NMII和與NISST相近的機機構，他們為為各自國家提提供高水平的的計量標準或或測量服務。美美國NISTT與其他國家家的NMI機機構合作，以以確保在一個個國家的測量量與其它國家家相同。這通通常是通過多多邊認可協議議（MRAss），在NMMI之間進行行國際實驗室室比對完成的的。有一點應應該注意，這這些NMI的的能力不同，并并不是所有類類型的測量

13、是是在定期的基基礎上進行比比對，所以存存在著差異。這這就是為什么么需要了解哪哪國的測量是是溯源的以及及是怎樣溯源源的是很重要要的。溯源性在商品和服務貿貿易中溯源性性是一個重要要概念。溯源源到相同或相相近的標準的的測量比那些些沒有溯源性性的測量更容容易被認同。這這為減少重新新試驗、拒收收好的產品、接接收壞的產品品提供了幫助助。溯源性在ISOO計量學基本本和通用術語語（VIM）中中的定義是：“測量的特性或或標準值，此此標準是規定定的其準，通通常是國家或或國際標準，通通過全部規定定了不確定度度的不間斷的的比較鏈相聯聯系。”典型的測量溯源源性是通過可可返回到NMMI的比較鏈鏈建立的。但但在工業中的的許

14、多情況下下，測量的溯溯源性可能與與返回到一致致同意的基準準值或顧客與與供應商之間間“認同的標準準”有聯系。與與這些“認同的標準準”相關的返回回到NMI溯溯源性可能不不總是理解得得很清楚，因因此最終測量量可溯源到滿滿足顧客需求求是很關鍵的的。隨著測量量技術的發展展和工業中精精密測量系統統的使用，在在哪里溯源以以及怎樣溯源源的定義是一一個斷發展的的概念。NMI與不同的的國家實驗室室、量具供應應商、精密制制造公司等緊緊密合作，以以確保他們參參考標準正確確校準，并直直接溯源到由由NMI擁有有的標準。這這些政府的或或私人的工業業組織然后使使用他們的標標準為他們客客戶的計量、量量具實驗室、校校準工作、或或

15、其他私人標標準提供校準準和測量服務務。這種連接接或比較鏈最最終達到工廠廠，然后提供供測量溯源性性的基礎。通通過這個不間間斷的測量鏈鏈又連接返回回到NISTT的測量稱為為溯源到NIIST。并不是所有組織織在其設施內內都有講師或或量具實驗室室，需要依靠靠外界的商業業/獨立實驗驗室提供溯源源性的校準或或測量服務。這這是一種達到到溯源到NIIST的可接接受的且適當當的方法，只只要商業/獨獨立實驗室的的能力能夠通通過如實驗室室認可等過程程得到保證。測量過程的目標標是零件的“真”值，希望任任何單獨讀數數都盡可能地地接近這一數數值（經濟地地）。遺憾的的是真值永遠遠也不可能知知道是肯定的的。然而，通通過使用一

16、個個基于被很好好地規定了特特性操作定義義的“基準”值，使用較較高級別分辨辨率的測量系系統的結果，且且可溯源到NNIST，可可以使不確定定度減少。因因為使用基準準作為真值的的替代，這些些術語通常互互換使用。這這種方法沒有有介紹。第一章第二二節測量過程為了有效地控制制任何過程變變差，需要了了解： 過程應該做做什么 什么能導致致錯誤 過程在做什什么規范和工程要求求規定過程應應該做什么。過程失效模式及及后果分析（PPFMEA）是是用來確定與與潛在過程失失效相關的風風險，并在這這些失效出現現前提出糾正正措施。PFFMEA的結結果轉移至控控制計劃。通過評價過程結結果或參數，可可以獲得過程程正在做什么么的知

17、識。這這種活動，通通常稱為檢驗驗，暖和適當當的標準和測測量裝置，檢檢查過程參數數，過程中零零件，已裝配配的子系統，或或者是已完成成的成品的活活動。這種活活動能使觀測測者確定或否否認過程是以以穩定的方式式操作并具有有對顧客規定定的目標而言言可接受的變變差這一前提提。這種檢查查行為本身就就是過程。遺憾的是，工業業界傳統上視視測量和分析析活動為“黑盒子”。設備是主主要關注點特性越“重要”，量具越昂昂貴。對儀器器的有效性，與與過程和環境境的相容性，儀儀器的實用性性很少有疑問問。因此這些些量具經常是是不能被正確確使用或完全全不被使用。測量和分析活動動是一個過程程一個測量量過程。所有有的過程控制制管理，統

