【正文】 的統(tǒng)計控制，測量過程中評價人之間對每個零件的一致性。 ? 以上圖形的評審顯示評價人之間變異性是不同的，應分析并消除其影響。 測量系統(tǒng)分析 112 均值圖 均值 測量系統(tǒng)分析 113 均值極差法 ? 分析 ? 因為研究中使用的零件子組代表制造過程的變差，需要大約一半或更多的均值應落在控制限以外。如果數(shù)據(jù)顯示出這種圖形，那么測量系統(tǒng)應該能夠充分探測零件 零件之間的變差并且測量系統(tǒng)能夠提供對過程分析和過程控制有用的信息。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。從圖中可看出，此測量系統(tǒng)的分辨率是滿足要求的。這是因為 R是測量造成的，測量系統(tǒng)越好，其應越小，而零件間的差異是制造系統(tǒng)造成，因此 R越小，出限的點越多，分辨率越高。 測量系統(tǒng)分析 114 ⑼ 結果分析：數(shù)據(jù)計算 ? 量具重復性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表和報告表，如表 7，表 8提供了數(shù)據(jù)分析的方法。該分析可以估計變差和整個測量系統(tǒng)占過程變差的百分比以及其重復性、再現(xiàn)性和零件與零件間的變差的構成，這些信息需要與作圖分析的結果相比較，并作為作圖法補充。 ? 表中字母的含義如下： 測量系統(tǒng)分析 115 ⑼ 結果分析：數(shù)據(jù)計算 ? EV或 ?E：重復性或設備變差，用標準差表示，根據(jù) SPC中的知識， EV=R/ d2*=R K1。d2*可在附表中查到， d2*取決于取決于試驗的次數(shù)（ m）和零件的數(shù)量乘以評價人數(shù)（ g），g表示極差數(shù)。（假設計算 K1值時 g大于 15）。 重復性 ?重復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、設備或夾緊裝置故障，質(zhì)量差或維護不當 ? 基準內(nèi)部：質(zhì)量、級別、磨損 ? 方法內(nèi)部：在設置、技術、零位調(diào)整、夾持、夾緊、點密度的變差 ? 評價人內(nèi)部：技術、職位、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓、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 ? 儀器設計或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好 ? 應用錯誤的量具 ? （量具或零件）變形，硬度不足 ? 應用 ——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。 ? 測量過程的再現(xiàn)性表明評價人變 異性的一致程度。 ? 再現(xiàn)性建立在這樣的基礎上，即當 存在變異性時，每個測量者的測量平均值會有所不同。 操作者 A 再現(xiàn)性 操作者 C 操作者 B 測量系統(tǒng)分析 119 再現(xiàn)性 Reproducibility ? AV或 ?A：再現(xiàn)性或評價人變差，用標準差表示，由評價人均值的極差（ ）除以 d2*得到，但由于這樣計算的結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)性的計算如下： K2=1/ d2*， d2*可以從附表中查到。 d2*取決于評價人的數(shù)量（ m）和 g=1，因為只計算一個極差。這里，n=零件數(shù)（ 10）， r=試驗次數(shù)（ 3）。如果平方根下的值為負，評價人的變差（ AV）默認為 0。 ? ? ? ?nrEVKXAV DIF F 222 ???DIFFX測量系統(tǒng)分析 120 再現(xiàn)性 Reproducibility ? 雖然再現(xiàn)性通常被解釋為評價人變差，但是有些過程中測量系統(tǒng)沒有評價人，這種情況可視再現(xiàn)性為 0；既只需要重復性研究。然而，如果使用多臺夾具，再現(xiàn)性就是夾具間的變差。 測量系統(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，當測量零件的類型為 A、 B、 C時的均值差。 ? 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)性錯誤常與方法和 /或操作者混淆。 ? 標準之間：測量過程中不同的設定標準的平均影響 ? 方法之間：改變點密度，手動與自動系統(tǒng)相比，零點調(diào)整，夾持或夾緊方法等導致的均值差。 ? 評價人（操作者）之間：評價人 A、 B、 C等的訓練、技術、技能和經(jīng)驗不同導致的均值差。對于產(chǎn)品及過程資格以及一臺手動測量儀器，推薦進行此研究。 測量系統(tǒng)分析 122 再現(xiàn)性誤差可能的原因 ? 環(huán)境之間：在第 3等時間段內(nèi)測量，由環(huán)境循環(huán)引起的均值差。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。 ? 違背研究中的假定 ? 儀器設計或方法缺乏穩(wěn)健性 ? 操作者訓練效果 ? 應用 ——零件尺寸、位置、觀察誤差（易讀性、視差） 測量系統(tǒng)分析 123 測量系統(tǒng)的雙性 GRR ? 造成測量數(shù)據(jù)波動的原因不外人、機、料、法、環(huán)。在進行測量系統(tǒng)分析時，沒有考慮環(huán)境的影響，如溫度和光線等；假設被測零件或特性不因測量而改變或破壞；測量方法的影響隱含在重復性和再現(xiàn)性中了，因此 ―人 ‖和 ―機 ‖是造成數(shù)據(jù)波動的主要原因。