測(cè)量系統(tǒng)培訓(xùn)教材2023/8/251第1頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概要計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的分析方法1）偏倚2）穩(wěn)定性3）線性4）重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的分析方法1）小樣法2）大樣法測(cè)量系統(tǒng)分析的意義和目的；測(cè)量系統(tǒng)分析的定義：測(cè)量系統(tǒng)、量具、測(cè)量、測(cè)量過(guò)程；測(cè)量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)知識(shí)：1）、測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性：偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性、線性、分辨力2）、理想的測(cè)量系統(tǒng)3）、測(cè)量系統(tǒng)的共同特性4）、測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定步驟和準(zhǔn)備2023/8/252第2頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量的重要性測(cè)量的重要性:如果測(cè)量出現(xiàn)問(wèn)題，那么合格的產(chǎn)品可能被判為不合格，不合格的產(chǎn)品可能被判為合格，此時(shí)便不能得到真正的產(chǎn)品或過(guò)程特性。

因此，要保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。PROCESS原料人機(jī)法環(huán)測(cè)量測(cè)量結(jié)果合格不合格測(cè)量2023/8/253第3頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

Y=x+ε

測(cè)量值=真值(TrueValue)+測(cè)量誤差戴明說(shuō)沒(méi)有真值的存在一致測(cè)量誤差2023/8/254第4頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)分析的目的運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法，確定測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的變差（測(cè)量誤差），了解變差的來(lái)源。從而確定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量，并且為測(cè)量系統(tǒng)的改進(jìn)提供信息。保證所用統(tǒng)計(jì)分析方法及判定準(zhǔn)則的一致性。2023/8/255第5頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量的概念基本術(shù)語(yǔ)測(cè)量：賦值(或數(shù))給具體的事物,以表示它們之間在某一特性上的關(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)量特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合。

2023/8/256第6頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)的概念所有對(duì)正確反映所測(cè)量的對(duì)象特性有影響的因素都屬于測(cè)量系統(tǒng)一部分方法/程序人量具夾具軟件環(huán)境時(shí)間2023/8/257第7頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)的組成

測(cè)量系統(tǒng)人機(jī)料法環(huán)操作人員量具/測(cè)量設(shè)備/工裝被測(cè)的材料/樣品/特性操作方法、操作程序工作的環(huán)境2023/8/258第8頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)分析2023/8/259第9頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一個(gè)典型的過(guò)程過(guò)程輸入輸出輸入測(cè)量過(guò)程Process輸出?測(cè)量值??零件數(shù)據(jù)變差的來(lái)源過(guò)程實(shí)際的變差測(cè)量到的過(guò)程變差測(cè)量的變差過(guò)程長(zhǎng)期的變差過(guò)程短期的變差樣本間的變差量具的變差測(cè)量人自身的變差測(cè)量人之間的變差人與零件交互作用變差重復(fù)性穩(wěn)定性線性校準(zhǔn)2023/8/2510第10頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月稱(chēng)菜的過(guò)程數(shù)據(jù)變差的來(lái)源沒(méi)有兩個(gè)土豆的重量是一樣的月復(fù)一月，土豆在發(fā)生著變異即使一個(gè)藤上的土豆的重量也是不一樣的同一個(gè)人用同一個(gè)秤對(duì)同一個(gè)土豆稱(chēng)重的差異稱(chēng)對(duì)公稱(chēng)的差異隨著歲月流逝，秤還稱(chēng)得準(zhǔn)嗎？稱(chēng)一斤準(zhǔn)，稱(chēng)五斤準(zhǔn)嗎？不同的人用同一個(gè)秤對(duì)同一個(gè)土豆稱(chēng)重的差異為什么賣(mài)家和買(mǎi)家秤的結(jié)果會(huì)不同？過(guò)程實(shí)際的變差測(cè)量到的過(guò)程變差測(cè)量的變差過(guò)程長(zhǎng)期的變差過(guò)程短期的變差樣本間的變差量具的變差測(cè)量人自身的變差測(cè)量人之間的變差人與零件交互作用變差重復(fù)性穩(wěn)定性線性校準(zhǔn)2023/8/2511第11頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)量型數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的分析2023/8/2512第12頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月理想的測(cè)量系統(tǒng)

n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)果總應(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、零偏倚和所測(cè)的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類(lèi)為零概率的統(tǒng)計(jì)特性。2023/8/2513第13頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性