18、計計或邏輯技術術均能應用。這這就意味著必必須首先確定定顧客和他們們的需要。顧顧客，過程所所有者，希望望用最小的努努力做出正確確的決定。管管理者必須提提供資源以采采購對于測量量過程來說是是充分且必要要的設備。但但是采購最好好的或最新的的測量技術未未必能保證做做出正確的生生產過程控制制決定。設備僅是測量過過程的一部分分，過程的所所有者必須知知道如何正確確使用這些設設備及如何分分析解釋結果果。因此管理理者也必須提提供清楚的操操作定義和標標準以及培訓訓和支持。依依次，過程的的擁有者有監監控和控制測測量過程，以以確保穩定和和正確的義務務，這包括全全部的測量系系統分析觀點點量具的研研究、程序、使使用者及環

19、境境，例如，正正常操作條件件。測量系統的統計計特性理想的測量系統統在每次使用用時，應只產產生“正確”的測量結果果。每次測量量結果總應該該與一個標準準相一致。一一個能產生理理想測量結果果的測量系統統，應具有零零方差、零偏偏倚和對所測測的任何產品品錯誤分類為為零概率的統統計特性。遺遺憾的是，具具有這樣理想想統計特性的的測量系統幾幾乎不存在，因因此過程管理理者必須采用用具有不太理理想統計特性性的測量系統統。一個測量量系統的質量量經常僅用其其多次測量數數據的統計特特性來確定。其其它特性，如如成本，使用用的容易程度度等對一個測測量系統總體體理想性的貢貢獻也很重要要。但是，確確定一個測量量系統質量的的正是

20、其產生生數據的統計計特性。在某一用途中最最重要的統計計特性在另一一種用途中不不一定是最重重要的。例如如，對一個三三座標測量機機（CMM）的的某些應用，最最重要的統計計特性是“小”的偏倚和方方差。一個具具有這些特性性的CMM將將產生與證明明過的、可溯溯源的標準值值“很近”的測量結果果。從這樣一一臺機器上所所得到的數據據對分析一個個制造過程可可能是十分有有用的。但是是，不管其偏偏倚和方差多多么“小”，使用一臺臺CMM機的的測量系統可可能不能夠用用于在好的或或壞的產品中中的分辨接收收工作，由于于測量系統中中其他要素帶帶來了其他變變差源。管理者有責任識識別對數據的的最終使用最最重要的統計計特性，也有有

21、責任確保用用那些特性作作為選擇一個個測量系統的的基礎。為了了完成這些，需需要有關統計計特性的可操操作的定義，以以及測量它們們的可接受的的方法。盡管管每一個測量量系統可能被被要求有不同同的統計特性性，但是一些些基本特性用用于定義“好的”測量系統。它它們包括：1） 足夠的分分辨率和靈敏敏度。為了測測量的目的，相相對于過程變變差或規范控控制限，測量量的增量應該該很小。通常常所知的十進進位或10-1法則，表表明儀器的分分辨率應把公公差（過程變變差）分為十十份或更多。這這個規則是選選擇量具期望望的實際最低低起點。2） 測量系統統應該是統計計受控制的。這這意味著在可可重復條件下下，測量系統統的變差只能能是

22、由于普通通原因而不是是特殊原因造造成。這可稱稱為統計穩定定性且最好由由圖形法評價價。3） 對于產品品控制，測量量系統的變異異性與公差相相比必須小。依依據特性的公公差評價測量量系統。4） 對于過程程控制，測量量系統的變異異性應該顯示示有效的分辨辨率并且與制制造過程變差差相比要小。根根據6過程變差和和/或來自MMSA研究的的總變差評價價測量系統。測量系統統計特特性可能隨被被測項目的變變化而改變。如如果是這樣，則則測量系統最最大的（最壞壞）變差應小小于過程變差差和規范控制制限兩者中的的較小者。變差源與所有過程相似似，測量系統統受隨機和系系統變差源影影響。這些變變差源由普通通原因和特殊殊原因造成。為為

23、了控制測量量系統變差：1） 識別潛在在的變差源2） 排除（可可能時）或監監控這些變差差源盡管特定的原因因將依據條件件，但一些典典型的變差源源是可以識別別的。有多種種不同的方法法可以對這些些變差源表述述和分類，如如因果圖、故故障樹圖等，但但本指南將關關注的是測量量系統的主要要要素。這五個字母S.W.I.PP.E用來表表示歸納的測測量系統六個個基本要素以以確保達到要要求的目標。SS.W.I.P.E代表表標準、工件件、儀器、人人、程序和環環境。這可以以視為全部測測量系統的誤誤差模型。要求理解影響這這六個方面的的因素，由此此可以控制或或排除這些因因素。由于實際的變差差來源影響一一個特定的測測量系統，它

24、它對這個系統統來說是唯一一的，本圖所所示可作為研研究測量系統統變差源的一一個思考的起起點。測量系統變變異異性的影響由于測量系統可可以受多種變變差源的影響響，因此相同同零件的重復復讀數也不產產生相同或同同樣的結果。讀讀數之間 不不相同是由于于普通和特殊殊原因造成的的。不同的變差源對對測量系統的的影響應經過過短期和長期期評估。測量量系統的能力力是短期時間間的測量系統統（隨機）誤誤差。它是由由線性、一致致性、重復性性和再現性誤誤差合成定量量的。測量系系統的性能，如如同過程性能能，是所有變變差源隨時間間的影響。這這是通過確定定我 的過程程是否統計受受控（如，穩穩定并且一致致；變差僅由由普通原因造造成）

