【正文】 多數(shù)情況下，按著本手冊完成的測量系統(tǒng)分析方法可以用來定量確定測量不確定度的眾多來源。 MSA促進了解和改進 (減少變差 )。455. 不確定度和測量誤差區(qū)別測量值概率分布曲線均值?+3??+3? ?真值1測量誤差不確定度范圍46普通工作計量器具國際基準(zhǔn)或物理定義國家基準(zhǔn)副基準(zhǔn)國家法制計量工作部門工作標(biāo)準(zhǔn)器計量校準(zhǔn)實驗室工作標(biāo)準(zhǔn)器工業(yè)部門測試實驗室企業(yè)工作標(biāo)準(zhǔn)比較裝置、方法比較裝置、方法比較裝置、方法比較裝置、方法比較裝置、方法傳遞裝置5級4級3級2級1級47測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性48測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性p Bias偏差 (Accuracy準(zhǔn)確性 )p Repeatability重復(fù)性 (precision)p Reproducibility再現(xiàn)性p Linearity線性p Stability穩(wěn)定性49偏倚 (Bias)基準(zhǔn)值觀測平均值偏倚偏倚： 是測量結(jié)果的觀測平均值與基準(zhǔn)值的差值 。50造成過份偏倚的可能原因p 儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損p 磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差p 校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)p 儀器質(zhì)量差 ─設(shè)計或一致性不好p 線性誤差 大p 應(yīng)用錯誤的量具p 不同的測量方法 ─設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)p 測量錯誤的特性p 量具或零件的變形p 環(huán)境 ─溫度、濕度、振動、清潔的影響p 違背假定、在應(yīng)用常量上出錯p 應(yīng)用 ─零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯誤51重復(fù)性 (Repeatability)重復(fù)性指由 同一個 操作人員用 同一 種量具經(jīng)多次測量 同一 個零件的 同一特性時獲得的測量值變差（四同）52重復(fù)不好的可能原因p 零件 (樣品 )內(nèi)部：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品一致性。p 基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級別、磨損p 方法內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)整、夾持、夾緊、點密度的變差p 評價人內(nèi)部：技術(shù)、職位、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓(xùn)、感覺、疲勞。p 違背假定：穩(wěn)定、正確操作p 儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好p 應(yīng)用錯誤的量具p 量具或零件變形，硬度不足p 應(yīng)用：零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察誤差 (易讀性、視差 )53再現(xiàn)性 (Reproducibility)由 不同 操作人員，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（三同一異）再現(xiàn)性54再現(xiàn)性不好的可能潛在原因p 零件 (樣品 )之間：使用同樣的儀器、同樣的操作者和方法時，當(dāng)測量零件的類型為 A,B,C時的均值差。對于產(chǎn)品及過程資格以及一臺手動測量儀器，推蕮進行此研究。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。5657不穩(wěn)定的可能原因p 儀器校準(zhǔn)時間間隔 太長p 儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損p 正常老化或退化p 缺乏維護 ─通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔p 磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差p 校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)p 儀器質(zhì)量差 ─設(shè)計或一致性不好p 儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性p 不同的測量方法 ─裝置、安裝、夾緊、技術(shù)p 量具或零件變形p 環(huán)境變化 ─溫度、濕度、振動、清潔度p 違背假定、在應(yīng)用常量上出錯p 應(yīng)用 ─零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯誤58線性 (Linearity)量程基準(zhǔn)值觀測平均值基準(zhǔn)值是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi) ， 偏倚值的差值。