通常使用測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)衡量測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量：nDiscrimination分辨力(abilitytotellthingsapart);nBias偏倚;nRepeatability重復(fù)性;nReproducibility再現(xiàn)性;nLinearity線性;nStability穩(wěn)定性。2023/8/2514第14頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分辨力（率）定義：指測(cè)量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測(cè)特性中極小變化的能力。傳統(tǒng)是公差范圍的十分之一。建議的要求是總過(guò)程6σ(標(biāo)準(zhǔn)偏差)的十分之一。T10302023/8/2515第15頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性(Stability)：穩(wěn)定性

時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性：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)或零件的相同特性時(shí)獲得的測(cè)量值的總變差。2023/8/2516第16頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月偏倚(Bias)：基準(zhǔn)值觀測(cè)平均值

偏倚偏倚：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值。基準(zhǔn)值的取得可以通過(guò)采用更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值來(lái)確定。2023/8/2517第17頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月線性(Linearity)：量程基準(zhǔn)值觀測(cè)平均值

基準(zhǔn)值線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值

2023/8/2518第18頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月線性(Linearity)：觀測(cè)的平均值

基準(zhǔn)值無(wú)偏倚有偏倚2023/8/2519第19頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月重復(fù)性（Repeatability)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。2023/8/2520第20頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月再現(xiàn)(Reproducibility)：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。再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A2023/8/2521第21頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量正確的特性準(zhǔn)確性精確性一個(gè)好的測(cè)量系統(tǒng)的特性2023/8/2522第22頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如何保證準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性：偏倚穩(wěn)定性線性

2023/8/2523第23頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如何保證精確性精確性：重復(fù)性再現(xiàn)性

2023/8/2524第24頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)的分析

測(cè)量系統(tǒng)特性可用下列方式來(lái)描述：位置：穩(wěn)定性、偏倚、線性。寬度或范圍：重復(fù)性、再現(xiàn)性。2023/8/2525第25頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月位置和寬度

位置寬度位置寬度標(biāo)準(zhǔn)值2023/8/2526第26頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有的特性：

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。這可稱(chēng)為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性；測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過(guò)程的變異小；變異應(yīng)小于公差帶；測(cè)量精密應(yīng)高于過(guò)程變差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；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此，則測(cè)量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶兩者中的較小者。

2023/8/2527第27頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定

第一階段：

明白該測(cè)量過(guò)程并確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿(mǎn)足我們的需要。主要有二個(gè)目的：

1）確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性，此項(xiàng)必須在使用前進(jìn)行。

2）發(fā)現(xiàn)那種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用的環(huán)境要求。第二階段：