25、，對準準目標（無偏偏倚），且在在預期結果的的范圍有可接接受的變差（量量具重復性和和再現性（GGRR）來來完成的。這這為測量系統統能力增加穩穩定性和一致致性。由于測量系統的的輸出值用于于做了關于產產品和過程的的決定，所有有變差源和累累積影響通常常稱為測量系系統誤差，或或有時稱為“誤差”。對決策的影響測量了一個零件件后可采取的的活動之一是是確定零件的的狀態。在歷歷史上，它應應該確定零件件是否可接受受（在公差內內）或不可接接受（在公差差外）。另外外一種通常作作法是把零件件進行規定的的分類（如，活活塞尺寸）。在下面討論中，作作為例子，使使用兩種分類類條件：在分分差外（“壞”）和在公差差內（“好”）。對

26、其他他分類活動沒沒有限制討論論應用。進一步的分類可可能是可返工工的、可挽救救的或報廢的的。在產品控控制原理下，這這樣的分類活活動是測量零零件的主要原原因。但是，在在過程控制原原理下，興趣趣的焦點是零零件變差是由由過程中的普普通原因還是是特殊原因造造成的。下一節討論測量量誤差在產品品決策上的影影響。后面的的章節討論測測量誤差對過過程決定的影影響。對產品決策的影影響為了更好地理解解測量系統誤誤差對產品決決策的影響，要要考慮單個零零件重復讀數數所有變差由由量具的重復復性和再現性性影響。那就就是測量過程程是統計受控控的并且是零零偏倚的。不論上面測量的的零件分布與與規范控制限限是否有交叉叉，有時也會會做

27、出錯誤的的決定。例如如，一個好的的零件有時會會被判為“壞”的（型錯誤，生生產者風險或或誤發警報），如如果：一個壞的零件有有時會被判為為“好”的（型錯誤，消消費者風險或或漏發警報），如如果：相對于公差，對對零件做出錯錯誤決定的潛潛在因素只在在測量系統誤誤差與公差交交叉時存在。下下面給出三個個區分的區域域，此處， 壞零件總是是稱為壞的 可能做出潛潛在的錯誤決決定 好零件總是是稱為好的對于產品狀況，目目標是最大限限度地做出正正確決定，有有兩種選擇：1） 改進生產產過程：減少少過程的變差差，沒有零件件產生在區域。2） 改進測量量系統：減少少測量系統誤誤差從而減小小區域的面積積，因此生產產的所有零件件將

28、在區域，這樣樣就可最小限限度地降低做做出錯誤決定定的風險。上述討論假定測測量過程是統統計受控并且且是對準目標標。如果有一一種假定被違違反，那么通通過任何觀測測值做出正確確決策的把握握就不大。對過程決策的影影響對于過程控制，需需要確定以下下要求： 統計控制 對準目標 可接受的變變異性在前一節中已作作了解釋，測測量誤差可引引起對產品產產生不正確的的決策。對過過程決策的影影響如下： 把普通原因因報告為特殊殊原因 把特殊原因因報告為普通通原因測量系統變異性性可能影響過過程的穩定性性、目標以及及變差的決定定。實際和觀觀測的過程變變差之間的基基本關系是：此處，=觀測過過程方差，=實際過程方方差，=測量量系

29、統方差，能能力指數Cpp定義為這可以用上面的的等式替代而而得到觀測過過程和實際過過程指數之間間的關系：假定測量系統統統計受控而且且對準目標，實實際過程Cpp可以與觀測測Cp用圖型型法比較。因此，觀測的過過程能力是實實際過程能力力加上測量過過程造成的變變差的合成。為為了達到規定定的過程能力力目標需要測測量變差因子子分解。例如，如果測量量系統Cp指指數是2，為為了計算的（觀觀測）指數為為1.33，實實際過程需要要Cp大于或或等于1.779。如果測測量系統Cpp本身是1.33，最終終結果也要求求是1.333，那么過程程必須完全沒沒有變差這顯然是一一個不可能的的條件。新過程的接受當有一個新過程程，如機

30、加工工、制造、沖沖壓、材料處處理、熱處理理，或采購總總成時，作為為采購活動的的一部分，經經常要完成一一系列步驟。這這通常包括在在供應商處對對設備的研究究以及隨后在在顧客處對設設備的研究。如果在任何一方方使用的測量量系統與正常常情況下使用用的測量系統統不一致，那那么就會發生生混亂。最通通常的情況包包括使用不同同的儀器，在在供應商一方方使用的比生生產用的（量量具）分辨率率高。例如，在在采購時用一一個三坐標測測量機測量零零件，但在生生產中用一個個高度量具。在在采購時用電電子天平或實實驗室機械天天平測量（稱稱重），但在在生產中用簡簡單的機械天天平。在采購時使用的的（高等級）測測量系統的GGRR為100

