汽車行業(yè)MSA培訓(xùn)教材

1、汽車行業(yè)質(zhì)量體系系列培訓(xùn)教材測(cè)量系統(tǒng)分析Measurement Systems Analysis1課程大綱綱：測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的目的和和意義測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)術(shù)語(yǔ)介介紹測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的基礎(chǔ)知知識(shí)計(jì)量型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)評(píng)價(jià)偏倚 穩(wěn)定性計(jì)數(shù)型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)評(píng)價(jià)一致性穩(wěn)穩(wěn)定定性有效性偏偏倚倚重重復(fù)性線性重復(fù)性和和再現(xiàn)性性（R&R）2測(cè)量的重要性性如果測(cè)量量出現(xiàn)問(wèn)問(wèn)題，那那么合格格的產(chǎn)品品可能被被判為不不合格，不合格格的產(chǎn)品品可能被被判為合合格，此此時(shí)便不不能得到到真正的的產(chǎn)品或或過(guò)程特特性。因此，要要保證測(cè)測(cè)量結(jié)果果的準(zhǔn)確確性和可可信度。PROCESS原料人機(jī)法環(huán)測(cè)量測(cè)量結(jié)果合格不合格測(cè)量3測(cè)量誤差差Y=x +

2、測(cè)量值=真值(True Value)+測(cè)量誤差差戴明說(shuō)沒有真真值的存在在一致4為什么要要進(jìn)行測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析即使量具具經(jīng)過(guò)檢檢定或校校準(zhǔn)，由由于人、機(jī)、料料、法、環(huán)、測(cè)測(cè)等五方方面的原原因，仍仍會(huì)帶來(lái)來(lái)測(cè)量誤誤差。檢測(cè)設(shè)備備的檢定定或校準(zhǔn)準(zhǔn)不能滿滿足實(shí)際際測(cè)量的的需要。因此，還還需要對(duì)對(duì)測(cè)量系系統(tǒng)進(jìn)行行評(píng)價(jià)，分析測(cè)測(cè)量結(jié)果果的變差差，從而而確定測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的質(zhì)量量，以滿滿足測(cè)量量的需要要。為了滿足足QS9000、ISO/TS16949標(biāo)準(zhǔn)的要要求ISO/TS16949:2002標(biāo)準(zhǔn)7.6.1規(guī)定：為分析析每種測(cè)測(cè)量和試試驗(yàn)設(shè)備備系統(tǒng)得得出的結(jié)結(jié)果中出出現(xiàn)的變變差，應(yīng)應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)統(tǒng)計(jì)研究究。此要要求

3、應(yīng)適適用于控控制計(jì)劃劃中提及及的測(cè)量量系統(tǒng)。所用的的分析方方法及接接收準(zhǔn)則則應(yīng)符合合顧客關(guān)關(guān)于測(cè)量量系統(tǒng)分分析的參參考手冊(cè)冊(cè)的要求求。如果果得到顧顧客的批批準(zhǔn)，也也可使用用其他分分析方法法和接收收準(zhǔn)則。5測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的目的獲得一個(gè)個(gè)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)計(jì)分析方方法，確確定測(cè)量量系統(tǒng)測(cè)測(cè)量結(jié)果果的變差差（測(cè)量量誤差），尋找變差差的來(lái)源源。從而確確定測(cè)量量系統(tǒng)的的質(zhì)量，為測(cè)量系系統(tǒng)的改改進(jìn)提供供信息。保證所用用統(tǒng)計(jì)分分析方法法及判定定準(zhǔn)則的的一致性性。6測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)術(shù)語(yǔ)介介紹測(cè)量：賦值給具具體物以以表示它它們之間間關(guān)于特特定特性性的關(guān)系系。賦值值過(guò)程定定義為測(cè)測(cè)量過(guò)程程，而賦賦予的值值定義為為

