【正文】 的統(tǒng)計(jì)控制，測(cè)量過(guò)程中評(píng)價(jià)人之間對(duì)每個(gè)零件的一致性。 ? 以上圖形的評(píng)審顯示評(píng)價(jià)人之間變異性是不同的，應(yīng)分析并消除其影響。 測(cè)量系統(tǒng)分析 112 均值圖 均值 測(cè)量系統(tǒng)分析 113 均值極差法 ? 分析 ? 因?yàn)檠芯恐惺褂玫牧慵咏M代表制造過(guò)程的變差，需要大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制限以外。如果數(shù)據(jù)顯示出這種圖形，那么測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分探測(cè)零件 零件之間的變差并且測(cè)量系統(tǒng)能夠提供對(duì)過(guò)程分析和過(guò)程控制有用的信息。如果少于一半的均值落在控制限外邊，則測(cè)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(guò)程變差。從圖中可看出，此測(cè)量系統(tǒng)的分辨率是滿足要求的。這是因?yàn)?R是測(cè)量造成的，測(cè)量系統(tǒng)越好，其應(yīng)越小，而零件間的差異是制造系統(tǒng)造成，因此 R越小，出限的點(diǎn)越多，分辨率越高。 測(cè)量系統(tǒng)分析 114 ⑼ 結(jié)果分析：數(shù)據(jù)計(jì)算 ? 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表和報(bào)告表，如表 7，表 8提供了數(shù)據(jù)分析的方法。該分析可以估計(jì)變差和整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)占過(guò)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。 ? 表中字母的含義如下： 測(cè)量系統(tǒng)分析 115 ⑼ 結(jié)果分析：數(shù)據(jù)計(jì)算 ? EV或 ?E：重復(fù)性或設(shè)備變差，用標(biāo)準(zhǔn)差表示，根據(jù) SPC中的知識(shí)， EV=R/ d2*=R K1。d2*可在附表中查到， d2*取決于取決于試驗(yàn)的次數(shù)（ m）和零件的數(shù)量乘以評(píng)價(jià)人數(shù)（ g），g表示極差數(shù)。（假設(shè)計(jì)算 K1值時(shí) g大于 15）。 重復(fù)性 ?重復(fù)性誤差的兩個(gè)主要原因 : – 量具自身變差 – 零件在量具中的位置變化 測(cè)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(jí)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(píng)價(jià)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(jué)、疲勞 ? 違背假定 ——穩(wěn)定、正確操作 測(cè)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(dòng)、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(cuò)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(cè)量系統(tǒng)分析 118 再現(xiàn)性 Reproducibility ? 術(shù)語(yǔ)：測(cè)量一個(gè)零件的某特性時(shí)，不同評(píng)價(jià)人用同一量具測(cè)量平均值變差。 ? 測(cè)量過(guò)程的再現(xiàn)性表明評(píng)價(jià)人變 異性的一致程度。 ? 再現(xiàn)性建立在這樣的基礎(chǔ)上，即當(dāng) 存在變異性時(shí)，每個(gè)測(cè)量者的測(cè)量平均值會(huì)有所不同。 操作者 A 再現(xiàn)性 操作者 C 操作者 B 測(cè)量系統(tǒng)分析 119 再現(xiàn)性 Reproducibility ? AV或 ?A：再現(xiàn)性或評(píng)價(jià)人變差，用標(biāo)準(zhǔn)差表示，由評(píng)價(jià)人均值的極差（ ）除以 d2*得到，但由于這樣計(jì)算的結(jié)果中包含了量具的影響，所以必須消除量具的影響，因此，再現(xiàn)性的計(jì)算如下： K2=1/ d2*， d2*可以從附表中查到。 d2*取決于評(píng)價(jià)人的數(shù)量（ m）和 g=1，因?yàn)橹挥?jì)算一個(gè)極差。這里，n=零件數(shù)（ 10）， r=試驗(yàn)次數(shù)（ 3）。如果平方根下的值為負(fù)，評(píng)價(jià)人的變差（ AV）默認(rèn)為 0。 ? ? ? ?nrEVKXAV DIF F 222 ???DIFFX測(cè)量系統(tǒng)分析 120 再現(xiàn)性 Reproducibility ? 