ISOTS16949測量系統(tǒng)分析解讀課件

測量系統(tǒng)分析（MSA）

(MeasurementSystemsAnalysis)測量系統(tǒng)分析（MSA）

(MeasurementSyste為什么要用測量系統(tǒng)

在日常的檢驗中，你經(jīng)常會遇到以下問題或困惑：我可以信賴我收集的數(shù)據(jù)嗎？不同的操作人員的測量結(jié)果有什么差異？為什么測量同一個零件得到的結(jié)果不盡相同？我對測量數(shù)據(jù)進行分析的結(jié)果用于過程分析和控制可靠嗎？為什么要用測量系統(tǒng)在日常的檢驗中，你經(jīng)常會遇到以下問題或困測量是一個過程

測量是一個過程2022/12/10測量過程示意圖測量值=被測特性+測量誤差2022/12/10測量過程示意圖測量值=被測特性+測量過程變差

測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果或數(shù)值的變差。測量值變差環(huán)境方法儀器(機器)材料人員測量過程變差 測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)2022/12/10測量過程變差分析

2022/12/10測量過程變差分析環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)

溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù)光線不足妨礙正確讀值刺眼的光導(dǎo)致讀值不正確環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性

在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方法的測量結(jié)果不一樣扁平圓形同心軸測量方法影響測量結(jié)果 在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方什么叫測量系統(tǒng)分析

測量體系分析(MSA)MSA用于分析測量系統(tǒng)對測量值的影響強調(diào)儀器和人的影響我們對測量體系作測試，以確定測量數(shù)值的統(tǒng)計特性，并與可接受的標(biāo)準(zhǔn)相比較什么叫測量系統(tǒng)分析測量體系分析(MSA)測量系統(tǒng)的變差測量系統(tǒng)的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)所作

的判定測量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性

和線性偏倚、穩(wěn)定、線性屬位置變差，重復(fù)性、再現(xiàn)性屬寬度變差。必須在采納一個測量系統(tǒng)前知道其測量變差測量系統(tǒng)的變差測量系統(tǒng)的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

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

定性的關(guān)系。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。測量系統(tǒng)：對被測產(chǎn)品特性賦值的操作者、量具、操作程序、

設(shè)備、軟件的集合，用來獲得測量結(jié)果的整個過程稱

為測量過程或測量系統(tǒng)。2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念測量：定義為賦值（或2022/12/10真值：真值是零件的“實際”測量值，雖然這個值是不知道的，

并且是不可知的，但是它是測量過程的目標(biāo)。參考值：也稱為可被接受的參考值或基準(zhǔn)值。它是一個人工制

品值或總效果值用作約定的比較基準(zhǔn)值。在進行測量系統(tǒng)分析時，一般是通過采用比要分析的測

量系統(tǒng)具有跟高級別分辨率的測量系統(tǒng)對被測特性進行

多次測量、取平均值作為它的估計值，也叫做基準(zhǔn)值、

參考值或標(biāo)準(zhǔn)值。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10真值：真值是零件的“實際”測量值，雖然這2022/12/10測量值=被測特性的基準(zhǔn)值+測量誤差在確定基準(zhǔn)值時一般需要引用可溯源的標(biāo)準(zhǔn)等級體系，因為比要分析的測量系統(tǒng)更高級別的測量系統(tǒng)一般位于更高的標(biāo)準(zhǔn)等級上。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量值=被測特性的基準(zhǔn)值+測量誤2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10分辨力：是儀器可以探測到并如實顯示的參考值的變化量。它

也可以稱為可讀性或分辨率。測量儀器分辨力的第一準(zhǔn)則應(yīng)該至少是被測范圍的十分之一。統(tǒng)上此范圍就是產(chǎn)品范圍。最近，10比1規(guī)

則被解釋為測量設(shè)備能夠分辨至少十分之一的過程變

差。這符合持持續(xù)改進的原理。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10分辨力：是儀器可以探測到并如實顯示的參考2022/12/10例如：某特性10mm+/-0.1mm。公差范圍0.2mm。選擇測量設(shè)備的分辨力是按照公差范圍十分之一。用0.02mm的游標(biāo)卡尺就滿足要求了。通常測量得到的數(shù)據(jù)，譬如是10.02、10.03、9.92.……?，F(xiàn)在質(zhì)量提高了，實際做出來的零件，測量得到的數(shù)據(jù)可能集中在10mm+/-0.01的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。再用0.02mm的游標(biāo)卡尺就不能滿足要求了。通常分辨力要用過程變差的十分之一。這樣才能測量得到更加細分的數(shù)據(jù)。譬如，10.019、10.032、9.919.……。如果分辨力不滿足要求的話，數(shù)據(jù)分析結(jié)果會出大的誤差。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10例如：某特性10mm+/-0.1mm。2022/12/10準(zhǔn)確度：一個表示準(zhǔn)確的通用概念，它涉及一個或多個測量結(jié)

果的平均值與一個參考值之間一致的接近程度。測量

過程必須處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，否則過程的準(zhǔn)確度就毫

無意義。精確度：是指使用同種備用樣品進行重復(fù)測定所得到的結(jié)果之

間的重現(xiàn)性。（非手冊）測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10準(zhǔn)確度：一個表示準(zhǔn)確的通用概念，它涉及一2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10精密度：傳統(tǒng)上，精密度描述了測量系統(tǒng)在操作范圍（大小、量

程和時間）內(nèi)分辨力、靈敏度和重復(fù)性的最終影響。

更廣泛地把精密度定義為包括來自不同的讀數(shù)、量具、

人員、實驗室或條件的變差。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10精密度：傳統(tǒng)上，精密度描述了測量系統(tǒng)在操Bias偏倚:

-對同樣的零件的同樣特性，真值（基準(zhǔn)值）和觀測到的測

量平均值的差值。

-是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所造成的只有當(dāng)測量系統(tǒng)處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)時，進行偏倚研究才有意義測量系統(tǒng)的基本概念

Bias偏倚:只有當(dāng)測量系統(tǒng)處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)時，進行偏Stability穩(wěn)定性:穩(wěn)定性（或漂移）是測量系統(tǒng)在某一階段時間內(nèi)，測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時獲得的測量總變差。換句話說，穩(wěn)定性是偏倚隨時間的變化。測量系統(tǒng)的基本概念

Stability穩(wěn)定性:測量系統(tǒng)的基本概念Linearity線性:

-在量具正常工作量程內(nèi)偏倚變化量

-多個獨立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關(guān)系-是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差構(gòu)成的觀測的平均值基準(zhǔn)值無偏倚有偏倚圖：線性測量系統(tǒng)的基本概念

