【正文】 變差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。這個規(guī)則是選擇量具期望的實(shí)際最低起點(diǎn)。為了測量的目的，相對于過程變差或規(guī)范控制限，測量的增量應(yīng)該很小。盡管每一個測量系統(tǒng)可能被要求有不同的統(tǒng)計特性，但是一些基本特性用于定義“好的”測量系統(tǒng)。管理者有責(zé)任識別對數(shù)據(jù)的最終使用最重要的統(tǒng)計特性，也有責(zé)任確保用那些特性作為選擇一個測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從這樣一臺機(jī)器上所得到的數(shù)據(jù)對分析一個制造過程可能是十分有用的。例如，對一個三座標(biāo)測量機(jī)（CMM）的某些應(yīng)用，最重要的統(tǒng)計特性是“小”的偏倚和方差。但是，確定一個測量系統(tǒng)質(zhì)量的正是其產(chǎn)生數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性。一個測量系統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常僅用其多次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性來確定。一個能產(chǎn)生理想測量結(jié)果的測量系統(tǒng)，應(yīng)具有零方差、零偏倚和對所測的任何產(chǎn)品錯誤分類為零概率的統(tǒng)計特性。測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性理想的測量系統(tǒng)在每次使用時，應(yīng)只產(chǎn)生“正確”的測量結(jié)果。因此管理者也必須提供清楚的操作定義和標(biāo)準(zhǔn)以及培訓(xùn)和支持。但是采購最好的或最新的測量技術(shù)未必能保證做出正確的生產(chǎn)過程控制決定。顧客，過程所有者，希望用最小的努力做出正確的決定。所有的過程控制管理，統(tǒng)計或邏輯技術(shù)均能應(yīng)用。因此這些量具經(jīng)常是不能被正確使用或完全不被使用。設(shè)備是主要關(guān)注點(diǎn)——特性越“重要”，量具越昂貴。這種檢查行為本身就是過程。這種活動，通常稱為檢驗(yàn)，暖和適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和測量裝置，檢查過程參數(shù)，過程中零件，已裝配的子系統(tǒng)，或者是已完成的成品的活動。PFMEA的結(jié)果轉(zhuǎn)移至控制計劃。 過程在做什么規(guī)范和工程要求規(guī)定過程應(yīng)該做什么。 過程應(yīng)該做什么這種方法沒有介紹。然而，通過使用一個基于被很好地規(guī)定了特性操作定義的“基準(zhǔn)”值，使用較高級別分辨率的測量系統(tǒng)的結(jié)果，且可溯源到NIST，可以使不確定度減少。測量過程的目標(biāo)是零件的“真”值，希望任何單獨(dú)讀數(shù)都盡可能地接近這一數(shù)值（經(jīng)濟(jì)地）。并不是所有組織在其設(shè)施內(nèi)都有講師或量具實(shí)驗(yàn)室，需要依靠外界的商業(yè)/獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室提供溯源性的校準(zhǔn)或測量服務(wù)。這種連接或比較鏈最終達(dá)到工廠，然后提供測量溯源性的基礎(chǔ)。NMI與不同的國家實(shí)驗(yàn)室、量具供應(yīng)商、精密制造公司等緊密合作，以確保他們參考標(biāo)準(zhǔn)正確校準(zhǔn)，并直接溯源到由NMI擁有的標(biāo)準(zhǔn)。與這些“認(rèn)同的標(biāo)準(zhǔn)”相關(guān)的返回到NMI溯源性可能不總是理解得很清楚，因此最終測量可溯源到滿足顧客需求是很關(guān)鍵的?！钡湫偷臏y量溯源性是通過可返回到NMI的比較鏈建立的。這為減少重新試驗(yàn)、拒收好的產(chǎn)品、接收壞的產(chǎn)品提供了幫助。溯源性在商品和服務(wù)貿(mào)易中溯源性是一個重要概念。有一點(diǎn)應(yīng)該注意，這些NMI的能力不同，并不是所有類型的測量是在定期的基礎(chǔ)上進(jìn)行比對，所以存在著差異。美國NIST與其他國家的NMI機(jī)構(gòu)合作，以確保在一個國家的測量與其它國家相同。NIST直接對許多類型的工業(yè)提供服務(wù)，但主要是那些需要最高水平準(zhǔn)確度的產(chǎn)品以及與之相配的生產(chǎn)過程中進(jìn)行精密測量的工業(yè)。NIST以前稱為國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS），是美國計量學(xué)最高水平的權(quán)力機(jī)構(gòu)。 不確定度√ 關(guān)于測量值的數(shù)值估計范圍，相信真值包括在此范圍內(nèi)測量系統(tǒng)必須穩(wěn)定和一致測量系統(tǒng)總變差的所有特性均假設(shè)系統(tǒng)是穩(wěn)定和一致的。 