【正文】 的置信水平內(nèi)描述為預(yù)期包含有真測量結(jié)果的范圍。測量不確定度通常被描述為一個雙向量，不確定度是測量可靠度的定量表達。這個概念的一個簡單的表達是： ? 真測量值 =觀測到的測量 (結(jié)果 )177。U ? U是一個被測量對象和測量結(jié)果的”擴大不確定度”術(shù)語。擴展不確定度是測量過程中合成標(biāo)準(zhǔn)誤差 Uc， 或合成誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差 (隨機的和系統(tǒng)的 )乘以一個代表所希望的置信范圍中的正態(tài)分布的分布系數(shù) (K)。 正態(tài)分布經(jīng)常在測量系統(tǒng)中用作一個原理性的假設(shè)。 ISO/IEC測量中不確定度指南 確定了足以代表正態(tài)分布的 95%的不確定度的分布系數(shù)。通常認(rèn)為 K=2， U=KUc。 63 ? 測量不確定度 ? 合成標(biāo)準(zhǔn)誤差 Uc包括了在測量過程中變差的所有重要組成部份。在大多數(shù)情況下，按著本手冊完成的測量系統(tǒng)分析的方法可以用來定量確定測量不確定度的眾多來源。通常，大多數(shù)重要的誤差合成部份可用 σ2性能定量表示。其它重要的誤差源根據(jù)實際測量的情況來采用這些方法。不確定度的描述必須包括識別所有重要誤差和允許被重復(fù)測量的足夠的范圍。一些不確定度描述將通過長期、其它短期、測量系統(tǒng)誤差而產(chǎn)生。然而，簡單的表達式被定量表示為： ? Uc2=σ2性能 + σ2其它 ? 重要的是要記住測量不確定度在測量時間上測量值可能變化多少的一個簡單估計值。要考慮在測量過程中所有重要的測量變差源加上校準(zhǔn)、基準(zhǔn)、方法、環(huán)境及其它沒有考慮到的因素的重要誤差。在許多情況下，這個估計將使用 MSA和 GRR法來定量確定這些重要的標(biāo)準(zhǔn)誤差。定期重復(fù)評價與測量過程有關(guān)的不確定度以確保持續(xù)保持所預(yù)計的準(zhǔn)確度是適宜的。 64 ? 測量的不確定度和 MSA ? 測量不確定度和 MSA(測量系統(tǒng)分析 )的主要區(qū)別是： MSA的重點是了解測量過程，確定在測量過程中的誤差總量，及評估用于生產(chǎn)和過程控制中的測量系統(tǒng)的充份性。 MSA促進了解和改進 (減少變差 )。不確定度是測量值的一個范圍，由置信區(qū)間來定義，與測量結(jié)果有關(guān)并希望包括測量真值。 65 ? 好的測量系統(tǒng) ? 一個好的測量系統(tǒng)包括 ? 足夠的分辨率和靈敏度。為了測量的目的，相對于過程變差或規(guī)范控制限，測量的增量應(yīng)該很小。通常所有的十進制或 10/1法則，表明儀器的分辨率應(yīng)把公差 (過程變差 )分為十份或更多。這個規(guī)則是選擇量具期望的實際最低起點。 ? 測量系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)計受控制的。這意味著在可重復(fù)條件下，測量系統(tǒng)的變差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性且最好由圖形法評價。 66 ? 好的測量系統(tǒng) ? 對產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小于依據(jù)特性的公差評價測量系統(tǒng)。 ? 對于過程控制，測量系統(tǒng)的變異性應(yīng)該顯示有效的分辨率并與過程變差相比要小。根據(jù) 6σ變差和／或來自 MSA研究的總變差評價測量系統(tǒng)。 67 ? 變差源 ? 與所有過程相似，測量系統(tǒng)受隨機和系統(tǒng)變差源影響。這些變差源由普通原因和特殊原因造成，為了控制測量系統(tǒng)變差 ? 識別潛在的變差源 ? 排除 (可能時 )或監(jiān)控這些變差源。 ? 盡管特定的原因?qū)⒁罁?jù)條件，但一些典型的變差源是可以識別的。有多種不同的方法可以對這些變差源表述和分類，如因果圖、故障樹圖等，但本 MSA將關(guān)注在測量系統(tǒng)的主要要素。 68 ? 測量誤差 y=x+ε ? 測量值 =真值 (True Value)+測量誤差 戴明說沒有真 值的存在 一致 (線性 ) 69 ? 測量誤差的來源 ? Sensitivity 敏感度 (Threshold起始值 ) ? 化學(xué)指示器 ? Discrimination(辦別能力 ) ? Precision 精密度 (Repeatability 重復(fù)性 ) ? Accuracy準(zhǔn)確度 (Bias偏差 ) ? Damage損壞 ? Differences among instruments and fixtures(不同儀器和夾具間的差異 ) 70 ? 