MSA測量系統(tǒng)分析13

1、測量系統(tǒng)分析 Measurement System Analysis 第四版 2010年6月發(fā)布2022/10/151MSA第四版發(fā)發(fā)生了那那些變化化？與MSA第三版相相比，手手冊的第第四版沒沒有發(fā)生生顯著的的變化，只是補補充提示示了某些些分析方方法，使使讀者更更容易理理解，同同時也對對一些使使用者的的常犯錯錯誤做了了重要的的觀念澄澄清。譬如：澄澄清MSA與校準的的關(guān)系、更清晰晰地定義義測量決決策、改改進了偏偏倚和線線性內(nèi)容容、重寫寫了高級級的MSA技術(shù)（包包括破壞壞性試驗驗）、計計數(shù)型分分析的更更新、測測量的不不確定度度和MSA、APQP和MSA的關(guān)系等等等。2020-02-0822020-

2、02-083本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語測量（Measurement)被定義為為“對某某具體事事物賦予予數(shù)字（或數(shù)值值），以以表示它它們對于于特定特特性之間間的關(guān)系系”。這這定義由由C.Eisenhart(1963)首次提出出。賦予予數(shù)字的的過程被被定義為為測量過過程，而而指定的的數(shù)值被被定義為為測量值值。量具（Gage)是指任何何用來獲獲得測量量結(jié)果的的裝置。經(jīng)常是是用在工工廠現(xiàn)場場的裝置置，包括括通/止止規(guī)（go/nogodevice)。本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語測量系統(tǒng)統(tǒng)（MeasurementSystem) 是對對測量單單元進行行量化或或?qū)Ρ粶y測的特性性進行評評估，其其所使用用的儀器

3、器或量具具、標準準、操作作、方法法、夾具具、軟件件、人員員、環(huán)境境和假設(shè)設(shè)的集合合；也就就是說，用來獲獲得測量量結(jié)果的的整個過過程。我們可以以將測量量過程看看成一個個制造過過程，其其產(chǎn)生的的輸出就就是數(shù)值值（數(shù)據(jù)據(jù)）。這這樣看待待一個測測量系統(tǒng)統(tǒng)是很有有用的，會使我我們明白白已經(jīng)說說明的所所有的概概念、原原理和工工具。2020-02-084本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語分辨力Discrimination、可讀性性Readability、分辨率Resolution別名：最最小可讀讀單位、測量解解析度、最小刻刻度極限限或探測測的最小極限。由設(shè)計所所確定的的固有特特征。一個儀器器測量或或輸出的的最小刻

4、刻度單位位。通常被顯顯示為測測量單位位。10比1的比例法法則。2020-02-085本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語有效解析析度Effectiveresolution特定應(yīng)用用條件下下，一個個測量系系統(tǒng)對過過程變差差的敏感感度?？梢詫е轮聹y量有有用的輸輸出信號號的最小小輸入。通常被描描述為一一種測量量單元。基準值（Referencevalue)某一物品品的可接接受數(shù)值值。需要一個個可操作作的定義義。常被用來來替代真真值使用用。真值(Truevalue)某一物品品的真實實數(shù)值。不可知且且無法知知道的。2020-02-0862020-02-087本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語位置變差差（Location

5、variation)準確度（Accuracy)與真值或或可接受受的基準準值“接接近“的程程度。在ASTM包括了位位置及寬寬度誤差的影響響。偏倚（Bias)觀測到的的測量值的的平均值值與基準值之間間的差值值。82020-02-08準確度和和精確度度量具A量具B量具CA具有最佳佳準確度度B具有最佳佳精確度度C的準確度度好于B比較A和C的表現(xiàn)量具A的均值量具B的均值量具C的均值本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語穩(wěn)定性(Stability)隨時間變變化的偏偏倚值。一個穩(wěn)定定的測量量過程在在位置方面是處處于統(tǒng)計計上受控控狀態(tài)。別名：漂漂移（drift)線性(linearity)在量具正正常工作作量程內(nèi)內(nèi)的偏倚

6、變化量量。多個獨立立的偏倚倚誤差在在量具工作量程程內(nèi)的關(guān)關(guān)系。是測量系系統(tǒng)的系系統(tǒng)誤差差所構(gòu)成成。2020-02-0892020-02-0810本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語寬度變差差（Widthvariation)精確度（Precision)每個重復復讀數(shù)之之間的“接近”程度。是測量系系統(tǒng)的隨隨機誤差差所構(gòu)成成。本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語重復性(Repeatability)一個評價價者使用用一種測測量儀器，對對同一零零件的某某一特性性進行多次測測量下的的變差。是在固定定的和已已定義的的測量條件下，連續(xù)（短期內(nèi)內(nèi)）多次次測量中的變變差。通常被稱稱為E.V設(shè)備變差差 。(EguipmentVar

7、iation)設(shè)備（量量具）能能力或潛潛能。系統(tǒng)內(nèi)部部變差。2020-02-0811本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語再現(xiàn)性(Reproducibility)不同評價價者使用用相同的的量具，測量同一一個零件件的同一一個特性性的測量平均值值的變差差。通常被稱稱為A.V.評價者變變差(Appraiser Variation)。系統(tǒng)之間間（條件件）的誤誤差。在ASTM E456-96包括：重重復性、實實驗室、環(huán)境及及評價者者影響。2020-02-0812本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語GRR或量具的的重復性性和再現(xiàn)現(xiàn)性(Gage&R)量具的重重復性和和再現(xiàn)性性：測量量系統(tǒng)重復性和和再現(xiàn)性性的聯(lián)合合估計值值。測

