【正文】 ；4）每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同方法——包括所有步驟——來(lái)獲得讀數(shù)。但是進(jìn)行研究的人應(yīng)知道正在檢查哪一零件，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)，即評(píng)價(jià)人A，零件1，第一次試驗(yàn)；評(píng)價(jià)人B，零件4，第二次試驗(yàn)等；2）在設(shè)備讀數(shù)中，讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字。為最大限度地減少誤導(dǎo)結(jié)果的可能性，應(yīng)采取下列步驟：1）測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序，以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。進(jìn)行研究的方式十分重要。由于每一零件將被測(cè)量若干次，必須對(duì)每一零件編號(hào)以便于識(shí)別；5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一。有時(shí)每一天取一個(gè)樣本，持續(xù)若干天。原因是量具研究評(píng)價(jià)所需的置信度；（b）零件結(jié)構(gòu)——大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)。有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個(gè)數(shù)字；2）評(píng)價(jià)人的數(shù)量，樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定。實(shí)施研究之前的典型準(zhǔn)備如下：1）先計(jì)劃將要使用的方法。一般地，斜率越低，量具線性越好；相反斜率越大，量具線性越差。我們可以從它得出它們之間是否有線性關(guān)系的結(jié)論，并且如果有，是否可接受。00偏倚＋＋＋－－極差表5 量具數(shù)據(jù)一覽表偏倚與基準(zhǔn)值之間的交點(diǎn)標(biāo)繪見(jiàn)圖12。零件偏倚由零件平均值減去零件基準(zhǔn)值計(jì)算得出。然后一位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量12次?；谠撨^(guò)程變差，在測(cè)量系統(tǒng)工作范圍內(nèi)選定五個(gè)零件。如果測(cè)量系統(tǒng)為非線性，查找這些可能原因：1）在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；2）最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差；3）磨損的儀器；4）儀器固有的設(shè)計(jì)特性。如果回歸線沒(méi)有很好的線性擬合，那么可能偏倚平均值與基準(zhǔn)值有非線性關(guān)系。系統(tǒng)的線性及線性百分率由回歸線斜率及零件過(guò)程變差（或公差）計(jì)算得出。如果線性圖顯示可用一根直線表示這些標(biāo)繪點(diǎn)，則偏倚與基準(zhǔn)值之間的最佳線性回歸直線表示這兩個(gè)參數(shù)之間的線性。在操作范圍內(nèi)選取的那些零件由一個(gè)或多個(gè)評(píng)價(jià)人測(cè)量，確定每一零件的觀察平均值，基準(zhǔn)值與觀察平均值之間的差值為偏倚，要確定各個(gè)被選零件的偏倚。至于穩(wěn)定性，建議分析技術(shù)可采用圖形，即帶最佳擬合直線的散點(diǎn)圖。最佳擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的直線的斜率乘以零件的過(guò)程變差（或公差）是代表量具線性的指數(shù)。R均值和極差法線性在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)選擇一些零件可確定線性。量具文件：連接件量具Ramp。R／TV］100＝［／］100＝％數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)＝［PV／Ramp。在正態(tài)曲線下99％范圍內(nèi)零件間零件變差＝PV＝＝總過(guò)程變差的標(biāo)準(zhǔn)偏差σt＝＝＝研究得出的總過(guò)程變差＝TV＝＝％Ramp。零件問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)偏差（σP）。根據(jù)樣本平均值，樣本平均值極差（RP）是通過(guò)最高（）減去最小（）計(jì)算得出。為計(jì)算表1中數(shù)據(jù)的零件變差，通過(guò)平均所有評(píng)價(jià)人對(duì)每一樣本的測(cè)量值來(lái)計(jì)算每一零件的樣本平均值。