【正文】 測量系統(tǒng)分析 1 ? 課程內(nèi)容 ? 基礎術(shù)語說明 ? 測量過程 ? 測量系統(tǒng)變異性的影響 ? 對決策、產(chǎn)品、過程的影響 ? 測量戰(zhàn)略和策劃 ? 量具來源選擇過程 ? 測量系統(tǒng)開發(fā)檢查表的建議要素 ? 測量問題 ? 測量不確定度和 MSA ? 選擇制定試驗程序 ? 測量系統(tǒng)研究準備 2 ? 課程內(nèi)容 ? 計量型分析 ? 穩(wěn)定性分析 ? 偏倚分析 ? 偏倚分析 ─控制圖法 ? 線性指南 ? 確定重復性和再現(xiàn)性的指南 ? 計數(shù)型分析 ? 風險分析法 ? 解析法 ? 復雜或非重復的測量系統(tǒng)的實踐 ? 通過多 次 讀數(shù)減少變差 3 ? 術(shù)語 ? 首先我們必須先充份的了解各項 MSA的術(shù)語，如此才能充份的體認到各項的要求。 4 ? 準確度 ? 觀測值和可接受的基準值之間同意的接近程度。 5 ? 方差分析 ? 一種經(jīng)常用于試驗設計 (DOE)中統(tǒng)計方法 (ANOVA)，用于分析多組的計量型數(shù)據(jù)以便比較方法和分析變異源。 6 ? 可視分辨率 ? 測量儀器最小增量的大小叫可視分辨率。該數(shù)值通常以文字形式 (如廣告中 )來劃分測量儀器的分級。數(shù)據(jù)的分級可通過把該增量的大小劃分為預 期 的過程分布范圍 (6σ)來確定。 ? 注：顯示或報告的位數(shù)不一定表示儀器的分辦率。例如，零件的測量值為 ,，記錄為 5位數(shù)。然而，該儀器的分辨率為 是 。 7 ? 評價人變差 ? 在一個穩(wěn)定環(huán)境中應用相同的測量儀器和方法，不同評價人 (操作者 )對相同零件 (被測體 )的測量平均值之間的變差。評價人變差 (AV)是一種由于操作者使用相同測量系統(tǒng)的技巧和技能產(chǎn)生的差別造成的普通原因測量系統(tǒng)變差 (誤差源 )。評價人變差通常被假定為與測量系統(tǒng)有關(guān)的”再現(xiàn)性誤差”，但這并不總是正確的 (見再現(xiàn)性 )。 8 ? 偏倚 ? 測量的觀測平均值 (在可重復性條件下的一組試驗 )和基準值之間的差值。傳統(tǒng)上稱為準確度。偏倚是在測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)對一個點的評值和表達。 9 ? 校準 ? 在規(guī)定的條件下，建立測量裝置和已知基準值和不確定度的可溯源標準之間的關(guān)系的一組操作。校準可能也包括通過調(diào)整被比較測量裝置的準確度差異而進行的探測、相關(guān)性、報告或消除的步驟。 10 ? 校準周期 ? 兩次校準間的規(guī)定時間總量或一組條件，在此期間，測量裝置的校準參數(shù)被認定為有效的。 11 ? 能力 ? 以測量系統(tǒng)短期評定為基礎的一種測量誤差的合成變差 (隨機的和系統(tǒng)的 )估計。 12 ? 置信區(qū)間 ? 期望包括一個參數(shù)的真值的值的范圍 (在希望的概率情況下叫置信水平 )。 13 ? 控制圖 ? 一種按時間順序以樣本測量為基礎的過程特性圖形， (這種圖形 )用于顯示過程行為，識別過程差的形式，評價穩(wěn)定性并指示過程方向。 14 ? 數(shù)據(jù) ? 一組條件下觀察結(jié)果的集合，既可以是連續(xù)的 (一個量值和測量單位 )又可以是離散的 (屬性數(shù)據(jù)或計數(shù)數(shù)據(jù)如成功／失敗、好／壞、過／不通過等統(tǒng)計數(shù)據(jù) )。 15 ? 設計的試驗 ? 一種包含一系列試驗統(tǒng)計分析的有計劃的研究，在試驗中，有目的地改變過程因子并觀察結(jié)果，以便確定過程變量之間的聯(lián)系并改進過程。 