測量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計特性MSA

測量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計特性

測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中，這意味著測量系統(tǒng)中的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性

。測量系統(tǒng)的變差必須比制造過程的變差小

。變差應(yīng)小于公差帶

。測量精度應(yīng)高于過程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測量精度是過程變差和公差帶兩者中精度較高者的十分之一

。測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨被測項目的改變而變化。若真的如此，則測量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者

。標準

國家標準

第一級標準(連接國家標準和私人公司、科研機構(gòu)等)

第二級標準(從第一級標準傳遞到第二級標準)工作標準(從第二級標準傳遞到工作標準)

測量系統(tǒng)的評定

測量系統(tǒng)的評定通常分為兩個階段，稱為第一階段和第二階段

第一階段：明白該測量過程并確定該測量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。第一階段試驗主要有二個目的：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

。發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)有顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境

。第二階段的評定

目的是在驗證一個測量系統(tǒng)一旦被認為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當?shù)慕y(tǒng)計特性

。常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式

。各項定義

量具:任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，包括用來測量合格/不合格的裝置。測量系統(tǒng)：用來獲得表示產(chǎn)品或過程特性的數(shù)值的系統(tǒng)，稱之為測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)是與測量結(jié)果有關(guān)的儀器、設(shè)備、軟件、程序、操作人員、環(huán)境的集合。量具重復(fù)性：指同一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值（數(shù)據(jù)）的變差。量具再現(xiàn)性：指由不同的評價人，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。穩(wěn)定性：指測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差。偏倚:指同一操作人員使用相同量具，測量同一零件之相同特性多次數(shù)所得平均值與采用更精密儀器測量同一零件之相同特性所得之平均值之差，即測量結(jié)果的觀測平均值與基準值的差值，也就是我們通常所稱的“準確度”線性：指測量系統(tǒng)在預(yù)期的工作范圍內(nèi)偏倚的變化。分析時機