能力√ 短期獲取讀數(shù)的變異性 一致性√ 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 測量系統(tǒng)性能√ 測量系統(tǒng)變差的長期評估（長期控制圖法）R√ 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性合成的評估√ 測量系統(tǒng)能力：依據(jù)使用的方法，可能包括或不包括時間影響 再現(xiàn)性√ 由不同的評價人使用同一個量具，測量一個零件的一個特性時產(chǎn)生的測量平均值的變差√ 對于產(chǎn)品和過程條件，可能是評價人、環(huán)境（時間）或方法的誤差√ √ 系統(tǒng)間（條件）變差√ ASTM E45696包括重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境及評價人影響 精密度√ 重復(fù)讀數(shù)彼此之間“接近度”√ 測量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差分量 穩(wěn)定性√ 偏倚隨時間的變化√ 一個穩(wěn)定的測量過程是關(guān)于位置的統(tǒng)計受控√ 別名：漂移 準(zhǔn)確度√“接近”真值或可接受的基準(zhǔn)值√ASTM包括位置和寬度誤差的影響 基準(zhǔn)值√ 人為規(guī)定的可接受值√ 需要一個可操作的定義√ 作為真值的代替 分辨力、可讀性、分辨率√ 別名：最小的讀數(shù)的單位、測量分辨率、刻度限度或探測限度√ 由設(shè)計決定的固有特性√ 測量或儀器輸出的最小刻度單位√ 總是以測量單位報告√ 1：10經(jīng)驗(yàn)法則 基準(zhǔn)值一個標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是一個可操作的定義：由供應(yīng)商或顧客應(yīng)用時，在昨天、今天和明天都具有同樣的含義，產(chǎn)生同樣的結(jié)果。 用于接受的準(zhǔn)則術(shù)語總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)定義，一個測量過程可以看成是一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)值（數(shù)據(jù)）作為輸出。量具：任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來特指用在車間的裝置；包括通過/不通過裝置。（1963）首次提出。本節(jié)提供了本手冊中使用的這些術(shù)語。測量系統(tǒng)分析方法需要顧客批準(zhǔn)，本手冊沒有覆蓋。許多分析對于其它形式的測量系統(tǒng)也是很有用的，并且該手冊的確包含了參考意見和建議。本手冊不打算作為所有測量系統(tǒng)分析的匯編。目 的本手冊的目的是為評定測量系統(tǒng)的質(zhì)量提供指南。管理一個測量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和控制變壓器差。如果交互作用產(chǎn)生太大的變差，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量可能會很低以至于數(shù)據(jù)沒有用處。一組測量的變差大多是由于測量系統(tǒng)和它的環(huán)境之間的交互作用造成的。所謂偏倚的特性，是指數(shù)據(jù)相對基準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)）值的位置，而所謂方差的特性，是指數(shù)據(jù)的分布。如果這些測量數(shù)據(jù)與這一特性的標(biāo)準(zhǔn)值都很“接近”，那么可以說這些測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量“高”，類似地，如果一些或全部測量數(shù)據(jù)“遠(yuǎn)離”標(biāo)準(zhǔn)值，那么可以說這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量“低”。測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量測量數(shù)據(jù)質(zhì)量由在穩(wěn)定條件下運(yùn)行的某一測量系統(tǒng)得到的多次測量結(jié)果的統(tǒng)計特性確定。類似地，測量數(shù)據(jù)質(zhì)量高，這一方法的收益也很可能高。應(yīng)用以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的方法的收益，很大程度上決定于用測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。通常，分析研究是增加對有關(guān)影響過程的各種原因的系統(tǒng)知識。這種可能的關(guān)系可以通過采用所謂回歸分析的統(tǒng)計方法來研究，即比較關(guān)鍵尺寸的測量值和注射材料的溫度測量值。測量數(shù)據(jù)另一個用處是確定在兩個或更多變量之間是否存在重要關(guān)系。第一章通用測量系統(tǒng)指南第一章——第一節(jié)引言、目的和術(shù)語引 言測量數(shù)據(jù)的使用比以前更頻繁、更廣泛。