31、%且實際過過程Cp為22.0的情況況下，在采購購進觀測過程程Cp將為11.96。這一過程是在生生產中用生產產量具研究時時，將會觀測測到更大的變變差（如，較較小的Cp）。例例如，如果生生產量具的GGRR為300%且實際過過程Cp仍是是2.0，那那么觀測的過過程Cp為11.71。最壞的假想情況況是如果生產產用量具不具具備資格卻被被使用了。如如果測量系統統的GRR實實際為60%（但不知道道這個事實），那那么觀測的CCp將是1.20。觀測測Cp1.996與1.220之間的差差異是由于不不同的測量系系統造成的。沒沒有這個知識識，就可能會會白花費努力力來看新過程程發生什么錯錯誤。過程作業準備/控制（漏斗斗

32、試驗）通常生產操作是是在一天的開開始時使用單單個零件來檢檢驗過程是否否對準目標。如如果測量的零零件在目標外外，就調整過過程。然后，在在一些情況下下測量另一個個零件并且可可能再次調整整過程。戴明明博士把這種種類型的測量量和做決策稱稱為干預。有一個零件的精精密金屬涂層層的重量控制制目標為5.00克的情情況。假設從從用于確定重重要的天平得得到的結果在在0.20克克變化，但由由于從來沒有有進行測量系系統分析，所所以對這一點點不了解。操操作指導書要要求操作者以以一個樣件為為基礎在作業業準備時及每每小時對重量量進行驗證。如如果重要在此此期間超過44.90-55.10克，操操作者再次設設定過程。作業準備時，

33、假假設過程運行行為4.955克，但由于于測量誤差操操作者觀測為為4.85克克。根據指導導書操作者謀謀略向上調整整過程0.115克。為了了對準目標，現現在過程運行行為5.100克。當操作作者這次檢查查作業準備時時，觀測到55.08克，因因此允許過程程運行。過程程的過度調整整會增加變差差并會持續影影響。這是戴明博士用用于描述干預預影響的漏斗斗試驗的一個個示例。測量量誤差只是把把這些問題復復雜化。漏斗試驗的四項項規則是：規則1：除非過過程不穩定，否否則不作調整整或不采取行行動。規則2：在上次次進行測量的的相反方向以以等量調整過過程。規則3：對準目目標重新設定定過程。然后后在目標的相相反方向以等等量調

34、整過程程。規則4：調整過過程至上次測測量點。精密金屬涂層過過程的作業準準備指導書規規則3的示例例。規則2、33和4增加了了更多的變差差。規則1是是產生最小變變差的最佳選選擇。其它漏斗試驗的的示例是： 基于任意限限制的量具重重新校準一如如，限制沒有有反映測量系系統的變異性性。（規則33） 在沒有任何何更改的指示示或歷史的記記錄（特殊原原因）情況下下，使用任意意數值重新控控制過程控制制測量系統。（規規則3） 以上次生產產的零件為基基礎自動補償償調整過程。（規規則2） 在職培訓方方面，工作AA培訓工作BB，后來工作作B又培訓CC沒有標準培培訓材料。類類似于“郵局”游戲。（規規則4）。 測量零件，發發

35、現在目標之之外，但畫在在控制圖表上上過程顯示穩穩定因此，沒沒有采取行動動。（規則11）。第一章第三三節測量戰略和策劃劃引 言在設計和采購測測量儀器或系系統之前策劃劃是關鍵的。在在策劃階段做做出的許多決決定可以影響響測量設備的的方向和選擇擇。目的是什什么？測量結結果如何使用用？策劃階段段將確定過程程并對如何很很好地運行測測量過程并能能減少將來可可能出現的問問題和測量誤誤差有重要的的影響。有些情況下，由由于被測量零零件包括風險險或因為測量量裝置的成本本和復雜性，（OOEM）顧客客可能使用AAPQP過程程和小組決定定供應商的測測量戰略。并不是所有產品品和過程特性性都需要測量量系統，而是是哪些產品和和

36、過程的研究究屬于詳細檢檢查這種類型型。得意的標標準測量工具具，如千分尺尺、卡尺可能能不需要這樣樣深度的戰略略和計劃。一一個基本的經經驗準則是被被測量的零件件或子系統的的特性是否已已在控制計劃劃中識別或該該特性在確定定產品或過程程是否可接受受時是重要的的。另外的指指南是對特定定尺寸賦予的的公差水平。常常識是任何情情況下的指導導。復雜性測量系統的類型型、復雜性和和目的可以推推動不同水平平的項目管理理、戰略的策策劃、測量系系統分析或其其他測量選擇擇、評價和控控制的特殊考考慮。簡單的的測量工具和和裝置（例如如，天平、卷卷尺、固定限限制或計數型型量具）可能能不要復雜或或關鍵的測量量系統（例如如，標準或基