雖然再現(xiàn)性通常被解釋為評(píng)價(jià)人變差，但是有些過(guò)程中測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有評(píng)價(jià)人，這種情況可視再現(xiàn)性為 0；既只需要重復(fù)性研究。然而，如果使用多臺(tái)夾具，再現(xiàn)性就是夾具間的變差。 測(cè)量系統(tǒng)分析 121 再現(xiàn)性誤差可能的原因 ? 零件（樣品）之間：使用同樣的儀器、同樣的操作者和方法時(shí)，當(dāng)測(cè)量零件的類(lèi)型為 A、 B、 C時(shí)的均值差。 ? 儀器之間：同樣的零件、操作者、和環(huán)境，使用儀器A、 B、 C等的均值差。注意：在這種研究情況下，再現(xiàn)性錯(cuò)誤常與方法和 /或操作者混淆。 ? 標(biāo)準(zhǔn)之間：測(cè)量過(guò)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(dòng)與自動(dòng)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。 ? 評(píng)價(jià)人（操作者）之間：評(píng)價(jià)人 A、 B、 C等的訓(xùn)練、技術(shù)、技能和經(jīng)驗(yàn)不同導(dǎo)致的均值差。對(duì)于產(chǎn)品及過(guò)程資格以及一臺(tái)手動(dòng)測(cè)量?jī)x器，推薦進(jìn)行此研究。 測(cè)量系統(tǒng)分析 122 再現(xiàn)性誤差可能的原因 ? 環(huán)境之間：在第 3等時(shí)間段內(nèi)測(cè)量，由環(huán)境循環(huán)引起的均值差。這是對(duì)較高自動(dòng)化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過(guò)程資格中最常見(jiàn)的研究。 ? 違背研究中的假定 ? 儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性 ? 操作者訓(xùn)練效果 ? 應(yīng)用 ——零件尺寸、位置、觀察誤差（易讀性、視差） 測(cè)量系統(tǒng)分析 123 測(cè)量系統(tǒng)的雙性 GRR ? 造成測(cè)量數(shù)據(jù)波動(dòng)的原因不外人、機(jī)、料、法、環(huán)。在進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析時(shí)，沒(méi)有考慮環(huán)境的影響，如溫度和光線等；假設(shè)被測(cè)零件或特性不因測(cè)量而改變或破壞；測(cè)量方法的影響隱含在重復(fù)性和再現(xiàn)性中了，因此 ―人 ‖和 ―機(jī) ‖是造成數(shù)據(jù)波動(dòng)的主要原因。重復(fù)性，又稱設(shè)備變差 (Equipment Variation)，顧名思義，主要是由于測(cè)量設(shè)備固有特性，如游標(biāo)卡尺的滑動(dòng)間隙等，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)的波動(dòng)，因此，在研究重復(fù)性時(shí)，需由同一人，用同一量具，用相同的方法，測(cè)量同一零件的同一特性，用數(shù)據(jù)分布的標(biāo)準(zhǔn)差表示，即 ?E。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，零件在量具中的位置對(duì)結(jié)果也有影響。同理，再現(xiàn)性，又稱評(píng)價(jià)人變差(Appraiser Variation)，用 ?A表示。在測(cè)量系統(tǒng)不存在 特殊原 因的情況下，測(cè)量系統(tǒng)變差主要由人、機(jī)造成，將兩者合成，即為量具的雙性 (Gage Repeatability and Reproducibility，縮寫(xiě)為 GRR或RR)，簡(jiǎn)稱雙性。 測(cè)量系統(tǒng)分析 124 測(cè)量系統(tǒng)的雙性 GRR ? 由于假設(shè)測(cè)量過(guò)程服從正態(tài)分布，其合成按如下公式： ? ? ? ? 22 AVEVRR ??測(cè)量系統(tǒng)分析 125 零件間變差 (Parttopart Variation)。 ? 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(guò)程變差范圍，PV就是制造系統(tǒng)變差的標(biāo)準(zhǔn)差。 ? PV= RP/ d2*= RP K3 ? 式中 RP為零件均值的極差。 d2*可以從附表中查到。 d2*取決于零件的數(shù)量（ m）和 g。 這種情況下 g=1，因?yàn)橹挥?jì)算一個(gè)極差。 測(cè)量系統(tǒng)分析 126 零件間變差 (Parttopart Variation)。 ? PV的計(jì)算中必須消除測(cè)量系統(tǒng)的影響。它是通過(guò)如下的計(jì)算來(lái)達(dá)到的：評(píng)價(jià)人 A測(cè)量了 1號(hào)零件 3次，對(duì)其取平均，就消除了量具的影響，評(píng)價(jià)人 B、 C同理取平均，再將三人的均值取平均，就消除了人的影響。其他零件以此類(lèi)推。 