4、測(cè)量值值。量具：任何用來(lái)來(lái)獲得測(cè)測(cè)量結(jié)果果的裝置置，經(jīng)常常用來(lái)特特指用在在車間的的裝置；包括通通過(guò)/不不通過(guò)裝裝置等。測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)：是用來(lái)對(duì)對(duì)被測(cè)特特性定量量測(cè)量或或定性評(píng)評(píng)價(jià)的儀儀器或量量具、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、操操作、方方法、夾夾具、軟軟件、人人員、環(huán)環(huán)境和假假設(shè)的集集合；用用來(lái)獲得得測(cè)量結(jié)結(jié)果的整整個(gè)過(guò)程程。測(cè)量和試試驗(yàn)設(shè)備備：完成一次次測(cè)量所所必需的的所有測(cè)測(cè)量?jī)x器器、測(cè)量量標(biāo)準(zhǔn)、基準(zhǔn)材材料以及及輔助設(shè)設(shè)備。盲測(cè)：是指在實(shí)實(shí)際測(cè)量量環(huán)境下下，在操操作者事事先不知知正在對(duì)對(duì)該測(cè)量量系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行評(píng)定定的條件件下，獲獲得的測(cè)測(cè)量結(jié)果果。根據(jù)據(jù)盲測(cè)得得到的試試驗(yàn)結(jié)果果通常不不受霍桑效應(yīng)應(yīng)的干擾。7霍桑效應(yīng)應(yīng)“

5、霍桑效效應(yīng)”是是指1924年年11月月到1932年年8月間間,在西西部電氣氣公司的的霍桑工工廠(theHawthoneWorksofWesternElectric)完成的一一系列工工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)的結(jié)果果.在試試驗(yàn)中,研究人人員系統(tǒng)統(tǒng)地變更更了五個(gè)個(gè)裝配工工的工作作條件,并監(jiān)視視結(jié)果。由于條條件的改改善，產(chǎn)產(chǎn)量上升升，然而而，當(dāng)工工作條件件下降時(shí)時(shí)，產(chǎn)量量繼續(xù)增增長(zhǎng)，這這僅僅是是因?yàn)檫@這些工人人是這項(xiàng)項(xiàng)研究工工作的一一部分，由此而而使他們們產(chǎn)生了了更積極極的工作作態(tài)度的的結(jié)果，而不是是改變了了工作條條件的結(jié)結(jié)果。更更詳細(xì)的的信息，參見由由Richard Gillespie編寫的，劍橋大大學(xué)出版版社，

6、紐紐約1991。8測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的組成成測(cè)量系統(tǒng)人機(jī)料法環(huán)操作人員量具/測(cè)量設(shè)備/工裝被測(cè)的材料/樣品/特性操作方法、操作程序工作的環(huán)境9測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的分類類計(jì)量型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)10測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的基本本知識(shí)和和概念測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)計(jì)特性分辨力、穩(wěn)定性性、偏倚倚 、重重復(fù)性、再現(xiàn)性性、線性性理想的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)所應(yīng)具具有的特特性測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的評(píng)定定階段11計(jì)量型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)計(jì)特性通常使用用測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性性來(lái)衡量量測(cè)量系系統(tǒng)的質(zhì)質(zhì)量：Discrimination分辨力;Bias偏倚;Repeatability重復(fù)性;Reproducibility再現(xiàn)性;Linearit

7、y線性;Stability穩(wěn)定性。12分辨力（率）定義：指測(cè)量系系統(tǒng)檢出出并如實(shí)實(shí)指示被被測(cè)特性性中極小小變化的能力。傳統(tǒng)是公公差范圍圍的十分分之一。建議的的要求是是總過(guò)程程6(標(biāo)準(zhǔn)偏差差)的十十分之一一。13偏倚(Bias)基準(zhǔn)值觀測(cè)平均值 偏倚偏倚：是測(cè)量結(jié)結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值?；鶞?zhǔn)值的的取得可以通過(guò)過(guò)采用更更高級(jí)別別的測(cè)量量設(shè)備進(jìn)進(jìn)行多次次測(cè)量，取其平平均值來(lái)來(lái)確定。14重復(fù)性(Repeatability)重復(fù)性重復(fù)性是由同一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一個(gè)測(cè)量?jī)x器器，多次次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲獲得的測(cè)測(cè)量值變差。15再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性是由不同的評(píng)價(jià)人人，

8、采用用相同的測(cè)量?jī)x儀器，測(cè)測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)測(cè)量平均均值的變差。再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A16穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性 時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性：是測(cè)量系系統(tǒng)在某某持續(xù)時(shí)間間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的相同特性時(shí)獲得的的測(cè)量值的總變差差。17線性(Linearity)線性是在量具具預(yù)期的的工作范范圍內(nèi)，偏倚值值的差值值。量程基準(zhǔn)值觀測(cè)平均值 基準(zhǔn)值觀測(cè)平均值18線性(Linearity)觀測(cè)的平均值 基準(zhǔn)值無(wú)偏倚有偏倚EFOBACDAB19位置和寬寬度位置寬度位置寬度標(biāo)準(zhǔn)值20理想的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)理想的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)在每次次使用時(shí)時(shí)：應(yīng)只只產(chǎn)生“正確”的測(cè)量量結(jié)果。每次測(cè)測(cè)量結(jié)果果總應(yīng)該

