【正文】 ；4）每一位評價人應(yīng)采用相同方法——包括所有步驟——來獲得讀數(shù)。但是進行研究的人應(yīng)知道正在檢查哪一零件，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)，即評價人A，零件1，第一次試驗；評價人B，零件4，第二次試驗等；2）在設(shè)備讀數(shù)中，讀數(shù)應(yīng)估計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）測量應(yīng)按照隨機順序，以確保整個研究過程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機分布。進行研究的方式十分重要。由于每一零件將被測量若干次，必須對每一零件編號以便于識別；5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過程變差的十分之一。有時每一天取一個樣本，持續(xù)若干天。原因是量具研究評價所需的置信度；（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。有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字；2）評價人的數(shù)量，樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定。實施研究之前的典型準備如下：1）先計劃將要使用的方法。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)一覽表偏倚與基準值之間的交點標繪見圖12。零件偏倚由零件平均值減去零件基準值計算得出。然后一位評價人對每個零件測量12次?；谠撨^程變差，在測量系統(tǒng)工作范圍內(nèi)選定五個零件。如果測量系統(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)儀器沒有正確校準；2）最小或最大值校準量具的誤差；3）磨損的儀器；4）儀器固有的設(shè)計特性。如果回歸線沒有很好的線性擬合，那么可能偏倚平均值與基準值有非線性關(guān)系。系統(tǒng)的線性及線性百分率由回歸線斜率及零件過程變差（或公差）計算得出。如果線性圖顯示可用一根直線表示這些標繪點，則偏倚與基準值之間的最佳線性回歸直線表示這兩個參數(shù)之間的線性。在操作范圍內(nèi)選取的那些零件由一個或多個評價人測量，確定每一零件的觀察平均值，基準值與觀察平均值之間的差值為偏倚，要確定各個被選零件的偏倚。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圖。最佳擬合偏倚平均值與基準值的直線的斜率乘以零件的過程變差（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量儀器的工作范圍內(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＝＝總過程變差的標準偏差σt＝＝＝研究得出的總過程變差＝TV＝＝％Ramp。零件問標準偏差（σP）。根據(jù)樣本平均值，樣本平均值極差（RP）是通過最高（）減去最?。ǎ┯嬎愕贸?。為計算表1中數(shù)據(jù)的零件變差，通過平均所有評價人對每一樣本的測量值來計算每一零件的樣本平均值。測量系統(tǒng)標準偏差（σm）測量系統(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程變差。本圖所用控制限值計算如下： 式中試驗次數(shù)（3）用的（A2）系數(shù)（來自表3）。平均值代表零件變差及測量變差。因此，公差百分率，過程變差百分率，數(shù)據(jù)分級數(shù)是估計測量系統(tǒng)可接受性的不同量度。如果數(shù)據(jù)分級數(shù)為2，則數(shù)據(jù)可分為高和低兩組，這與計數(shù)型數(shù)據(jù)等同。如果數(shù)據(jù)分級數(shù)量少于2個，測量系統(tǒng)用于控制過程沒有任何意義。產(chǎn)品尺寸的分級（數(shù)據(jù)分級）數(shù)（可由圖6中數(shù)據(jù)可靠地得到），可以根據(jù)［］（PV／Ramp。R。通過測量研究計算得出的σt稱為研究變差標準偏差，由σt＝計算得出。與測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性與重復(fù)性相關(guān)的過程變差百分比一般稱為％Ramp。零件間標準偏差（σP）估計為。零件間標準偏差可由測量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或獨立的過程能力研究確定。一旦測量過程是一致的（極差圖受控），而且可檢測出零件間變差（均值圖的大部分點在控制限值外），那么可確定測量系統(tǒng)占過程變差的百分比。因此，圖表明測量系統(tǒng)測量零件的相對能力。相反地，如果越多的平均值落在限值之外，并且評價人一致同意哪些零件與總平均值不相同，則該測量越有用。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。校正的評價人標準偏差 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值，必須通過減去重復(fù)性部分來校正。再現(xiàn)性示例根據(jù)表l所示數(shù)據(jù)，通過平均每位評價人獲得的所有樣品值來計算各位評價人平均值，確定評價人平均值的極差（R0）由最大減去最小值得出。