37、基準，CMMM，試驗臺，自自動在線測量量，等）要求求的管理水平平、計劃或分分析。根據給給定的產品或或過程條件，任任何測量系統統可能需要或或多或少的戰戰略策劃和檢檢查。做出適適當水平的決決策將留給由由測量過程和和顧客委派的的APQP小小組。以下許許多活動包括括的或實施的的實際程度應應由特別的測測量系統推動動，并且考慮慮量具控制和和校準系統的的支持，以及及對過程的深深刻理解及常常識。確定測量過程的的目的第一步是確定測測量的目的和和如何利用測測量。在測量量過程開發的的早期組織橫橫向協調小組組完成這項任任務很關鍵。與與審核、過程程控制、產品品和過程開發發及“測量壽命周周期”的分析相關關的事宜要特特殊考

38、慮。測量壽命周期測量壽命周期概概念表達當一一個人研究和和改進過程時時，測量方法法會隨著時間間改變的信心心。例如，測測量可能開始始于一個產品品特性以確立立過程的穩定定性和能力。這這可以對直接接影響零件特特性的關鍵過過程控制特性性有一個很好好的了解。對對零件特性的的信息依靠減減少，抽樣計計劃的減少意意味著這種理理解（每小時時5件至每班班1件）。同同樣，測量方方法可以從CCMM測量變變為計數型測測量的某些形形式。最終發發現可能要求求對很少的零零件進行監控控，只要過程程被維護或者者是進行測量量和監控維護護與加工，就就是需要的全全部。測量水水平依賴對過過程理解的水水平。大多數的測量和和監控可能最最終在進

39、貨材材料供應商結結束。相同的的測量，針對對相同的特性性，在過程的的相同領域，經經過很長的時時間，是缺少少研究或者是是一個停滯的的測量過程的的證據。測量過程設計選選擇的準則在采購測量系統統之前，應制制定測量過程程的詳細工程程概念。利用用上述研究的的目的，橫向向協調小組中中將通過設計計制定測量系系統的計劃和和概念。下面面是一些指南南：小組需要評價子子系統或零件件的設計并識識別重要特性性。這些是以以顧客要求和和子系統或零零件對整個系系統的功能性性為基礎的。如如果重要的尺尺寸已經識別別，評估測量量這些特性的的能力。例如如，如果塑料料注射模具成成型零件的重重要特性在模模具分型線，尺尺寸的檢查會會很難并且

40、測測量變差會比比較高。與這睦相近的獲獲得信息方法法是利用潛在在失效模式分分析（FMEEA）過程對對量具設計風風險區域進行行分析，從對對零件的測量量能力到功能能量個（設計計和過程FMMEA）。這這有助于維護護和校準計劃劃的制定。制定流程圖用來來顯示零件總總成或子系統統的制造關鍵鍵過程步驟。在在過程的每一一步確定關鍵鍵的輸入和輸輸出。這將對對在過程位置置受影響的測測量儀器的標標準和要求的的制定有幫助助。測量計劃劃、測量類型型清單都出自自這一研究。對于復雜的測量量系統，流程程圖由測量過過程組成。包包括被測量的的零件或子系系統的交付、測測量本身和返返回到過程的的零件或子系系統。下一個方法是在在團隊進行

41、頭頭腦風暴，為為每個測量制制定要求的通通用準則。一一個簡單的方方法是使用因因果圖。與測量策劃相關關要考慮的幾幾個附加問題題： 誰應該包括括在“需要”分析中？流流程圖和最初初的討論將有有助于確定關關鍵人員。 為什么進行行測量并且如如何使用？數數據用于控制制、分類、資資格判定嗎？將使用的測測量方式可以以改變測量系系統的靈敏度度水平。 要求的靈敏敏度水平是什什么？產品規規范是什么？期望的過程程變異是什么么？需要量具具檢測的零件件間的差異是是怎樣的？ 量具所提供供的信息類型型是什么（例例如，手冊操作維護護等），要求求的操作員的的基本技能是是什么？誰進進行培訓？ 測量怎樣進進行？手動，在在傳送帶上，在在

42、線下，自動動的，等等？零件定位和和固定可能是是變差源？接接觸或不接觸觸？ 測量怎樣校校準？與其它它測量過程比比較嗎？誰將將對校準標準準負責？ 何時、何地地進行測量？零件是干凈凈的，有油，熱熱的？記住用數據來評評定測量過程程的一般假設設，比起以錯錯誤信息和對對外界問題不不健全的系統統為基礎做決決策更好，安安全且能在外外界收集數據據。研究不同測量方方法在購買新設備之之前應研究當當前的測量方方法。已經證證實的測量方方法可以提供供更可靠的操操作。如可能能，使用已有有證實追溯記記錄的測量設設備。開發和設計概念念及建議開發和設計概念念請參見第一一章第四節“測量系統開開發建議部分分的檢查表”。在測量設備制造