Linearity線性:觀測的平均值基準(zhǔn)值無偏倚有偏倚Repeatability重復(fù)性

-一個評價者使用一臺測量儀器，對同一零件的某一特性進行多次測量下的變差-是在固定的和已定義的測量條件下，連續(xù)（短期內(nèi)）多次測量中的變差-通常被稱為E.V（設(shè)備變差）-設(shè)備（量具）本身固有的變差或性能-系統(tǒng)內(nèi)部變差測量系統(tǒng)的基本概念

Repeatability重復(fù)性測量系統(tǒng)的基本概念量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具C的均值哪個重復(fù)性好？2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具CReproducibility再現(xiàn)性-不同評價者使用相同的量具，測量一個零件的一個特性進行多次測量下的變差-傳統(tǒng)上被稱為A.V（評價者變差）-系統(tǒng)之間（條件）的變差（自動操作系統(tǒng)中操作者不是主

要的變差源-其可能包括：重復(fù)性、實驗室、環(huán)境以及評價者影響測量系統(tǒng)的基本概念

Reproducibility再現(xiàn)性測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

至為A和B的再現(xiàn)性

至為A和C的再現(xiàn)性

至為B和C的再現(xiàn)性人員A人員B人員C量具A的均值量具B的均值量具C的均值2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

至為A和B的再現(xiàn)性至量具R&R或GRR:量具R&R是重復(fù)性和再現(xiàn)性合成變差的一個估計。換句話說，GRR等于系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的方差的總和。測量系統(tǒng)的基本概念

量具R&R或GRR:測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？測量系統(tǒng)在一定時間內(nèi)是否統(tǒng)計穩(wěn)定？測量系統(tǒng)的誤差是否足夠??？評價測量系統(tǒng)的三個基本問題測量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？評價測量系統(tǒng)的三個基本問題測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性

理想的測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性：零偏倚對所測的任何產(chǎn)品錯誤分類為零概率可是這樣的測量系統(tǒng)幾乎不存在的，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。測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性理想的測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性：測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性

每一個測量系統(tǒng)可能被要求有不同的統(tǒng)計特性，但有一些

基本特性用于定義“好的”測量系統(tǒng)。它們包括：足夠的分辨率和靈敏度；通常所知的是10-1法則，表明儀器的分辨率應(yīng)把公差(過程變差)分為十分或更多，這個規(guī)則是選擇量具期望的實際最低起點。測量系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)計受控的；對于產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。依據(jù)特性的公差評價測量系統(tǒng)。對于過程變差，測量系統(tǒng)的變異性應(yīng)該顯示有效的分辨率并且與制造過程相比要小。測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性每一個測量系統(tǒng)可能被要求有不同2022/12/10關(guān)于測量系統(tǒng)哪些變異特性需要評價，需要根據(jù)具體的測量系統(tǒng)特點及被測特性的實際情況來確定。

一般來說，首先量具的分辨力肯定要確定的；如果量具有不同的人員來重復(fù)使用和操作，GRR大多數(shù)情況也要做；如果量具在全量程范圍內(nèi)使用線性分析就十分必要；如果量具的偏倚與時間相關(guān)則穩(wěn)定性需要做。測量系統(tǒng)的評價2022/12/10關(guān)于測量系統(tǒng)哪些變異特性需要評價，需要根測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備

(一)實施測量系統(tǒng)研究之前應(yīng)先進行充分的策劃和準(zhǔn)備A、先計劃將要使用的方法；B、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)先決定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下：尺寸的關(guān)鍵性--關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和或試驗。零件結(jié)構(gòu)—大或重的零件可選擇較少樣品和較多試驗。C、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選擇；D、樣品的選擇對正確的分析至關(guān)重要，它完全取決于MSA研究的設(shè)計、測量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過程的樣品。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。

2022/12/10測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備(一)實施測量系統(tǒng)研究之前應(yīng)先進行充測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備

(二)E、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。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。但是進行研究的人應(yīng)知道正在檢查那一零件，并記下數(shù)據(jù)。F、在讀數(shù)時，讀數(shù)應(yīng)估計到可得到的最接近的數(shù)字。即讀數(shù)應(yīng)取至最小刻度的一半。例如，如果最小刻度為0.0001，則每個讀數(shù)的估計值應(yīng)四舍五入到0.00005。G、研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細認真的人員進行。H、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)。2022/12/10測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備(二)E、測量應(yīng)按照隨機順序，以2022/12/10進行測量系統(tǒng)分析的目的，是要預(yù)測在不遠的未來測量系統(tǒng)所引入的測量誤差具有什么樣的統(tǒng)計特性。為了能夠進行這樣的預(yù)測，測量系統(tǒng)必須表現(xiàn)出統(tǒng)計穩(wěn)定性，即測量系統(tǒng)引入的測量誤差的分布規(guī)律不隨時間發(fā)生變化。

在穩(wěn)定狀況下工作的測量系統(tǒng)其測量誤差一般近似服從正態(tài)分布，統(tǒng)計穩(wěn)定性便意味著分布的均值和方差都不隨時間發(fā)生變化。在統(tǒng)計過程控制中應(yīng)用控制圖來監(jiān)控過程是否處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)，在測量系統(tǒng)分析中也可以這樣作，主要是應(yīng)用X?R或X?S控制圖。穩(wěn)定性分析指南

2022/12/10進行測量系統(tǒng)分析的目的，是要預(yù)測穩(wěn)定性分析指南

(1)應(yīng)選擇一個落在過程產(chǎn)品測量值中程數(shù)的產(chǎn)品作為研究的標(biāo)準(zhǔn)樣本。具備預(yù)期測量的最低值、最高值和中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是比較理想的。建議對上述每個標(biāo)準(zhǔn)樣本分別進行測量和控制圖。(2)周期性(每天或每周等)地對標(biāo)準(zhǔn)樣本測量多次,一般為3到5次。應(yīng)該在每天的不同時間測取讀數(shù)，以反映該測量系統(tǒng)實際使用時的情況，例如預(yù)熱、環(huán)境溫度、濕度等的影響。(3)畫X?R或X?S控制圖。(4)解釋X?R或X?S圖。穩(wěn)定性分析指南(1)應(yīng)選擇一個落在過程產(chǎn)品測量值中程數(shù)的2022/12/10應(yīng)用同一把量具對同一個零件上的同一特性進行測量，每天測兩次，得到兩個測量結(jié)果，以它們組成一個子組。判定其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分析案例

可以看出，極差圖受控；再觀察X圖，從第13個子組開始，連續(xù)有10個點（子組13-22）位于中心線以下，所以X圖是失控的。這樣的測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性是無法預(yù)測的。2022/12/10應(yīng)用同一把量具對同一個零件上的同一特性進不穩(wěn)定性的原因儀器需要校準(zhǔn)，減少校準(zhǔn)周期儀器，設(shè)備或夾緊裝置的磨損正常老化或退化缺乏維護－例如腐蝕，銹蝕等基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差環(huán)境變化，溫濕度，振動，清潔度應(yīng)用－零件尺寸，位置，作業(yè)人技能，疲勞，觀測錯誤等。校準(zhǔn)不當(dāng)2022/12/10不穩(wěn)定性的原因儀器需要校準(zhǔn)，減少校準(zhǔn)周期2022/12/10偏倚分析指南–獨立樣本法取一個樣品并建立相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果該樣