9、該與一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值值相符。一個(gè)能能產(chǎn)生理理想測(cè)量量結(jié)果的的測(cè)量系系統(tǒng)，應(yīng)應(yīng)具有零方差、零偏倚倚和所測(cè)的的任何產(chǎn)產(chǎn)品錯(cuò)誤分類類為零概概率的統(tǒng)計(jì)特特性。21測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)所應(yīng)具具有的特特性測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)必須處處于統(tǒng)計(jì)計(jì)控制中中，這意味味著測(cè)量量系統(tǒng)中中的變差差只能是是由于普普通原因因而不是是由于特特殊原因因造成的的。這可稱為為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)穩(wěn)定性；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的變異異必須比比制造過(guò)過(guò)程的變異??；變異應(yīng)小小于公差差帶；測(cè)量精密密應(yīng)高于于過(guò)程變變差和公公差帶兩兩者中精精度較高高者，一一般來(lái)說(shuō)說(shuō)，測(cè)量精度度是過(guò)程程變異和和公差帶帶兩者中中精度較較高者的的十分之之一；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特特性可能能隨被測(cè)測(cè)項(xiàng)目的的改變而而變化。若

10、真的的如此，則測(cè)量系系統(tǒng)的最最大的變變差應(yīng)小小于過(guò)程程變差和和公差帶帶兩者中中的較小小者。22測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的評(píng)定定階段第一階段段：明白該測(cè)測(cè)量過(guò)程程并確定定該測(cè)量量系統(tǒng)是是否滿足足我們的的需要。主要有有二個(gè)目目的：1）確定該測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)是否具具有所需需要的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性性，此項(xiàng)必須須在使用用前進(jìn)行行。2）發(fā)現(xiàn)那種種環(huán)境因因素對(duì)測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)顯著的的影響，例如溫度、濕度度等，以以決定其其使用的的環(huán)境要要求。第二階段：目的是在在驗(yàn)證一一個(gè)測(cè)量量系統(tǒng)一一旦被認(rèn)認(rèn)為是可可行的，應(yīng)持續(xù)續(xù)具有恰恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性性。常見的量具R&R分析是其中的的一種試試驗(yàn)型式式。23計(jì)量型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)評(píng)價(jià)穩(wěn)定性偏倚重復(fù)性和和再現(xiàn)性

11、性（R&R）線性24計(jì)量型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的分析析測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的變差差分類：穩(wěn)定性、偏倚、重復(fù)性性、再現(xiàn)現(xiàn)性、線線性測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)特性可可用下列列方式來(lái)來(lái)描述：位置：穩(wěn)定性、偏倚、線性。寬度或范范圍：重復(fù)性、再現(xiàn)性性。25確定穩(wěn)定定性的指指南1）取一一個(gè)樣本本并建立立相對(duì)于于可溯源源標(biāo)準(zhǔn)的的基準(zhǔn)值。如果該該樣品不不可獲得得，選擇擇一個(gè)落落在產(chǎn)品品測(cè)量中程數(shù)據(jù)據(jù)生產(chǎn)零件件 ，指指定其為為穩(wěn)定性性分析的的標(biāo)準(zhǔn)樣樣本。對(duì)對(duì)于追蹤蹤測(cè)量系系統(tǒng)穩(wěn)定定性，不不需要一一個(gè)已知知基準(zhǔn)值值。具備預(yù)期期測(cè)量的的最低值值，最高高值和中中程數(shù)的的標(biāo)準(zhǔn)樣樣本是較較理想的的。建議議對(duì)每個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣樣本分別別做測(cè)量量與控制制圖。2）定

12、期期(天,周)測(cè)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)樣本35次次，樣本本容量和和頻率應(yīng)應(yīng)該基于于對(duì)測(cè)量量系統(tǒng)的的了解。因素可可以包括括重新校校準(zhǔn)的頻頻次、要要求的修修理，測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的使用用頻率，作業(yè)條條件的好好壞。應(yīng)應(yīng)在不同同的時(shí)間間讀數(shù)以以代表測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的實(shí)際際使用情情況，以以便說(shuō)明明在一天天中預(yù)熱熱、周圍圍環(huán)境和和其他因因素發(fā)生生的變化化。3）將數(shù)據(jù)按按時(shí)間順順序畫在在Xbar&R或Xbar&S控制圖上上。26結(jié)果分析析作圖圖法4）建立立控制限限并用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)控制制圖分析析評(píng)價(jià)失失控或不不穩(wěn)定狀狀態(tài)。結(jié)果分析析數(shù)據(jù)據(jù)法除了正態(tài)態(tài)控制圖圖分析法法，對(duì)穩(wěn)穩(wěn)定性沒沒有特別別的數(shù)據(jù)據(jù)分析或或指數(shù)。如果測(cè)量量過(guò)程是是穩(wěn)定的的