例如，現(xiàn)在普遍依據(jù)測量數(shù)據(jù)來決定是否調(diào)整制造過程，把測量數(shù)據(jù)或由它們計算出的一些統(tǒng)計量，與這一過程的統(tǒng)計控制限值相比較，如果比較結(jié)果表明這一過程統(tǒng)計失控，那么要做某種調(diào)整，否則，這一過程就允許運(yùn)行而勿須調(diào)整。例如，可能懷疑注塑塑料件上的一個關(guān)鍵尺寸和注射材料的溫度有關(guān)。探索象這類關(guān)系的研究，是戴明博士稱為分析研究的事例。各種分析研究是測量數(shù)據(jù)的最重要應(yīng)用之一，因?yàn)檫@些分析研究最終導(dǎo)致更好地理解各種過程。如果測量數(shù)據(jù)質(zhì)量低，則這種方法的收益很可能低。為了確保應(yīng)用測量數(shù)據(jù)所得的收益大于獲得它們所花的費(fèi)用，就必須把注意力集中在數(shù)據(jù)的質(zhì)量上。例如，假定用在穩(wěn)定條件下運(yùn)行的某測量系統(tǒng)，得到某一特性的多次測量數(shù)據(jù)。表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計特性是測量系統(tǒng)的偏倚和方差。低質(zhì)量數(shù)據(jù)最通常的原因之一是數(shù)據(jù)變差太大。例如，測量某容器內(nèi)流體的容積，使用測量系統(tǒng)可能對它周圍的環(huán)境溫度敏感，在這種情況下，數(shù)據(jù)的變差可能由于其體積的變化或周圍溫度的變化，使得解釋這些數(shù)據(jù)很困難，因此這一測量系統(tǒng)是不理想的。例如，一具具有大量變差的測量系統(tǒng)，在分析制造過程中使用是不適合的，因?yàn)闇y量系統(tǒng)變差可能會掩蓋制造過程的變差。這就是說，應(yīng)著重研究掌握環(huán)境對測量系統(tǒng)的影響，以使測量系統(tǒng)產(chǎn)生可接受的數(shù)據(jù)。盡管這些指南足以用于任何測量系統(tǒng)，但希望它們主要用于工業(yè)界的測量系統(tǒng)。它主要關(guān)注的是對每個零件能重復(fù)讀數(shù)的測量系統(tǒng)。對更復(fù)雜或不常見的情況在此沒有討論，建議咨詢有統(tǒng)計能力的資源。術(shù) 語不建立一套涉及通用統(tǒng)計特性和測量系統(tǒng)相關(guān)要素的術(shù)語，對測量系統(tǒng)分析的討論會使人迷惑或誤解。在本手冊使用以下術(shù)語：測量定義為賦值（或數(shù)）給具體事物以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。賦值過程定義為測量過程，而賦予的值定義為測量值。測量系統(tǒng)：是用來對被測特定量測量或定性評價的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。這樣看待測量系統(tǒng)是有用的，因?yàn)檫@可以使我們運(yùn)用那么早已在統(tǒng)計過程控制領(lǐng)域證明了有效的所有概念、原理和工具。 用于比較的可接受的基準(zhǔn) 已知數(shù)值，在表明的不確定度界限內(nèi)，作為真值被接受基本的設(shè)備 有效分辨率√ 對于一個特定的應(yīng)用，測量系統(tǒng)對過程變差的靈敏性√ 產(chǎn)生有用的測量輸出信號的最小輸入值√ 總是以一個測量單位報告 真值√ 物品的實(shí)際值√ 未知的和不可知的位置變差 偏倚√測量的觀測平均值和基準(zhǔn)值之間的差異√測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量 線性√ 整個正常操作范圍的偏倚改變√ 整個操作范圍的多個并且獨(dú)立的偏倚誤差的相互關(guān)系√ 測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量寬度變差 重復(fù)性√ 由一位評價人多次使用一種測量儀器，測量同一零件的同一特性時獲得的測量變差√ 在固定和規(guī)定的測量條件下連續(xù)（短期）試驗(yàn)變差√ √ 儀器（量具）的能力或潛能√ 系統(tǒng)內(nèi)變差 GRR或量Ramp。 測量系統(tǒng)能力√ 測量系統(tǒng)變差的短期評估（例如“GRR”包括圖形） 靈敏度√ 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)的操作條件確定√ 總是以一個測量單位報告 均一性√ 整個正常操作范圍重復(fù)性的變化√ 重復(fù)性的一致性√ 系統(tǒng)變差√ 測量系統(tǒng)變差可以具有如下特征： 性能√ 長期獲取讀數(shù)的變異性√ 以總變差為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和溯源性國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）是美國的主要國家測量研究院（NMI），在美國商務(wù)部領(lǐng)導(dǎo)下提供服務(wù)。NIST的主要責(zé)任是提供測量服務(wù)和負(fù)責(zé)測量標(biāo)準(zhǔn)，幫助美國工業(yè)進(jìn)行可溯源的測量，最終幫助產(chǎn)品和服務(wù)貿(mào)易。國家測量研究院世界范圍內(nèi)大多數(shù)工業(yè)化國家都擁有自己的NMI和與NIST相近的機(jī)構(gòu)，他們?yōu)楦髯試姨峁└咚降挠嬃繕?biāo)準(zhǔn)或測量服務(wù)。