61Case study(應(yīng)選用什么類型儀器 )基準(zhǔn)值觀測平均值基準(zhǔn)值觀測平均值基準(zhǔn)值觀測平均值62理想的測量系統(tǒng)p 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。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 和所測的任何 產(chǎn)品錯誤分類為零 概率的統(tǒng)計特性。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。這個規(guī)則是選擇量具期望的實際最低起點。這意味著在可重復(fù)條件下，測量系統(tǒng)的變差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。測量系統(tǒng)應(yīng)有的特性65測量系統(tǒng)應(yīng)有的特性n 對產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小于依據(jù)特性的公差評價測量系統(tǒng)。根據(jù) 6σ變差和／或來自MSA研究的總變差評價測量系統(tǒng)。主要有二個目的n 確定該測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計特性，此項必須 在使用前 進行。68測量系統(tǒng)的評定p 第二階段的評定p 目的是在驗證一個測量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行時，應(yīng) 持續(xù) 具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計特性。69測量系統(tǒng)研究的淮備p 先計劃將要使用的方法。有些測量系統(tǒng)的再現(xiàn)性 (不同人之間 )影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個數(shù)字。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下：n 尺寸的關(guān)鍵性 ：關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和／或試驗，原因是量具研究評價所需的置信度。71測量系統(tǒng)研究的淮備p 由于其目的是評價整個測量系統(tǒng)，評價人的選擇應(yīng) 從日常操作該儀器的人中挑選 。有時每一天取一個樣本，持續(xù)若干天。由于每一零件將被測量若干次，必須對每一零件編號以便識別。p 確保測量方法 (即評價人和儀器 )在按照規(guī)定的測量步驟測量特征尺寸。評價人 不應(yīng)知道 正在檢查零件的編號，以避免可能的偏倚。p 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。例如，如果最小刻度為 ，則每個讀數(shù)的估計應(yīng)圓整為 。p 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)。n 一般地，一個測量系統(tǒng)的偏倚或線性的誤差若是與零誤差差別較明顯或是超出量具校準(zhǔn)程序確立的最大允許誤差，那么它是不可接受的。77結(jié)果分析p 寬度誤差n 測量系統(tǒng)變異性是否令人滿意的準(zhǔn)則取決于被測量系統(tǒng)變差所掩蓋掉的生產(chǎn)制造過程變異性的百分比或零件公差的百分比。n 對于以分析過程為目的的測量系統(tǒng)，通常單憑經(jīng)驗來確定測量系統(tǒng)的可接受性的規(guī)則如下：78結(jié)果分析n 誤差 10%，通常認(rèn)為測量系統(tǒng)是可接受的。n 超過 30%，認(rèn)為是不可接受的，應(yīng)該做出各種努力來改進測量系統(tǒng)。79分析時機p 新生產(chǎn)之產(chǎn)品 PV有不同時p 新儀器， EV有不同時p 新操作人員， AV有不同時 (appraiser)p 依照規(guī)定的頻次對 儀器 進行 MSA。n針對樣本使用更高精密度等級的儀器進行精密測量十次，加以平均，做為參考值。決定要分析的測量系統(tǒng)選取一標(biāo)準(zhǔn)樣本，取值參考值請現(xiàn)場測量人員連續(xù)測量25組數(shù)據(jù)每次測量 2~5次輸入數(shù)據(jù)到 EXCEL， XbarR表格中計算控制界限，並用圖判定是否穩(wěn)定後續(xù)持續(xù)點圖，判圖保留記錄 88穩(wěn)定性分析的做法n請現(xiàn)場測量人員連續(xù)測量 25組數(shù)據(jù)，每次測量 2~5次。n一般而言初期的 25組數(shù)據(jù)最好在短的時間內(nèi)收集，利用這些數(shù)據(jù)來了解儀器的穩(wěn)定狀況 。決定要分析的測量系統(tǒng)選取一標(biāo)準(zhǔn)樣本，取值參考值請現(xiàn)場測量人員連續(xù)測量25組數(shù)據(jù)每次測量 2~5次輸入數(shù)據(jù)到 EXCEL， XbarR表格中計算控制界限，並用圖判定是否穩(wěn)定後續(xù)持續(xù)點圖，判圖保留記錄 89穩(wěn)定性分析的做法n將數(shù)據(jù)輸入到 excel中。n計算出平均值的平均值n計算出 R的平均值。n再看 Xbar圖，是否連績 25點都在控制界限內(nèi)，以判定偏移是否穩(wěn)定。n若控制圖穩(wěn)定， 可以利用 Rbar/d2來了解儀器的重復(fù)性。