16 ? 分辨力 ? (別名 )又稱最小可讀單位，分辨力是測量分辨率、刻度限值或測量裝置和標準的最小可探測單位。它是量具設計的一個固有特性，并作為測量或分級的單位被報告。數(shù)據(jù)分級數(shù)通常稱為 ”分辨力比率 ”，因為它描述了給定的觀察過程變差能可靠地劃分為多少級。 17 ? 明顯的數(shù)據(jù)分級 ? 能通過測量系統(tǒng)有效分辨率和特定應用下被觀察過程的零件變差可靠地區(qū)分開的數(shù)據(jù)分級或分類，見ndc。 18 ? 有效分辨率 ? 考慮整個測量系統(tǒng)變差時的數(shù)據(jù)分級大小叫有效辨率?；跍y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)大小劃分為預期的過程分布范圍能確定數(shù)據(jù)分級數(shù) ndc。對于有效分辨率，該 ndc的標準 (在 97%置信水平 )估計為(PV/GRR)。 19 ? F比 ? 在選定的置信水平上，用于評估隨機發(fā)生概率的一系列數(shù)據(jù)的組間均方誤差與組內(nèi)均方誤差之間的數(shù)學比率的統(tǒng)計表達。 20 ? 量具 RR ? 一個測量系統(tǒng)的重復性和再現(xiàn)性的合成變差的估計。 GRR變差等于系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間變差之和。 21 ? 直方圖 ? 分組數(shù)據(jù)的頻率的一種圖形表示 (條形圖 )，用來提供數(shù)據(jù)分布的直觀評價。 22 ? 受控 ? 只表現(xiàn)出隨機、普通原因變差的過程的狀態(tài) (與無序、可指定的或特殊原因變差相反 )。只有隨機變差的過程操作是統(tǒng)計穩(wěn)定的。 23 ? 獨立 ? 一個事件或變量的發(fā)生對另一個事件或變量發(fā)生的概率沒有影響。 24 ? 獨立和相同的分布 ? 通常叫 ”IID”。一組同質(zhì)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)相互獨立并隨機分布于一個普通分布之中。 25 ? 交互作用 ? 源于兩個或多個重要變量的合成影響或結(jié)果，評價人和零件之間具有不可附加性。評價人差別依賴于被測零件。 26 ? 線性 ? 測量系統(tǒng)預期操作范圍內(nèi)偏倚誤差值的差別。換句話說，線性表示操作范圍內(nèi)多個和獨立的偏倚誤差值的相關(guān)性。 27 ? 長期能力 ? 對某個過程長時間內(nèi)表現(xiàn)的子組內(nèi)變差的統(tǒng)計量度。它不同于性能，因為它不包括子組間的變差。 28 ? 被測體 ? 在規(guī)定條件下被測量的特殊數(shù)量或?qū)ο螅瑢τ跍y量應用一個定義的系列規(guī)范。 29 ? 測量系統(tǒng) ? 用于量化一個測量單位或確定被測特性性質(zhì)的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境、和條件的集合； 用來獲得測量的整個過程。 30 ? 測量系統(tǒng)誤差 ? 用于量具偏倚、重復性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性和線性產(chǎn)生的合成變差。 31 ? 計量學 ? 測量的科學。 32 ? NDC ? 分級數(shù) ? (PV/GRR) 33 ? 不可重復性 ? 由于被測體的動態(tài)性質(zhì)決定的對相同樣本或部件重復測量的不可能性。 34 ? 不受控 ? 表現(xiàn)出混亂、可指定的或特殊原因變差的過程的狀態(tài)。