再現(xiàn)性（假定2名評價人）。評價人的變異性或再現(xiàn)性可通過確定每一評價人所有平均值，然后從評價人最大平均值減去最小的得到極差（R0）來估計?？紤]評價人變異性的一種方法是認為變異性代表每位評價人造成的遞增偏倚。＝＝，％測量結(jié)果。如果所有評價人都有一些失控的極差，則測量系統(tǒng)對評價人的技術(shù)是敏感的，需要改進以獲得有用數(shù)據(jù)。如同這里顯示的如果所有極差都受控，則所有評價人看起來“相同”。根據(jù)試驗次數(shù)（3）得出的D3及D4因子（見表3）用來計算極差圖的控制限值。評價人1評價人2零件試驗1234512345121722021721421621621621621622022162162162122192192162152122203216218216212220220220216212220均值極差表1 數(shù)據(jù)表通過計算每個子組的均值（）及極差（R）來分析數(shù)據(jù)。選擇兩名經(jīng)常進行該測量的評價人參與研究。D2*，可從表2中查出。重復(fù)性標準偏差或儀器變差（σe）的估計為，式中為重復(fù)測量的平均極差。唯一的例外是前面討論過的當(dāng)測量系統(tǒng)分辨力不足時出現(xiàn)的情況。如果極差圖失控，通常測量過程的一致性有問題。由于儀器自身以及零件在儀器中位置變化導(dǎo)致的測量變差是重復(fù)性誤差的兩個一般原因。％。圖9 偏倚示例偏倚＝觀察平均值－基準值偏倚＝－＝－偏倚占過程變差的百分比計算如下：偏倚％＝100［│偏倚│／過程變差］偏倚％＝100［／］＝％偏倚占公差百分比采用同樣方法計算，式中用公差代替過程變差。10次測量值如下所示。偏倚示例偏倚由基準值與測量觀測平均值之間的差值確定。如果需要一個指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過程變差（或公差），就把偏倚轉(zhuǎn)化為過程變差（或公差）的百分比。如果不可能按這種方法對所有樣件進行測量，可采用下列替代的方法：1）在工具室或全尺寸檢驗設(shè)備上對一個基準件進行精密測量；2）讓一位評價人用正被評價的量具測量同一零件至少10次；3）計算讀數(shù)的平均值?；鶞手祻倪@些讀數(shù)中獲得，然后這些讀數(shù)要與量具Ramp。圖8 計量值控制圖（ 和 R）偏倚為了在過程范圍內(nèi)指定的位置確定測量系統(tǒng)的偏倚，得到一個零件可接受的基準值是必要的。努力確定改變的原因，然后糾正。幾點附加說明：1）如果使用σ控制圖，則可計算并相應(yīng)地確定控制限值。給定測量過程標準偏差估計為。如果認為有必要繼續(xù)使用這三種定時裝置，改進可集中在使定時裝置這些特性盡可能相似。如果對這三個定時裝置的每一個作出控制圖，可對它們進行比較。控制圖（圖8）顯示只有一個樣本落在控制限外，但7周后的平均值顯示缺少變化。他沒有已知粘度值的標準，但他保持著一個標準樣本。對統(tǒng)計過程控制的理論的學(xué)習(xí)及實踐將提高使用者對控制圖的理解。改進的一種形式可能是從過程中排除特殊原因，從而形成穩(wěn)定的測量過程。沒有必要計算測量系統(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題而可能出現(xiàn)失控的信號，所以仔細計劃控制圖技術(shù)很重要。設(shè)計測量系統(tǒng)控制圖時必須謹慎，以確?；鶞驶騾⒖蓟鶞手党闃訒r間不給最后結(jié)果帶來偏倚。例如，如果確信使用者在使用系統(tǒng)之前提供足夠的預(yù)熱時間，則應(yīng)預(yù)熱后才進行抽樣。用于測量系統(tǒng)控制圖的樣本容量及抽樣頻率偽確定也應(yīng)依賴于對測量系統(tǒng)的了解。還有可能由于基準或基準件變臟而出現(xiàn)失控信號。從這種分析中可以確定，例如，失控信號是需要校準測量系統(tǒng)的標志。這些信號的出現(xiàn)及控制限外一點或多點都表明“失控”或不穩(wěn)定狀態(tài)。需要著重指出的是，使用控制圖時，我們不僅必須注意落在控制限以外的點，還應(yīng)注意其他特殊原因信號如趨勢和中心線附近的點?？刂茍D可提供方法來分離影響所有測量結(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）。過程改進工具如因果圖、過程流程圖和過程模型，在確定這些因素中是有用的。當(dāng)評價測量系統(tǒng)的統(tǒng)計穩(wěn)定性時，必須考慮到系統(tǒng)使用壽命期間會遇到的預(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)計穩(wěn)定的。同樣地，隨著溫度的改變而波動的系統(tǒng)在溫度變化期間可能不是統(tǒng)計穩(wěn)定的。因此，沒有專業(yè)知識，不可能確定用于穩(wěn)定性分析的時間表。如“短期穩(wěn)定性”及“長期穩(wěn)定性”這樣的術(shù)語有時被指明作為測量系統(tǒng)分析方法的假設(shè)。這一結(jié)果不能用于預(yù)測測量系統(tǒng)的將來性能。然而，諸如以上作為第l階段試驗所述的那些情況就出現(xiàn)了：不可能評定測量系統(tǒng)在各種條件下的統(tǒng)計穩(wěn)定性時，必須對測量系統(tǒng)的可適用性做出決定。在不知測量系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)時，評價該系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性可能弊大于利。