43、造過程和制造造以后以及測測量過程（方方法、培訓、文文件化等）開開發過程和開開發以后，應應進行試驗研研究和數據收收集。這些研研究和數據將將用于了解這這一測量過程程，以便對這這一過程和將將來的過程進進行改進。第一章第四四節測量資源開發引 言本節闡述了測量量過程壽命的的報價/采購購的時間框架架。已構成了了關于制定測測量過程報價價文件包過程程，獲得文件件包的反應、項項目的判定、完完成最終設計計、開發測量量過程，以及及與建立的生生產過程相結結合的測量過過程的完整的的討論。強烈烈建議在沒有有完全閱讀和和理解對測量量過程的討論論的情況下不不要使用本章章。為了從測測量過程獲得得最大的利益益，用作為具具有輸入和

44、輸輸出的過程研研究并表述它它。本章是由集體智智慧編寫的。它它不是買方或或采購代表的的職業描述。這這里所描述的的活動要求團團隊成功地克克服困難并且且在產品質量量先期策劃（AAPQP）組組的總體框架架下管理。這這樣可以在不不同的力隊功功能之間形成成良好z的相互作用用來自于策策劃過程的概概念在量具供供應商最后設設計到達前可可能會被修改改，以滿足測測量系統要求求。通常，“采購”過程是在一一個已知的項項目下，由顧顧客和供應商商之間的正式式交流開始的的。坦率的效效率對項目成成功至關重要要，因為在這這一階段將進進行對未來有有效的顧客/供應商關系系必要的基礎礎工作，采購購過程是從顧顧客項目贛的的正式說明報價要

45、求求（RFQ），供供應商滿足這這一意向（報報價）的建議議的正式說明明開始的。顧顧客和供應商商應完全理解解項目要求，什什么是可交付付的方法，以以此雙方都可可以成功。理理解來自雙方方之間準確及及時的交流。一旦雙方對未來來項目的概念念達成一致并并且顧客和供供應商的關系系已經確立，可可以開始著手手進行詳細設設計、測量系系統的制造及及開發活動。在在這時顧客和和供應商之間間的交流特別別重要。由于于對要進行的的概念批準可可能有幾種水水平需進行，有有可能的環境境變化及團隊隊成員變化的的潛在因素，測測量過程項目目可能會搖擺擺甚至搶購。如如果保持經常常、詳細的交交流通訊在顧顧客和供應產產之間的文件件記錄，雙方方為

46、保持交流流安排正式的的職責（個人人），將會降降低這種風險險。這一活動動的理想討論論和形式是AAPQP過程程。在測量過程已經經被概念化地地設計后，圍圍繞該過程/系統的采購購活動可以開開始了。理想地，當前流流行使用幾何何尺寸和公差差（GB&T），貫穿穿制造過程和和測量系統的的基準需要協協調（如同樣樣的），這一一需要應在AAPQP過程程的非常早期期建立。根據據具體的組織織特點，最初初的職責是屬屬于產品設計計工程師、尺尺寸控制等。當當基準計劃與與整個制造過過程不匹配，特特別是測量系系統，可能測測量錯誤的事事項，有配合合問題等，導導致對制造過過程的無效控控制。有時當基準計劃劃用于最后的的總成不能與與用于

47、子部件件制造過程相相匹配。當出出現這種情況況，可在APPQP過程中中盡可能早地地建立基準，以以便所有團隊隊的成員了解解可能出現的的困難和矛盾盾，并有機會會去克服。在在這一過程期期間，需要研研究不同的基基準系統用于于了解這些差差異的影響。某些零件特性可可能產生比其其它零件多的的問題，例如如，凸輪軸中中心，其它圓圓的、圓筒狀狀的或管狀特特性。例如，凸凸輪軸必須在在中心上制造造，但其重要要的產品特性性在其凸輪。制制造可能需要要一種方法或或基準計劃，而而最終產品測測量卻需要另另一種計劃。先決條件和假設設在討論量具供應應商的開發之之前，應假設設“正確的”的工程產品品設計（GBB&T）和“正確的”過程設計

48、（在在過程的適當當時間和位置置允許測量）已已經解決。無無論如何不能能減少在APPQP過程的的早期適當的的團隊成員考考慮這些事項項。假設量具供應商商參與APQQP過程，小小組法。量具具供應商將對對全部生產過過程和產品使使用做出一個個清楚的評價價，因此他的的角色不僅被被他而且被小小組其他人所所了解（制造造、質量、工工程等）。根據特別的程序序/項目或其其它限制，在在一些活動中中或活動的順順序可能會有有一些重疊。例例如，APQQP小組沒有有很多來自量量具來源的輸輸入可以研究究出一定的量量具概念。其其它概念可能能需要量個來來源的專門技技術。這可以以由測量系統統的復雜性以以及小組視為為有意義的決決策來推動