不受控的過程即統(tǒng)計不穩(wěn)定。 35 ? 零件變差 ? 與測量系統(tǒng)分析有關(guān)，對一個穩(wěn)定過程零件變差(PV)代表預期的不同零件和不同時間的變差。 36 ? 性能 ? 以測量系統(tǒng)長期評價為基礎的測量誤差 (容量、范圍和時間 )的分辨力、敏感性和重復性的凈效果。在一些組織中，精密度和重復性具有互換性。事實上，精密度最經(jīng)常用于描述測量范圍內(nèi)的預期重復測量變差，這個范圍可以是容量和時間。通常建議使用此術(shù)語 ”精度 ”更具有描述性的分術(shù)語。 37 ? 概率 ? 以已收集數(shù)據(jù)的特定分布為基礎，描述特定事件發(fā)生機會的一種估計 (用比例或分數(shù) )。概率估計值范圍從 0(不可能事件 )到 1(必然事件 )。一組條件或原因共同作用產(chǎn)生某種結(jié)果。 38 ? 過程控制 ? 一種運行狀態(tài)，將測量目的和決定準則應用于實時生產(chǎn)以評估過程穩(wěn)定性和測量體或評估自然過程變差的性質(zhì)。測量結(jié)果顯示過程或者是穩(wěn)定和 ”受控 ”，或者是 ”不受控 ”。 39 ? 產(chǎn)品控制 ? 一種運行狀態(tài)，將測量目的和決定準則應用于評價特性符合某規(guī)范。測量結(jié)果顯示過程或者是 ”在公差內(nèi) ”或者是 ”在公差外 ”。 40 ? 基準值 ? 被承認的一個被 測 體的數(shù)值，作為 一致同意 的用于進行比較的基準或標準樣本。 ? 一個基于科學原理的理論值或確定值。 ? 一個基于某國家或國際組織的指定值。 ? 一個基于科學或工程組織主持的合作試驗工作產(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一個同意值。 ? 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，有時是按慣例被接受。 41 ? 基準值 ? 注：與基準值同義使用的其它術(shù)語 ? 已接受的基準值 ? 已接受值 ? 慣用值 ? 慣用真供 ? 指定值 ? 最佳估計值 ? 標準值 ? 標準測量 42 ? 回歸分析 ? 兩個或多個變量之間關(guān)系的統(tǒng)計研究。確定兩個或多個變量間數(shù)學關(guān)系的一種計算。 43 ? 重復性 ? 在確定的測量條件下，來源于連續(xù)試驗的普通原因隨機變差。通差指設備變差 (EV)，盡管這是一個誤導。當測量條件固定和已定義時，即確定零件、儀器標準、方法、操作者、環(huán)境和假設條件時，適合重復性的最佳術(shù)語為系統(tǒng)內(nèi)變差。除了設備內(nèi)變差，重復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。 44 ? 可重復的 ? 對相同樣件或部件進行重復測量的能力，被測體或測量環(huán)境沒有明顯的物理變化。 45 ? 重復 ? 重復性 (相同的 )條件下的多次實驗。 46 ? 再現(xiàn)性 ? 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，它被定義為在一個穩(wěn)定環(huán)境下，應用相同的測量儀器和方法，相同零件 (被測體 )不同評價人 (操作者 )之間測量值均值的變差。這種情況對受操作者技能影響的手動儀器常常是正確的，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差。 47 ? 分辨率 ? 可用作測量分辨率或有效分辨率。測量系統(tǒng)探測并如實顯示被測特性微小變化的能力。 48 ? 散點圖 ? 