13、，數(shù)據(jù)據(jù)可以用用于確定定測(cè)量系系統(tǒng)的偏偏倚。同樣，測(cè)測(cè)量的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差差可以用用作測(cè)量量系統(tǒng)重重復(fù)性的的近似值值。這可可以與（生產(chǎn)）過(guò)程的的標(biāo)準(zhǔn)偏偏差進(jìn)行行比較以以決定測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的重復(fù)復(fù)性是否否適于應(yīng)應(yīng)用?？赡苄枰獙?shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)或其其他分析析解決問(wèn)問(wèn)題的技技術(shù)以確確定測(cè)量量系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定性不不足的主主要原因因。27穩(wěn)定性舉例為了確定定一個(gè)新新的測(cè)量量裝置穩(wěn)穩(wěn)定性是是否可以以接受，工藝小小組在生生產(chǎn)工藝藝中程數(shù)數(shù)附近選選擇了一一個(gè)零件件.這個(gè)個(gè)零件被被送到測(cè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室，確確定基準(zhǔn)準(zhǔn)值為6.01。小組組每班測(cè)測(cè)量這個(gè)個(gè)零件5次，共共測(cè)量5周（25個(gè)子子組）。收集所所有數(shù)據(jù)據(jù)以后，Xbar&R圖就可以以

14、做出來(lái)來(lái)了(見見圖示)?？刂茍D分分析顯示示，測(cè)量量過(guò)程是是穩(wěn)定的的，因?yàn)闉闆]有出出現(xiàn)明顯顯可見的的特殊原原因影響響。28穩(wěn)定性的的均值-極差圖圖6.36.05.7樣本均值子組0515202510UCL=6.297Mean=6.021LCL=5.7461.00.50.0樣本極差R=0.47792ULC=1.01LCL=029確定偏倚倚指南獨(dú)立樣樣本法1）獲取取一個(gè)樣樣本并建建立相對(duì)對(duì)于可溯溯源標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的基準(zhǔn)準(zhǔn)值。如如果得得不到，選擇一一個(gè)落在在生產(chǎn)測(cè)測(cè)量的中中程數(shù)的的生產(chǎn)零零件，指指定其為為偏倚分分析的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)樣本本。在工工具室測(cè)測(cè)量這個(gè)個(gè)零件n10次，并計(jì)計(jì)算這n個(gè)讀數(shù)的的均值。把均值值作為“基準(zhǔn)

15、值值”?？赡苄枰邆漕A(yù)預(yù)期測(cè)量量值的最最低值、最高值值及中程程數(shù)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)樣本本是理想想的。完完成此步步后，用用線性研研究分析析數(shù)據(jù)。2）讓一一個(gè)評(píng)價(jià)價(jià)人，以以通常方方法測(cè)量量樣本10次以以上。30結(jié)果分析析作圖法3）相對(duì)對(duì)于基準(zhǔn)準(zhǔn)值將數(shù)數(shù)據(jù)畫出出直方圖圖。評(píng)審審直方圖圖，用專專業(yè)知識(shí)識(shí)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)分分析，對(duì)對(duì)于n30時(shí)的解釋釋或分析析，應(yīng)當(dāng)當(dāng)特別謹(jǐn)謹(jǐn)慎。結(jié)果分析析數(shù)據(jù)據(jù)法4）計(jì)算算n個(gè)讀數(shù)的的均值。X=xi/n315）計(jì)算可重重復(fù)性標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差差（參考考量具研研究，極極差法，如下）：r= max(xi)-min(xi)/d2* ,這里d2*可以從附