49、。量具來源選擇過過程（制定報報價文件包）詳細的工程概念念在測量系統要求求的報價文件件包可以提供供給潛在的供供應商作為其其正式提出建建議之前，需需要研究測量量過程詳細的的工程概念。將將組成小組，由由小組對測量量過程維護和和持續改進負負責，并直接接負責研究詳詳細的概念。這這可以作為AAPQP小組組的一部分。為為了更好地研研究這一概念念，需要回答答幾個問題。小組可以研究不不同的問題用用于幫助決定定設計測量過過程應遵循的的方向和路徑徑。某些方向向和路徑可以以由產品設計計指示或強烈烈影響。當研研究這睦詳細細概念時，需需要由小組提提出的可能問問題的多種示示例可在本節節最后的“測量系統研研究檢查表建建議要素

50、”中找到。顧客總是過份依依賴供應商的的方案。在顧顧客要求供應應商對過程問問題提出建議議方案之前，過過程的基礎和和意圖應由掌掌握過程的小小組完全理解解和預料。那那時，只有那那時過程才能能被正確使用用、支持和改改進。預防性維護的考考慮預防性維護應該該安排什么活活動（例如，潤潤滑，振動分分析，傳感器器的完整性，零零件更換等）？這些活動大大部分依賴于于測量系統、設設備或工具的的復雜性。簡簡單的量具可可能只要求定定期檢查，然然而復雜的系系統需要持續續進行詳細的的統計分析和和工程師小組組進行預見性性的維護。策劃預防性維護護活動應與測測量過程策劃劃的啟動相一一致。許多活活動，例如每每天排干空氣氣濾清器，在在

51、設計規定的的操作時間后后潤滑軸承等等，可在測量量系統完全建建立、研究和和實施之前策策劃。事實上上這是更可取取的并改進先先進的測量策策劃和降低成成本。與這些些活動相關的的數據收集方方法和維護建建議可從原始始制造商，或或工廠工程、制制造和質量人人員的研究獲獲得。在實施施測量過程之之后和在使用用中，適合測測量過程功能能的數據需要要隨時間收集集并畫圖。可可以實施簡單單的分析方法法（鏈圖、趨趨勢分析）用用以確定系統統的穩定性。最最終，根據系系統穩定性顯顯示判斷，可可相應安排預預防性維護程程序。以時間間連續信息為為基礎，在穩穩定的系統上上進行預防性性維護將比在在傳統技術上上進行的預防防性維護浪費費少。規范

52、在設計和制造過過程中規范對對顧客和供應應商均可作為為指南。這些些指南起到交交流可接受的的標準作用。可可接受的標準準可以分為兩兩類： 設計標準 制造標準依據誰為項目付付費設計標準準的形式可以以有差異。成成本問題可能能影響形式。通通常，有足夠夠的文件化的的詳細設計是是一個好主意意，設計可以以由任何有資資格的設計者者進行或修改改到最初的意意圖但是，這這個決定可由由成本和重要要程度驅動。最最終設計要求求的格式可以以是CAD或或硬拷貝工程程圖樣。它可可以包括從OOEM、SAAE、ASTTM或其它組組織標準中選選擇的工程標標準，量具供供應商必須可可得到最新的的版本并了解解這些標準。OOEM可以要要求不論在

53、設設計或制造階階段使用特別別的標準，甚甚至在測量系系統發放使用用之前可以要要求正式批準準。設計標準將使設設計者向制造造者詳述交流流方法（CAAD例如，CAATIA，UUnigraaphicss、IGESS、harddcopy等等）的方法。對對于更復雜的的測量系統還還應包括性能能標準。制造標準將包括括測量系統制制造所必須的的公差。制造造公差應以用用于生產量具具或量具零件件的過程的能能力的合成為為基礎。制造造公差不應該該僅僅是產品品公差的已知知百分比。如果需要夾具或或系統的復制制品，正確的的策劃和標準準化可以導致致互換性和柔柔性。標準化零件或分分總成的使用用也可導致互互換性、柔性性，降低成本本，總

54、體上減減少長期測量量誤差。評估報價接到報價時，小小組應集合以以對報價進行行評審并評價價它們。固定定的項目包括括： 符合基本要要求嗎？ 有超過標準準的問題嗎？ 供應商展示示了一種例外外情況？為什什么？（例外的情況可可以是價格或或交付明顯的的不一致沒有必要作作為消極因素素而打折扣一個供應應商可能發現現一項內容而而其他供應商商卻忽視了） 概念促進了了簡易性和可可維修性？可交付的文件當獲得測量過程程時，文件化化有時被忽視視。成功項目目文件化的重重要性經常被被誤解。在文文件化背后的的通常策略是是在測量過程程硬件交付時時提供一套最最初的機械和和電氣設計（CCAD或硬拷拷貝圖樣）。這這樣可以滿足足最初的實施