8、量系統(tǒng)統(tǒng)能力：取決于于所用的的方法，可能包包括或不不包括時時間的影影響。測量系統(tǒng)統(tǒng)能力(MeasurementSystemCapability)測量系統(tǒng)統(tǒng)變差的的短期估估計值。（例：“GRR”包括圖圖表法）2020-02-0813本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語2020-02-0814測量系統(tǒng)統(tǒng)性能(MeasurementSystemPerformance)測量系統(tǒng)統(tǒng)變差的的長期估估計值（例：長期控制制圖法）敏感度(Sensitivity)能導致可可探測到到的輸出出信號的的最小輸輸入。測量系統(tǒng)統(tǒng)對被測測特性變變化的感感應(yīng)度。取決于量量具設(shè)計計（分辨辨力）、固有質(zhì)質(zhì)量（OEM）、使用用期間的的維修，

9、以及測測量儀器器與標準準的操作作情況。通常被描描述為一一種測量量單元。本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語一致性(Consistency)隨時間重重復性變變化的程程度。一致的測測量過程程是在寬寬度（變差）方面處處于統(tǒng)計計上受控控狀態(tài)。均一性(Uniformity)在正常工工作范圍圍內(nèi)重復復性的變化。重復性的的同義詞詞。2020-02-0815本手冊中中使用了了以下術(shù)術(shù)語系統(tǒng)變差差（SystemVariation)測量系統(tǒng)統(tǒng)的變差差可分類類為：能力(Capability)短期內(nèi)讀讀數(shù)的變變化量。性能(performance)長期讀數(shù)數(shù)的變化化量。以以總變差差(totalvariation)為基礎(chǔ)。不確定

10、度度(Uncertainty)有關(guān)被測測值的數(shù)數(shù)值估計計范圍，相信真真值都被被包括在在該范圍圍內(nèi)。測量系統(tǒng)統(tǒng)必須穩(wěn)穩(wěn)定并且且一致,測量系統(tǒng)統(tǒng)的總變變差的所所有特征是是假設(shè)該該系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定并且且一致。2020-02-08162020-02-0817測量系統(tǒng)統(tǒng)的誤差差測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差可可以分成成五種類類型：偏倚、線線性、穩(wěn)穩(wěn)定性、重復性性、再現(xiàn)現(xiàn)性測量過程程變差:對大多數(shù)數(shù)測量過過程而言言，總測測量變差差通常被被描述為為正態(tài)分布布。正態(tài)態(tài)概率被被設(shè)想成成測量系系統(tǒng)分析析的標準準方法。事實上，有一些些測量系系統(tǒng)并不不是正態(tài)態(tài)分布，如果仍仍假設(shè)該測測量系統(tǒng)統(tǒng)為正態(tài)態(tài)分布，MSA的分析方方法可能能會過高高評

11、價測量量系統(tǒng)誤誤差;因此應(yīng)充充分識別別和評價價。2020-02-0818不好的零零件永遠遠視為不不好的零零件可能做出出潛在的的錯誤決決定好零件永永遠被視視為好零零件“取偽”、“棄真”的過程發(fā)發(fā)生在區(qū)域。測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差的的影響2020-02-0819測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差的的影響從位置的的角度去去考慮，偏倚、線性、穩(wěn)定性性為位置置的誤差差，如圖圖：針對基準準值的位位移。從寬度的的角度去去考慮，重復性性、再現(xiàn)現(xiàn)性為寬寬度的誤誤差。隨隨著寬度加寬寬，區(qū)域增大。2020-02-0820測量系統(tǒng)統(tǒng)共有的的統(tǒng)計特特性依據(jù)用途途，每個個測量系系統(tǒng)可能能要求具具備不同同的統(tǒng)計計特性，但以下下幾個特特性應(yīng)是是所有的的測

12、量系系統(tǒng)共有有的：1.測量系統(tǒng)統(tǒng)必須處處于統(tǒng)計計控制中中，這意意味著測測量系統(tǒng)統(tǒng)中的變變差只能能由普通通原因而而不是由由特殊原原因造成成；2.測量系統(tǒng)統(tǒng)的變差差必須小小于制造造過程的的變差；3.測量系統(tǒng)統(tǒng)的隨機機變差必必須小于于過程變變差和公公差帶兩兩者中最最小者，一般為為其1/10。2020-02-0821測量系統(tǒng)統(tǒng)的接受受準則對測量系系統(tǒng)予以以接受的的通用準準則是：低于10%的誤誤差通常被認認為是一一個可接接受的測測量系統(tǒng)統(tǒng)。10%到到30%的誤差差根據(jù)應(yīng)用用的重要要性、測測量裝置置的成本本、維修修費用等等，可能能是可接接受的。大于30%誤差差考慮為不不可接受受，應(yīng)盡盡各種力力量以改改進該

13、測測量系統(tǒng)統(tǒng)。另外，由由測量系系統(tǒng)對過過程進行行劃分的的區(qū)別分分類數(shù)（ndc）應(yīng)能大于于或等于于5。2020-02-0822測量系統(tǒng)統(tǒng)分析計計劃過程名稱 分析項目測量系統(tǒng)偏倚線性穩(wěn)定性重復性再現(xiàn)性負責人/日期卡尺硬度儀金相顯微鏡萬能材料試驗機2020-02-0823測量系統(tǒng)統(tǒng)研究偏倚2020-02-0824什么是偏偏倚偏倚是指指對相同同零件上上同一特特性的觀觀測的平平均值與與基準值值的差異異。它是由所所有已知知或未知知的變差差來源共共同影響響的總偏偏差所造造成。2020-02-0825偏倚產(chǎn)生生的原因因造成過份份偏倚的的可能原原因有：計量器具具需要校校準計量器具具或相關(guān)關(guān)夾具磨磨損磨損或損損壞