重復性，又稱設備變差 (Equipment Variation)，顧名思義，主要是由于測量設備固有特性，如游標卡尺的滑動間隙等，導致測量數(shù)據(jù)的波動，因此，在研究重復性時，需由同一人，用同一量具，用相同的方法，測量同一零件的同一特性，用數(shù)據(jù)分布的標準差表示，即 ?E。在實際測量時，零件在量具中的位置對結果也有影響。同理，再現(xiàn)性，又稱評價人變差(Appraiser Variation)，用 ?A表示。在測量系統(tǒng)不存在 特殊原 因的情況下，測量系統(tǒng)變差主要由人、機造成，將兩者合成，即為量具的雙性 (Gage Repeatability and Reproducibility，縮寫為 GRR或RR)，簡稱雙性。 測量系統(tǒng)分析 124 測量系統(tǒng)的雙性 GRR ? 由于假設測量過程服從正態(tài)分布，其合成按如下公式： ? ? ? ? 22 AVEVRR ??測量系統(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際的制造過程變差范圍，PV就是制造系統(tǒng)變差的標準差。 ? 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，因為只計算一個極差。 測量系統(tǒng)分析 126 零件間變差 (Parttopart Variation)。 ? PV的計算中必須消除測量系統(tǒng)的影響。它是通過如下的計算來達到的：評價人 A測量了 1號零件 3次，對其取平均，就消除了量具的影響，評價人 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。其他零件以此類推。 測量系統(tǒng)分析 127 TV或 ?T：總變差（ Total Variation） ? 制造系統(tǒng)變差與測量系統(tǒng)變差的合成，用標準差表示。若所選樣本能代表實際的制造過程變差范圍，其計算公式如下： ? ? ? ? 22 PVGR RTV ??測量系統(tǒng)分析 128 測量系統(tǒng)的雙性 GRR的計算 ? 如果總過程變差由 SPC控制圖中已知，并且其值以 6?為基礎，則它可以取代量具研究總變差（ TV）。由下列兩個等式完成： ? 1） ? 2） 這兩個值（ TV和 PV） 可以替代前面的計算值。 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）進行比較。這個步驟的完成可以通過量具報告表（表 9）右側的“ %總變差”下面的計算得到。 ? 對總變差的百分比結果進行評價，以確定測量系統(tǒng)是否被允許用于預期用途。 測量系統(tǒng)分析 130 測量系統(tǒng)的雙性 GRR的計算 ? 如果測量系統(tǒng)僅用于產(chǎn)品控制，其分析應是基于公差而不是過程變差，則 GRR報告表格（表 9）可以被修改，使格式右側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通過用公差值除以 6來代替分母的 TV計算出來。 ? 采用一種或同時使用這兩種方法取決于測量系統(tǒng)使用目的和顧客的要求。 測量系統(tǒng)分析 131 ?aXaRbXRcXR?評價人 /實驗 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 = 測量系統(tǒng)分析 132 aRbRcR ?RXMaxXMinDIFFX?RR( [ = ] + [ = ] + [ = ] ) / [ 評價人個數(shù) =3] = [ = ] – [ = ] = = ?[ ] * [ D4=] = UCLR = ?當實驗次數(shù)為 2次時 D4=，為 3次時， 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。 用與原來相同評價人和儀器對同一個零件重復原來的測量， 或者剔除這些值并由其余觀測值再次平均并計算 和 UCLR值。 測量系統(tǒng)分析 133 量具重復性和在現(xiàn)性報告 量具名稱： 量具號： 量具類型： 日期： 完成人： 測量單元分析 總變差 重復性 —設備變差 試驗 再現(xiàn)性 —評價人變差 10 3 評價人 零件數(shù) 實驗次數(shù) 重復性和再現(xiàn)性 ≈5 零件號和名稱： 特性： 規(guī)范： 測量系統(tǒng)分析 134 測量系統(tǒng)的雙性 GRR的計算 ? ⑽ 數(shù)據(jù)分析的最后一個步驟是確定由測量系統(tǒng)可靠地辨別的分級數(shù)。這個分級數(shù)就是覆蓋預期的產(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)，且應該大于等于 5才可用于過程控制。此步與前一步結論是一致的。分級數(shù)的多少反映了有效分辨率的高低。 測量系統(tǒng)分析 135 測量系統(tǒng)的雙性 GRR的計算 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，造成測量系統(tǒng)評價錯誤的結果； ? 影響：重復性、再現(xiàn)性或兩者的估計； ? 方法：用均值極差法增加兩項： – 1）零件旋轉 360186?；蛉鏅z測，用每個零件的最低估計零件內(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）計算 XWIN和 R XWIN – 4）按手冊第二版 66頁表中公式計算結果 ? 示例： 測量系統(tǒng)分析 136 方差分析法（ ANOVA） ? 方差分析（ ANOVA）是一種標準統(tǒng)計技