【正文】 認(rèn)為，量具定期進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)就夠了，不必進(jìn)行麻煩的測量系統(tǒng)分析，此觀點(diǎn)謬矣。但第四版也簡單介紹了復(fù)雜測量系統(tǒng)的評定。 此術(shù)語很重要！ 測量系統(tǒng)分析 14 2 術(shù)語 分辨力 （ Discrimination） ? 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(biāo)準(zhǔn)的最小可探測單位。測量系統(tǒng)探測并如實(shí)顯示被測特性微小變化的能力。對于有效分辨率，該 ndc的標(biāo)準(zhǔn)（在 97%置信水平）估計(jì)值為[PV/GRR]。 偏倚 （ 偏移 ， Bias） ? 測量的觀測平均值（在可重復(fù)條件下的一組試驗(yàn)）和基準(zhǔn)值之間的差值。 時間 基準(zhǔn)值 測量系統(tǒng)分析 20 穩(wěn)定性 Stability ? 測量系統(tǒng)兩種穩(wěn)定性 – 一般概念：給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件隨著時間的變化系統(tǒng)偏倚的總變差，是定量概念。 基準(zhǔn)值 偏倚較大 觀測平均值 基準(zhǔn)值 偏倚較小 觀測平均值 范圍較低的部分 范圍較高的部分 測量系統(tǒng)分析 22 2 術(shù)語 重復(fù)性 （ Repeatability） ? 在確定的測量條件下，來源于連續(xù)試驗(yàn)的普通原因隨機(jī)變差。 重復(fù)性 測量系統(tǒng)分析 23 2 術(shù)語 再現(xiàn)性 （ Reproducibility） ? 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。 操作者 A 再現(xiàn)性 操作者 C 操作者 B 測量系統(tǒng)分析 24 2 術(shù)語 GRR或量具 R＆ R（ Gage Repeatability Reproducibility） ? 一個測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成變差的估計(jì)。 PEMEA的結(jié)果轉(zhuǎn)移至控制計(jì)劃。 測量系統(tǒng)分析 26 3 測量過程 ? 測量：賦值給具體事務(wù)以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。 ? 應(yīng)將測量看成一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)據(jù)作為輸出。一個測量系統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常用其多次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來確定。 – 對于過程控制：測量系統(tǒng)的 變異性 （ Variability）比過程變異性小很多，根據(jù)總過程變差評價測量系統(tǒng)。 – 當(dāng)被測項(xiàng)目變化時 ，測量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性的最大變差小于過程變差和規(guī)范寬度較小者。生產(chǎn)過程中的測量結(jié)果通常有兩個用途： 產(chǎn)品控制：判斷產(chǎn)品合格與否， 過程控制：判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定、若穩(wěn)定其過程能力 /過程能力指數(shù)是多少？是否可接受？下面分別看一下測量變差對決策的影響。二是改進(jìn)測量系統(tǒng)：減少測量系統(tǒng)變差從而減小 II區(qū)，因此生產(chǎn)的所有零件將在 III區(qū)，這樣就可使做出錯誤決定的風(fēng)險降至最低。 msaactualobs 222 ??? ??測量系統(tǒng)分析 42 ⑵ 對過程控制決策的影響 ? 圖 4說明了測量系統(tǒng)變差將使 CP的觀測值降低多少。圖 5顯示的是用兩個不同分辨率的測量系統(tǒng)測量同一過程的控制圖。如某企業(yè)的過程能力指數(shù)竟然為 12。因?yàn)槿绻麥y量的是錯誤的變量，則無論測量系統(tǒng)多么準(zhǔn)確或多么精密，僅是消耗資源而不能提供收益。測量時，應(yīng)采用盲測，以排除人為的干擾。 ⑷ 測量設(shè)備維修前與維修后的比較 。實(shí)施分析之前的主要準(zhǔn)備如下： ⑴先策劃將要使用的方法。 測量系統(tǒng)分析 55 測量系統(tǒng)分析的準(zhǔn)備 ⑶ 由于其目的是評價整個測量系統(tǒng)，評價人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選； ⑷樣品的選擇對正確的分析至關(guān)重要，它完全取決于MSA研究的設(shè)計(jì)、測量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過程的樣品。在評定用于過程控制的測量系統(tǒng)的充分性時（如相對總過程變差的 %GRR），建議對總過程變差進(jìn)行獨(dú)立的估計(jì)（利用 SPC進(jìn)行過程能力研究）。 ⑹給樣品標(biāo)上測量位置，多次測量同一位置其結(jié)果不一樣才可認(rèn)為是測量系統(tǒng)的變差。一般地，一個測量系統(tǒng)的偏倚或線性的誤差若是與零誤差差別較明顯或是超出量具校準(zhǔn)程序確立的最大允許誤差，那么它是不可接受的。