55、施要求，但是是這種文件對對于規定的潛潛在磨損點，建建議可能出現現問題區域或或描述怎樣使使用過程是沒沒有用處的。因因此，任何過過程所要求的的文件應包括括超過測量設設備總成及詳詳細圖樣。任何系統有效的的文件就如同同旅行中一張張好地圖，有有著同樣的目目的。例如，它它將建議使用用者怎樣能從從一點到另一一點（用戶說說明書或量具具說明書）。如如果主要路徑徑堵塞或關閉閉，它可以向向使用者提供供可能的替代代路徑達到理理想的目的地地（發現并修修理故障指南南或診斷樹）。一個完整的文件件包可能包括括： 一套可復制制的總成和詳詳細的機械圖圖（CAD或或硬拷貝）（包包括任何需要要的標準）。 一套可復制制的電器配線線、原

56、理和軟軟件。 經常使用或或易損項目/細節的建議議備件清單。清清單應該包括括需一定提前前期才能獲得得的項目。 帶有機器圖圖的維修手冊冊規定了正確確裝配和拆解解機器零件的的方法與步驟驟。 手冊規定的的作業準備、操操作和機器運運輸要求的有有用要求（例例如，安放軸軸承數）。 校準說明 診斷樹和發發現修理故障障指南 認證報告（適適當時可追溯溯到NISTT） 校準指導書書 技術支持人人員、系統操操作員和維護護人員可以使使用的用戶手手冊。當提出報價文件件包時，上述述清單可以作作為檢查表使使用；但是沒沒有必要包括括一切。這里的中心思想想是交流。由由于文件是交交流和形式，小小組和其它人人員在制定測測量過程文件件

57、包的每個層層次都應該參參與。在供應商處的資資格適用時，在測量量系統供應商商裝運之前，應應對量具或測測量系統進行行全面的尺寸寸檢驗和功能能測試。顯然然，被選定的的供應商在現現場必須有合合格的測量設設備和人員來來完成此項工工作。如果不不是這樣，必必須預先安排排在外部獨立立的有資格的的實驗室進行行這些工作。這這些尺寸檢驗驗和/或測試試的結果應與與顧客設計和和制造標準一一致，并且應應全部形成文文件并可供顧顧客評審。成功的尺寸檢驗驗后，供應商商應進行初始始的但卻是正正式的測量系系統分析。這這再次預先要要求供應商有有人員、知識識和經驗來完完成適當的分分析。顧客應應該預告確定定供應商（或或許是OEMM）此時

58、需要要什么類型的的分析并且知知道供應商所所需要的任何何指南。一些些需要討論、商商議或一般協協議的事項是是： 初始MSAA研究的目標標： 量具重復性性（GR）與與重復性和再再現性（GRRR）的對比比 偏倚和/或或線性的評估估 顧客測量的的目的的評估估 研究中的零零件數、試驗驗次數和操作作者人數 可接受標準準 使用供應商商人員與顧客客提供人員的的對比 必要的人員員培訓 他們有資格格嗎？ 他們理解意意圖嗎？ 可能使用什什么軟件？此時在這一點上上得到什么結結果，都應該該認識到這些些僅是最初的的，對結果的的可接受性判判斷可能是需需要的。裝 運檢查表 設備什么時時候裝運？ 怎樣裝運？ 誰從卡車或或機動軌道

59、上上搬運設備？ 需要保險嗎嗎？ 文件與硬件件一起裝運嗎嗎？ 顧客有正確確的設備把硬硬件卸下來嗎嗎？ 裝運前系統統存放在什么么地方？ 執行前系統統存放在什么么地方？ 裝運文件完完成了嗎？是是否很容易讓讓裝卸人員、運運輸人員、卸卸貨人員和安安裝人員了解解？在顧客處的資格格通常，裝運前在在供應商處為為使用測量系系統有資格所所做的一切應應在完成交付付后在顧客處處以某種方式式重復。由于于這是以預期期的環境來研研究測量系統統第一次真正正的機會，此此處使用的接接受標準和分分析方法應認認真考慮。注注意所有各方方所涉及的零零件的細節對對于測量系統統最后的成功功和其產生的的數據使用都都是極為重要要的。收到測量系統

60、后后，在開始測測量分析之前前，測量系統統應進行全尺尺寸檢驗以確確認它是否符符合制造要求求/標準。這這次全尺寸檢檢查的范圍可可以根據裝運運前供應商對對測量系統進進行的早期全全尺寸檢查工工作和對由供供應商進行的的全尺寸檢查查結果質量的的信任以及沒沒有潛在裝運運損壞平衡。比比較裝運前和和裝運后的結結果時，應意意識到由于測測量系統的差差異可能會在在測量時有一一些差異。文件交付下面是要求的信信息，至少用用于幫助任何何系統的實施施和啟動：（這這些信息在交交付前應交給給顧客）。 如果小組需需要，CADD或硬拷貝圖圖 適用時，系系統的過程流流程圖 用戶手冊 維護/服務務手冊 備件清單 發現修理故故障指南 校準