16、附錄C中查到，g=1,m=n如果GRR研究可用用（且有有效），重復(fù)性性標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏偏差計(jì)算算應(yīng)該以以研究結(jié)結(jié)果為基基礎(chǔ)。326）確定定偏倚的的t統(tǒng)計(jì)量：偏倚=觀觀測(cè)測(cè)量量平均值值-基準(zhǔn)準(zhǔn)值b=r（n）1/2t=偏倚/b7）計(jì)算偏倚倚的置信信區(qū)間,置信水水平取95%偏倚t1-a/2(v)bd2/d2*其中參數(shù)數(shù)d2、d2* 、v可查書上上附錄C或4t1-a/2(v)可從標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)t表中查到到338）判斷斷置信區(qū)區(qū)間是否否包括0，如果果0落置置信區(qū)間間內(nèi)，偏偏倚在a水平是可可接受的的，如果果0沒有有落在置置信區(qū)間間內(nèi)，偏偏倚在a水平是不不可接受受的。注：如果果a水平不是是取0.05，必須取取得顧客客的同意

17、意。34偏倚舉舉例一個(gè)制造造工程師師在評(píng)價(jià)價(jià)一個(gè)用用來(lái)監(jiān)控控生產(chǎn)過(guò)過(guò)程的新新的測(cè)量量系統(tǒng)。測(cè)裝置置分析表表明沒有有線性問(wèn)問(wèn)題，所所以工程程師只評(píng)評(píng)價(jià)了測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)偏倚。在已記記錄過(guò)程程變差基基礎(chǔ)上從從測(cè)量系系統(tǒng)操作作范圍內(nèi)內(nèi)選擇一一個(gè)零件件。這個(gè)個(gè)零件經(jīng)經(jīng)全尺寸寸檢驗(yàn)測(cè)測(cè)量以確確定其基基準(zhǔn)值。而后這這個(gè)零件件由領(lǐng)班班測(cè)量15次。35次數(shù)123456789101112131415基準(zhǔn)值6.05.85.75.95.96.06.16.06.16.46.36.06.16.25.66.0偏倚-0.2-0.3-0.1-0.10.00.10.00.10.40.30.00.10.2-0.40.0偏倚研究究數(shù)據(jù)

18、36偏倚研究究偏倚倚研究分分析n(m)均值 X標(biāo)準(zhǔn)偏差r均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差b測(cè)量值156.0067.22514.05813基準(zhǔn)值= 6.00, =.05,g=1, d2*=3.35t統(tǒng)計(jì)量df顯著t值(2尾)偏倚95偏倚置信區(qū)間低值高值測(cè)量值.115310.82.206.0067-1.1185.1319因?yàn)?落落在偏倚倚置信區(qū)區(qū)間（-0.1185，0.1319)內(nèi)內(nèi),工程程師可以以假設(shè)測(cè)測(cè)量偏倚倚是可以以接受的的,同時(shí)時(shí)假定實(shí)實(shí)際使用用不會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致附加加變差源源。37偏倚研究究的分析析如果偏倚倚從統(tǒng)計(jì)計(jì)上非0，尋找找以下可可能的原原因：標(biāo)準(zhǔn)或基基準(zhǔn)值誤誤差；儀器磨損損。這在在穩(wěn)定性性分析可可以表現(xiàn)現(xiàn)

19、出，建建議按計(jì)計(jì)劃維護(hù)護(hù)或修整整；儀器制造造尺寸有有誤；儀器測(cè)量量了錯(cuò)誤誤的特性性；儀器未得得到完善善的校準(zhǔn)準(zhǔn)，評(píng)審審校準(zhǔn)程程序；評(píng)價(jià)人設(shè)設(shè)備操作作不當(dāng)，評(píng)審測(cè)測(cè)量說(shuō)明明書等；38確定線性性指南線性按以以下指南南評(píng)價(jià)：1）選擇擇g5個(gè)零件，由于過(guò)過(guò)程變差差，這些些零件測(cè)測(cè)量值覆覆蓋量具具的操作作范圍。2）用全全尺寸檢檢驗(yàn)測(cè)量量每個(gè)零零件，以以確定其其基準(zhǔn)值值并確認(rèn)認(rèn)了包括括量具的的操作范范圍。3）通常常用這個(gè)個(gè)儀器的的操作者者中的一一人測(cè)量量每個(gè)零零件m10次。隨機(jī)的選選擇零件件以使評(píng)評(píng)價(jià)人對(duì)對(duì)測(cè)量偏偏倚的“記憶”最小化化。394）確定定每一零零件的觀觀察平均均值，基基準(zhǔn)值與與觀察平平均值之之