對于以分析過程為目的的測量系統(tǒng)，通常測量系統(tǒng)的可接受性的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則如下： 測量系統(tǒng)分析 60 接收準(zhǔn)則 ⑵ 寬度誤差 ? %GRR低于 10% 的誤差 — 通常認(rèn)為測量系統(tǒng)是可接受的。 測量系統(tǒng)分析 61 5 簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐 評價測量系統(tǒng)需要確定的三個基本問題 : ? 是否有足夠的分辨力？ ? 是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定？ ? 統(tǒng)計(jì)特性在整個預(yù)期范圍內(nèi)是否一致 ,且用于 過程控制和分析是否可接受？ 測量系統(tǒng)分析 62 5 簡單測量系統(tǒng)分析的實(shí)踐 計(jì)量型測量系統(tǒng)的分析 ? 分析程序 ? ⑴獲取一個樣本并確定相對于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。 測量系統(tǒng)分析 63 = ⑵ 讓一個評價人，以通常的方法測量樣本 10次以上 ⑶相對于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。 X nxnii??1測量系統(tǒng)分析 64 ⑸ 計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差 (如可能，使用獨(dú)立的重復(fù)性研究的結(jié)果 ) σ重復(fù)性 =σr= 如果 GRR研究結(jié)果可獲得，則重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算應(yīng)是基于這個研究的結(jié)果。 ? ?112??????nnii測量系統(tǒng)分析 65 ⑺ 確定偏倚的 t統(tǒng)計(jì)量 ? 偏倚 = 觀測測量平均值 – 基準(zhǔn)值 ⑻如果 0落在圍繞偏倚值 1?置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在 ?水平是可接受的。 ? ?b =√15= ? tv,1α/2= 測量系統(tǒng)分析 69 X n 均值 標(biāo)準(zhǔn)差 ?r 觀測均值的標(biāo)準(zhǔn)差 ?b 測量值 15 基準(zhǔn)值 = , ?= t 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 測量值 14 測量系統(tǒng)分析 70 ? 因?yàn)?0落在偏倚置信區(qū)間（ , ）內(nèi)，我們可以認(rèn)為測量偏倚是可以接受的，同時假定實(shí)際使用不會導(dǎo)致附加變差源。 測量系統(tǒng)分析 74 穩(wěn)定性的分析 利用控制圖評價測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1）獲取一樣本并確定其相對可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值； 2）定期（天、周）測量基準(zhǔn)樣品 3～ 5次； 3）在 XR或 XS控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù)； 4）確定控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài)； ? 如果測量過程是穩(wěn)定的，數(shù)據(jù)可以用于確定測量系統(tǒng)的偏倚。小組每周測量這個零件 5回（每回 3到 5次），共測量 4周（ 20個子組）。如果經(jīng)穩(wěn)定性分析檢定或校準(zhǔn)周期確定得合適，以后可以不再分析。 ⑶ 通常用這個儀器的操作者中的一人測量每個零件m?10次 。 ? ⑹用下面等式計(jì)算和畫出最佳擬合線與置信帶。 ? ?21,22?????????????????gmjtxxsat測量系統(tǒng)分析 87 線性的分析 ? H0： b=0 截距（偏倚） =0 ? 如果： ? 不推翻原假設(shè) ? ?21,2221????????????????gmitsxxxgmbt測量系統(tǒng)分析 88 線性分析示例 ? 一名工廠主管希望對過程采用新測量系統(tǒng)。然后由領(lǐng)班分別測量每個零件 12次。即使不考慮基準(zhǔn)值數(shù)據(jù) 4，做圖分析也清楚地顯示出測量系統(tǒng)有線性問題。 ? 首先查標(biāo)準(zhǔn) t表， α=，自由度（ gm2）=58， 1α/2=， t58,=，經(jīng)計(jì)算│ta│=， │tb│=，兩者都大于t58,，說明此測量系統(tǒng)存在線性問題，應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)維修。它典型的用途是快速檢查驗(yàn)證 GRR是否發(fā)生了變化。每個零件的極差是評價人 A獲得測量值和 B獲得測量值之間差的絕對值。 ? 此測量過程中每個零件被測量 2次，即樣本容量為 m=2，共有 5個極差為，即 g=5，查附表， d2*為 。 測量系統(tǒng)分析 102 極差法計(jì)算示例 零件 評價人 A 評價人 B 極差（ AB） 1 2 3 4 5 平均極差 R=過程標(biāo)準(zhǔn)差 = GRR=R/ d2* =%GRR=100 測量系統(tǒng)分析 103 均值極差法 ? 程序及示例 ? 