14、的基基準，基基準出現(xiàn)現(xiàn)誤差不適當?shù)牡男驶蚧蚴褂没鶞试O(shè)定定線性誤差差（譬如如測量兩兩個不同同的點，零件的的內(nèi)在變變差所造成的線線性誤差差。）使用了錯錯誤的量量具不同的測測量方法法設(shè)置、安安裝、夾夾緊、技技術(shù)2020-02-0826測量錯誤誤的特性性（量具或或零件）變形環(huán)境變化化溫度、濕濕度、振振動、清清潔的影影響錯誤的假假設(shè)，在在應(yīng)用常常量上出出錯應(yīng)用零件數(shù)量量、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察錯誤（易讀性性、視差差）偏倚產(chǎn)生生的原因因2020-02-0827偏倚的分分析程序序偏倚的分分析程序序1.1按按生產(chǎn)過過程所要要求的檢檢驗項目目、內(nèi)容容和檢驗驗規(guī)定，從從生產(chǎn)過過程中選選取一個個

15、零件作作為樣品品。1.2首首先確確定所檢檢查零件件特性的的基準值值?；鶞蕼手祽?yīng)盡可能能通過更更高一級級的計量量裝置或或在工具具室、全尺寸檢檢驗設(shè)備備上確定定。確定定的讀數(shù)數(shù)應(yīng)與量量具RR研究中的的評價人人的觀察察平均值值（Xa、Xb、Xc）進行比較較。2020-02-0828偏倚的分分析程序序1.3如如果不可可能按上上述方法法對樣件件進行測測量，可可采用下下面的替代方方法。在工具室室或全尺尺寸檢驗驗設(shè)備上上對零件件進行精精密測量量，確定定基準值值。1.4讓讓一位評評價人用用正被評評價的量量具測量量同一零零件至少少十次，并記錄錄結(jié)果。1.5計計算讀數(shù)數(shù)的平均均值。平平均值與與基準值值之間的的差值

16、為為該測量量系統(tǒng)的的偏倚。2020-02-0829偏倚的分分析程序序1.6計計算出出偏倚占占過程變變差的百百分率：偏倚%=100|偏偏倚|/過程變變差1.7對對偏倚倚的分析析結(jié)果應(yīng)應(yīng)寫出書書面報告告。1.8如如果偏偏倚大于于10%，應(yīng)進進行原因因分析。2020-02-0830偏倚的分分析程序序1.9偏偏倚過過大的原原因可能能是：基準的誤誤差，零件的磨磨損；量具尺寸寸不對；測量了錯錯誤的特特性；量具沒有有正確校校準；評價人量量具使用用不當?shù)鹊取?.10 針對對具體的的原因，采取相相應(yīng)的措措施，對對測量系系統(tǒng)進行行改進。2020-02-0831確定偏倚倚的指南南 -獨獨立樣樣件法研究程序序1.選取

17、取一個樣樣件，得得出一個個可追溯溯到相關(guān)關(guān)標準的的基準值。如果果不可能能，選擇擇一件落落在生產(chǎn)產(chǎn)測量范范圍中間間的生產(chǎn)件，指定其為為偏倚分分析的標標準樣本本。在工工具室測測量這個零件n10次，并計計算出n次讀數(shù)的的平均值值；把這這個平均值作為為基準值值。2.讓一一個評價價人，以以工作狀狀態(tài)通常常的方法法測量這這個樣件件10次以以上。3.相對對于基準準值，將將數(shù)據(jù)畫畫出直方方圖。評評審直方方圖，確確定是否存存在特殊殊原因或或出現(xiàn)異異常；如如果沒有有，繼續(xù)續(xù)分析。2020-02-0832確定偏倚倚的指南南 -獨獨立樣樣件法4.計算算該評價價人n個讀數(shù)的的均值。公式如如右：5.計算算可重復復性標準準

18、偏差。其中d2*可以從附附錄c中查到，g1，mn2020-02-0833確定偏倚倚的指南南 -獨獨立樣樣件法6.確定定偏倚的的t統(tǒng)計量：偏倚觀觀測測量量平均值值基準準值其中r=重復性7.如果果 0落落在圍圍繞偏倚倚值1-置信區(qū)間間以內(nèi)，偏倚在在水平是可可接受的的。d2，d2*和v可以在附附錄c中查到，g=1，m=n偏 倚bt =2020-02-0834獨立樣件件法范例計算結(jié)果果基準值=6.00，=0.05g=1d2*=3.55 n（m）平均值 x 標準差r/重復性標準誤差的平均值b測量值 15 6.0067 0.225140.05813t 統(tǒng)計量 df自由度顯著t值（2尾）查t分布分位表偏倚9

19、5%偏倚置信區(qū)間低值高值測量值0.115310.82.2060.0067-0.121570.134972020-02-0835獨立樣件件法范例一名制造造工程師師評價了了一個用用于過程程監(jiān)控的的新測量量系統(tǒng)。測量設(shè)設(shè)備的一一項分析析證明該該測量系系統(tǒng)沒有有線性誤誤差的問問題，該該工程師師只需對對測量系系統(tǒng)的偏偏倚進行行研究和和評價。根據(jù)過過程變差差的實際際情況，他從測測量系統(tǒng)統(tǒng)操作范范圍內(nèi)選選取了一一個零件件；通過過對該零零件進行行了全尺尺寸測量量確定了了它的參參考值，然后由由主要操操作者測測量該零零件15次。2020-02-0836獨立樣件件法范例請計算基準值=6.00，=0.05g=1d2*