目的是在驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性。

常見(jiàn)的量具R&R分析是其中的一種試驗(yàn)型式。

2023/8/2528第28頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究-指南2023/8/2529第29頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性Stability穩(wěn)定性Stability：對(duì)同一零件的測(cè)量值在不同時(shí)間上的漂移。基準(zhǔn)值偏倚偏倚時(shí)間2023/8/2530第30頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定穩(wěn)定性的指南進(jìn)行研究1）取一個(gè)樣本并建立相對(duì)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(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)據(jù)生產(chǎn)零件，指定其為穩(wěn)定性分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。對(duì)于追蹤測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不需要一個(gè)已知基準(zhǔn)值。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)樣本是較理想的。建議對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本分別做測(cè)量與控制圖。2）定期(天,周)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣本3~5次，樣本容量和頻率應(yīng)該基于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。因素可以包括重新校準(zhǔn)的頻次、要求的修理，測(cè)量系統(tǒng)的使用頻率，作業(yè)條件的好壞。應(yīng)在不同的時(shí)間讀數(shù)以代表測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際使用情況，以便說(shuō)明在一天中預(yù)熱、周?chē)h(huán)境和其他因素發(fā)生的變化。3）將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫(huà)在Xbar&R或Xbar&S控制圖上。2023/8/2531第31頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果分析—作圖法4）建立控制限并用標(biāo)準(zhǔn)控制圖分析評(píng)價(jià)失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果分析—數(shù)據(jù)法除了正態(tài)控制圖分析法，對(duì)穩(wěn)定性沒(méi)有特別的數(shù)據(jù)分析或指數(shù)。如果測(cè)量過(guò)程是穩(wěn)定的，數(shù)據(jù)可以用于確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚。同樣，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差可以用作測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性的近似值。這可以與（生產(chǎn)）過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較以決定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用。可能需要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或其他分析解決問(wèn)題的技術(shù)以確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性不足的主要原因。穩(wěn)定性2023/8/2532第32頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性Stability分析均值-極差控制圖，并可由此制定校準(zhǔn)周期。評(píng)估穩(wěn)定性，必需考慮磨損、腐蝕、溫度波動(dòng)等因素的影響。評(píng)估穩(wěn)定性非常重要，因?yàn)榇蠖鄶?shù)測(cè)量系統(tǒng)都是長(zhǎng)期使用的如果意識(shí)不到穩(wěn)定性的存在，會(huì)導(dǎo)致以為過(guò)程發(fā)生了浮動(dòng)，從而對(duì)過(guò)程進(jìn)行錯(cuò)誤的調(diào)整。2023/8/2533第33頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月偏倚Bias偏倚是測(cè)量值與真值之間的差異。真值偏倚測(cè)量值測(cè)量值偏倚Bias2023/8/2534第34頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定偏倚指南—獨(dú)立樣本法進(jìn)行研究1）獲取一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果得不到，選擇一個(gè)落在生產(chǎn)測(cè)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。在工具室測(cè)量這個(gè)零件n≥10次，并計(jì)算這n個(gè)讀數(shù)的均值。把均值作為“基準(zhǔn)值”。可能需要具備預(yù)期測(cè)量值的最低值、最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是理想的。完成此步后，用線性研究分析數(shù)據(jù)。基準(zhǔn)值測(cè)量系統(tǒng)的平均值偏倚2023/8/2535第35頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）讓一個(gè)評(píng)價(jià)人，以通常方法測(cè)量樣本10次以上。結(jié)果分析—作圖法3）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，用專(zhuān)業(yè)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，對(duì)于n＜30時(shí)的解釋或分析，應(yīng)當(dāng)特別謹(jǐn)慎。結(jié)果分析—數(shù)據(jù)法4）計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的均值。X=Σ(X1+X2+\\\+Xn)/n2023/8/2536第36頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5）計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差（參考量具研究，極差法，如下）：

重復(fù)性σ（標(biāo)準(zhǔn)偏差）=（最大值-最小值）/d2

這里d2*可以從附錄C中查到，g=1,m=n如果GRR研究可用（且有效），重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算應(yīng)該以研究結(jié)果為基礎(chǔ)。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/nt=偏倚/σb2023/8/2537第37頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7）如果0落在圍繞偏倚值1-α置信區(qū)間以?xún)?nèi)，偏倚在α水平是可接受的。偏倚-［d2

σb/d2*(tr,1-a/2］≤0≤偏倚-［d2

σb/d2*(tr,1-a/2］這里d2，d2*和v可以在可以從附錄C中查到，g=1,m=n，在標(biāo)準(zhǔn)t中可查到。所取的α

水平依賴(lài)于敏感度水平，而敏感度水平被用來(lái)評(píng)價(jià)/控制該（生產(chǎn)）過(guò)程的并且與產(chǎn)品/（生產(chǎn)）過(guò)程的損失函數(shù)（敏感度曲線）有關(guān)。如果α