均值極差法 (XR)是一種提供可對測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性兩個特性作估計(jì)評價的方法。否則， PV和TV不能用此樣本計(jì)算。讓評價人 A以隨機(jī)順序測量 n個零件，將測量結(jié)果輸入第一行（表 復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表）。輸入數(shù)據(jù)到第2， 7， 12行。 ⑹當(dāng)零件數(shù)量很大或同時多個零件不可同時獲得時，測量步驟 4， 5可能改變?nèi)缦率切枰模? ? 讓評價人 A測量第一個零件并在第 1行記錄讀數(shù)。讓評價人 A測量所有的 10個零件輸入數(shù)據(jù)于第 1行，然后評價人 A以不同的順序讀數(shù)，記錄結(jié)果錄結(jié)果于第 2， 3行，讓評價人 B， C同樣做。 使用與開始時相同的評價人及單位重復(fù)這些讀數(shù) ， 或除去某些值并從保留的觀察值重新獲得平均值 ， 重新計(jì)算極差 。從畫在圖中得出的數(shù)據(jù)分析可以得出很多有用的解釋。 ? 極差圖可以幫助我們確定：與重復(fù)性相關(guān)的統(tǒng)計(jì)控制，測量過程中評價人之間對每個零件的一致性。如果少于一半的均值落在控制限外邊，則測量系統(tǒng)缺乏足夠的分辨率或是由于樣本不能代表期望的制造過程變差。該分析可以估計(jì)變差和整個測量系統(tǒng)占過程變差的百分比以及其重復(fù)性、再現(xiàn)性和零件與零件間的變差的構(gòu)成，這些信息需要與作圖分析的結(jié)果相比較，并作為作圖法補(bǔ)充。 重復(fù)性 ?重復(fù)性誤差的兩個主要原因 : – 量具自身變差 – 零件在量具中的位置變化 測量系統(tǒng)分析 116 重復(fù)性誤差可能的原因 ? 零件（樣品）內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品一致性 ? 儀器內(nèi)部：修理、磨損、設(shè)備或夾緊裝置故障，質(zhì)量差或維護(hù)不當(dāng) ? 基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級別、磨損 ? 方法內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)整、夾持、夾緊、點(diǎn)密度的變差 ? 評價人內(nèi)部：技術(shù)、職位、缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作技能或培訓(xùn)、感覺、疲勞 ? 違背假定 ——穩(wěn)定、正確操作 測量系統(tǒng)分析 117 重復(fù)性誤差可能的原因 ? 環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動、亮度、清潔度的短期起伏變化 ? 儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好 ? 應(yīng)用錯誤的量具 ? （量具或零件）變形，硬度不足 ? 應(yīng)用 ——零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察誤差（易讀性、視差） 測量系統(tǒng)分析 118 再現(xiàn)性 Reproducibility ? 術(shù)語：測量一個零件的某特性時，不同評價人用同一量具測量平均值變差。 d2*取決于評價人的數(shù)量（ m）和 g=1，因?yàn)橹挥?jì)算一個極差。然而，如果使用多臺夾具，再現(xiàn)性就是夾具間的變差。 ? 標(biāo)準(zhǔn)之間：測量過程中不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響 ? 方法之間：改變點(diǎn)密度，手動與自動系統(tǒng)相比，零點(diǎn)調(diào)整，夾持或夾緊方法等導(dǎo)致的均值差。這是對較高自動化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過程資格中最常見的研究。在實(shí)際測量時，零件在量具中的位置對結(jié)果也有影響。 ? 零件間的差異是制造系統(tǒng)造成的，因此，如果所選樣本能代表實(shí)際的制造過程變差范圍，PV就是制造系統(tǒng)變差的標(biāo)準(zhǔn)差。 這種情況下 g=1，因?yàn)橹挥?jì)算一個極差。其他零件以此類推。 過程變差?TV? ? ? ? 22 GR RTVPV ??測量系統(tǒng)分析 129 測量系統(tǒng)的雙性 GRR的計(jì)算 ? 一旦確定了量具研究的每個因素的變異性，就可以與過程總變差（ TV）進(jìn)行比較。在這種情況下，%EV， %AV， %GRR和 %PV通過用公差值除以 6來代替分母的 TV計(jì)算出來。圈出那些超出界限的值，了解原因并糾正。 ? ndc = (PV/GRR) ? ndc（ number of distinct categories）取整數(shù)，忽略小數(shù)，且應(yīng)該大于等于 5才可用于過程控制?；蛉鏅z測，用每個零件的最低估計(jì)零件內(nèi)變差范圍，將最大、最小讀數(shù)記錄在表格內(nèi)； – 2）最大讀數(shù)減最小讀數(shù)記錄在極差格內(nèi)； – 3）計(jì)算 XWIN和 R XWIN – 4）按手冊第二版 66頁表中公式計(jì)算結(jié)果 ? 示例： 測量系統(tǒng)分析 136 方差分析法（ ANOVA） ? 方差分析（ ANOVA）是一種標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)