測量誤差的來源 ? Difference in use by inspector不同檢驗者的差異(Reproducibility再現(xiàn)性 ) ? Differences among methods of use(使用不同的方法所造成差異 ) ? Differences due to environment(不同環(huán)境所造成的差異 ) 71 ? 測量的變異說明 72 ? 環(huán)境因素 ? 溫度 ? 濕度 ? 振動 ? 照明 ? 腐蝕 ? 磨耗 ? 污染 (油脂 ) 73 ? 人性因素 ? 訓(xùn)練 ? 技能 ? 疲勞 ? 無聊 ? 眼力 ? 舒適 ? 零件的復(fù)雜性 ? 檢驗的速度 ? 指導(dǎo)書的誤解 74 ? 測量系統(tǒng)的特性 ? Discrimination辦別力 (ability to tell things apart) ? Bias偏差 (Accuracy準(zhǔn)確性 ) ? Repeatability重復(fù)性 (precision) ? Reproducibility再現(xiàn)性 ? Linearity線性 ? Stability穩(wěn)定性 75 ? 測量系統(tǒng)變異性的影響 ? 由于測量系統(tǒng)可以接受多種變差源的影響，因此相同零件的重復(fù)讀數(shù)也不產(chǎn)生相同或同樣的結(jié)果。讀數(shù)不同是由于普通和特殊原因造成的。 ? 不同的變差源對測量系統(tǒng)的影響應(yīng)經(jīng)過短期和長期評估。測量系統(tǒng)的能力是短時間的測量系統(tǒng) (隨機 )誤差。它是由線性、一致性、重復(fù)性和再現(xiàn)性誤差合成定量的。測量系統(tǒng)的性能，如同過程性能是所有變差源隨時間的影響。這是通過確定我們的過程是否統(tǒng)計受控 (如穩(wěn)定并且一致，變差僅由普通原造成 )，對準(zhǔn)目標(biāo) (無偏倚 )，且在預(yù)期結(jié)果范圍有可接受的變差 (量具重復(fù)性和再現(xiàn)性 (GRR)來完成的。這為測量系統(tǒng)能力增加穩(wěn)定性和一致性。 ? 由于測量系統(tǒng)的輸出值用于做出關(guān)于產(chǎn)品和過程的決定，所有變差源的累積影響，通常稱為測量系統(tǒng)誤差，有時稱為誤差。 76 ? 對決策的影響 ? 測量了一個零件后可采取的活動之一是確定零件的形態(tài)。在歷史上，它應(yīng)該確定該零件是否可接受 (在公差內(nèi) )或不可接受 (在公差外 )。另一種通常作法是把零件進行規(guī)定的分類 (如活塞尺寸 )。 ? 進一步的分類可能是可返工的、可挽救的或報廢的。在產(chǎn)品控制原理下，這樣的分類活動是測量零件的主要原因。但是，在過程控制原理下，興趣的焦點是零件變差是由過程中的普通原因還是特殊原因造成的。 77 ? 控制原因和驅(qū)動興趣點 控制原理 驅(qū)動興趣點 產(chǎn)品控制 零件是否在明確的目錄之內(nèi) 過程控制 過程是否穩(wěn)定和可接受 78 ? 對產(chǎn)品決策的影響 ? TYPE I誤差，將好的判成壞的。 ? 其平均值是落在合格區(qū)的，但由于 GRR的影響可能會將其判成不合格的。 LSL USL 79 ? 對產(chǎn)品決策的影響 ? TYPE II誤差，將壞的判成好的。 ? 其平均值是落在不合格區(qū)的，但由于 GRR的影響可能會將其判成合格的。 LSL USL 80 ? 對產(chǎn)品決策的影響 ? 相對于公差，對零件做出錯誤決定的潛在 因素只在測量系統(tǒng)誤差與公差交叉時存在，下面給出三個區(qū)分的區(qū)域。 LSL USL I II II I III Bad is bad Bad is bad Good is good Confused area Confused area 81 ? 對產(chǎn)品決策的影響 ? 對于產(chǎn)品狀況，目標(biāo)是最大限度地做出正確決定，有二種選擇： ? 改進生產(chǎn)區(qū)域：減少過程變差，沒有零件產(chǎn)生在 II區(qū)。 ? 改進測量系統(tǒng)：減少測量系統(tǒng)誤差從而減小 II區(qū)域的面積，因而生產(chǎn)的所有零件將在 III區(qū)域，這樣就可以最小限度地降低做出錯誤決定的風(fēng)險。 ? 上述討論假定測量過程是統(tǒng)計受控并且是對準(zhǔn)目標(biāo)。如果有一種假定被違反，那幺通過任何觀測值做出正確決策的把握就不大。 82 ? 對產(chǎn)品決策的影響 ? 對于過程控制，需要確定以下要求 ? 統(tǒng)計控制 ? 對準(zhǔn)目標(biāo) ? 可接受的變異性。 ? 測量系統(tǒng)變異性可能影響過程的穩(wěn)定性、目標(biāo)以及變差的決定。