20、=3.55 n (m）平均值 x 標準差r/重復性標準誤差的平均值b測量值 15 t 統(tǒng)計量df顯著t值（2尾）偏倚95%偏倚置信區(qū)間 低值 高值測量值2020-02-0837獨立樣件件法范例2020-02-0838獨立樣件件法范例由于0 落在在偏倚置置信度區(qū)區(qū)間內(nèi)（- 0.12157，0.13497），則則結(jié)論是是：假設(shè)設(shè)這測量量的偏倚倚是可接接受的，即在實實際使用用時，也也將不會會帶來額額外的變變差來源源。附表：與平均極極差的分分布有關(guān)關(guān)的數(shù)值值t分布分位位數(shù)t1-（n）表自由度=df=v=n2020-02-0839確定偏倚倚的指南南 -控控制圖法法如果用X&R圖或用X&s圖來衡量量穩(wěn)定性

21、性，其數(shù)數(shù)據(jù)也可可以用來來進行偏偏倚的評評價。在在偏倚被被評價之之前，控控制圖分分析應(yīng)該該表明這這測量系系統(tǒng)處于于穩(wěn)定狀狀態(tài)。具體程序序：1.取得得一個樣樣本并建建立相對對于可溯溯源標準準的基準準值。如如果這個個樣品不不可獲得得，選擇擇一個落落在產(chǎn)品品測量中中程數(shù)的的生產(chǎn)零零件作為為偏倚分分析的樣樣本。在在工具間間測量這這個零件件n10次并計算算這n個數(shù)據(jù)的的均值。把這個個均值作作為“基準值”。2020-02-0840確定偏倚倚的指南南 -控控制圖法法2.將測測量的數(shù)數(shù)據(jù)相對對于基準準值畫出出直方圖圖。評審審直方圖圖，以專專業(yè)知識識確定是是否存在在特殊原原因或出出現(xiàn)異常常。如果果沒有，繼續(xù)進進

22、行分析析。3.利用用測量穩(wěn)穩(wěn)定性的的那些數(shù)數(shù)據(jù)進行行計算。從控制制圖得到到x ，4.從x減去基準準值計算算出偏倚倚，偏倚=x 基準值5.用平平均極差差計算重重復性標標準偏差差重復性=R/d2*（d2*依據(jù)m和g，見附錄c）2020-02-0841確定偏倚倚的指南南 -控控制圖法法6.確定定偏倚的的t統(tǒng)計量（偏倚倚的不確確定度由由b給出）其中是g和m的乘積，g代表子組組容量，m代表子組組數(shù)量。7.如果果 0落落在圍圍繞偏倚倚值的1-置信區(qū)間間內(nèi)，偏偏倚在水平內(nèi)可可被接受受。2020-02-0842確定偏倚倚的指南南 -控控制圖法法確定的水平依賴賴于敏感感度水平平，而敏敏感度水水平是用用來評價價/

23、控制制該生產(chǎn)產(chǎn)過程并并且與產(chǎn)產(chǎn)品/生生產(chǎn)過程程的損失失函數(shù)（敏感度度曲線）相關(guān)聯(lián)聯(lián)。如果果水平不不是用默默認值0.05（95%置信信度）則則必須得得到顧客客的同意意。2020-02-0843控制圖法法舉例對一個基基準值6.01的零零件進行行穩(wěn)定性性研究（見MSA手冊p72頁圖9），所所有樣本本（20個子組組）的總總平均均值是6.021。因而計計算偏倚倚值為0.011。使用電子子表格和和統(tǒng)計軟軟件，研研究者產(chǎn)產(chǎn)生了數(shù)數(shù)值分析析結(jié)果。（見表表 4）因為0 落在在偏倚置置信區(qū)間間（-0.0800 ，0.1020） 內(nèi)，過程小小組可以以假設(shè)測測量偏倚倚是可以以接受的的，同時時假定實實際使用用不會導導致

24、附加加變差源源。2020-02-0844控制圖法法舉例2020-02-0845偏倚研究究的分析析如果偏倚倚在統(tǒng)計計上非0，尋尋找以下下可能的的原因：標準或基基準值誤誤差，檢檢查標準準程序儀器磨損損。儀器制造造尺寸有有誤儀器測量量了錯誤誤的特性性儀器未得得到完善善的校準準，評審審校準程程序評價人設(shè)設(shè)備操作作不當儀器修正正驗算不不正確2020-02-0846偏倚研究究的分析析如果測量量系統(tǒng)偏偏倚非0，應(yīng)應(yīng)該可以以通過硬硬件、軟軟件或兩兩項同時時調(diào)整再再校準達達到0，如果偏偏倚不能能調(diào)整到到0，也也仍然可可以通過過改變程程序（如如用偏倚倚調(diào)整每每個讀數(shù)數(shù)）使用用。由于于存在評評價人較較高誤差差的風險

25、險，應(yīng)該該在取得得顧客同同意后方方可使用用這種方方法。2020-02-0847測量系統(tǒng)統(tǒng)研究線性2020-02-0848什么是線線性？線性在設(shè)備的的預(yù)期操操作（測測量）范范圍內(nèi)偏偏倚的不不同被稱稱為線性性，線性性被認為為是關(guān)于于偏倚大大小的變變化。 2020-02-0849線性以各各種形式式出現(xiàn)注意不可可接受的的線性可可能以各各種形式式出現(xiàn)。不要假假定一個個常量偏偏倚。2020-02-0850導致線性性的原因因?qū)е戮€性誤差差的原因因可能包包括：儀器需要要校準，需要減減少校準準時間間間隔，儀器、設(shè)設(shè)備或夾夾緊裝置置的磨損損；缺乏維護護（通風風、動力力、液壓壓、過濾濾器、銹銹蝕、清清潔）磨損或損損

