【正文】 的置信水平內(nèi)描述為預(yù)期包含有真測(cè)量結(jié)果的范圍。測(cè)量不確定度通常被描述為一個(gè)雙向量，不確定度是測(cè)量可靠度的定量表達(dá)。這個(gè)概念的一個(gè)簡(jiǎn)單的表達(dá)是： ? 真測(cè)量值 =觀測(cè)到的測(cè)量 (結(jié)果 )177。U ? U是一個(gè)被測(cè)量對(duì)象和測(cè)量結(jié)果的”擴(kuò)大不確定度”術(shù)語(yǔ)。擴(kuò)展不確定度是測(cè)量過(guò)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(jī)的和系統(tǒng)的 )乘以一個(gè)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(cè)量系統(tǒng)中用作一個(gè)原理性的假設(shè)。 ISO/IEC測(cè)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(cè)量不確定度 ? 合成標(biāo)準(zhǔn)誤差 Uc包括了在測(cè)量過(guò)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(cè)完成的測(cè)量系統(tǒng)分析的方法可以用來(lái)定量確定測(cè)量不確定度的眾多來(lái)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(shí)際測(cè)量的情況來(lái)采用這些方法。不確定度的描述必須包括識(shí)別所有重要誤差和允許被重復(fù)測(cè)量的足夠的范圍。一些不確定度描述將通過(guò)長(zhǎng)期、其它短期、測(cè)量系統(tǒng)誤差而產(chǎn)生。然而，簡(jiǎn)單的表達(dá)式被定量表示為： ? Uc2=σ2性能 + σ2其它 ? 重要的是要記住測(cè)量不確定度在測(cè)量時(shí)間上測(cè)量值可能變化多少的一個(gè)簡(jiǎn)單估計(jì)值。要考慮在測(cè)量過(guò)程中所有重要的測(cè)量變差源加上校準(zhǔn)、基準(zhǔn)、方法、環(huán)境及其它沒(méi)有考慮到的因素的重要誤差。在許多情況下，這個(gè)估計(jì)將使用 MSA和 GRR法來(lái)定量確定這些重要的標(biāo)準(zhǔn)誤差。定期重復(fù)評(píng)價(jià)與測(cè)量過(guò)程有關(guān)的不確定度以確保持續(xù)保持所預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確度是適宜的。 64 ? 測(cè)量的不確定度和 MSA ? 測(cè)量不確定度和 MSA(測(cè)量系統(tǒng)分析 )的主要區(qū)別是： MSA的重點(diǎn)是了解測(cè)量過(guò)程，確定在測(cè)量過(guò)程中的誤差總量，及評(píng)估用于生產(chǎn)和過(guò)程控制中的測(cè)量系統(tǒng)的充份性。 MSA促進(jìn)了解和改進(jìn) (減少變差 )。不確定度是測(cè)量值的一個(gè)范圍，由置信區(qū)間來(lái)定義，與測(cè)量結(jié)果有關(guān)并希望包括測(cè)量真值。 65 ? 好的測(cè)量系統(tǒng) ? 一個(gè)好的測(cè)量系統(tǒng)包括 ? 足夠的分辨率和靈敏度。為了測(cè)量的目的，相對(duì)于過(guò)程變差或規(guī)范控制限，測(cè)量的增量應(yīng)該很小。通常所有的十進(jìn)制或 10/1法則，表明儀器的分辨率應(yīng)把公差 (過(guò)程變差 )分為十份或更多。這個(gè)規(guī)則是選擇量具期望的實(shí)際最低起點(diǎn)。 ? 測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)計(jì)受控制的。這意味著在可重復(fù)條件下，測(cè)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(jì)穩(wěn)定性且最好由圖形法評(píng)價(jià)。 66 ? 好的測(cè)量系統(tǒng) ? 對(duì)產(chǎn)品控制，測(cè)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(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)。 ? 對(duì)于過(guò)程控制，測(cè)量系統(tǒng)的變異性應(yīng)該顯示有效的分辨率并與過(guò)程變差相比要小。根據(jù) 6σ變差和／或來(lái)自 MSA研究的總變差評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)。 67 ? 變差源 ? 與所有過(guò)程相似，測(cè)量系統(tǒng)受隨機(jī)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(cè)量系統(tǒng)變差 ? 識(shí)別潛在的變差源 ? 排除 (可能時(shí) )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(shí)別的。