品不可獲得，選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)的生產(chǎn)零件。

指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本，在工具室測量這個零件n>=10次，并計算這n個數(shù)據(jù)的均值。把均值作為“基準(zhǔn)值”。讓一個評價人，以通常方法測量樣本10次以上。相對于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方圖，以專業(yè)的知識

確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有繼續(xù)分析。偏倚分析指南–獨立樣本法取一個樣品并建立相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)偏倚分析指南計算n個讀數(shù)的均值。

X=計算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差

σr=R/d2*

R=max(Xi)-min(Xi)這里d2*可以查表求得i=1n1nXi偏倚分析指南計算n個讀數(shù)的均值。i=1n1nXi偏倚分析指南確定偏倚的t統(tǒng)計量偏倚=觀測測量平均值-基準(zhǔn)值

σb=σr/n

t=偏倚/σb如果0落在圍繞偏倚值1-a置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在a水平是可以接受的。

d2σbd2*(tv，1-a/2)}-{偏倚d2σbd2*(tv，1-a/2)}-{偏倚<=0<=這里d2，d2*和V都可以在表中查到，tv，1-a/2在標(biāo)準(zhǔn)t表中可查到。偏倚分析指南確定偏倚的t統(tǒng)計量d2σbd2*(tv，1-a/偏倚分析指南所取的a水平依賴于敏感水平，而敏感水平被用來評價或控制該生產(chǎn)過程的并且與產(chǎn)品或生產(chǎn)過程的損失函數(shù)有關(guān)。如果a水平不是默認值0.05(95%置信度)則必須得到顧客的同意。

偏倚分析指南所取的a水平依賴于敏感水平，而敏感水平被用來評價偏倚分析指南舉例-偏倚一個制造工程師在評價一個用來監(jiān)視生產(chǎn)過程的新的測量系統(tǒng)。測量裝置分析表明沒有線性問題，所以工程師只評價了測量系統(tǒng)偏倚。在已記錄過程變差基礎(chǔ)上從測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇了一個零件。這個零件經(jīng)全尺寸檢驗測量以確定其基準(zhǔn)值，然后這介零件由領(lǐng)班測量15次。

偏倚分析指南舉例-偏倚偏倚分析指南

零件基準(zhǔn)值=6.0試驗次數(shù)1234567891011125.85.71314155.95.96.06.06.06.16.15.66.16.06.46.36.2偏倚-0.2-0.3-0.1-0.10.00.00.00.10.1-0.40.10.00.40.30.2偏倚分析指南零件基準(zhǔn)值=6.0試1234567891011偏倚分析指南

12345.66.45.75.805.96.06.16.26.3用電子表格或統(tǒng)計軟件，可獲得直方圖和數(shù)據(jù)分析偏倚分析指南12345.66.45.75.805.96.06偏倚分析指南

基準(zhǔn)值＝6.00ａ＝0.05ｇ＝1ｄ2＝3.35ｔ統(tǒng)計量df顯著ｔ值偏倚95%偏倚置信區(qū)間低值高值測量值0.115310.82.2060.0067－0.11850.1319n(m)均值X標(biāo)準(zhǔn)偏差σr均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σb測量值156.00670.225140.05813因為0落在偏倚置信區(qū)間(-0.1185,0.1319)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。偏倚分析指南基準(zhǔn)值＝6.00ａ＝0.05ｇ＝1ｄ2＝32022/12/10標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗校準(zhǔn)程序。儀器磨損，主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上，應(yīng)制定維護或重新修理的計劃。制造的儀器尺寸不對。儀器測量了錯誤的特性。儀器校準(zhǔn)不正確，復(fù)查校準(zhǔn)方法。評價人員操作儀器不當(dāng)，復(fù)查檢驗方法。偏倚過大的原因2022/12/10標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗校準(zhǔn)程序。偏倚過大2022/12/10線性分析指南

1)選擇g>=5個零件，由于過程變差，這些零件測量值覆蓋量具

的操作范圍。2)用全尺寸檢驗測量每個零件以確定其基準(zhǔn)值并確認了包括量

具的操作范圍。3)通常用這個儀器的操作者的一人測量每個零件m>=10次。(隨機選擇零件)4)計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚值。5)在線性圖上畫出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值。2022/12/10線性分析指南1)選擇g>=5個零件，由2022/12/10例：某領(lǐng)班對其測量系統(tǒng)的線性特征感興趣，特在其量程內(nèi)選定五個標(biāo)準(zhǔn)件，經(jīng)檢驗，它們的基準(zhǔn)值分別為：2.00、4.00、6.00、8.00、10.00然后請一個合格的操作者，對每一個標(biāo)準(zhǔn)件各重復(fù)測量12次，其測量值及其均值和極差都列表如下：線性分析指南

2022/12/10例：某領(lǐng)班對其測量系統(tǒng)的線性特征感興趣，2022/12/10零件基準(zhǔn)值123452.00

4.00

6.00

8.00

10.00試驗次數(shù)1234567891011122.70

5.10

5.80

7.60

9.102.50

3.90

5.70

7.70

9.302.40

4.20

5.90

7.80

9.502.50

5.00

5.90

7.70

9.302.70

3.80

6.00

7.80

9.102.30

3.90

6.10

7.80

9.502.50

3.90

6.00

7.80

9.502.50

3.90

6.10

7.70

9.502.40

3.90

6.40

7.80

9.602.40

4.00

6.30

7.50

9.202.60

4.10

6.00

7.60

9.302.40

3.80

6.10

7.70

9.40零件平均值基準(zhǔn)值偏倚極差2.49

4.13

6.03

7.71

9.382.00

4.00

6.00

8.00

10.00+0.49

+0.13

+0.03

-0.29

-0.620.40

0.13

0.7

0.3

0.5線性分析指南

2022/12/10零件基準(zhǔn)值12022/12/101.20

1.00

0.80

0.60

4.00

0.40

0.20

0.00

-0.20

-0.40

-0.60

6.00

8.00

10.00

偏倚

基準(zhǔn)值

偏倚Y與基準(zhǔn)值X的散點圖如左，從圖上看，諸點在一條直線附近。設(shè)此直線的方程為Y=b+aX,則其中的截距b和斜率a可用最小二乘估計法求得：a==-0.1317b=Y-aX=0.7367