26、壞的基基準，基基準出現(xiàn)現(xiàn)誤差；校準不當當、儀器器質(zhì)量差差或應(yīng)用用錯誤的的量具；不同的測測量方法法設(shè)置、安安裝、夾夾緊、技技術(shù)；量具或零零件隨零零件尺寸寸變化的的變形；違背假定定，在應(yīng)應(yīng)用常量量上出錯錯，零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察錯誤等等。2020-02-0851線性研究究實例研究實例例一名工程程師希望望對過程程采用新新測量系系統(tǒng)。作作為PPAP的一部分分，需要要評價測測量系統(tǒng)統(tǒng)的線性性。1.基于于以證明明的過程程變差，在測量量系統(tǒng)的的全部工工作量程程范圍內(nèi)內(nèi)選取了了g5個零件。2.通過過對每個個零件進進行全尺尺寸檢驗驗從而確確定它們們的參考考值。3.然后后由主要要操作者

27、者對每個個零件測測量m 10次。在分分析中，這些零零件是隨隨機抽取取的。2020-02-0852線性研究究實例線性研究究數(shù)據(jù)零件基準值123452.004.006.008.0010.00測量次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.30

28、7.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.402020-02-0853線性研究究實例4.計算算每次測測量的零零件偏倚倚及零件件偏倚均均值。5.在線線性圖上上畫出單單值偏倚倚和相關(guān)關(guān)基準值值的偏倚倚均值（見圖）2020-02-0854線性研究究實例線性研究究數(shù)據(jù)的的分析零件基準值123452.004.006.008.0010.00偏倚10.701.1-0.2-0.4-0.920.50-0.1-0.3-0.3-0.730.400.2-0.1-0.2-0.540.501-0.1-0.3-0.750.70-0.20.0-0.2-0.660.30

29、-0.10.1-0.2-0.570.50-0.10.0-0.2-0.580.50-0.10.1-0.3-0.590.40-0.10.4-0.2-0.4100.400.00.3-0.5-0.8110.600.10.0-0.4-0.7120.40-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616672020-02-0855線性研究究數(shù)據(jù)線性研究究作圖分析析 2020-02-0856線性計算算6.用下下面等式式計算和和畫出最最佳擬合合線和置置信帶：2020-02-0857線性計算算對于給定定的Xo，水平置信信帶是：2020-02-0858線性計算

30、算擬合優(yōu)度度可用來來推斷偏偏倚與基基準值之之間的線線性關(guān)系系。我們們可以從從它得出出它們之之間是否否有線性性關(guān)系的的結(jié)論，如果有有，是否否可接受受。2020-02-0859線性計算算線性是由由最佳擬擬合直線線的斜率率而不是是擬合優(yōu)優(yōu)度（R2）的值確定定的。一一般地，斜率越越低，量量具線性性越好；相反斜斜率越大大，量具具線性越越差。2020-02-0860測量系統(tǒng)統(tǒng)研究穩(wěn)定性 2020-02-0861測量系統(tǒng)統(tǒng)研究穩(wěn)定性穩(wěn)定性（或飄移移）是指指在一段段長期時時間下，用相同同的測量量系統(tǒng)對對同一基基準或零零件的同同一特性性進行測測量所獲獲得的總總變差。也就是是說，穩(wěn)穩(wěn)定性是是這整整個時間間的偏倚倚

31、變化。2020-02-0862造成不穩(wěn)穩(wěn)定性的的可能因因素儀器需要要校準，縮短校校準周期期，儀器、設(shè)設(shè)備或夾夾具的磨磨損；正常的老老化或損損壞；維護保養(yǎng)養(yǎng)不好空氣、動動力、過過濾器、塵土、清潔；基準件的的磨損或或損壞，基準件件的誤差差；不適當?shù)牡男驶蚧蚴褂没鶞试O(shè)定定；儀器質(zhì)量量不好- 設(shè)計計或符合合性；不同的測測量方法法-作作業(yè)準備備、加緊緊、加載載、技巧巧；環(huán)境變化化-溫度度、濕度度、振動動、清潔潔；應(yīng)用-零零件數(shù)數(shù)量、操操作者技技能、疲疲勞、觀觀測誤差差等。2020-02-0863進行研究究的方法法取得一樣樣件并建建立其可可追溯到到相關(guān)標標準的參參考值。如果無無法取得得這樣的的樣件，則

32、選擇擇一件落落在生產(chǎn)產(chǎn)測量范范圍中間間的生產(chǎn)產(chǎn)零件，指定它它為基準準樣件以以進行穩(wěn)穩(wěn)定性分分析。跟跟蹤測量量系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定性時時，不要要求該已已知的參參考值。以一定的的周期基基礎(chǔ)（每每天或每每周）測測量基準準件35次。抽樣的的數(shù)量和和頻率應(yīng)應(yīng)該取決決于對測測量體系系統(tǒng)的認認識：包包括要求求重新校校準或維維修的頻頻率如何何、使用用測量系系統(tǒng)的頻頻率，以以及操作作條件的的重要性性等。應(yīng)應(yīng)該在不不同條件件下取得得多次讀讀值，以以代表測測量系統(tǒng)統(tǒng)的實際際使用情情況。將數(shù)據(jù)按按時間順順序畫在在均值極極差或均均值標準準差圖上上。2020-02-0864進行研究究的方法法結(jié)果分析析-圖示示法建立控制制限，使使用