有多種不同的方法可以對(duì)這些變差源表述和分類，如因果圖、故障樹(shù)圖等，但本 MSA將關(guān)注在測(cè)量系統(tǒng)的主要要素。 68 ? 測(cè)量誤差 y=x+ε ? 測(cè)量值 =真值 (True Value)+測(cè)量誤差 戴明說(shuō)沒(méi)有真 值的存在 一致 (線性 ) 69 ? 測(cè)量誤差的來(lái)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(cè)量誤差的來(lái)源 ? Difference in use by inspector不同檢驗(yàn)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(cè)量的變異說(shuō)明 72 ? 環(huán)境因素 ? 溫度 ? 濕度 ? 振動(dòng) ? 照明 ? 腐蝕 ? 磨耗 ? 污染 (油脂 ) 73 ? 人性因素 ? 訓(xùn)練 ? 技能 ? 疲勞 ? 無(wú)聊 ? 眼力 ? 舒適 ? 零件的復(fù)雜性 ? 檢驗(yàn)的速度 ? 指導(dǎo)書的誤解 74 ? 測(cè)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(cè)量系統(tǒng)變異性的影響 ? 由于測(cè)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(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響應(yīng)經(jīng)過(guò)短期和長(zhǎng)期評(píng)估。測(cè)量系統(tǒng)的能力是短時(shí)間的測(cè)量系統(tǒng) (隨機(jī) )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(cè)量系統(tǒng)的性能，如同過(guò)程性能是所有變差源隨時(shí)間的影響。這是通過(guò)確定我們的過(guò)程是否統(tǒng)計(jì)受控 (如穩(wěn)定并且一致，變差僅由普通原造成 )，對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) (無(wú)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(lái)完成的。這為測(cè)量系統(tǒng)能力增加穩(wěn)定性和一致性。 ? 由于測(cè)量系統(tǒng)的輸出值用于做出關(guān)于產(chǎn)品和過(guò)程的決定，所有變差源的累積影響，通常稱為測(cè)量系統(tǒng)誤差，有時(shí)稱為誤差。 76 ? 對(duì)決策的影響 ? 測(cè)量了一個(gè)零件后可采取的活動(dòng)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(jìn)行規(guī)定的分類 (如活塞尺寸 )。 ? 進(jìn)一步的分類可能是可返工的、可挽救的或報(bào)廢的。在產(chǎn)品控制原理下，這樣的分類活動(dòng)是測(cè)量零件的主要原因。但是，在過(guò)程控制原理下，興趣的焦點(diǎn)是零件變差是由過(guò)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(dòng)興趣點(diǎn) 控制原理 驅(qū)動(dòng)興趣點(diǎn) 產(chǎn)品控制 零件是否在明確的目錄之內(nèi) 過(guò)程控制 過(guò)程是否穩(wěn)定和可接受 78 ? 對(duì)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(huì)將其判成不合格的。 LSL USL 79 ? 對(duì)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(huì)將其判成合格的。 LSL USL 80 ? 對(duì)產(chǎn)品決策的影響 ? 相對(duì)于公差，對(duì)零件做出錯(cuò)誤決定的潛在 因素只在測(cè)量系統(tǒng)誤差與公差交叉時(shí)存在，下面給出三個(gè)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(duì)產(chǎn)品決策的影響 ? 對(duì)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(jìn)生產(chǎn)區(qū)域：減少過(guò)程變差，沒(méi)有零件產(chǎn)生在 II區(qū)。 ? 改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)：減少測(cè)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(cuò)誤決定的風(fēng)險(xiǎn)。 ? 上述討論假定測(cè)量過(guò)程是統(tǒng)計(jì)受控并且是對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。如果有一種假定被違反，那幺通過(guò)任何觀測(cè)值做出正確決策的把握就不大。 82 ? 對(duì)產(chǎn)品決策的影響 ? 對(duì)于過(guò)程控制，需要確定以下要求 ? 統(tǒng)計(jì)控制 ? 對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) ? 