該測量系統(tǒng)的線性方程為Y=0.7367-0.1317X

還可算得其相關(guān)系數(shù)r=0.98，說明偏倚Y和基準(zhǔn)值之間有良好的線性關(guān)系線性分析指南

2022/12/101.201.000.800.602022/12/10線性=斜率X過程變差它用來表示量具的線性程度，愈小愈好。線性分析指南

2022/12/10線性=斜率X過程變差它用來表示量具的線性2022/12/10在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差磨損的儀器儀器固有的設(shè)計特性線性不好的原因

2022/12/10在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)在測量系統(tǒng)使用者中選出2-3個評價人抽取10個零件，以此代表實際或期望的過程變差把零件從1至10編號，但號碼不為被評價人所見如果測量程序文件中有規(guī)定，則對量具作校準(zhǔn)由評價員A隨機地對10個零件作測量，由一個觀察員記錄測量結(jié)果由其他評價員重復(fù)第5步，隱藏其他評價員所獲得的讀數(shù)重復(fù)第5和第6步，用不同的隨機組合測量2022/12/10量具GR&R分析指南–試驗步驟在測量系統(tǒng)使用者中選出2-3個評價人2022/12/10量具對每個評價員的讀數(shù)計算均值和極差用所符GR&R報告表，記錄零件均值和極差均值計算表示設(shè)備變差的重復(fù)性計算表示評價人員變差的再現(xiàn)性計算GR&R并轉(zhuǎn)換成百分比計算零件變差并轉(zhuǎn)換為百分比計算總變差2022/12/10量具GR&R分析指南–試驗步驟對每個評價員的讀數(shù)計算均值和極差2022/12/10量具GR2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟第1、2、3行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù)；結(jié)果記入第5行。同樣方法處理6、7、8行和11、12、13行，將結(jié)果記入對應(yīng)的10、15行。在第5、10、15行都是極差，所有為正值。求第5行的總和再除以零件樣本的數(shù)量，得到第一個評價人試驗的極差均值Ra，用同樣方法處理第10、15行得到Rb和Rc。將第5、10、15(Ra、Rb、Rc)行的數(shù)據(jù)記到第17行。將其求和再除以評價人數(shù)，結(jié)果記為R(所有極差的均值)。2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟第1、2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟將R(平均值)輸入到19和20行，乘以D4得到上下控制限。注意如果做2次試驗D4為3.27。單個極差的上控制限(UCLR)記到第19行。試驗少于7次時，下控制限(LCLR)為0。求這些行(第1、2、3、6、7、8、11、12和13行的和。用每行的總和除以樣本零件數(shù)，將計算值輸入最右邊標(biāo)有“平均值”的列。將行1、2、3的均值加起來，用總數(shù)除以試驗次數(shù)，將結(jié)果輸入第4行Xa格中，第6、7、8和11、12、13行重復(fù)同樣的計算，將結(jié)果輸入第9行、14行的相應(yīng)的Xb、Xc格中。2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟將R(2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟將第4、9、14行的最大和最小均值輸入第18行對應(yīng)位置，確定它們的差值，將差值填入第18行標(biāo)有XDIFF的位置以確定差異。對于每個零件的每次試驗的測量值求和，用總和除以試驗次數(shù)，將結(jié)果輸入第16行零件均值格內(nèi)。用最大的零件值減去最小的零件均值，將結(jié)果輸入到第16行標(biāo)有Rp的格中。表示零件均值的極差。2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟將第42022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟將計算的結(jié)果值R、XDIFF、Rp轉(zhuǎn)記到提供的報告表格欄中。在表格左邊標(biāo)以“測量單元”的列進行計算。在表格右邊標(biāo)以“總變差%”的列進行計算。檢查結(jié)果確認沒有發(fā)生錯誤。2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟將計算2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟重復(fù)性或設(shè)備變差(EV)是由極差平均值R乘以一個常數(shù)(K1)來決定，K1取決于量具研究中的測量次數(shù)，可由查表得知。再現(xiàn)性或評價人變差(AV)是由評價人的平均值的最大差值(XDIFF)乘以一個常數(shù)(K2)來決定，K2取決于量具研究中的評價人的人數(shù)，可由查表得知。由于評價人的變差被包括在設(shè)備變差中，因此必須通過減去設(shè)備變差的一個分數(shù)來對其進行調(diào)2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟重復(fù)性2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟由重復(fù)性和再現(xiàn)性得到的測量系統(tǒng)變差(GRR)可以通過求設(shè)備和評價人變差的平方和再開方得到。零件與零件之間的變差(PV)由零件均值的極差Rp乘以常數(shù)K3確定，K3可以查表求得。2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟由重復(fù)2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟研究中總變差TV可以通過求重復(fù)性再現(xiàn)性的變差平方再開方得到。各變差占總變差的百分比%AV=AV/TVX100%%R&R=R&R/TVX100%%PV=PV/TVX100%%EV=EV/TVX100%2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟研究中2022/12/10在判別GRR的時候，首先要檢查分辨率是否滿足要求。檢查的方法是利用ndc這個指標(biāo)。必須大于5.它的意思是，我們把數(shù)據(jù)分組繪制直方圖的時候，就需要把數(shù)據(jù)分組。如果這個分組的數(shù)量太少，直方圖是無法繪制成的。實踐經(jīng)驗得到的結(jié)果，如果設(shè)備的分辨力不滿足過程總變差十分之一或公差范圍十分之一兩者取小的，譬如，按照公差范圍十分之一，0.02mm，按照過程總變差十分之一，應(yīng)當(dāng)是0.002mm.那么，取0.002mm。才能滿足ndc大于5的要求。量具GR&R分析指南–數(shù)據(jù)分析2022/12/10在判別GRR的時候，首先要檢查分辨2022/12/10量具GR&R分析指南–數(shù)據(jù)分析當(dāng)重復(fù)性(EV)變差值大于再現(xiàn)性(AV)時.量具的結(jié)構(gòu)需再設(shè)計增強.量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗點)需加以改善.量具應(yīng)加以保養(yǎng).當(dāng)再現(xiàn)性(AV)變差值大于重復(fù)性(EV)時.作業(yè)員對量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強教育,作業(yè)

標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)再明確訂定或修訂.可能需要某些夾具協(xié)助操作員,使其更具一致性的使用量具.量具與夾治具校驗頻率于入廠及送修糾正后須再做測量系統(tǒng)

分析,并作記錄

.2022/12/10量具GR&R分析指南–數(shù)據(jù)分析當(dāng)重復(fù)2022/12/10量具GR&R分析指南–接受準(zhǔn)則數(shù)值<=10%的誤差測量系統(tǒng)可接受

.10%<數(shù)值<=30%的誤差測量系統(tǒng)可接受或不接受,決定于該測量系統(tǒng)之重要性,量具成本、修理所需之費用等因素，可能是可接受的

.數(shù)值>30%的誤差測量系統(tǒng)不能接受,須予以改進.進行各種勢力發(fā)現(xiàn)問題并改正，必要時更換量具或?qū)α烤咧匦逻M行調(diào)整,并對以前所測量的庫存品再抽查檢驗,如發(fā)現(xiàn)庫存品已超出規(guī)格應(yīng)立即追蹤出貨通知客戶,協(xié)調(diào)處理對策

