【正文】 1測量值并不總是精確的 ■ 測量系統(tǒng)的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)所作 的判定； ■ 測量系統(tǒng)。 環(huán)境 方法 人員 量具 材料 測量值變差 1環(huán)境如何影響測量結(jié)果 ■ 溫度變化引起熱脹冷縮，使同一零件的同一特性 產(chǎn)生不同的讀數(shù)； ■ 光線不足防礙正確的讀數(shù)； ■ 刺眼的光導(dǎo)致讀數(shù)不正確； ■ 受時間影響的材料 — 如：鋁、塑料及玻璃； ■ 濕度影響； ■ 污染 — 如：電磁、灰塵等。 2）、向傳統(tǒng)觀念挑戰(zhàn) 長期存在的把測量誤差只作為公差范圍百分率來報告的傳統(tǒng)，是不能面 臨未來持續(xù)改進(jìn)的市場挑戰(zhàn)。 評價測量系統(tǒng)的關(guān)鍵注意點 1）、盲測法 在實際測量環(huán)境下，在操作者事先不知正在對該測量系統(tǒng)進(jìn)行評定的條 件下，獲得的測量結(jié)果。 2）、優(yōu)勝者方法 ■ 只有與過程變差相關(guān)聯(lián)，才能使用測量系統(tǒng)分析對上 述基本問題的確定變得最有意義。測 量不確定度一般包含許多含量，其中一些分量可根據(jù)測量 到結(jié)果的統(tǒng)計分布進(jìn)行評定，并可用實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差表征， 其它分量只能根據(jù)經(jīng)驗或其它信息進(jìn)行評定。 — 常見的就是 “ 量具 RR” 是其中的一種型式 。 — 發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)有顯著的影響？例如溫 度、濕度等，以決定其使用的空間及環(huán)境 。 測量系統(tǒng)評定的兩個階段 ■ 第一階段（使用前）：明白該測量過程并確定該測量系統(tǒng)是否 滿足組織的需要。 ? 工作標(biāo)準(zhǔn)通常用來校準(zhǔn)在生產(chǎn)設(shè)備中建立的測量系統(tǒng)。因此它們有時也被稱為公司 標(biāo)準(zhǔn)，公司標(biāo)準(zhǔn)通常只由公司的計量部門而不是公司的生產(chǎn)部門保持和使用。 ? 因為通常第一級標(biāo)準(zhǔn)對日常使用來說太昂貴且容易損壞，所以一般以第二級標(biāo)準(zhǔn) 代替第一級標(biāo)準(zhǔn)。 ? 第一級標(biāo)準(zhǔn)用來直接連接擁有第一級標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)和 NIST的國家標(biāo)準(zhǔn)。 ? 為使第一級標(biāo)準(zhǔn)是合法的，測量結(jié)果必須由 NIST或一個經(jīng)認(rèn)可得替代機(jī)構(gòu)僅用 現(xiàn)行最佳的標(biāo)準(zhǔn)程序傳遞到第一級標(biāo)準(zhǔn)。 ? NIST的主要服務(wù)之一是把測量從它的標(biāo)準(zhǔn)傳遞到其它測量系統(tǒng)，其旨意是使其 它測量系統(tǒng)與 NIST產(chǎn)生的測量結(jié)果相一致。 ■ NIST：國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)局的簡稱，是美國的主要標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。這個國家標(biāo)準(zhǔn)通常為 NIST所擁 有。 標(biāo)準(zhǔn)的傳遞 國際標(biāo)準(zhǔn) 國際實驗室 國家標(biāo)準(zhǔn) 國家實驗室 地方標(biāo)準(zhǔn) 國家認(rèn)可的 校準(zhǔn)機(jī)構(gòu) 公司標(biāo)準(zhǔn) 企業(yè)的校準(zhǔn) 實 驗 室 測量結(jié)果 生產(chǎn)現(xiàn)場 檢測設(shè)備 制 造 廠 ■ 追溯性 ： 通過應(yīng)用連接標(biāo)準(zhǔn)等級體系的適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)程序，使單個測量結(jié) 果與國家標(biāo)準(zhǔn)或國家接受的測量系統(tǒng)相聯(lián)系。 數(shù)據(jù)分析和使用 ■ 用測量系統(tǒng)所收集的數(shù)據(jù)用于： — 控制過程 — 評估影響過程結(jié)果的變量及其相互關(guān)系 ■ 利用數(shù)據(jù)分析，增進(jìn)對測量系統(tǒng)中因果關(guān)系和對 過程的影響的了解。 