20、間的差差值為偏偏倚，要要確定各各個(gè)被選選零件的的偏倚。5）線性性圖就是是在整個(gè)個(gè)工作范范圍內(nèi)的的這些偏偏倚與基基準(zhǔn)值之之間描繪繪的。如如果線性性圖顯示示可用一一根直線線表示這這些標(biāo)繪繪點(diǎn)，則則偏倚與與基準(zhǔn)值值之間的的最佳線線性回歸歸直線表表示兩個(gè)個(gè)參數(shù)之之間的線線性。線線性回歸歸直線的的擬合優(yōu)優(yōu)度（R2）確定偏倚倚與基準(zhǔn)準(zhǔn)值是否否有良好好的線性性關(guān)系。40計(jì)算偏倚倚:偏倚=觀測(cè)平均值基準(zhǔn)值過(guò)程變差差=6線性方程程式：y=b+axx=基準(zhǔn)y=偏倚41截距、斜斜率、擬擬合度、線性、線性%公式42系統(tǒng)的線線性及線線性百分分率由回歸線線斜率及及零件過(guò)過(guò)程變差差(或公公差)計(jì)計(jì)算得出出。如果回歸歸線有很

21、很好的線線性擬合合，那么可以以評(píng)價(jià)線線性幅度度及線性性百分率率來(lái)確定定線性是是否可接接受。如果回歸歸線沒有有很好的的線性擬擬合，那么可能能偏倚平平均值與與基準(zhǔn)有有非線性性關(guān)系，這需要要進(jìn)一步步分析以以判定測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的系統(tǒng)統(tǒng)是否可可接受。43對(duì)測(cè)量特特殊特性性的測(cè)量量系統(tǒng)，線性%5% 接受受，線性性%5%時(shí)，不予接接受。對(duì)測(cè)量非非特殊特特性的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)，線性性%10%接接受，線線性%10%時(shí)，不不予接受受。如果測(cè)量量系統(tǒng)為為非線性性，查找找這些可可能原因因：在工作范范圍上限限和下限限內(nèi)儀器器沒有正正確校準(zhǔn)準(zhǔn)；最小或最最大值校校準(zhǔn)量具具的誤差差；磨損的儀儀器；儀器固有有的設(shè)計(jì)計(jì)特性。線性接受受

22、準(zhǔn)則：44線性舉舉例pmrpmrpmrpmrpmr122.7245.1365.8487.65109.1122.5243.9365.7487.75109.3122.4244.2365.9487.85109.5122.5245.0365.9487.75109.3122.7243.8366.0487.85109.4122.3243.9366.1487.85109.5122.5243.9366.0487.85109.5122.5243.9366.1487.75109.5122.4243.9366.4487.85109.6122.4244.0366.3487.55109.2122.6244.1366.0

23、487.65109.3122.4243.8366.1487.75109.445基 準(zhǔn)值值偏 倚線性圖1名評(píng)價(jià)價(jià)人12次試驗(yàn)驗(yàn)5個(gè)零零件，過(guò)過(guò)程變差差=6.00偏倚=0.05擬合優(yōu)度度(R2)=0.98%線性=13.17%線性=0.7946確定重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性的的指南分析方法法有：極差法；均值-極極差法；方差分析析ANOVA。Back47極差法極差法是是一種改改良的計(jì)計(jì)量型量量具的研研究，它它可迅速速提供一一個(gè)測(cè)量量變異的的近似值，這種方法法只能提提供測(cè)量量系統(tǒng)的的整體概概況而不不能將變變異分為為重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性。它典型的的用途是是快速檢檢查驗(yàn)證證GRR是否發(fā)生生了變化化。典型的極極差方法法

24、用2個(gè)評(píng)價(jià)價(jià)人和5個(gè)零件件進(jìn)行研究究。在研研究中，兩個(gè)評(píng)評(píng)價(jià)人各各將每個(gè)個(gè)零件測(cè)測(cè)量一次次。48每個(gè)零件件的極差差是評(píng)價(jià)人A獲得測(cè)量量值和B獲得測(cè)量量值之間間的絕對(duì)對(duì)差值。計(jì)算極極差的和和與平均均極差。零件號(hào)評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B極差(A-B)10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10示 例：49計(jì)算平均極差差(R)=R/n=0.35/5=0.07通過(guò)將平平均極差差均值乘乘以1/d2*可以得到到總測(cè)量變變差。這里d2*在附錄C中可以找找到，m=2，g=零件數(shù)。GRR=R/d2*=0.07/1.19=0.0588已