實際和觀測的過程變差的基本關(guān)系是： 測量系統(tǒng)方差實際過程方差觀測過程方差msaactualobsmsaactualobs?????222222??????83 ? GRR對能力指數(shù) Cp的影響 6 take weherebut lev el, confi denc e 99%for ,1%100%6,622222???????????kbeca us eGRRGRRGRRkGRRobse rveoracuta lxLUCpmopppompxxmao????????84 ? GRR對能力指數(shù) Cp的影響 2222222)(1)(11111GRRCpCpCpGRRCpCpCpCpGRRGRRCpCpGRRCpGRRCpCpCpCpCpooaoaoomooaaooaoomoaoaao???????????????????????????????85 ? 例題 ? 如果目前有一個制程其觀察的 Cpo=，而其 GRR=，請試算其真實的 Cpa=? ? 解 )(1)(122???????GRRCpCpCpooa86 ? 新過程的接受 Cpa= GRR= Cpo= Cpa= GRR= Cpo= 87 ? 新過程的接受 ? 最壞的假想情況是如果生產(chǎn)用量具不具備資格卻被使用了。如果假設(shè) GRR=60%(但不知道事實 )那幺觀測的 Cp就是 ，此時如果不知道是儀器問題，而在尋找制程問題，就會白費努力了。 Cpa= GRR= Cpo= 88 ? 測量的重要性 ? 如果測量的方式不對，那幺好的結(jié)果可能被測為壞的結(jié)果，壞的結(jié)果也可能被測為好的結(jié)果，此時便不能得到真正的產(chǎn)品或過程特性。 PROCESS 原料 人 機 法 環(huán) 測量 測量 結(jié)果 好 不好 89 ? 測量系統(tǒng)的組成 ? 將被測試的材料 ? 間斷 ? 連續(xù) ? 將被測量的特性 ? 收集和準(zhǔn)備樣品 ? 測量的種類和尺度 ? 儀器或測試設(shè)備 ? 檢驗者或技術(shù)員 ? 使用的狀況 90 ? 典型的進展 過程 責(zé)任者 決定關(guān)鍵特性 產(chǎn)品工程師 決定所需要的分辨率 產(chǎn)品工程師 考慮整個測量系統(tǒng)的特性 跨功能小組 決定那些是可以使用的設(shè)備 度量衡小組 91 ? 決定那些是要測量 ? 顧客的聲音 ? 你必須轉(zhuǎn)換成技術(shù)特征或規(guī)格。 ? 技術(shù)特征 ? 失效模式分析 ? 控制計劃 ? 因為在條文要求中，只要是列在控制計劃中的就必須進行測量 92 ? 持續(xù)改進的說明 93 ? 測量過程 ? 賦值過程定義為測量過程。 ? 而賦予的值定義為測量值。 ? 量具：任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來特指用在車間的裝置，包括用來測量合格／不合格的裝置。 ? 測量系統(tǒng)：內(nèi)來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。 94 ? 測量系統(tǒng)所應(yīng)具有之特性 ? 測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中，這意味著測量系統(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。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性。 ? 測量系統(tǒng)的變異必須比制造過程的變異小。 ? 變異應(yīng)小于公差帶。 95 ? ? 測量精密應(yīng)高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測量精度是過程變異和公差帶兩者中精度較高者的十分之一。 ? 測量系統(tǒng)統(tǒng)計特可能隨被被測項目的改變而變化。若真的如此，則測量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者。 96 ? 何謂標(biāo)準(zhǔn) ? 國家標(biāo)準(zhǔn) ? 在美國是由 NIST保持或追蹤。 ? 一級標(biāo)準(zhǔn) ? 直接從國家標(biāo)準(zhǔn)直接復(fù)制或傳遞而來的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 二級標(biāo)準(zhǔn) ? 從一級標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來的標(biāo)準(zhǔn) ? 工作標(biāo)準(zhǔn) ? 從二級標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來的標(biāo)準(zhǔn) 97 ? 測量系統(tǒng)的評定 ? 第一階段：明白該測量過程并確定該測量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。主要有二個目的 ? 確定該測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計特性，此項必須在使用前進行。 ? 發(fā)現(xiàn)那種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境。 9