.2022/12/10量具GR&R分析指南–接受準(zhǔn)則數(shù)值<2022/12/10量具GR&R分析指南–接受準(zhǔn)則控制限內(nèi)部區(qū)域表示的是測量靈敏度。因為研究中使用的零件子組代表過程變差，大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制界限以外。如果數(shù)據(jù)顯示出這樣的圖形那么測量系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分探測零件與零件之間的變差并且測量系統(tǒng)能夠提供對過程控制有用的信息。如果少于一半的均值落在控制限外，則測理系統(tǒng)缺乏足夠的分辨力或樣本不能期望的過程變差。2022/12/10量具GR&R分析指南–接受準(zhǔn)則觀測變異的構(gòu)成觀測變異的構(gòu)成ISOTS16949測量系統(tǒng)分析解讀課件2022/12/10GRR和產(chǎn)品公差的對比2022/12/10GRR和產(chǎn)品公差的對比計數(shù)類量具的工作指南2022/12/10

將樣品與規(guī)格規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進行比較,與規(guī)格相符則為合格，否則為不合格。

只能作出允收與拒收的判斷,而不能指出樣品好與不好的具體程度.PASSFAIL計數(shù)類量具的工作指南2022/12/10PASSFAIL2022/12/10可用來確定一個測量系統(tǒng)的能力、一致性及信賴程度.

評估一個檢驗過程的可靠程度:

重復(fù)性:檢驗者個人對一樣品進行多次判斷的一致性;

再現(xiàn)性:多個檢驗人員之間對某樣品進行判定的一致性;

校驗結(jié)果:檢驗者的判斷結(jié)果與公認的標(biāo)準(zhǔn)是否一致計數(shù)類量具的工作指南2022/12/10可用來確定一個測量系統(tǒng)的能力、一致性及2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南確定待檢樣品的特征種類及制定檢驗程序.

樣品的數(shù)量要大于滿足產(chǎn)生一個可接受的狹窄的信賴區(qū)間.試驗的樣品盡可能是在允收與拒收邊緣,且合格與不合格的樣品數(shù)大致相等.由兩個或兩個以上從事特征檢驗的專家對選出的樣品進行簽定以作為試驗的標(biāo)準(zhǔn).2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南確定待檢樣品的特征2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南將專家判定的結(jié)果記入電子表格之相應(yīng)欄位中.(必須確保與“特性說明”欄中的拼寫要一致)選出參加此項試驗的檢驗者.告知檢查者檢驗的特征種類.強調(diào)缺陷的判定標(biāo)準(zhǔn)和檢驗過程步驟.應(yīng)避免檢查者知道樣品的編號及其對應(yīng)的參考值,以免有檢驗的偏差.每名檢查者均需完成規(guī)定次數(shù)試驗.2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南將專家判定的結(jié)果記入2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南在目視特性檢驗過程中,檢查者不許使用任何工具進行判定和得到任何幫助.不容許檢查者間進行對照的記錄.此檢驗的實質(zhì)是進行一種訓(xùn)練.所有檢驗者完成第一次試驗后再進行第二次的試驗工作.兩次試驗樣品的順序是隨機選取,避免檢查者識別出樣品的編號，影響結(jié)果詢問并記下檢查者對樣品判定拒收的原因,以用作結(jié)果的詳細分析.檢查者也可自行記錄結(jié)果,并注明判斷為不合格品的原因,隨后由負責(zé)人將結(jié)果輸入標(biāo)準(zhǔn)表格中并作出說明.2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南在目視特性檢驗過程中2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南GRR最終結(jié)果用百分比的形式給出.一般客戶要求做特性檢驗的GRR結(jié)果要在70%以上才認可,若結(jié)果較差,則應(yīng)分析:

試驗的環(huán)境有無變化;

規(guī)格的敘述是否確切、詳細;

檢驗者對規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的掌握是否一致;

檢查者的本身條件是否達到.2022/12/10計數(shù)類量具的工作指南GRR最終結(jié)果用百分2022/12/10ThankYou!

2022/12/10ThankYou!測量系統(tǒng)分析（MSA）

(MeasurementSystemsAnalysis)測量系統(tǒng)分析（MSA）

(MeasurementSyste為什么要用測量系統(tǒng)

在日常的檢驗中，你經(jīng)常會遇到以下問題或困惑：我可以信賴我收集的數(shù)據(jù)嗎？不同的操作人員的測量結(jié)果有什么差異？為什么測量同一個零件得到的結(jié)果不盡相同？我對測量數(shù)據(jù)進行分析的結(jié)果用于過程分析和控制可靠嗎？為什么要用測量系統(tǒng)在日常的檢驗中，你經(jīng)常會遇到以下問題或困測量是一個過程

測量是一個過程2022/12/10測量過程示意圖測量值=被測特性+測量誤差2022/12/10測量過程示意圖測量值=被測特性+測量過程變差

測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)果或數(shù)值的變差。測量值變差環(huán)境方法儀器(機器)材料人員測量過程變差 測量過程的構(gòu)成因子及其相互作用，產(chǎn)生了測量結(jié)2022/12/10測量過程變差分析

2022/12/10測量過程變差分析環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)

溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性產(chǎn)生不同的讀數(shù)光線不足妨礙正確讀值刺眼的光導(dǎo)致讀值不正確環(huán)境影響測量數(shù)據(jù)溫度變化引起熱漲冷縮，使同一零件的同一特性

在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方法的測量結(jié)果不一樣扁平圓形同心軸測量方法影響測量結(jié)果 在絞線制造中，電線絕緣層的厚度會因測量方法不同而不同二種方什么叫測量系統(tǒng)分析

測量體系分析(MSA)MSA用于分析測量系統(tǒng)對測量值的影響強調(diào)儀器和人的影響我們對測量體系作測試，以確定測量數(shù)值的統(tǒng)計特性，并與可接受的標(biāo)準(zhǔn)相比較什么叫測量系統(tǒng)分析測量體系分析(MSA)測量系統(tǒng)的變差測量系統(tǒng)的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)所作

的判定測量系統(tǒng)的誤差可分為五類：偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性

和線性偏倚、穩(wěn)定、線性屬位置變差，重復(fù)性、再現(xiàn)性屬寬度變差。必須在采納一個測量系統(tǒng)前知道其測量變差測量系統(tǒng)的變差測量系統(tǒng)的變差影響每個測量值和根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

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

定性的關(guān)系。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。測量系統(tǒng)：對被測產(chǎn)品特性賦值的操作者、量具、操作程序、

設(shè)備、軟件的集合，用來獲得測量結(jié)果的整個過程稱

為測量過程或測量系統(tǒng)。2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念測量：定義為賦值（或2022/12/10真值：真值是零件的“實際”測量值，雖然這個值是不知道的，