如果不了解一個測量過程控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)，則只有用重復(fù)性，再現(xiàn)性等的數(shù)字來描述研究中可得到的數(shù)據(jù)。雖然用數(shù)量來表示這些總的偏倚變化相當(dāng)簡單，但直到能證明這兩種測量系統(tǒng)都達到統(tǒng)計穩(wěn)定性才這樣做，其原因在下列幾段中討論。從統(tǒng)計角度來講，他們是“同樣”地穩(wěn)定。一個是一般講的測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，即對于其給定零件或標準零件隨時間變化系統(tǒng)偏倚中的總變差量；另一個是統(tǒng)計穩(wěn)定性，這是一個更常用的術(shù)語，不僅僅應(yīng)用于穩(wěn)定性，而且應(yīng)用于重復(fù)性、偏倚、一般過程等。因此為得到足夠分辨力，建議可視分辨率最多是總過程的6σ（標準偏差）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)然這一問題可以糾正，通過提高測量分辨率來改變測出于組內(nèi)變差的能力。如果極差圖顯示可能4個極差值在控制限值內(nèi)且超過四分之一以上的極差為零，則該測量也正是在分辨力不足情況下進行的。不適合的分辨力可通過極差圖最好地顯示出來?？刂茍D（b）由于人為的嚴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。如果不能測定出過程的變差，這種分辨力用于分析是不可接受的，如果不能測定出特殊原因的變差，它用于控制也是不可接受的。如果測量系統(tǒng)沒有足夠的分辨力，它可能不是識別過程變差或定量表示單個零件特性值的合適系統(tǒng)。被測特性將根據(jù)測量值來分為不同的數(shù)據(jù)組。測量系統(tǒng)的分辨力選擇或分析測量系統(tǒng)時，我們關(guān)心的是測量系統(tǒng)的分辨能力，即測量系統(tǒng)檢出并如實指示被測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)來確定測量系統(tǒng)的變差，但每個分析還應(yīng)包括圖形技術(shù)的應(yīng)用，在對特定的測量系統(tǒng)分析中，最有效的統(tǒng)計工具取決于預(yù)期的變差主要來源。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量系統(tǒng)的局限性（見第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)性是由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的變差。因為“accuracy”在字面上有許多意思，用它替代“偏倚”是不可取的?；鶞手?，也稱為可接受的基準值或標準值，是充當(dāng)測量值的一個一致認可的基準，一個基準值可以通過采用更高級別的測量設(shè)備（例如，計量實驗室或全尺寸檢驗設(shè)備）進行多次測量，取其平均值來確定。下列定義幫助描述與測量系統(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術(shù)語，每種定義都給出了一個示意圖，它以圖形顯示各個術(shù)語的意思。應(yīng)用這種研究可提供：1）接受新測量設(shè)備的準則；2）一種測量設(shè)備與另一種的比較；3）評價懷疑有缺陷的量具的根據(jù)；4）維修前后測量設(shè)備的比較；5）計算過程變差所需的方法，以及生產(chǎn)過程的可接受性水平；6）作出量具特性曲線（GPC）的必要信息。測量系統(tǒng)研究的目的之一是獲得測量系統(tǒng)與環(huán)境交互作用時，該系統(tǒng)有關(guān)測量變差量和類型的信息。一個人也許沒有意識到測量系統(tǒng)中存在著影響單次測量結(jié)果的變差，它進而又影響基于這些數(shù)據(jù)的結(jié)論。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)，是不能面臨未來重點在于持續(xù)過程改進的市場挑戰(zhàn)。測量有關(guān)的問題在評價一個測量系統(tǒng)時需要確定三個基本問題。因為這些程序集中在重復(fù)性、再現(xiàn)性、偏倚、穩(wěn)定性和線性這些統(tǒng)計特性上，所以它們對第2階段中進行的大多數(shù)試驗及第l階段中進行的部分試驗可能是合理的選擇方法。但是，通常評價整個測量系統(tǒng)需要的改進可能是相當(dāng)復(fù)雜的，只應(yīng)由對統(tǒng)計理論及實踐相當(dāng)精通的人來進行。在某些情況下，唯一需要的改進也許是采用標準的盲測，即試驗中使用測量系統(tǒng)的方式就象實際正常使用期間一樣。這種情況會發(fā)生，例如：為獲得試驗測量結(jié)果就要比生產(chǎn)中正常使用該測量系統(tǒng)更仔細。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)計學(xué)方法，但非統(tǒng)計學(xué)領(lǐng)域的人同樣可以使用。R”程序。第Ⅱ章測定測量系統(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汽車工業(yè)，以評價用于生產(chǎn)環(huán)境中