25、知過(guò)程程偏差為為0.0777%GRR=100(GRR/過(guò)程偏差差)=75.7%30%結(jié)論：是是測(cè)量系系統(tǒng)需要要改進(jìn).附錄C50均值-極極差法均值極差差法(Xbar&R)是一種可提供測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性兩個(gè)個(gè)特性作估計(jì)評(píng)評(píng)價(jià)的方方法。與與極差法法不同，這種方方法可以以將測(cè)量量系統(tǒng)的的變差分分成兩個(gè)個(gè)部分重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性，而而不是他他們的交交互作用用 。盡管評(píng)價(jià)價(jià)人數(shù)量量、試驗(yàn)驗(yàn)次數(shù)和和零件數(shù)數(shù)是可變變的，但但我們下下面的討討論反映映了研究究中條件件的優(yōu)化化。參考考GRR數(shù)據(jù)表。詳細(xì)的的程序是是：1、獲得得一個(gè)樣樣本零件件數(shù)n大于5，應(yīng)代表表實(shí)際的的或期望望的過(guò)程程變差范范圍；2、選擇

26、擇評(píng)價(jià)人人為A，B，C等。零件件的號(hào)碼碼從1到到n，評(píng)價(jià)人不不能看到到零件編編號(hào)。513、如果果是正常常測(cè)量系系統(tǒng)的一一部分，應(yīng)校準(zhǔn)準(zhǔn)量具。讓評(píng)價(jià)價(jià)人A以隨機(jī)的的順序測(cè)測(cè)量n個(gè)零件，將測(cè)量量結(jié)果輸輸入第一一行（如如使用MINITAB應(yīng)輸入“數(shù)據(jù)”欄）。4、讓評(píng)評(píng)價(jià)人B和C測(cè)量同樣樣的n個(gè)零件，而且他他們之間間不能看看到彼此此的結(jié)果果，輸入入數(shù)據(jù)到到第6行行和11行。5、用不不同的隨隨機(jī)測(cè)量量順序重重復(fù)該循循環(huán)。輸輸入數(shù)據(jù)據(jù)到第2，7，12行行，在適適當(dāng)?shù)牧辛杏涗洈?shù)數(shù)據(jù)，如如果需要要試驗(yàn)3次，重重復(fù)循環(huán)環(huán)并輸入入數(shù)據(jù)到到3，8，13行。6、當(dāng)零零件數(shù)量量很大或或同時(shí)多多個(gè)零件件不可同同時(shí)獲得得時(shí)

27、，測(cè)測(cè)量步驟驟4，5可能改改變?nèi)缦孪率切枰模鹤屧u(píng)價(jià)人人A測(cè)量第一一個(gè)零件件并在第第1行記記錄讀數(shù)數(shù)。讓評(píng)價(jià)人人B測(cè)量第一一個(gè)零件件并在第第6行記記錄讀數(shù)數(shù)。讓評(píng)價(jià)人人C測(cè)量第一一個(gè)零件件并在第第11行行記錄讀讀數(shù)。52讓評(píng)價(jià)人人A重復(fù)測(cè)量量第一個(gè)個(gè)零件并并記錄讀讀數(shù)于第第2行，讓評(píng)價(jià)人人B重復(fù)測(cè)量量第一個(gè)個(gè)零件并并記錄讀讀數(shù)于第第7行，讓評(píng)價(jià)人人C重復(fù)測(cè)量量第一個(gè)個(gè)零件并并記錄讀讀數(shù)于第第12行行，如果試驗(yàn)驗(yàn)需要進(jìn)進(jìn)行3次次，重復(fù)復(fù)這個(gè)循循環(huán)將數(shù)數(shù)據(jù)記錄錄在第3，8，13行行。7、如果果評(píng)價(jià)人人屬于不不同的班班次，可可以使用用一個(gè)替替代方法法，讓評(píng)評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有有的10個(gè)零件件輸入數(shù)數(shù)據(jù)

28、于第第1行，然后評(píng)評(píng)價(jià)人A以不同的的順序讀讀數(shù)，記記錄結(jié)果果于第2，3行行，讓評(píng)評(píng)價(jià)人B，C同樣做。依公式計(jì)計(jì)算并作作成控制制圖或直直接用表表計(jì)算即即可。53%R&R接受準(zhǔn)則則a.%R&R30%不能接受受，必須須改進(jìn)。54結(jié)果分析:當(dāng)重復(fù)性(EV)大于再現(xiàn)性(AV)時(shí)，原因可可能是：儀器需要要保養(yǎng)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛剛度增強(qiáng)；量具的夾夾緊或零零件定位位的方式式需要改進(jìn)進(jìn)；存在過(guò)大大的零件件內(nèi)變差。當(dāng)再現(xiàn)性性(AV)大于重復(fù)性(EV)時(shí)：評(píng)價(jià)人員員需要更更好的培培訓(xùn)如何何使用量具及數(shù)數(shù)據(jù)讀取取方式；量具刻度盤上上的刻度度不清楚楚；需要某些些夾具協(xié)協(xié)助評(píng)價(jià)人員員來(lái)提高高使用量具的一致性。55重