33、控制制圖分析析法來評評價是否否有不受受控或不不穩(wěn)定的的情況。結(jié)果分析析-數(shù)值值法除了通常常的控制制圖分析析法外，沒有用用于穩(wěn)定定性分析析的特定定數(shù)值分分析或指指數(shù)。2020-02-0865進行研究究的范例例為了確定定某一新新測量儀儀器的穩(wěn)穩(wěn)定性是是否可為為接受，研究小小組選取取了生產(chǎn)產(chǎn)過程輸輸出范圍圍中接近近中間值值的一個個零件。該零件件被送到到了測量量試驗室室，經(jīng)測測量參考考值確定定為6.01。小組每每班次測測量該零零件5次次，共測測量了四四周（20個子子組）；收集到到所有數(shù)數(shù)據(jù)后，畫出了了均值極極差圖。2020-02-0866進行研究究的范例例2020-02-0867進行研究究的范例例控制

34、圖分分析表明明該測量量過程處處于穩(wěn)定定狀態(tài)，因為沒沒有明顯顯可見的的特殊原原因結(jié)果果發(fā)生。這控制圖圖的標準準偏差的的估計值值是R/d2。2020-02-0868測量系統(tǒng)統(tǒng)重復性性和再現(xiàn)現(xiàn)性分析析（R &R）2020-02-0869什么是重重復性？傳統(tǒng)上把把重復性性看作“評價人內(nèi)內(nèi)變異性性”。重復性性是由一個評價價人，采采用同一一種測量量儀器，多次測測量同一一零件的的同一特特性時獲獲得的測測量變差差 。它是設(shè)備備本身固固有的變變差或性性能。重復性一一般指儀儀器的變變差（EV）。事實上，重復性性是從規(guī)規(guī)定的測測量條件件下連續(xù)續(xù)試驗得得到的普普通原因因（隨機機誤差）變差。當測量量環(huán)境是是固定的的 ，

35、并并且被規(guī)規(guī)定了即固定的的零件、儀器、標準、方法、操作者者、環(huán)境境和假設(shè)設(shè)時，對對于重復復性最好好的術(shù)語語是系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部變變差。2020-02-0870什么是重重復性？重復性是是由一個個評價人人，采用用同一種種測量儀儀器，多多次測量量同一零零件的同同一特性性時獲得得的測量量變差。2020-02-0871重復性不不好的可可能原因因是什么么？重復性不不好的可可能原因因包括：零件內(nèi)部部：形狀狀、位置置、表面面加工、錐度、樣品的的一致性性問題；儀器內(nèi)部部：磨損損、設(shè)備備和夾緊緊裝置故故障、質(zhì)質(zhì)量差或或維護不不當；基準內(nèi)部部：質(zhì)量量、級別別、磨損損；方法內(nèi)內(nèi)部：在在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)調(diào)整、夾夾緊、點點密度

36、的的變差；評價人內(nèi)內(nèi)部：技技術(shù)、缺缺乏經(jīng)驗驗、操作作技能、培訓、疲勞、感覺；環(huán)境內(nèi)部部：溫度度、濕度度、振動動、亮度度、清潔潔度的短短期起伏伏變化；違背假定定：在穩(wěn)穩(wěn)定、正正確操作作方面；儀器設(shè)計計或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性，一致性性不好；應(yīng)用錯誤誤的量具具；（量具或或零件）變形，硬度不不足；應(yīng)用-零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察誤差（易讀性性、視差差）。2020-02-0872什么是再再現(xiàn)性？傳統(tǒng)上把把再現(xiàn)性性看作“評價人之之間”的變異。再現(xiàn)性性通常定定義為由由不同同的評價價人，采采用相同同的測量量儀器，測量同同一零件件的同一一特性時時測量平平均值的的變差。ASTM（美國實驗驗

37、及材料料協(xié)會）的定義義超出上上述定義義范圍，它不僅僅包括評評價人不不同，而而且量具具、實驗驗室和環(huán)環(huán)境（溫溫度、濕濕度）也也不同，同時再再現(xiàn)性計計算中還還包括重重復性。2020-02-0873再現(xiàn)性錯錯誤的潛潛在原因因再現(xiàn)性錯錯誤的潛潛在原因因包括：零件（樣樣品）之之間：使用相相同的儀儀器、操操作者和和方法，測量零零件為A、B、C時所造成成的均值值差；儀器之間間：同樣樣的零件件、操作作者和環(huán)環(huán)境，使使用儀器器為A、B、C時所造成成的均值值差；標準之間間：測量量過程中中不同的的設(shè)定標標準的平平均影響響；方法之間間：改變變點密度度，手動動與自動動系統(tǒng)相相比，零零點調(diào)整整，夾持持或加緊緊方法等等導致

38、的的的均值值差；評價人之之間：不同評評價人A、B、C在培訓、技術(shù)、技能和和經(jīng)驗方方面的不不同所造造成的均均值差。對于產(chǎn)產(chǎn)品及過過程中使使用一臺臺手動測測量儀器器的情況況，常進進行這種種研究。2020-02-0874再現(xiàn)性錯錯誤的潛潛在原因因環(huán)境之間間：在A、B、C不同的時時間段內(nèi)內(nèi)測量，由于環(huán)環(huán)境變化化引起的均值差差。對較較高自動動化系統(tǒng)統(tǒng)在產(chǎn)品品和過程程中的測測量系統(tǒng)統(tǒng)常進行行這種研研究；違背研究究中的假假定；儀器設(shè)計計或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性；操作者的的訓練效效果；應(yīng)用-零零件尺寸寸、位置置、觀察察誤差（易讀性性、視差差）。需要說明明ASTM采用的定定義與MSA手冊的的定義有有不同之之處。按照