這通常是通過多邊認(rèn)可協(xié)議（MRAs），在NMI之間進(jìn)行國際實(shí)驗(yàn)室比對完成的。這就是為什么需要了解哪國的測量是溯源的以及是怎樣溯源的是很重要的。溯源到相同或相近的標(biāo)準(zhǔn)的測量比那些沒有溯源性的測量更容易被認(rèn)同。溯源性在ISO計量學(xué)基本和通用術(shù)語（VIM）中的定義是：“測量的特性或標(biāo)準(zhǔn)值，此標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定的其準(zhǔn)，通常是國家或國際標(biāo)準(zhǔn)，通過全部規(guī)定了不確定度的不間斷的比較鏈相聯(lián)系。但在工業(yè)中的許多情況下，測量的溯源性可能與返回到一致同意的基準(zhǔn)值或顧客與供應(yīng)商之間“認(rèn)同的標(biāo)準(zhǔn)”有聯(lián)系。隨著測量技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)中精密測量系統(tǒng)的使用，在哪里溯源以及怎樣溯源的定義是一個斷發(fā)展的概念。這些政府的或私人的工業(yè)組織然后使用他們的標(biāo)準(zhǔn)為他們客戶的計量、量具實(shí)驗(yàn)室、校準(zhǔn)工作、或其他私人標(biāo)準(zhǔn)提供校準(zhǔn)和測量服務(wù)。通過這個不間斷的測量鏈又連接返回到NIST的測量稱為溯源到NIST。這是一種達(dá)到溯源到NIST的可接受的且適當(dāng)?shù)姆椒?，只要商業(yè)/獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室的能力能夠通過如實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可等過程得到保證。遺憾的是真值永遠(yuǎn)也不可能知道是肯定的。因?yàn)槭褂没鶞?zhǔn)作為真值的替代，這些術(shù)語通?；Q使用。第一章——第二節(jié)測量過程為了有效地控制任何過程變差，需要了解： 什么能導(dǎo)致錯誤過程失效模式及后果分析（PFMEA）是用來確定與潛在過程失效相關(guān)的風(fēng)險，并在這些失效出現(xiàn)前提出糾正措施。通過評價過程結(jié)果或參數(shù)，可以獲得過程正在做什么的知識。這種活動能使觀測者確定或否認(rèn)過程是以穩(wěn)定的方式操作并具有對顧客規(guī)定的目標(biāo)而言可接受的變差這一前提。遺憾的是，工業(yè)界傳統(tǒng)上視測量和分析活動為“黑盒子”。對儀器的有效性，與過程和環(huán)境的相容性，儀器的實(shí)用性很少有疑問。測量和分析活動是一個過程——一個測量過程。這就意味著必須首先確定顧客和他們的需要。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。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)備及如何分析解釋結(jié)果。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(diǎn)——量具的研究、程序、使用者及環(huán)境，例如，正常操作條件。每次測量結(jié)果總應(yīng)該與一個標(biāo)準(zhǔn)相一致。遺憾的是，具有這樣理想統(tǒng)計特性的測量系統(tǒng)幾乎不存在，因此過程管理者必須采用具有不太理想統(tǒng)計特性的測量系統(tǒng)。其它特性，如成本，使用的容易程度等對一個測量系統(tǒng)總體理想性的貢獻(xiàn)也很重要。在某一用途中最重要的統(tǒng)計特性在另一種用途中不一定是最重要的。一個具有這些特性的CMM將產(chǎn)生與證明過的、可溯源的標(biāo)準(zhǔn)值“很近”的測量結(jié)果。但是，不管其偏倚和方差多么“小”，使用一臺CMM機(jī)的測量系統(tǒng)可能不能夠用于在好的或壞的產(chǎn)品中的分辨接收工作，由于測量系統(tǒng)中其他要素帶來了其他變差源。為了完成這些，需要有關(guān)統(tǒng)計特性的可操作的定義，以及測量它們的可接受的方法。它們包括：1） 足夠的分辨率和靈敏度。通常所知的十進(jìn)位或101法則，表明儀器的分辨率應(yīng)把公差（過程變差）分為十份或更多。2） 測量系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)計受控制的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性且最好由圖形法評價。依據(jù)特性的公差評價測量系統(tǒng)。根據(jù)6σ過程變差和/或來自MSA研究的總變差評價測量系統(tǒng)。如果是這樣，則測量系統(tǒng)最大的（最壞）變差應(yīng)小于過程變差和規(guī)范控制限兩者中的較小者。這些變差源由普通原因和特殊原因造成。有多種不同的方法可以對這些變差源表述和分類，如因果圖、故障樹圖等，但本指南將關(guān)注的是測量系統(tǒng)的主要要素。、工件、儀器、人、程序和環(huán)境。要求理解影響這六個方面的因素，由此可以控制或排除這些因素。測量系統(tǒng)變變異性的影響由于測量系統(tǒng)可以受多種變差源的影響，因此相同零件的重復(fù)讀數(shù)也不產(chǎn)生相同或同樣的結(jié)果。不同的