水平不是用默認(rèn)值.05（95﹪置信度）則必須得到顧客的同意。2023/8/2538第38頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例-偏倚一個(gè)制造工程師在評(píng)價(jià)一個(gè)用來(lái)監(jiān)控生產(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。而后這個(gè)零件由領(lǐng)班測(cè)量15次。2023/8/2539第39頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月偏倚Bias偏倚Bias確定偏倚----作圖法432105.65.75.85.96.06.16.26.36.4頻次測(cè)量值偏倚研究直方圖2023/8/2540第40頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3：偏倚研究—偏倚研究分析n(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156.0067.22514.05813基準(zhǔn)值=6.00,α=.05,g=1,d2*=3.35t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(cè)量值.115310.82.206.0067-0.1185.13192023/8/2541第41頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因?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)致附加變差源。偏倚研究的分析：如果偏倚從統(tǒng)計(jì)上非0，尋找以下可能的原因：

標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差；

儀器磨損。這在穩(wěn)定性分析可以表現(xiàn)出，建議按計(jì)劃維護(hù)或修整

儀器制造尺寸有誤；

儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性；

儀器未得到完善的校準(zhǔn)，評(píng)審校準(zhǔn)程序；

評(píng)價(jià)人設(shè)備操作不當(dāng)，評(píng)審測(cè)量說(shuō)明書(shū)等；2023/8/2542第42頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用你的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)一個(gè)零件的一個(gè)特性測(cè)量10次，計(jì)算平均值A(chǔ)1。用更高層的量具對(duì)其再測(cè)10次，計(jì)算平均值A(chǔ)2。偏倚

B=A1-A2判斷準(zhǔn)則：|B|<T/10(T是所要測(cè)量特性的公差）第二版：偏倚Bias2023/8/2543第43頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月量具的低值區(qū)量具的高值區(qū)較小的偏倚較大的偏倚線性Linearity線性：量具在適用范圍內(nèi)偏倚的差異。2023/8/2544第44頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定線性指南進(jìn)行研究線性按以下指南評(píng)價(jià)：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)儀器的操作者中的一人測(cè)量每個(gè)零件m≥10次。

隨機(jī)的選擇零件以使評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量偏倚的“記憶”最小化。2023/8/2545第45頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果分析－作圖法

4計(jì)算每次測(cè)量的零件偏移及零件偏移均值

5在線性圖上劃出相對(duì)于參考值的每個(gè)偏移和偏移平均值６應(yīng)用以下公式，計(jì)算并畫(huà)出最適合的線及該線的置信度區(qū)間；該線公式是

這里，是基準(zhǔn)值，是偏移均值,并且2023/8/2546第46頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月公式:2023/8/2547第47頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定線性----作圖法線性Linearity2023/8/2548第48頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定線性----作圖法線性Linearity2023/8/2549第49頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定線性----作圖法分析:特殊原因影響測(cè)量系統(tǒng)基準(zhǔn)值=4處數(shù)據(jù)顯示雙峰線性Linearity2023/8/2550第50頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

7劃出“偏移=0”線，評(píng)審該圖指出特殊原因和線性的可接受性。為使測(cè)量系統(tǒng)線性可被接受，“偏移=0”線必須完全在擬合線置信帶以?xún)?nèi)。2023/8/2551第51頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果分析-數(shù)據(jù)