計量型數(shù)據(jù)的質(zhì)量 — 均值與真值（基準(zhǔn)值）之差； — 方差大小。其它的例子如一些本來就可測量（即 可以作為計量型數(shù)據(jù)處理）只是其結(jié)果用簡單的 “ 是 /否 ” 的形式來記錄，例如：用通過 /不通過量具來檢驗一根軸的 直徑的可接受性，或一張圖樣上任何設(shè)計更改的出現(xiàn)，計數(shù) 型數(shù)據(jù)通常以不合格品或不合格的形式收集，它們通過 P、 np、 U和 C控制圖來分析。 ■ 計數(shù)型數(shù)據(jù)（ Attribute data） 可以用來記錄和分析的定性數(shù)據(jù)。例如：用毫米表示的軸 承軸頸直徑、用牛頓表示關(guān)門的力、用百分?jǐn)?shù)表示電解液的 濃度、用牛頓 如果存在變差的特殊原因，隨著時間 的推移，過程的輸出不穩(wěn)定。不可讓它存在，必須追查原 因，采取必要的行動和措施，使過程恢復(fù)正?？刂茽顟B(tài)，否則會造成 很大的損失。存在它的信號是：存在超過控制限的點或存在控 制限之內(nèi)的鏈或其它非隨機(jī)性的圖形。如果僅存在變差的普通原因，隨著 時間的推移，過程的輸出形成一個穩(wěn)定的分布并可預(yù)測。它是屬于控制狀態(tài)的變異。 2dR?????? ??????sxxniin121X 范圍 范圍 范圍 范圍 范圍 范圍 范圍 范圍 范圍 范圍 每件產(chǎn)品的尺寸與別的產(chǎn)品都不同 但它們形成一個模型，若穩(wěn)定，可以描述為一個分布 分布可以通過以下因素來加以區(qū)分 位置 分布寬度 形狀 或這些因素的組合 ■ 普通原因：造成變差的一個原因，它影響被研究過程輸出的所有單 值，在控制圖分析中，它表現(xiàn)為隨機(jī)過程變差的一部分。 ? 總變差：由普通原因和特殊原因共同造成的變差，用 244。 ? 固有變差：僅由普通原因造成的過程變差，由 244。 ■ 統(tǒng)計控制：描述一個過程的狀態(tài)，這個過程中所有的特殊原因變差都已排除， 并且僅只存在普通原因，即：觀察到的變差可歸咎于穩(wěn)定系統(tǒng)的普通原因； 在控制圖上表現(xiàn)為不存在超出控制限的點或在控制限范圍內(nèi)不存在非隨機(jī)性 的圖形。 5)、測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨被測項目的改變而變化。 3)、測量系統(tǒng)的變差性小于技術(shù)規(guī)范界限。 測量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性 1)、必須處于統(tǒng)計控制中，即測量系統(tǒng)中的變差只存在 變差的普通原因，而不存在變差的特殊原因。依次，過程的擁有者有監(jiān)控和控制測量過 程，以確保穩(wěn)定和正確的義務(wù)，這包括全部的測量系統(tǒng)分析觀點 — 量具的研究、程序、使用者及環(huán) 境，例如，正常操作條件。 ■ 設(shè)備僅是測量過程的一部分，過程的所有者必須知道如何正確使用這些設(shè)備及如何分析和解釋結(jié)果。管 理者必須提供資源以采購對于測量過程來說是充分且必要的設(shè)備。這就 意味著必須首先確定顧客和他們的需要。 什么是測量系統(tǒng)？ 四、測量系統(tǒng)分析（ MSA）的基本理論 測量 分析（測量值變差） 決定 （數(shù)據(jù)分析結(jié)果） 測量過程 測 量 值 人 設(shè)備 材料 方法 環(huán)境 需要控制的過程 操 作 輸 入 輸 出 ■ 測量和分析活動是一個過程 — 一個測量過程。測量系統(tǒng)分析（ MSA） 促進(jìn)了解和改進(jìn) (減少變差 )。測量系統(tǒng)的分辨率受測量儀器以及整個測量系統(tǒng)其它變差源 的影響。測量系統(tǒng)探測并如實顯示被測特性微小 變化的能力。 2 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(xué)關(guān)系的 一種計算。概率估計值范圍從 0（不可能事件）到 1（必然事件）。 2 零件間變差 ：由于測量不同零件產(chǎn)生的變差。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）。 2 評價人變差 ：在一個穩(wěn)定環(huán)境中應(yīng)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。 2 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）。