并且是不可知的，但是它是測量過程的目標(biāo)。參考值：也稱為可被接受的參考值或基準(zhǔn)值。它是一個人工制

品值或總效果值用作約定的比較基準(zhǔn)值。在進行測量系統(tǒng)分析時，一般是通過采用比要分析的測

量系統(tǒng)具有跟高級別分辨率的測量系統(tǒng)對被測特性進行

多次測量、取平均值作為它的估計值，也叫做基準(zhǔn)值、

參考值或標(biāo)準(zhǔn)值。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10真值：真值是零件的“實際”測量值，雖然這2022/12/10測量值=被測特性的基準(zhǔn)值+測量誤差在確定基準(zhǔn)值時一般需要引用可溯源的標(biāo)準(zhǔn)等級體系，因為比要分析的測量系統(tǒng)更高級別的測量系統(tǒng)一般位于更高的標(biāo)準(zhǔn)等級上。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量值=被測特性的基準(zhǔn)值+測量誤2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10分辨力：是儀器可以探測到并如實顯示的參考值的變化量。它

也可以稱為可讀性或分辨率。測量儀器分辨力的第一準(zhǔn)則應(yīng)該至少是被測范圍的十分之一。統(tǒng)上此范圍就是產(chǎn)品范圍。最近，10比1規(guī)

則被解釋為測量設(shè)備能夠分辨至少十分之一的過程變

差。這符合持持續(xù)改進的原理。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10分辨力：是儀器可以探測到并如實顯示的參考2022/12/10例如：某特性10mm+/-0.1mm。公差范圍0.2mm。選擇測量設(shè)備的分辨力是按照公差范圍十分之一。用0.02mm的游標(biāo)卡尺就滿足要求了。通常測量得到的數(shù)據(jù)，譬如是10.02、10.03、9.92.……。現(xiàn)在質(zhì)量提高了，實際做出來的零件，測量得到的數(shù)據(jù)可能集中在10mm+/-0.01的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。再用0.02mm的游標(biāo)卡尺就不能滿足要求了。通常分辨力要用過程變差的十分之一。這樣才能測量得到更加細分的數(shù)據(jù)。譬如，10.019、10.032、9.919.……。如果分辨力不滿足要求的話，數(shù)據(jù)分析結(jié)果會出大的誤差。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10例如：某特性10mm+/-0.1mm。2022/12/10準(zhǔn)確度：一個表示準(zhǔn)確的通用概念，它涉及一個或多個測量結(jié)

果的平均值與一個參考值之間一致的接近程度。測量

過程必須處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，否則過程的準(zhǔn)確度就毫

無意義。精確度：是指使用同種備用樣品進行重復(fù)測定所得到的結(jié)果之

間的重現(xiàn)性。（非手冊）測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10準(zhǔn)確度：一個表示準(zhǔn)確的通用概念，它涉及一2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10精密度：傳統(tǒng)上，精密度描述了測量系統(tǒng)在操作范圍（大小、量

程和時間）內(nèi)分辨力、靈敏度和重復(fù)性的最終影響。

更廣泛地把精密度定義為包括來自不同的讀數(shù)、量具、

人員、實驗室或條件的變差。測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10精密度：傳統(tǒng)上，精密度描述了測量系統(tǒng)在操Bias偏倚:

-對同樣的零件的同樣特性，真值（基準(zhǔn)值）和觀測到的測

量平均值的差值。

-是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所造成的只有當(dāng)測量系統(tǒng)處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)時，進行偏倚研究才有意義測量系統(tǒng)的基本概念

Bias偏倚:只有當(dāng)測量系統(tǒng)處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)時，進行偏Stability穩(wěn)定性:穩(wěn)定性（或漂移）是測量系統(tǒng)在某一階段時間內(nèi)，測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時獲得的測量總變差。換句話說，穩(wěn)定性是偏倚隨時間的變化。測量系統(tǒng)的基本概念

Stability穩(wěn)定性:測量系統(tǒng)的基本概念Linearity線性:

-在量具正常工作量程內(nèi)偏倚變化量

-多個獨立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關(guān)系-是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差構(gòu)成的觀測的平均值基準(zhǔn)值無偏倚有偏倚圖：線性測量系統(tǒng)的基本概念

Linearity線性:觀測的平均值基準(zhǔn)值無偏倚有偏倚Repeatability重復(fù)性

-一個評價者使用一臺測量儀器，對同一零件的某一特性進行多次測量下的變差-是在固定的和已定義的測量條件下，連續(xù)（短期內(nèi)）多次測量中的變差-通常被稱為E.V（設(shè)備變差）-設(shè)備（量具）本身固有的變差或性能-系統(tǒng)內(nèi)部變差測量系統(tǒng)的基本概念

Repeatability重復(fù)性測量系統(tǒng)的基本概念量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具C的均值哪個重復(fù)性好？2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

量具A量具B量具C量具A的均值量具B的均值量具CReproducibility再現(xiàn)性-不同評價者使用相同的量具，測量一個零件的一個特性進行多次測量下的變差-傳統(tǒng)上被稱為A.V（評價者變差）-系統(tǒng)之間（條件）的變差（自動操作系統(tǒng)中操作者不是主

要的變差源-其可能包括：重復(fù)性、實驗室、環(huán)境以及評價者影響測量系統(tǒng)的基本概念

Reproducibility再現(xiàn)性測量系統(tǒng)的基本概念2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

至為A和B的再現(xiàn)性

至為A和C的再現(xiàn)性

至為B和C的再現(xiàn)性人員A人員B人員C量具A的均值量具B的均值量具C的均值2022/12/10測量系統(tǒng)的基本概念

至為A和B的再現(xiàn)性至量具R&R或GRR:量具R&R是重復(fù)性和再現(xiàn)性合成變差的一個估計。換句話說，GRR等于系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的方差的總和。測量系統(tǒng)的基本概念

量具R&R或GRR:測量系統(tǒng)的基本概念測量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？測量系統(tǒng)在一定時間內(nèi)是否統(tǒng)計穩(wěn)定？測量系統(tǒng)的誤差是否足夠??？評價測量系統(tǒng)的三個基本問題測量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？評價測量系統(tǒng)的三個基本問題測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性

理想的測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性：零偏倚對所測的任何產(chǎn)品錯誤分類為零概率可是這樣的測量系統(tǒng)幾乎不存在的，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。測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性理想的測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性：測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性