8、如果作圖分析顯示測(cè)量系統(tǒng)線性可接受，則下面的假設(shè)就成立：

H0：a=0斜率（Slope）=0

不推翻原假設(shè)，如果（donotrejectif）--2023/8/2552第52頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定重復(fù)性和再現(xiàn)性的指南分析方法有：極差法；均值-極差法；方差分析ANOVA。2023/8/2553第53頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月極差法迅速提供測(cè)量變異性的近似值只提供測(cè)量系統(tǒng)的總體情況，不將變異性分解成重復(fù)性及再現(xiàn)性樣品數(shù)量為5時(shí)，80%機(jī)會(huì)探測(cè)到不可接受的測(cè)量系統(tǒng)；樣品數(shù)量為10時(shí)，有90%的機(jī)會(huì)。2023/8/2554第54頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通常有2個(gè)測(cè)評(píng)人測(cè)量5個(gè)樣品各一次樣件測(cè)評(píng)人A測(cè)評(píng)人B差值（AB）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.102023/8/2555第55頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月平均值極差(R)=(R1+…+R5)/5=0.35/5=0.07GRR=R/d2=R/1.19=0.07/1.19=0.0588過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)方差=0.0777能接受的（事先確定的）%GRR=100*GRR/過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)方差=75.7%結(jié)論:測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn)2023/8/2556第56頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月均值-極差法；均值極差法(Xbar&R)是一種可提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性?xún)蓚€(gè)特性作估計(jì)評(píng)價(jià)的方法。與極差法不同，這種方法可以將測(cè)量系統(tǒng)的變差分成兩個(gè)部分—重復(fù)性和再現(xiàn)性，而不是他們的交互作用。2023/8/2557第57頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月均值-極差法；進(jìn)行研究盡管評(píng)價(jià)人數(shù)量、試驗(yàn)次數(shù)和零件數(shù)是可變的，但我們下面的討論反映了研究中條件的優(yōu)化。參考表12GRR數(shù)據(jù)表。詳細(xì)的程序是：1、獲得一個(gè)樣本零件數(shù)n大于5，應(yīng)代表實(shí)際的或期望的過(guò)程變差范圍；(圖例24，P99例如,n=10)2、選擇評(píng)價(jià)人為A，B，C等。零件的號(hào)碼從1到n，評(píng)價(jià)人不能看到零件編號(hào)。（盲測(cè)）2023/8/2558第58頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、如果是正常測(cè)量系統(tǒng)的一部分，應(yīng)校準(zhǔn)量具。讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)的順序測(cè)量n個(gè)零件，將測(cè)量結(jié)果輸入第一行（如使用MINITAB應(yīng)輸入“數(shù)據(jù)”欄）。4、讓評(píng)價(jià)人B和C測(cè)量同樣的n個(gè)零件，而且他們之間不能看到彼此的結(jié)果，輸入數(shù)據(jù)到第6行和11行。5、用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)該循環(huán)。輸入數(shù)據(jù)到第2，7，12行，在適當(dāng)?shù)牧杏涗洈?shù)據(jù)，如果需要試驗(yàn)3次，重復(fù)循環(huán)并輸入數(shù)據(jù)到3，8，13行。6、當(dāng)零件數(shù)量很大或同時(shí)多個(gè)零件不可同時(shí)獲得時(shí)，測(cè)量步驟4，5可能改變?nèi)缦率切枰模鹤屧u(píng)價(jià)人A測(cè)量第一個(gè)零件并在第1行記錄讀數(shù)。讓評(píng)價(jià)人B測(cè)量第一個(gè)零件并在第6行記錄讀數(shù)。讓評(píng)價(jià)人C測(cè)量第一個(gè)零件并在第11行記錄讀數(shù)。2023/8/2559第59頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月√讓評(píng)價(jià)人A重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并記錄讀數(shù)于第2行，讓評(píng)價(jià)人B重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并記錄讀數(shù)于第7行，讓評(píng)價(jià)人C重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并記錄讀數(shù)于第12行，如果試驗(yàn)需要進(jìn)行3次，重復(fù)這個(gè)循環(huán)將數(shù)據(jù)記錄在第3，8，13行。7、如果評(píng)價(jià)人屬于不同的班次，可以使用一個(gè)替代方法，讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有的10個(gè)零件輸入數(shù)據(jù)于第1行，然后評(píng)價(jià)人A以不同的順序讀數(shù)，記錄結(jié)果于第2，3行，讓評(píng)價(jià)人B，C同樣做。依公式計(jì)算并作成控制圖或直接用表計(jì)算即可。

2023/8/2560第60頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)評(píng)人系列#樣件(零件)平均值