29、復(fù)性示例：操作者A操作者B測(cè)試123平均極差123平均極差零件A217216216216.31216219220218.34零件B220216218218.04216216220217.34零件C217216216216.31216215216215.71零件D214212212212.72216212212213.34零件E216219220218.34220220220220.00216.3216.9再現(xiàn)行計(jì)計(jì)算56第一步計(jì)算重復(fù)性ee：量具標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差5758第二步計(jì)算再現(xiàn)現(xiàn)性計(jì)算操作作人平均均值的極極差(RO)；估計(jì)的評(píng)評(píng)價(jià)人標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差=RO/d2*；乘以5.15；減去由于于重復(fù)性性所造成

30、成0的部份；n零件數(shù)量量；r=試驗(yàn)次數(shù)數(shù)。59calibrationR0=XA-XB=216.9-216.3=0.6重復(fù)性示示例數(shù)據(jù)據(jù)表0：校正的的評(píng)價(jià)人人標(biāo)準(zhǔn)偏偏差n：零件數(shù)量量；r：試驗(yàn)次數(shù)數(shù)60第三步計(jì)計(jì)算零件件間的變變異每次的值值都是同同一零件件測(cè)三次次，所以以只是偵偵測(cè)出儀儀器變異異(Re)。二個(gè)測(cè)量量者之間間的差異異代表了了人員之之間的差差異(Ro)每個(gè)產(chǎn)品品間的差差距代表表了產(chǎn)品品的差異異(Rp)。610*零件間變變差m：測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏偏差；e：量具標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差；0：評(píng)價(jià)人人標(biāo)準(zhǔn)偏偏差p：零件標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差；t：總過(guò)程變變差標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差62數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)零件a零件b零件c零件d零件e操作者

31、A平均216.3218.0216.3212.7218.3操作者B平均218.3217.3215.7213.3219.2再平均217.3217.7216.0213.0219.2*TV：總過(guò)程變變差63m23456789101112131415g11.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.5521.281.812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.453.5131.231.772.122.382.582.752.893.013.113.213.293.373.433.5041.211.7

32、52.112.372.572.742.883.003.103.203.283.363.433.5051.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4961.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4971.171.732.092.352.552.722.872.993.103.193.273.353.423.4881.171.722.082.352.552.722.872.983.093.193.273.353.423.4891.161.722.082.342.552.

33、722.862.983.093.183.273.353.423.48101.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48111.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.413.48121.151.712.072.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48131.151.712.072.342.552.712.852.983.093.183.273.353.423.48141.151.712.072.342.542.712.852.98

34、3.083.183.273.353.423.48151.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48151.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9073.0783.1733.2583.3363.4073.472平均極差差分布的的d2*值計(jì)算64子組內(nèi)樣本數(shù)A2D3D421.88003.26731.02302.57540.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.

35、2231.777110.2850.2561.744120.2660.2841.716130.2490.3081.692140.2350.3291.671150.2230.3481.652控制圖系系數(shù)表65計(jì)數(shù)型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)研究計(jì)數(shù)型量量具就是是把各個(gè)個(gè)零件與與某些指指定限值值相比較較，如果果滿足限限件則接接受該零零件否則則拒收。計(jì)數(shù)型量量具只能能指示該該零件被被接受或或拒收。計(jì)數(shù)型測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)的分析析有：一致性，有效性性；偏倚，重重復(fù)復(fù)性。66一致性和和有效性性分析：選取五十十個(gè)零件件來(lái)進(jìn)行行，其中中應(yīng)有一一些零件件稍許高高或低于于規(guī)范限限值。選取二或或三位評(píng)評(píng)價(jià)人員員以一種種能防止止評(píng)價(jià)人人偏倚的的方式兩兩次測(cè)量量所有零零件。所有的測(cè)測(cè)量結(jié)果果必須一一致則接接受該量量具，否否則應(yīng)改改進(jìn)或重重新評(píng)價(jià)價(jià)，或找找到一個(gè)個(gè)可接受受的替代代測(cè)量系系統(tǒng)。67計(jì)數(shù)