每一個測量系統(tǒng)可能被要求有不同的統(tǒng)計特性，但有一些

基本特性用于定義“好的”測量系統(tǒng)。它們包括：足夠的分辨率和靈敏度；通常所知的是10-1法則，表明儀器的分辨率應(yīng)把公差(過程變差)分為十分或更多，這個規(guī)則是選擇量具期望的實際最低起點。測量系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)計受控的；對于產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。依據(jù)特性的公差評價測量系統(tǒng)。對于過程變差，測量系統(tǒng)的變異性應(yīng)該顯示有效的分辨率并且與制造過程相比要小。測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性每一個測量系統(tǒng)可能被要求有不同2022/12/10關(guān)于測量系統(tǒng)哪些變異特性需要評價，需要根據(jù)具體的測量系統(tǒng)特點及被測特性的實際情況來確定。

一般來說，首先量具的分辨力肯定要確定的；如果量具有不同的人員來重復(fù)使用和操作，GRR大多數(shù)情況也要做；如果量具在全量程范圍內(nèi)使用線性分析就十分必要；如果量具的偏倚與時間相關(guān)則穩(wěn)定性需要做。測量系統(tǒng)的評價2022/12/10關(guān)于測量系統(tǒng)哪些變異特性需要評價，需要根測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備

(一)實施測量系統(tǒng)研究之前應(yīng)先進行充分的策劃和準(zhǔn)備A、先計劃將要使用的方法；B、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)先決定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下：尺寸的關(guān)鍵性--關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和或試驗。零件結(jié)構(gòu)—大或重的零件可選擇較少樣品和較多試驗。C、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選擇；D、樣品的選擇對正確的分析至關(guān)重要，它完全取決于MSA研究的設(shè)計、測量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過程的樣品。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。

2022/12/10測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備(一)實施測量系統(tǒng)研究之前應(yīng)先進行充測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備

(二)E、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。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。但是進行研究的人應(yīng)知道正在檢查那一零件，并記下數(shù)據(jù)。F、在讀數(shù)時，讀數(shù)應(yīng)估計到可得到的最接近的數(shù)字。即讀數(shù)應(yīng)取至最小刻度的一半。例如，如果最小刻度為0.0001，則每個讀數(shù)的估計值應(yīng)四舍五入到0.00005。G、研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細認真的人員進行。H、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)。2022/12/10測量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備(二)E、測量應(yīng)按照隨機順序，以2022/12/10進行測量系統(tǒng)分析的目的，是要預(yù)測在不遠的未來測量系統(tǒng)所引入的測量誤差具有什么樣的統(tǒng)計特性。為了能夠進行這樣的預(yù)測，測量系統(tǒng)必須表現(xiàn)出統(tǒng)計穩(wěn)定性，即測量系統(tǒng)引入的測量誤差的分布規(guī)律不隨時間發(fā)生變化。

在穩(wěn)定狀況下工作的測量系統(tǒng)其測量誤差一般近似服從正態(tài)分布，統(tǒng)計穩(wěn)定性便意味著分布的均值和方差都不隨時間發(fā)生變化。在統(tǒng)計過程控制中應(yīng)用控制圖來監(jiān)控過程是否處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)，在測量系統(tǒng)分析中也可以這樣作，主要是應(yīng)用X?R或X?S控制圖。穩(wěn)定性分析指南

2022/12/10進行測量系統(tǒng)分析的目的，是要預(yù)測穩(wěn)定性分析指南

(1)應(yīng)選擇一個落在過程產(chǎn)品測量值中程數(shù)的產(chǎn)品作為研究的標(biāo)準(zhǔn)樣本。具備預(yù)期測量的最低值、最高值和中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是比較理想的。建議對上述每個標(biāo)準(zhǔn)樣本分別進行測量和控制圖。(2)周期性(每天或每周等)地對標(biāo)準(zhǔn)樣本測量多次,一般為3到5次。應(yīng)該在每天的不同時間測取讀數(shù)，以反映該測量系統(tǒng)實際使用時的情況，例如預(yù)熱、環(huán)境溫度、濕度等的影響。(3)畫X?R或X?S控制圖。(4)解釋X?R或X?S圖。穩(wěn)定性分析指南(1)應(yīng)選擇一個落在過程產(chǎn)品測量值中程數(shù)的2022/12/10應(yīng)用同一把量具對同一個零件上的同一特性進行測量，每天測兩次，得到兩個測量結(jié)果，以它們組成一個子組。判定其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分析案例

可以看出，極差圖受控；再觀察X圖，從第13個子組開始，連續(xù)有10個點（子組13-22）位于中心線以下，所以X圖是失控的。這樣的測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性是無法預(yù)測的。2022/12/10應(yīng)用同一把量具對同一個零件上的同一特性進不穩(wěn)定性的原因儀器需要校準(zhǔn)，減少校準(zhǔn)周期儀器，設(shè)備或夾緊裝置的磨損正常老化或退化缺乏維護－例如腐蝕，銹蝕等基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差環(huán)境變化，溫濕度，振動，清潔度應(yīng)用－零件尺寸，位置，作業(yè)人技能，疲勞，觀測錯誤等。校準(zhǔn)不當(dāng)2022/12/10不穩(wěn)定性的原因儀器需要校準(zhǔn)，減少校準(zhǔn)周期2022/12/10偏倚分析指南–獨立樣本法取一個樣品并建立相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果該樣

品不可獲得，選擇一個落在產(chǎn)品測量中程數(shù)的生產(chǎn)零件。

指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本，在工具室測量這個零件n>=10次，并計算這n個數(shù)據(jù)的均值。把均值作為“基準(zhǔn)值”。讓一個評價人，以通常方法測量樣本10次以上。相對于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評審直方圖，以專業(yè)的知識

確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有繼續(xù)分析。偏倚分析指南–獨立樣本法取一個樣品并建立相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)偏倚分析指南計算n個讀數(shù)的均值。

X=計算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差

σr=R/d2*

R=max(Xi)-min(Xi)這里d2*可以查表求得i=1n1nXi偏倚分析指南計算n個讀數(shù)的均值。i=1n1nXi偏倚分析指南確定偏倚的t統(tǒng)計量偏倚=觀測測量平均值-基準(zhǔn)值

σb=σr/n

t=偏倚/σb如果0落在圍繞偏倚值1-a置信區(qū)間以內(nèi)，偏倚在a水平是可以接受的。

d2σbd2*(tv，1-a/2)}-{偏倚d2σbd2*(tv，1-a/2)}-{偏倚<=0<=這里d2，d2*和V都可以在表中查到，tv，1-a/2在標(biāo)準(zhǔn)t表中可查到。偏倚分析指南確定偏倚的t統(tǒng)計量d2σbd2*(tv，1-a/偏倚分析指南所取的a水平依賴于敏感水平，而敏感水平被用來評價或控制該生產(chǎn)過程的并且與產(chǎn)品或生產(chǎn)過程的損失函數(shù)有關(guān)。如果a水平不是默認值0.05(95%置信度)則必須得到顧客的同意。