測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差（σm）測(cè)量系統(tǒng)變差或量具Ramp。注：本分析假定研究中使用的零件代表總的過(guò)程變差。本圖所用控制限值計(jì)算如下： 式中試驗(yàn)次數(shù)（3）用的（A2）系數(shù)（來(lái)自表3）。平均值代表零件變差及測(cè)量變差。因此，公差百分率，過(guò)程變差百分率，數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)是估計(jì)測(cè)量系統(tǒng)可接受性的不同量度。如果數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)為2，則數(shù)據(jù)可分為高和低兩組，這與計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)等同。如果數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)量少于2個(gè)，測(cè)量系統(tǒng)用于控制過(guò)程沒(méi)有任何意義。產(chǎn)品尺寸的分級(jí)（數(shù)據(jù)分級(jí)）數(shù)（可由圖6中數(shù)據(jù)可靠地得到），可以根據(jù)［］（PV／Ramp。R。通過(guò)測(cè)量研究計(jì)算得出的σt稱為研究變差標(biāo)準(zhǔn)偏差，由σt＝計(jì)算得出。與測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性與重復(fù)性相關(guān)的過(guò)程變差百分比一般稱為％Ramp。零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差（σP）估計(jì)為。零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差可由測(cè)量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或獨(dú)立的過(guò)程能力研究確定。一旦測(cè)量過(guò)程是一致的（極差圖受控），而且可檢測(cè)出零件間變差（均值圖的大部分點(diǎn)在控制限值外），那么可確定測(cè)量系統(tǒng)占過(guò)程變差的百分比。因此，圖表明測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量零件的相對(duì)能力。相反地，如果越多的平均值落在限值之外，并且評(píng)價(jià)人一致同意哪些零件與總平均值不相同，則該測(cè)量越有用。由于零件平均值的控制限值以重復(fù)性誤差為基礎(chǔ)，而不是零件間的變差，所以許多子組的平均值在限值以外。校正的評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ0＝＝零件間變差在均值控制圖中可看出零件間的變差。再現(xiàn)性＝＝由于量具變差影響了該估計(jì)值，必須通過(guò)減去重復(fù)性部分來(lái)校正。再現(xiàn)性示例根據(jù)表l所示數(shù)據(jù)，通過(guò)平均每位評(píng)價(jià)人獲得的所有樣品值來(lái)計(jì)算各位評(píng)價(jià)人平均值，確定評(píng)價(jià)人平均值的極差（R0）由最大減去最小值得出。再現(xiàn)性（假定2名評(píng)價(jià)人）。評(píng)價(jià)人的變異性或再現(xiàn)性可通過(guò)確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值，然后從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差（R0）來(lái)估計(jì)。考慮評(píng)價(jià)人變異性的一種方法是認(rèn)為變異性代表每位評(píng)價(jià)人造成的遞增偏倚。＝＝，％測(cè)量結(jié)果。如果所有評(píng)價(jià)人都有一些失控的極差，則測(cè)量系統(tǒng)對(duì)評(píng)價(jià)人的技術(shù)是敏感的，需要改進(jìn)以獲得有用數(shù)據(jù)。如同這里顯示的如果所有極差都受控，則所有評(píng)價(jià)人看起來(lái)“相同”。根據(jù)試驗(yàn)次數(shù)（3）得出的D3及D4因子（見(jiàn)表3）用來(lái)計(jì)算極差圖的控制限值。評(píng)價(jià)人1評(píng)價(jià)人2零件試驗(yàn)1234512345121722021721421621621621621622022162162162122192192162152122203216218216212220220220216212220均值極差表1 數(shù)據(jù)表通過(guò)計(jì)算每個(gè)子組的均值（）及極差（R）來(lái)分析數(shù)據(jù)。選擇兩名經(jīng)常進(jìn)行該測(cè)量的評(píng)價(jià)人參與研究。D2*，可從表2中查出。