定期重復(fù)評價與測量過程有關(guān)的不確定度以確 保持續(xù)保持所預(yù)計的準(zhǔn)確度是適宜的。要考慮在測量過程中所有重要的測量變差源 加上校準(zhǔn)、基準(zhǔn)、方法、環(huán)境及其它前面沒有考慮到的因素的重要 誤差。一些不確定度描述將通過長期、其它短期、 測量系統(tǒng)誤差而產(chǎn)生。其它重要的誤差源根據(jù)實際測量的情況來采用 這些方法。 在大多數(shù)情況下，按著本手冊完成的測量系統(tǒng)分析的方法可用來定 量確定不確定度的眾多來源。 ISO/IEC《 測量中不確定度指南 》 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)。乘以一個代表所希望的置信度 范圍的正態(tài)分布系統(tǒng)（ K）。 U ■ U是一個被測量對象和測量結(jié)果的 “ 擴(kuò)大不確定度 ” 術(shù)語。測量不確定度通常被描述為 一個雙向量 ，不確定度是測量可靠性的定量表達(dá)。 ■ 測量不確定度 是國際上用來描述一個測量值的質(zhì)量的術(shù)語。 不確定度是一個測量可靠性的量化表述。 不確定度 ：同測量結(jié)果有關(guān)的一個參數(shù)，代表數(shù)值的分散特性， 此數(shù)值歸結(jié)于被測體 (VIM)是合理的。這要依賴于這 些誤差被怎樣確定。 ■ 在測量量程內(nèi)的長期一致性和均勻性 (重復(fù)性誤差 )被包含在性能估計中。 “ 長期 ” 的意思可以是：幾個在時間 上的能力評估的平均；來自測量控制圖的長期平均誤差：校準(zhǔn)記錄評估或多種線 性研究；或來自在測量系統(tǒng)的壽命和量程方面的幾個 GRR研究的平均誤差。當(dāng)測量誤差互不相關(guān)時 (隨機(jī)的和獨立的 )，該合成變差 (方差 )的性能 表達(dá)式可以量化為： σ 2性能 = σ 2能力 + σ 2穩(wěn)定性 + σ 2一致性 ■ 此外，如同短期能力 — 樣，長期 性能 總是與規(guī)定的測量范圍 —— 條件、量程和時 間有關(guān)。 ■ 性能包括的長期誤差為以下幾部分： ● 能力 (短期誤差 )； ● 穩(wěn)定性和一致性。性能量化了 合成測量誤差 (隨機(jī)的和系統(tǒng)的 )的長期評估。當(dāng) (不正確 )的線性、均勻性或一致性在一定的量程范圍內(nèi)明顯變 化時，測量計劃者和分析者就只有兩種實際選擇： ? 報告對于整個規(guī)定的條件、范圍和測量系統(tǒng)量程的最大 (最壞的情況 ) 能力或 ? 對于規(guī)定的測量量程區(qū)間 (即低、中、較大量程 )確定和報告多種能力 評估。 測量范圍越長或測量系統(tǒng)越復(fù)雜 (如 CMM)，就越表明了在一定的量程范 圍內(nèi)或尺寸方面存在 (不正確 )的線性、均勻性和短期一致性的測量誤差。一個簡單的儀器，如 25mm測微計，在整個測量范圍內(nèi)使用典 型的，有技術(shù)的操作者，其重復(fù)性被期望是一致的和均勻的。一 個文件化的控制計劃可以達(dá)到這一目的。上面所說的 “ 短期 ” 的意思可以是：一系列測量循環(huán)期間的 能力；完成 GRR評價的時間：一個規(guī)定的生產(chǎn)期，或由校準(zhǔn)頻率表示的時 間。再次強(qiáng)調(diào)，這就是為什么誤差的模型 對于定義測量過程是如此重要的原因。當(dāng)測量誤差互不相關(guān)時 (隨機(jī)的和獨立的 )，合成變差 (方 差 )的能力表達(dá)可以量化為： σ 2能力 = σ 2偏倚（線性） + σ 2GRR ■ 對于理解和準(zhǔn)確應(yīng)用測量能力有兩個基本點： ● 首先，能力的估計總是與規(guī)定的測量范圍 —— 條件、量程和時間有關(guān)。 1系統(tǒng)變差：測量系統(tǒng)變差可以具有如下特征： 能力 :短期獲取讀數(shù)的變異性，對測量誤差 (隨機(jī)的和系統(tǒng)的 )合成變差的估計。 √ 整個正常操作范圍重復(fù)性的變化； √ 重復(fù)性的一致性。 均一性 ：指量具在整個工作量程內(nèi)變差的區(qū)別。 √ 重復(fù)性隨時間的變化程度； √ 一個一致的測量過程是考慮到寬度（變異性）下的統(tǒng)計受控。 一致性 ：隨時間得到測量變差的區(qū)別。 √ 最小的輸入產(chǎn)生可探測出的輸出信號； √ 在測量特性變化時測量系統(tǒng)的響應(yīng)； √ 由量具設(shè)計（分辨率）、固有質(zhì)量（ OEM）、使用中的維修及儀器和標(biāo) 準(zhǔn)操作條件確定； √ 總是以一個測量單位報告。靈敏度由量具設(shè)計 (分辨力 )、固有質(zhì)量 (OEM)、使用