偏倚分析指南所取的a水平依賴于敏感水平，而敏感水平被用來評價偏倚分析指南舉例-偏倚一個制造工程師在評價一個用來監(jiān)視生產(chǎn)過程的新的測量系統(tǒng)。測量裝置分析表明沒有線性問題，所以工程師只評價了測量系統(tǒng)偏倚。在已記錄過程變差基礎(chǔ)上從測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇了一個零件。這個零件經(jīng)全尺寸檢驗測量以確定其基準(zhǔn)值，然后這介零件由領(lǐng)班測量15次。

偏倚分析指南舉例-偏倚偏倚分析指南

零件基準(zhǔn)值=6.0試驗次數(shù)1234567891011125.85.71314155.95.96.06.06.06.16.15.66.16.06.46.36.2偏倚-0.2-0.3-0.1-0.10.00.00.00.10.1-0.40.10.00.40.30.2偏倚分析指南零件基準(zhǔn)值=6.0試1234567891011偏倚分析指南

12345.66.45.75.805.96.06.16.26.3用電子表格或統(tǒng)計軟件，可獲得直方圖和數(shù)據(jù)分析偏倚分析指南12345.66.45.75.805.96.06偏倚分析指南

基準(zhǔn)值＝6.00ａ＝0.05ｇ＝1ｄ2＝3.35ｔ統(tǒng)計量df顯著ｔ值偏倚95%偏倚置信區(qū)間低值高值測量值0.115310.82.2060.0067－0.11850.1319n(m)均值X標(biāo)準(zhǔn)偏差σr均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σb測量值156.00670.225140.05813因為0落在偏倚置信區(qū)間(-0.1185,0.1319)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。偏倚分析指南基準(zhǔn)值＝6.00ａ＝0.05ｇ＝1ｄ2＝32022/12/10標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗校準(zhǔn)程序。儀器磨損，主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上，應(yīng)制定維護或重新修理的計劃。制造的儀器尺寸不對。儀器測量了錯誤的特性。儀器校準(zhǔn)不正確，復(fù)查校準(zhǔn)方法。評價人員操作儀器不當(dāng)，復(fù)查檢驗方法。偏倚過大的原因2022/12/10標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢驗校準(zhǔn)程序。偏倚過大2022/12/10線性分析指南

1)選擇g>=5個零件，由于過程變差，這些零件測量值覆蓋量具

的操作范圍。2)用全尺寸檢驗測量每個零件以確定其基準(zhǔn)值并確認了包括量

具的操作范圍。3)通常用這個儀器的操作者的一人測量每個零件m>=10次。(隨機選擇零件)4)計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚值。5)在線性圖上畫出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值。2022/12/10線性分析指南1)選擇g>=5個零件，由2022/12/10例：某領(lǐng)班對其測量系統(tǒng)的線性特征感興趣，特在其量程內(nèi)選定五個標(biāo)準(zhǔn)件，經(jīng)檢驗，它們的基準(zhǔn)值分別為：2.00、4.00、6.00、8.00、10.00然后請一個合格的操作者，對每一個標(biāo)準(zhǔn)件各重復(fù)測量12次，其測量值及其均值和極差都列表如下：線性分析指南

2022/12/10例：某領(lǐng)班對其測量系統(tǒng)的線性特征感興趣，2022/12/10零件基準(zhǔn)值123452.00

4.00

6.00

8.00

10.00試驗次數(shù)1234567891011122.70

5.10

5.80

7.60

9.102.50

3.90

5.70

7.70

9.302.40

4.20

5.90

7.80

9.502.50

5.00

5.90

7.70

9.302.70

3.80

6.00

7.80

9.102.30

3.90

6.10

7.80

9.502.50

3.90

6.00

7.80

9.502.50

3.90

6.10

7.70

9.502.40

3.90

6.40

7.80

9.602.40

4.00

6.30

7.50

9.202.60

4.10

6.00

7.60

9.302.40

3.80

6.10

7.70

9.40零件平均值基準(zhǔn)值偏倚極差2.49

4.13

6.03

7.71

9.382.00

4.00

6.00

8.00

10.00+0.49

+0.13

+0.03

-0.29

-0.620.40

0.13

0.7

0.3

0.5線性分析指南

2022/12/10零件基準(zhǔn)值12022/12/101.20

1.00

0.80

0.60

4.00

0.40

0.20

0.00

-0.20

-0.40

-0.60

6.00

8.00

10.00

偏倚

基準(zhǔn)值

偏倚Y與基準(zhǔn)值X的散點圖如左，從圖上看，諸點在一條直線附近。設(shè)此直線的方程為Y=b+aX,則其中的截距b和斜率a可用最小二乘估計法求得：a==-0.1317b=Y-aX=0.7367

該測量系統(tǒng)的線性方程為Y=0.7367-0.1317X

還可算得其相關(guān)系數(shù)r=0.98，說明偏倚Y和基準(zhǔn)值之間有良好的線性關(guān)系線性分析指南

2022/12/101.201.000.800.602022/12/10線性=斜率X過程變差它用來表示量具的線性程度，愈小愈好。線性分析指南

2022/12/10線性=斜率X過程變差它用來表示量具的線性2022/12/10在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差磨損的儀器儀器固有的設(shè)計特性線性不好的原因

2022/12/10在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)在測量系統(tǒng)使用者中選出2-3個評價人抽取10個零件，以此代表實際或期望的過程變差把零件從1至10編號，但號碼不為被評價人所見如果測量程序文件中有規(guī)定，則對量具作校準(zhǔn)由評價員A隨機地對10個零件作測量，由一個觀察員記錄測量結(jié)果由其他評價員重復(fù)第5步，隱藏其他評價員所獲得的讀數(shù)重復(fù)第5和第6步，用不同的隨機組合測量2022/12/10量具GR&R分析指南–試驗步驟在測量系統(tǒng)使用者中選出2-3個評價人2022/12/10量具對每個評價員的讀數(shù)計算均值和極差用所符GR&R報告表，記錄零件均值和極差均值計算表示設(shè)備變差的重復(fù)性計算表示評價人員變差的再現(xiàn)性計算GR&R并轉(zhuǎn)換成百分比計算零件變差并轉(zhuǎn)換為百分比計算總變差2022/12/10量具GR&R分析指南–試驗步驟對每個評價員的讀數(shù)計算均值和極差2022/12/10量具GR2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟第1、2、3行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù)；結(jié)果記入第5行。同樣方法處理6、7、8行和11、12、13行，將結(jié)果記入對應(yīng)的10、15行。在第5、10、15行都是極差，所有為正值。求第5行的總和再除以零件樣本的數(shù)量，得到第一個評價人試驗的極差均值Ra，用同樣方法處理第10、15行得到Rb和Rc。將第5、10、15(Ra、Rb、Rc)行的數(shù)據(jù)記到第17行。將其求和再除以評價人數(shù)，結(jié)果記為R(所有極差的均值)。2022/12/10量具GR&R分析指南–計算步驟第1、