重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差（σe）的估計(jì)為，式中為重復(fù)測(cè)量的平均極差。唯一的例外是前面討論過(guò)的當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分辨力不足時(shí)出現(xiàn)的情況。如果極差圖失控，通常測(cè)量過(guò)程的一致性有問(wèn)題。由于儀器自身以及零件在儀器中位置變化導(dǎo)致的測(cè)量變差是重復(fù)性誤差的兩個(gè)一般原因。％。圖9 偏倚示例偏倚＝觀察平均值－基準(zhǔn)值偏倚＝－＝－偏倚占過(guò)程變差的百分比計(jì)算如下：偏倚％＝100［│偏倚│／過(guò)程變差］偏倚％＝100［／］＝％偏倚占公差百分比采用同樣方法計(jì)算，式中用公差代替過(guò)程變差。10次測(cè)量值如下所示。偏倚示例偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀測(cè)平均值之間的差值確定。如果需要一個(gè)指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過(guò)程變差（或公差），就把偏倚轉(zhuǎn)化為過(guò)程變差（或公差）的百分比。如果不可能按這種方法對(duì)所有樣件進(jìn)行測(cè)量，可采用下列替代的方法：1）在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量；2）讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少10次；3）計(jì)算讀數(shù)的平均值?；鶞?zhǔn)值從這些讀數(shù)中獲得，然后這些讀數(shù)要與量具Ramp。圖8 計(jì)量值控制圖（ 和 R）偏倚為了在過(guò)程范圍內(nèi)指定的位置確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚，得到一個(gè)零件可接受的基準(zhǔn)值是必要的。努力確定改變的原因，然后糾正。幾點(diǎn)附加說(shuō)明：1）如果使用σ控制圖，則可計(jì)算并相應(yīng)地確定控制限值。給定測(cè)量過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)為。如果認(rèn)為有必要繼續(xù)使用這三種定時(shí)裝置，改進(jìn)可集中在使定時(shí)裝置這些特性盡可能相似。如果對(duì)這三個(gè)定時(shí)裝置的每一個(gè)作出控制圖，可對(duì)它們進(jìn)行比較。控制圖（圖8）顯示只有一個(gè)樣本落在控制限外，但7周后的平均值顯示缺少變化。他沒(méi)有已知粘度值的標(biāo)準(zhǔn)，但他保持著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本。對(duì)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的理論的學(xué)習(xí)及實(shí)踐將提高使用者對(duì)控制圖的理解。改進(jìn)的一種形式可能是從過(guò)程中排除特殊原因，從而形成穩(wěn)定的測(cè)量過(guò)程。沒(méi)有必要計(jì)算測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性數(shù)值。在任一控制圖下，由于樣本容量及抽樣頻率中的問(wèn)題而可能出現(xiàn)失控的信號(hào)，所以仔細(xì)計(jì)劃控制圖技術(shù)很重要。設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)控制圖時(shí)必須謹(jǐn)慎，以確?；鶞?zhǔn)或參考基準(zhǔn)值抽樣時(shí)間不給最后結(jié)果帶來(lái)偏倚。例如，如果確信使用者在使用系統(tǒng)之前提供足夠的預(yù)熱時(shí)間，則應(yīng)預(yù)熱后才進(jìn)行抽樣。用于測(cè)量系統(tǒng)控制圖的樣本容量及抽樣頻率偽確定也應(yīng)依賴于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。還有可能由于基準(zhǔn)或基準(zhǔn)件變臟而出現(xiàn)失控信號(hào)。從這種分析中可以確定，例如，失控信號(hào)是需要校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)志。這些信號(hào)的出現(xiàn)及控制限外一點(diǎn)或多點(diǎn)都表明“失控”或不穩(wěn)定狀態(tài)。需要著重指出的是，使用控制圖時(shí)，我們不僅必須注意落在控制限以外的點(diǎn)，還應(yīng)注意其他特殊原因信號(hào)如趨勢(shì)和中心線附近的點(diǎn)?？刂茍D可提供方法來(lái)分離影響所有測(cè)量結(jié)果的原因產(chǎn)生的變差（普通原因變差）和特殊條件產(chǎn)生的變差（特殊原因變差）。過(guò)程改進(jìn)工具如因果圖、過(guò)程流程圖和過(guò)程模型，在確定這些因素中是有用的。