12345678910A10.29-0.561.340.47-0.80.020.59-0.312.26-1.360。194

20.41-0.681.170.5-0.92-0.110.75-0.21.99-1.250。166

30.64-0.581.270.64-0.84-0.210.66-0.172.01-1.310。211

平均值0。4470。6071。2600。537-0。853-0。1000。667-0。2272。087-1。307

0。190

極差0。350。120。170。170。120。230。160。140。270。11

0。184B10。08-0。471。190。01-0。56-0。200。47-0。631。80-1。680。001

20。25-1。220。941。03-1。200。220。550。082。12-1。620。115

30。07-0。681。340。20-1。280。060。83-0。342。19-1。500。089

平均值0。133-0。7901。1570。413-1。0130。0270。617-0。2972。037-1。600

0。068

極差0。180。750。401。020。720。420。360。710。390。18

0。513數(shù)字計(jì)算2023/8/2561第61頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C10。04-1。380。880。14-1。46-0。290。02-0，461。77-1。49（0。223）

2-0。11-1。131。090。20-1。07-0。670。01-0。561。45-1。77（0。256）

3-0。15-0。960。670。11-1。45-0。490。21-0。491。87-2。16（0。284）

平均值（0。073）（1。157）0。8800。150（1。327）（0。483）0。080（0。503）1。697（1。807）

-0。254

極差0。190。420。420。090。390。380。200。100。420。67

0。328樣件(零件)平均值0。169-0。851

1。099

0。367

-1。064

-0。1860。454

-0。3421。940

-1。571

0。001

3。511

0。342

0.4446

0.8816數(shù)字計(jì)算(續(xù))XRp2023/8/2562第62頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月重復(fù)性—設(shè)備偏差(E.V.)

%EV=100(EV/TV)=17.61%

E.V.=Rp*K1系列k1

=0.201920.8862

30.5908

再現(xiàn)性—測(cè)評(píng)人偏差(A.V.)%A.V.=100(AV/TV)=20.%

A.V.=SQRT｛(Xdiff*K2)^2-(E.V.^2/nr)｝

=0.2297人k2

20.7071

n=樣件

r=測(cè)量次數(shù)30.5231

*SQRT表示可開(kāi)平方，^2表示平方，K1/2/3為可查表的系數(shù)2023/8/2563第63頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R&R(GRR)

%GRR=100(GRR/TV)=26.68%

GRR=SQRT｛E.V.^2+A.V.^2｝

=0.3058樣件k3

50.403

樣件偏差(P.V.)60.3742

%PV=100(PV/TV)=96.38%

P.V.=Rp*k3=1.104670.3534

80.3375

90.3249

總偏差(T.V.)100.3146

T.V.=SQRT｛ＧＲＲ＾２＋ＰＶ＾２｝

＝1.1461

樣件 k3 50.403 60.3742 70.3534 80.3375 90.3249 100.3146 2023/8/2564第64頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變差被分解成4類(lèi)零件/測(cè)評(píng)人/零件及測(cè)評(píng)人之間交互作用/重復(fù)性?xún)?yōu)點(diǎn)：可處理各種試驗(yàn)情況更準(zhǔn)確地評(píng)估各種變差從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到更多信息缺點(diǎn)：更復(fù)雜的計(jì)算要求懂得統(tǒng)計(jì)知識(shí)以解釋分析結(jié)果2023/8/2565第65頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2566第66頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2567第67頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月%R&R接受準(zhǔn)則：a.%R&R<10%可接受。b.10%≤%R&R≤30%，通知由工程部門(mén)或APQP小組依據(jù)量具的重要性、成本及維修費(fèi)用，決定是否接受。c.%R&R>30%不能接受，必須改進(jìn)。此外，ndc取整數(shù)，且應(yīng)該大于等于5。

2023/8/2568第68頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果分析:當(dāng)重復(fù)性(EV)大于再現(xiàn)性(AV)時(shí)，原因可能是：

儀器需要保養(yǎng)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度增強(qiáng)；量具的夾緊或零件定位的方式需要改進(jìn)；存在過(guò)大的零件變差。當(dāng)再現(xiàn)性(AV)大于重復(fù)性(EV)時(shí)：