39、ASTM標準，設(shè)設(shè)備保持持在原有有狀態(tài)時時（一名名操作者者，一個個量具，小段時間間內(nèi)），重復性性就會是是好的，而再現(xiàn)現(xiàn)性則體體現(xiàn)更典典型的，有多種來源源的變差差的操作作環(huán)境。2020-02-0875量具R&R或GRR量具R&R是重復性性和再現(xiàn)現(xiàn)性合成成變差的的一個估估計。換換句話說說，GRR等于系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部和和系統(tǒng)之之間的方方差的總總和。2020-02-0876測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R對量具重重復性和和再現(xiàn)性性的分析析方法有有多種，此處規(guī)規(guī)定均值值和極差差法的分分析方法法。值得得注意的的是，均均值和極極差分析析方法忽忽略了被被測量的的對象零零件的內(nèi)內(nèi)變差（如零件件的圓度度、錐度度、平面面度等）。均值

40、和極極差法（XR）是一種提提供測量量系統(tǒng)重重復性和和再現(xiàn)性性估計的的數(shù)學方方法。不不象極差差法，它它允許把把測量系系統(tǒng)分成成兩部分分，重復復性和再再現(xiàn)性，而不是是它們的的交互作作用。2020-02-0877測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）由分析人人員從現(xiàn)現(xiàn)場抽取取10個個零件，作為樣樣本，代代表過程程變差的的實際或或預(yù)期范范圍。指定三位位在生產(chǎn)產(chǎn)中實施施測量的的檢驗人人員作為為評價人人。對抽抽取的10個個零件進進行編號號，評價價人應(yīng)不不能看到到這些編編號。2020-02-0878測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）請評價人人A以隨機的的順序測測量抽取取的10個零件件，由分分析人

41、員員依據(jù)零零件的編編號將測測量結(jié)果果記錄在在量具具重復性性和再現(xiàn)現(xiàn)性數(shù)據(jù)據(jù)表上上。請評評價人B和C分別對這這10個個零件按按隨機的的順序進進行測量量，并讓讓他們互互不知道道對方的的測量結(jié)結(jié)果。由由分析人人員將評評價人B和C的測量結(jié)結(jié)果分別別按量量具重復復性和再再現(xiàn)性數(shù)數(shù)據(jù)表的對應(yīng)應(yīng)關(guān)系填填寫記錄錄數(shù)據(jù)。2020-02-0879測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法2020-02-0880收集數(shù)據(jù)據(jù)后的計計算依據(jù)表格格量具具重復性性和再現(xiàn)現(xiàn)性數(shù)據(jù)據(jù)表進進行計算算。a）用第1、2、3行中的的最大值值減去它它們中的的最小值值，把結(jié)結(jié)果記入入第5行行。用第第6、7、8行行中的最最大值減減去它們們中的最最小

42、值，把結(jié)果果記入第第10行行。用第第11、12、13行行中的最最大值減減去它們們中的最最小值，把結(jié)果果記入第第15行行；b）把填入5、10、15行的數(shù)數(shù)據(jù)變?yōu)闉檎龜?shù)；c）把第5行行的數(shù)據(jù)據(jù)相加并并除以零零件數(shù)量量，得到到評價人人A的測量平平均極差差Ra。同樣對第第10行行、第15行的的數(shù)據(jù)進進行處理理得到Rb和Rc；2020-02-0881測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）d）將第5、10、15行行的測量量平均極極差（Ra、Rb、Rc）轉(zhuǎn)記到第第17行行，將它它們相加加并除以以評價人人數(shù)，將將結(jié)果記記為R（所有極差差的平均均值）；e）將R（所有極差差的平均均值）記記入第19行、20行行

43、并與D3和D4（控制圖常常數(shù)）相相乘，得得到極差差圖的控控制下限限和上限限。如果果進行2次實驗驗則D3值為零，D4值為3.27。將計算算出的單單個極差差的上限限值（UCLR）填入第19行。少于7次測量量的控制制下限極極差值（LCLR）等于零。2020-02-0882測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）f）以計算出出的極差差上限值值（UCLR）為對照，對那些些大于計計算極差差的數(shù)據(jù)據(jù)進行分分析并采采用原來來的量具具、零件件和評價價人重新新進行實實驗，或或剔除那那些數(shù)據(jù)據(jù)并重新新計算平平均值；根據(jù)修修改過的的樣本容容量重新新計算所所有極差差的平均均值R及極差的的上限值值（UCLR）；這樣做的

44、的目的是是糾正造造成失控控狀態(tài)的的特殊原原因。g）將1、2、3/6、7、8/11、12、13行行中數(shù)值值相加。把每行行數(shù)值之之和除以以零件數(shù)數(shù)并將結(jié)結(jié)果填入入量具具重復性性和再現(xiàn)現(xiàn)性數(shù)據(jù)據(jù)表中中最右邊邊“平均值”欄內(nèi)。2020-02-0883測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）h）將第1、2、3行的“平均值”相加，除除以實驗驗次數(shù)，并將結(jié)結(jié)果填入入第4行行的Xa欄內(nèi)。同同樣，將將第6、7、8行的“平均值”相加，將將11、12、13行行的“平均值”相加，然然后分別別除以實實驗次數(shù)數(shù)，并將將結(jié)果填填入第9行、14行的的Xb、Xc欄內(nèi)。i）將第4行行、第9行、第第14行行的平均均值中的的最大值