數(shù)據(jù) XY坐標圖，用于評估兩個變量之間的關(guān)系。 49 ? 敏感性 ? 導致一個測量裝置產(chǎn)生可探測 (可辨別 )輸出信號的最小輸入信號。一個儀器應至少和其分辨力單位同樣敏感。敏感性是通過固有量具的設計與質(zhì)量、服務期內(nèi)維護和操作條件確定的。敏感性是用測量單位報告的。 50 ? 顯著水平 ? 被選擇用來測試隨機輸出概率的一個統(tǒng)計水平，也同風險有關(guān)，表示為 α風險，代表一個決定出錯的概率。 51 ? 穩(wěn)定性 ? 既指測量過程的統(tǒng)計穩(wěn)性又指隨時間變化的測量穩(wěn)定性。兩者對測量系統(tǒng)預期用途都是重要的。統(tǒng)計穩(wěn)定性包含一個可預測的、潛在的測量過程，該過程在普通原因變差 (受授 )條件下運行。測量穩(wěn)定性 (別名漂移 )代表測量系統(tǒng)在運行周期 (時間 )內(nèi)對測量標準或基準的必要的符合程度。 52 ? 容差 (公差 ) ? 為了維持配合、形式和功能，與標準值或公稱值相比允許的偏差。 53 ? 不確定度 ? 同測量結(jié)果有關(guān)的一個參數(shù)，代表數(shù)值的分散性。此數(shù)值歸結(jié)于被測體 (VIM)是合理的。在給定的置信水平內(nèi)，對一個測量結(jié)果的指定范圍描述，限值期望包含真實測量結(jié)果。不確定度是一個測量可靠性的量化表述。 54 ? 單峰 ? 具有一種模式的一組鄰近的數(shù)據(jù)。 55 ? 溯源性 ? 在商品和服務貿(mào)易中溯源性是一個重要概念，溯源到相同或相近的標準的測量比那些沒有溯源性的測量更容易被認同。這為減少重新試驗、拒收好的產(chǎn)品、接收壞的產(chǎn)品提供了幫助。 ? 溯源性在 ISO計量學基本和通用國際術(shù)語 (VIM)中的定義是 ”測量的特性或標準值，此標準是規(guī)定的基準，通常是國家或國際標準，通過全部規(guī)定了不確度的不間斷的比較鏈相聯(lián)系。 56 ? 溯源示例 國家 標準 引用標準 工作標準 生產(chǎn)量具 夾量具 千分尺 CMM 量塊 激光干涉儀 引用量具量塊／比測 波長標準 干涉比測器 57 ? 真值 ? 測量過程的目標是零件的 ”真 ”值，希望任何單獨讀數(shù)都盡可能地接近這一讀值 (經(jīng)濟地 )。遺憾的是真值永遠也不可能知道是肯定的。然而，通過使用一個基于被很好地規(guī)定了特性僺作定義的 ”基準 ”值，使用較高級別分辨率的測量系統(tǒng)的結(jié)果，且可溯源到 NIST，可以使不確定度減小。因為使用基準作為真值的替代，這些術(shù)語通?；Q使用。 58 ? 理想的測量系統(tǒng) ? 理想的測量系統(tǒng)在每次使用時，應只產(chǎn)生 “正確 ”的測量結(jié)果。每次測量結(jié)果總應該與一個標準值相符。一個能產(chǎn)生理想測量結(jié)果的測量系統(tǒng)，應具有零方差、零偏倚和所測的任何產(chǎn)品錯誤分類為零概率的統(tǒng)計特性。 59 ? IDEAL MEASUREMENT SYSTEM 真值 真值 60 ? 一致性 ? 一致性是隨時間得到測量變差的區(qū)別。它也可以看成重復性隨時間的變化。 ? 影響一致性的因素是變差的特殊原因，如： ? 零件的溫度 ? 電子設備的預熱要求 ? 設備的磨損 61 ? 均勻性 ? 均勻性是量具在整個工作量程內(nèi)變差的區(qū)別。它也可被認為是重復性在量程上的均一性 (同一性 )。 ? 影響均勻性的因素包括： ? 夾緊裝置對不同定位只接受較?。^大尺寸。 ? 刻度的可讀性不好 ? 讀數(shù)視差 62 ? 測量不確定度 ? 不確定度是賦值給測量結(jié)果的范圍，在規(guī)定