評(píng)價(jià)人員需要更好的培訓(xùn)如何使用量具及數(shù)據(jù)讀取方式；量具刻度盤(pán)上的刻度不清楚；需要某些夾具協(xié)助評(píng)價(jià)人員來(lái)提高使用量具的一致性。2023/8/2569第69頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月XbarChartbyInspector474645444342411Saermple

MeanMean=43.85UCL=44.20LCL=43.49再現(xiàn)性?xún)蓚€(gè)操作者的平均值控制圖外形一致，具有良好的再現(xiàn)性。2023/8/2570第70頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方差分析法ANOVA：方差分析法中，變差分為4類(lèi)：零件、評(píng)價(jià)人、量具、零件與評(píng)價(jià)人的交互作用；優(yōu)點(diǎn)（與均值-極差法相比）：1、適用于任何試驗(yàn)調(diào)試；2、更精確地估計(jì)方差；3、可以從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中分離出更多的信息；缺點(diǎn)：計(jì)算復(fù)雜，需借助計(jì)算軟件；對(duì)分析人員要求高；2023/8/2571第71頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)2023/8/2572第72頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)試驗(yàn)分析案例背景:某生產(chǎn)制程PPk=0.5,將使用計(jì)數(shù)型量具（如通/止量具）以剔除不合格品，需對(duì)量具進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。研究準(zhǔn)備代表整個(gè)生產(chǎn)范圍的50個(gè)零件3個(gè)測(cè)評(píng)人3次試驗(yàn)五計(jì)數(shù)型GRR通用指南2023/8/2573第73頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一步：將收集的數(shù)據(jù)填入計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)收集表樣件A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1C-2C-3基準(zhǔn)基準(zhǔn)值代碼111111111110.476901＋211111111110.509015＋300000000000.576459－400000000000.566152－500000000000.57036－611011001110.544951×711111110010.465454×811111111110.502295＋900000000000.437817－1011111111110.515573＋1111111111110.488905＋1200000001000.559918×1311111111110.542704＋1411011110010.454518×1511111111110.517377＋1611111111110.531939＋1711111111110.519694＋1811111111110.484167＋1911111111110.520496＋2011111111110.477236＋2111010101010.45231×2200101011000.545604×2311111111110.529065＋2411111111110.514192＋2500000000000.599581＋1=判定為可接受0=判定為不可接受2023/8/2574第74頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月樣件A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1C-2C-3基準(zhǔn)基準(zhǔn)值代碼2601000000100.547204×2711111111110.502436+2811111111110.521642+2911111111110.523754＋3000000100000.561457×3111111111110.503091＋3211111111110.50585＋3311111111110.487613＋3400100101100.449696×3511111111110.498698＋3611011110110.543077×3700000000000.409238－3811111111110.488184＋3900000000000.427687－4011111111110.501132＋4111111111110.513779＋4200000000000.566575－4310111111010.46241×4411111111110.470832＋4500000000000.412453－4611111111110.493441＋47111111111110.486379＋4800000000000.587893－4911111111110.483803＋計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)收集表1=判定為可接受0=判定為不可接受5000000000000.446697－2023/8/2575第75頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A*B交互B總計(jì)01A0數(shù)44650期望值15.734.3501數(shù)397100期望值31.368.7100總計(jì)數(shù)47103150期望值47103150第二步：測(cè)評(píng)人相互之間的比較（交叉表法）15.7=47*50/15068.7=103*100/150*表中“期望值”是計(jì)算得出的，計(jì)算方法見(jiàn)黃色說(shuō)明2023/8/2576第76頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A*C交互C總計(jì)01A0數(shù)43750期望值1733501數(shù)892100期望值3466100總計(jì)數(shù)5199150期望值5199150B*C交互C總計(jì)01B0數(shù)42547期望值1631471數(shù)994103期望值3568103總計(jì)數(shù)5199150期望值51991502023/8/2577第77頁(yè)，課件共85頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Kappa---測(cè)評(píng)人之間的一致性程度指標(biāo)Kappa=(Po-Pe)/(1-Pe)Po=對(duì)角單元觀測(cè)比例之和Pe=