當(dāng)評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)，必須考慮到系統(tǒng)使用壽命期間會(huì)遇到的預(yù)期環(huán)境、使用者、零件及方法。因腐蝕而產(chǎn)生變化的測(cè)量系統(tǒng)，不使用期間可能改變，但一經(jīng)清洗及正常使用可能是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定的。同樣地，隨著溫度的改變而波動(dòng)的系統(tǒng)在溫度變化期間可能不是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定的。因此，沒(méi)有專業(yè)知識(shí)，不可能確定用于穩(wěn)定性分析的時(shí)間表。如“短期穩(wěn)定性”及“長(zhǎng)期穩(wěn)定性”這樣的術(shù)語(yǔ)有時(shí)被指明作為測(cè)量系統(tǒng)分析方法的假設(shè)。這一結(jié)果不能用于預(yù)測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的將來(lái)性能。然而，諸如以上作為第l階段試驗(yàn)所述的那些情況就出現(xiàn)了：不可能評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)在各種條件下的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)，必須對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的可適用性做出決定。在不知測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，評(píng)價(jià)該系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性可能弊大于利。如果不了解一個(gè)測(cè)量過(guò)程控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)，則只有用重復(fù)性，再現(xiàn)性等的數(shù)字來(lái)描述研究中可得到的數(shù)據(jù)。雖然用數(shù)量來(lái)表示這些總的偏倚變化相當(dāng)簡(jiǎn)單，但直到能證明這兩種測(cè)量系統(tǒng)都達(dá)到統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性才這樣做，其原因在下列幾段中討論。從統(tǒng)計(jì)角度來(lái)講，他們是“同樣”地穩(wěn)定。一個(gè)是一般講的測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，即對(duì)于其給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件隨時(shí)間變化系統(tǒng)偏倚中的總變差量；另一個(gè)是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性，這是一個(gè)更常用的術(shù)語(yǔ)，不僅僅應(yīng)用于穩(wěn)定性，而且應(yīng)用于重復(fù)性、偏倚、一般過(guò)程等。因此為得到足夠分辨力，建議可視分辨率最多是總過(guò)程的6σ（標(biāo)準(zhǔn)偏差）的十分之一，而不是傳統(tǒng)的規(guī)則，即可視分辨率最多為公差范圍的十分之一。當(dāng)然這一問(wèn)題可以糾正，通過(guò)提高測(cè)量分辨率來(lái)改變測(cè)出于組內(nèi)變差的能力。如果極差圖顯示可能4個(gè)極差值在控制限值內(nèi)且超過(guò)四分之一以上的極差為零，則該測(cè)量也正是在分辨力不足情況下進(jìn)行的。不適合的分辨力可通過(guò)極差圖最好地顯示出來(lái)?？刂茍D（b）由于人為的嚴(yán)格限值好象是失控的。圖7包括從相同數(shù)據(jù)中得出的兩組控制圖。如果不能測(cè)定出過(guò)程的變差，這種分辨力用于分析是不可接受的，如果不能測(cè)定出特殊原因的變差，它用于控制也是不可接受的。如果測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有足夠的分辨力，它可能不是識(shí)別過(guò)程變差或定量表示單個(gè)零件特性值的合適系統(tǒng)。被測(cè)特性將根據(jù)測(cè)量值來(lái)分為不同的數(shù)據(jù)組。測(cè)量系統(tǒng)的分辨力選擇或分析測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，我們關(guān)心的是測(cè)量系統(tǒng)的分辨能力，即測(cè)量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測(cè)特性中極小變化的能力——也稱為分辨率。