測(cè)量系統(tǒng)分析 127 TV或 ?T：總變差（ Total Variation） ? 制造系統(tǒng)變差與測(cè)量系統(tǒng)變差的合成，用標(biāo)準(zhǔn)差表示。若所選樣本能代表實(shí)際的制造過(guò)程變差范圍，其計(jì)算公式如下： ? ? ? ? 22 PVGR RTV ??測(cè)量系統(tǒng)分析 128 測(cè)量系統(tǒng)的雙性 GRR的計(jì)算 ? 如果總過(guò)程變差由 SPC控制圖中已知，并且其值以 6?為基礎(chǔ)，則它可以取代量具研究總變差（ TV）。由下列兩個(gè)等式完成： ? 1） ? 2） 這兩個(gè)值（ TV和 PV） 可以替代前面的計(jì)算值。 過(guò)程變差?TV? ? ? ? 22 GR RTVPV ??測(cè)量系統(tǒng)分析 129 測(cè)量系統(tǒng)的雙性 GRR的計(jì)算 ? 一旦確定了量具研究的每個(gè)因素的變異性，就可以與過(guò)程總變差（ TV）進(jìn)行比較。這個(gè)步驟的完成可以通過(guò)量具報(bào)告表（表 9）右側(cè)的“ %總變差”下面的計(jì)算得到。 ? 對(duì)總變差的百分比結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定測(cè)量系統(tǒng)是否被允許用于預(yù)期用途。 測(cè)量系統(tǒng)分析 130 測(cè)量系統(tǒng)的雙性 GRR的計(jì)算 ? 如果測(cè)量系統(tǒng)僅用于產(chǎn)品控制，其分析應(yīng)是基于公差而不是過(guò)程變差，則 GRR報(bào)告表格（表 9）可以被修改，使格式右側(cè)表示公差百分比而不是總變差百分比。在這種情況下，%EV， %AV， %GRR和 %PV通過(guò)用公差值除以 6來(lái)代替分母的 TV計(jì)算出來(lái)。 ? 采用一種或同時(shí)使用這兩種方法取決于測(cè)量系統(tǒng)使用目的和顧客的要求。 測(cè)量系統(tǒng)分析 131 ?aXaRbXRcXR?評(píng)價(jià)人 /實(shí)驗(yàn) 零件 均值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 1 2 3 均值 極差 = B 1 2 3 均值 = 極差 = C 1 2 3 均值 = 極差 = 零件均值 RP = 測(cè)量系統(tǒng)分析 132 aRbRcR ?RXMaxXMinDIFFX?RR( [ = ] + [ = ] + [ = ] ) / [ 評(píng)價(jià)人個(gè)數(shù) =3] = [ = ] – [ = ] = = ?[ ] * [ D4=] = UCLR = ?當(dāng)實(shí)驗(yàn)次數(shù)為 2次時(shí) D4=，為 3次時(shí)， D4= 。 UCLR表示 R的界限。圈出那些超出界限的值，了解原因并糾正。 用與原來(lái)相同評(píng)價(jià)人和儀器對(duì)同一個(gè)零件重復(fù)原來(lái)的測(cè)量， 或者剔除這些值并由其余觀測(cè)值再次平均并計(jì)算 和 UCLR值。 測(cè)量系統(tǒng)分析 133 量具重復(fù)性和在現(xiàn)性報(bào)告 量具名稱： 量具號(hào)： 量具類(lèi)型： 日期： 完成人： 測(cè)量單元分析 總變差 重復(fù)性 —設(shè)備變差 試驗(yàn) 再現(xiàn)性 —評(píng)價(jià)人變差 10 3 評(píng)價(jià)人 零件數(shù) 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 重復(fù)性和再現(xiàn)性 ≈5 零件號(hào)和名稱： 特性： 規(guī)范： 測(cè)量系統(tǒng)分析 134 測(cè)量系統(tǒng)的雙性 GRR的計(jì)算 ? ⑽ 數(shù)據(jù)分析的最后一個(gè)步驟是確定由測(cè)量系統(tǒng)可靠地辨別的分級(jí)數(shù)。這個(gè)分級(jí)數(shù)就是覆蓋預(yù)期的產(chǎn)品變差所用不重疊的 97%置信區(qū)間的數(shù)量 。 ? 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(guò)程控制。此步與前一步結(jié)論是一致的。分級(jí)數(shù)的多少反映了有效分辨率的高低。 測(cè)量系統(tǒng)分析 135 測(cè)量系統(tǒng)的雙性 GRR的計(jì)算 5）確定零件內(nèi)變差的影響 : ? 零件內(nèi)變差：如有錐變或失圓，造成測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)錯(cuò)誤的結(jié)果； ? 影響：重復(fù)性、再現(xiàn)性或兩者的估計(jì)； ? 方法：用均值極差法增加兩項(xiàng)： – 1）零件旋轉(zhuǎn) 360186?；蛉鏅z測(cè)，用每個(gè)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(cè)第二版 66頁(yè)表中公式計(jì)算結(jié)果 ? 示例： 測(cè)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)技