45、值和最小小值相減減，將差差值填入入第18行中標標有XDiff的欄內(nèi)。j）將每個零零件的所所有測量量值相加加并除以以總的測測量次數(shù)數(shù)（實驗驗次數(shù)乘乘以評價價人數(shù)）；將結(jié)結(jié)果填入入第16行零件件平均值值的欄中中。用此行中中最大的的零件平平均值減減去最小小的零件件平均值值，求出出零件平平均值的的極差Rp，也填入表表格16行最右右邊的“平均值”欄內(nèi)。2020-02-0884測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）k）將所有極極差的平平均值R，平均值中中的最大大值和最最小值之之差Xdiff和零件平平均值的的極差Rp的計算結(jié)結(jié)果轉(zhuǎn)填填入量量具重復復性和再再現(xiàn)性報報告表表格。l）填寫表格格量具具重復性性和

46、再現(xiàn)現(xiàn)性報告告文頭頭所要求求的內(nèi)容容。m）在表格左左邊標有有“測量系統(tǒng)統(tǒng)分析”的欄內(nèi)，依據(jù)給給定的公公式，選選擇適當當?shù)膮?shù)數(shù)，進行行計算。n）在表格右右邊標有有“總變差%”的欄內(nèi)，依據(jù)給給定的公公式進行行計算。o）檢查計算算結(jié)果，確認沒沒有計算算和其它它錯誤。2020-02-0885三個重要要的數(shù)值值“R”將第5、10、15行行的測量量平均極極差（Ra、Rb、Rc）轉(zhuǎn)記到第第17行行，將它它們相加加并除以以評價人人數(shù)，將將結(jié)果記記為“R”（所有極差差的平均均值）；“XDIFF”將第4行行、第9行、第第14行行的平均均值中的的最大值值和最小小值相減減，將差差值填入入第18行中標標有XDIFF的

47、欄內(nèi)?！癛p”用16行中最大大的零件件平均值值減去最最小的零零件平均均值，求求出零件件平均值值的極差差Rp， 2020-02-0886測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）結(jié)果- 數(shù)值值分析根據(jù)量量具重復復性和再再現(xiàn)性報報告的的計算結(jié)結(jié)果，對對設(shè)備變變差、評評價人變變差、重重復性和和再現(xiàn)性性變差、零件變變差占整整個測量量系統(tǒng)的的過程變變差的百百分比進進行評價價，以確確定測量量系統(tǒng)是是否被允允許用于于預(yù)期的的測量用用途。2020-02-0887測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法2020-02-0888測量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）量具重復復性和再再現(xiàn)性（RR）的可接受受性準則則是

48、：a低于10%的誤誤差測量系統(tǒng)統(tǒng)可接受受；b10%至30%的誤差差根據(jù)應(yīng)用用的重要要性，量量具成本本，維修修的費用用等考慮慮，可能能是可接接受的；c大于30%的誤誤差測量系統(tǒng)統(tǒng)需要改改進；進進行各種種努力發(fā)發(fā)現(xiàn)問題題并改正正。2020-02-0889測量系統(tǒng)統(tǒng)分析（MSA）計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)研究2020-02-0890計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)研究計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)屬于測測量系統(tǒng)統(tǒng)中的一一類，是是一種測量數(shù)數(shù)值為有有限的分分類數(shù)量量的測量量系統(tǒng)，它與測測量結(jié)果是是連續(xù)值值的計量量型測量量系統(tǒng)不不同。最最常見的的是通過/不通過過量具，只可能能有兩個個結(jié)果；其它的的計數(shù)型測量量系統(tǒng)，如目視視標準，可能產(chǎn)產(chǎn)

49、生57個分分級，如非非常好、好、一一般、差差、非常常差等。MSA前面所介紹紹的分析析方法不不能被用用來評價價這樣的的系統(tǒng)。2020-02-0891計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)研究計數(shù)型量量具的特特點是，把每一一個零件件同一個個特定的的限定值值 進行行比較。如果滿滿足限定定值就接接受這個個零件，反之拒拒絕零件件（如通通過/不不通過量量具）。多數(shù)這這種類型型的量具具以一套套標準零零件為基基礎(chǔ)進行行設(shè)定接接受與拒拒絕。與計量型型量具不不同的是是，這個個計數(shù)型型量具不不能指出出一個零零件有多多好或多多壞，只只能指出出零件可可接受或或拒絕。2020-02-0892計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)研究-范例2020-02-089

50、3計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)研究-范例表格中的的“1”指定為可接受判判斷，“0”指定為不不可接受受判斷。表格中中的基準準判斷和和計量基基準值不不預(yù)先確確定。表表格中的的“代碼”列還用“-”、“+”、“x”顯示了零零件是否否在第，區(qū)域。2020-02-0894計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)研究-范例假設(shè)檢驗驗分析-交叉表表方法由于研究究人員不不知道零零件的基基準判斷斷值，他他們開發(fā)發(fā)了交叉表表比較每每個評價價人之間間的差異異。2020-02-08952020-02-0896表中（期期望的計計算）值值的計算算過程如如下：(44+3)(3+97)/150=31.3(6+97)(97+3)/150=68.7(3+44)(44+6)/150=15.7(97+6)(6+44)/150=34.32020-02-08972020-02-0898計數(shù)型測測量系統(tǒng)統(tǒng)研究-范例上述這些些表格的的目的是是確定評評