本節(jié)將討論這些技術(shù)以及包含在第四節(jié)的執(zhí)行指南。盡管可采用數(shù)值技術(shù)來(lái)確定測(cè)量系統(tǒng)的變差，但每個(gè)分析還應(yīng)包括圖形技術(shù)的應(yīng)用，在對(duì)特定的測(cè)量系統(tǒng)分析中，最有效的統(tǒng)計(jì)工具取決于預(yù)期的變差主要來(lái)源。2）寬度或范圍? 重復(fù)性；? 再現(xiàn)性。這種了解，可使我們能定量表示和傳遞特定的測(cè)量系統(tǒng)的局限性（見(jiàn)第1章第2節(jié)）。圖4 穩(wěn)定性線性線性是在量具預(yù)期的工作量程內(nèi)，偏倚值的差值。圖2 重復(fù)性再現(xiàn)性再現(xiàn)性是由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。因?yàn)椤癮ccuracy”在字面上有許多意思，用它替代“偏倚”是不可取的。基準(zhǔn)值，也稱為可接受的基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值，是充當(dāng)測(cè)量值的一個(gè)一致認(rèn)可的基準(zhǔn)，一個(gè)基準(zhǔn)值可以通過(guò)采用更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備（例如，計(jì)量實(shí)驗(yàn)室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備）進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值來(lái)確定。下列定義幫助描述與測(cè)量系統(tǒng)有關(guān)的誤差或變差類型，以便在其后的討論中清楚地理解各個(gè)術(shù)語(yǔ)，每種定義都給出了一個(gè)示意圖，它以圖形顯示各個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思。應(yīng)用這種研究可提供：1）接受新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則；2）一種測(cè)量設(shè)備與另一種的比較；3）評(píng)價(jià)懷疑有缺陷的量具的根據(jù)；4）維修前后測(cè)量設(shè)備的比較；5）計(jì)算過(guò)程變差所需的方法，以及生產(chǎn)過(guò)程的可接受性水平；6）作出量具特性曲線（GPC）的必要信息。測(cè)量系統(tǒng)研究的目的之一是獲得測(cè)量系統(tǒng)與環(huán)境交互作用時(shí)，該系統(tǒng)有關(guān)測(cè)量變差量和類型的信息。一個(gè)人也許沒(méi)有意識(shí)到測(cè)量系統(tǒng)中存在著影響單次測(cè)量結(jié)果的變差，它進(jìn)而又影響基于這些數(shù)據(jù)的結(jié)論。長(zhǎng)期存在的把測(cè)量誤差只作為公差范圍百分率來(lái)報(bào)告的傳統(tǒng)，是不能面臨未來(lái)重點(diǎn)在于持續(xù)過(guò)程改進(jìn)的市場(chǎng)挑戰(zhàn)。測(cè)量有關(guān)的問(wèn)題在評(píng)價(jià)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)需要確定三個(gè)基本問(wèn)題。因?yàn)檫@些程序集中在重復(fù)性、再現(xiàn)性、偏倚、穩(wěn)定性和線性這些統(tǒng)計(jì)特性上，所以它們對(duì)第2階段中進(jìn)行的大多數(shù)試驗(yàn)及第l階段中進(jìn)行的部分試驗(yàn)可能是合理的選擇方法。但是，通常評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)需要的改進(jìn)可能是相當(dāng)復(fù)雜的，只應(yīng)由對(duì)統(tǒng)計(jì)理論及實(shí)踐相當(dāng)精通的人來(lái)進(jìn)行。在某些情況下，唯一需要的改進(jìn)也許是采用標(biāo)準(zhǔn)的盲測(cè)，即試驗(yàn)中使用測(cè)量系統(tǒng)的方式就象實(shí)際正常使用期間一樣。這種情況會(huì)發(fā)生，例如：為獲得試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果就要比生產(chǎn)中正常使用該測(cè)量系統(tǒng)更仔細(xì)。通常，這些方法便于在生產(chǎn)環(huán)境中使用，而且，雖然他們是統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，但非統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域的人同樣可以使用。R”程序。第Ⅱ章測(cè)定測(cè)量系統(tǒng)的程序第一節(jié)引 言第Ⅱ章中介紹的程序廣泛用于整個(gè)汽車工業(yè)，以評(píng)價(jià)用于生產(chǎn)環(huán)境中