n我們后續(xù)就固定時間，使用同樣的樣本、同樣的測量儀器，同樣的測量人員。n異常的判定n采用點、線、面原則識別異常因素n異常的處理nR圖失控，表明不穩(wěn)定的重復(fù)性，可能什么東西松動、阻塞、變化等。決定要分析的測量系統(tǒng)選取一標(biāo)準(zhǔn)樣本，取值參考值請現(xiàn)場測量人員連續(xù)測量25組數(shù)據(jù)每次測量 2~5次輸入數(shù)據(jù)到 EXCEL， XbarR表格中計算控制界限，並用圖判定是否穩(wěn)定後續(xù)持續(xù)點圖，判圖保留記錄 92穩(wěn)定性分析的做法n保留記錄n各項的分析記錄要保存下來，可以和 PPAP檔案存放在一起，以有效證明公司的測量儀器其測量能力是足夠的。n拿取此產(chǎn)品到更高精密的測量設(shè)備，測量十次，加以平均，取得參考值。99偏倚分析的做法決定要分析的測量系統(tǒng)抽取樣本，取值參考值請現(xiàn)場測量人員測量 15次輸入數(shù)據(jù)到 EXCEL表格中計算 t值，并判定是否合格，是否要加補正值保留記錄n現(xiàn)場人員測量：n現(xiàn)場人員：指的是實際在現(xiàn)場 從事測量工作的人員，由他們來進行測量，才能真正了解公司測量的偏差是多少。100偏倚分析的做法決定要分析的測量系統(tǒng)抽取樣本，取值參考值請現(xiàn)場測量人員測量 15次輸入數(shù)據(jù)到 EXCEL表格中計算 t值，并判定是否合格，是否要加補正值保留記錄n將數(shù)據(jù)輸入到 excel的檔案中，或者是minitab中：nexcel：我們來計算平均值，標(biāo)準(zhǔn)差，以及平均值的標(biāo)準(zhǔn)差。ntα=是指用來判定是否有明顯偏差的基準(zhǔn)，其和自由度有關(guān)，一般典型的 α=n如果 t tα就代表有明顯的偏移。102偏倚分析的做法決定要分析的測量系統(tǒng)抽取樣本，取值參考值請現(xiàn)場測量人員測量 15次輸入數(shù)據(jù)到 EXCEL表格中計算 t值，并判定是否合格，是否要加補正值保留記錄n結(jié)果判定n如果 t tα就代表沒有明顯的偏移。n如果 t tα就代表有明顯的偏移。n我們利用偏差／公差，或偏差／過程變化范圍來了解其受影響的比例，如果比例比較高時那么就可能儀器要停用或者修理。104偏 倚練習(xí)基準(zhǔn)值 = 偏倚1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 105直方圖結(jié)果106計算公式107數(shù)據(jù)解析結(jié)果n(m) 均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差σr均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 σb測量值 15 108詳細(xì)計算過程109d2*表110數(shù)據(jù)解析結(jié)論p 結(jié)論，因為 0落在偏倚置信區(qū)間 (0,1185,)內(nèi)，工程師可以假設(shè)測量偏倚是可以接受的，同時假定實際使用不會導(dǎo)致附加變差源。n一般典型包含了產(chǎn)品特性測量儀器以及過程特性測量儀器。n線性一般是在制程變異范圍比較寬，只做單點的偏差分析，可能擔(dān)心不足時使用。n最好能覆蓋最大值和最小值。決定要分析的測量系統(tǒng)抽取代表制程的 4~5樣本每個樣品精測，取值參考值請現(xiàn)場測量人員測量每一樣本 12次計算，畫圖判圖，計算截距 t值，斜率 t值是否合格，是否要加補正值或調(diào)整保留記錄 116線性分析n請現(xiàn)場測量人員測量每一樣本 12次n測量人員應(yīng)當(dāng)是能夠代表實際測量的人員。n記錄下測量數(shù)據(jù)。決定要分析的測量系統(tǒng)抽取代表制程的 4~5樣本每個樣品精測，取值參考值請現(xiàn)場測量人員測量每一樣本 12次計算，畫圖判圖，計算截距 t值，斜率 t值是否合格，是否要加補正值或調(diào)整保留記錄 122線性示例p 一名工廠主管希望對過程采用新測量系統(tǒng)?；谝炎C明的過程變差，在測量系統(tǒng)操作量程內(nèi)選擇了五個零件。然后由領(lǐng)班分別測量每個零件 12次。123示例p m r p m r p m r p m r p m r1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10 124示例零件基準(zhǔn)值 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 偏倚均值 125示例126示例p 圖形分析顯示特殊原因可能影響測量系統(tǒng)。p 即使不考慮基準(zhǔn)值數(shù)據(jù) 4，作圖分析也清楚的顯示出測量系統(tǒng)有線性問題。即使模型可以接受， ”偏倚 =0”線與置信交叉而不是被包含其中。然而，為確保所有書面文文件都已作標(biāo)記，主管還是計算了在此斜率和截距情況下的 t統(tǒng)計量。n 因 為 tat58,，從作 圖 分析 獲 得的 結(jié) 果由數(shù)據(jù)分析得到增強 ─測 量系 統(tǒng) 存在 線 性 問題 。引起 線 性 問題 可能的原因也可以在前面中找到。n 如果偏倚在 測 量范 圍 內(nèi)不能被 調(diào) 整到 0，只要 測 量系 統(tǒng) 保持 穩(wěn) 定，仍可用于 產(chǎn) 品／ 過 程控制，但不能 進 行分析，直到 測 量系 統(tǒng) 達(dá)到 穩(wěn) 定。n一般典型包含了產(chǎn)品特性測量儀器以及過程特性測量儀器。