可接受的變異性。 ? 測(cè)量系統(tǒng)變異性可能影響過(guò)程的穩(wěn)定性、目標(biāo)以及變差的決定。實(shí)際和觀測(cè)的過(guò)程變差的基本關(guān)系是： 測(cè)量系統(tǒng)方差實(shí)際過(guò)程方差觀測(cè)過(guò)程方差msaactualobsmsaactualobs?????222222??????83 ? GRR對(duì)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(duì)能力指數(shù) Cp的影響 2222222)(1)(11111GRRCpCpCpGRRCpCpCpCpGRRGRRCpCpGRRCpGRRCpCpCpCpCpooaoaoomooaaooaoomoaoaao???????????????????????????????85 ? 例題 ? 如果目前有一個(gè)制程其觀察的 Cpo=，而其 GRR=，請(qǐng)?jiān)囁闫湔鎸?shí)的 Cpa=? ? 解 )(1)(122???????GRRCpCpCpooa86 ? 新過(guò)程的接受 Cpa= GRR= Cpo= Cpa= GRR= Cpo= 87 ? 新過(guò)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(shí) )那幺觀測(cè)的 Cp就是 ，此時(shí)如果不知道是儀器問(wèn)題，而在尋找制程問(wèn)題，就會(huì)白費(fèi)努力了。 Cpa= GRR= Cpo= 88 ? 測(cè)量的重要性 ? 如果測(cè)量的方式不對(duì)，那幺好的結(jié)果可能被測(cè)為壞的結(jié)果，壞的結(jié)果也可能被測(cè)為好的結(jié)果，此時(shí)便不能得到真正的產(chǎn)品或過(guò)程特性。 PROCESS 原料 人 機(jī) 法 環(huán) 測(cè)量 測(cè)量 結(jié)果 好 不好 89 ? 測(cè)量系統(tǒng)的組成 ? 將被測(cè)試的材料 ? 間斷 ? 連續(xù) ? 將被測(cè)量的特性 ? 收集和準(zhǔn)備樣品 ? 測(cè)量的種類和尺度 ? 儀器或測(cè)試設(shè)備 ? 檢驗(yàn)者或技術(shù)員 ? 使用的狀況 90 ? 典型的進(jìn)展 過(guò)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(gè)測(cè)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(cè)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(jì)劃 ? 因?yàn)樵跅l文要求中，只要是列在控制計(jì)劃中的就必須進(jìn)行測(cè)量 92 ? 持續(xù)改進(jìn)的說(shuō)明 93 ? 測(cè)量過(guò)程 ? 賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程。 ? 而賦予的值定義為測(cè)量值。 ? 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)：內(nèi)來(lái)對(duì)被測(cè)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(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。 94 ? 測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有之特性 ? 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。 95 ? ? 測(cè)量精密應(yīng)高于過(guò)程變異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。 96 ? 何謂標(biāo)準(zhǔn) ? 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ? 在美國(guó)是由 NIST保持或追蹤。 ? 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ? 直接從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)直接復(fù)制或傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ? 從一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn) ? 工作標(biāo)準(zhǔn) ? 從二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn) 97 ? 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)是否滿足我們的需要。主要有二個(gè)目的 ? 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。 ? 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，以決定其使用之空間及環(huán)境。 9