新生產(chǎn)之產(chǎn)品PV有不同時

新儀器，EV有不同時

新操作人員，AV有不同時

易損耗之儀器必須注意其分析頻率

。R&R之分析決定研究主主要變差形形態(tài)的對象象.使用「全距距及平均數(shù)數(shù)」或「變變差數(shù)分析析」方法對對量具進行行分析.于制程中隨隨機抽取被被測定材料料需屬統(tǒng)一一制程.選2-3位操作員在在不知情的的狀況下使使用校驗合合格的量具具分別對10個零件進行行測量,測試人員將將操作員所所讀數(shù)據(jù)進進行記錄,研究其重復(fù)復(fù)性及再現(xiàn)現(xiàn)性(作業(yè)員應(yīng)熟熟悉并了解解一般操作作程序,避免因操作作不一致而而影響系統(tǒng)統(tǒng)的可靠度度)，同時評估估量具及對對不同操作作員熟練度度.針對重要特特性(尤指是有特特殊符號指指定者)所使用量具具的精確度度應(yīng)是被測測量物品公公差的1/10,(即其最小刻刻度應(yīng)能讀讀到1/10過程變差或或規(guī)格公差差較小者;如:過程中所需需量具讀數(shù)數(shù)的精確度度是0.01m/m,則測量應(yīng)選選擇精確度度為0.001m/m),以避免量具具的鑒別力力不足，一一般之特性性者所使用用量具的精精確度應(yīng)是是被測量物物品公差的的1/5。試驗完后,測試人員將將量具的重重復(fù)性及再再現(xiàn)性數(shù)據(jù)據(jù)進行計算算(R&R數(shù)據(jù)表),(R&R分析報告),依公式計算算并作成R管制圖或直直接用表計計算即可R&R之分析結(jié)果分析:當重復(fù)性(AV)變差值大于于再現(xiàn)性(EV)時.量具的結(jié)構(gòu)構(gòu)需再設(shè)計計增強.量具的夾緊緊或零件定定位的方式式(檢驗點點)需加以以改善.量具應(yīng)加以以保養(yǎng).當再現(xiàn)性(EV)變差值大于于重復(fù)性(AV)時.作業(yè)員對量量具的操作作方法及數(shù)數(shù)據(jù)讀取方方式應(yīng)加強強教育,作業(yè)標準應(yīng)應(yīng)再明確訂訂定或修訂訂.可能需要某某些夾具協(xié)協(xié)助操作員員,使其更具一一致性的使使用量具.量具與夾治治具校驗頻頻率于入廠廠及送修糾糾正后須再再做測量系系統(tǒng)分析,并作記錄.測量系統(tǒng)R&R分析(均均值——極極差法)這里介紹常常用的均值值——極差差法，用來來研究測量量系統(tǒng)的雙雙性：R&R。。它也稱大大樣法(LongMethod)。。研究R&R的前前提是測量量系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過校準，，而且其偏偏倚、線性性及穩(wěn)定性性已經(jīng)過評評價并認為為可接受。。以下舉一典典型情況說說明此方法法1確定M名操作者A、B、C……，選定N個被測零件件，按1、、2、………，編號。。被選定零零件盡可能能反映整個個過程的變變差。1.1測測取數(shù)數(shù)據(jù)：A以隨機順順序測取取所有數(shù)數(shù)據(jù)并記記錄之，，B、C在不知他他人測量量結(jié)果的的前提下下，以同同樣方法法測量各各零件的的數(shù)據(jù)并并記錄之之。再以隨機機順序重重復(fù)上述述測量r次(如2~3次次)。2數(shù)據(jù)據(jù)處理2.1極極差計計算2.2均均值計計算3結(jié)果果分析以下計算算的變差差均以99%的的正態(tài)概概率為基基礎(chǔ)，即即變差=5.15σ。3.1重復(fù)性3.2再再現(xiàn)性性3.3測測量系系統(tǒng)雙性性（R&R）3.4零零件變變差零件數(shù)N23.6532.7042.3052.0861.9371.8281.7491.67101.623.5總總變差差3.6各各變差差占總變變差的百百分比%AV=AV/TVX100%%R&R=R&R/TVX100%%PV=PV/TVX100%%EV=EV/TVX100%應(yīng)同時將將EV、、AV、、R&R各值與與公差帶帶寬度比比較，得得出各變變差占公公差帶的的百分比比。%R&R可接受受的條件件是：<10%可接受受；10~30%———有條條件可接接受；>30%——不不可接受受，應(yīng)改改進。數(shù)值<10%的的誤差測測量系統(tǒng)統(tǒng)可接受受.10%<數(shù)值<30%的誤差差測量系系統(tǒng)可接接受或不不接受,決定定于該測測量系統(tǒng)統(tǒng)之重要要性,量量具成成本、修修理所需需之費用用等因素素，可能能是可接接受的.數(shù)值>30%的的誤差測測量系統(tǒng)統(tǒng)不能接接受,須須予以以改進.進行行各種勢勢力發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題并并改正，，必要時時更換量量具或?qū)α烤咧刂匦逻M行行調(diào)整,并對對以前所所測量的的庫存品品再抽查查檢驗,如發(fā)發(fā)現(xiàn)庫存存品已超超出規(guī)格格應(yīng)立即即追蹤出出貨通知知客戶,協(xié)調(diào)調(diào)處理對對策.量具重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性(R&R)的可接受受性準則則：習(xí)題：XYZ公公司根據(jù)據(jù)控制計計劃中要要求針對對游標卡卡尺作R&R分分析，選選定3名名操作者者A、B、C，，選定10個被被測零件件，按1、2、、……10編號號，其所所測結(jié)果果均記錄錄在表17-2中，請請根據(jù)該該表所測測結(jié)果計計算：EV=?,AV=?,R&R=?,PV=?,TV=?,%EV=?,%AV=?,%R&R=?,%PV=?,根根據(jù)%R&R的的計算結(jié)結(jié)果請判判定此游游標卡尺尺是否符符合要求求？穩(wěn)定性分分析之執(zhí)執(zhí)行(Stability)選取一個個樣品,并建立可可追溯標標準之真真值或基基準值,若無樣本本則可從從生產(chǎn)線線中取一一個落在在中心值值域的零零件\當成標準準值,且應(yīng)針對對預(yù)期測測試值的的最低值值，最高高值及中中程數(shù)的的標準各各取得樣樣本或標標準件,并對每個個樣本或或標準件件單獨測測量并繪繪制控制制圖.(所以可能能是須做做三張控控制圖來來管制儀儀器之高高、中、、低各端端，但一一般而言言，只需需做中間間值那個個就可以以了)定期(時時、天、、周)對對標準件件或樣本本測量3～5次.注意,決定樣本本量及頻頻度的考考慮因素素應(yīng)包括括要求多多長時間間重新校校正或修修理次數(shù)數(shù),測量系統(tǒng)統(tǒng)使用的的頻度與與操作環(huán)環(huán)境(條件)等.將測量(數(shù)據(jù))值標記記在X-RCHART或X–SCHART上.計算管制界限限,確定每每個曲線的控控制限并按標標準圖判斷失失控或不穩(wěn)定定狀態(tài)。計算標準差,并與測量過程程偏差相比較較,以評估測量系系統(tǒng)的重復(fù)性性是否適于應(yīng)應(yīng)用.不可以發(fā)生此此項之標準大大于過程標準準差之現(xiàn)象，，如果有發(fā)生生此現(xiàn)象，代代表測量之變變異大于制程程變異，此項項儀器是不可可接受的。穩(wěn)定性之判定定：穩(wěn)定性之之判定一般之之方式和控制制圖之判定方方式是一致的的，(一)不可以有點子子超出控制界界限，(二)不可以有連續(xù)續(xù)三點中有二二點在A區(qū)或A區(qū)以外之位置置，(三)不可以有連續(xù)續(xù)五點中有四四點在B區(qū)或B區(qū)以外之位置置，(四)不可有連續(xù)八八點在控制圖圖之同一側(cè)，，(五)不可以有連續(xù)續(xù)七點持續(xù)上上升或下降之之情形；如果果有以上之情情形，代表儀儀器已不穩(wěn)定定，須做維修修或調(diào)整，維維修及調(diào)整完完后須再做校校正以及穩(wěn)定定性之分析。偏倚分析之執(zhí)執(zhí)行(Bias)獨立取樣法:選取一個樣品品,并建立可追溯溯標準之真值值或基準值,若無樣本則可可從生產(chǎn)線中中取一個落在在中心值域的的零件,當成標準值,且應(yīng)針對預(yù)期期測試值的最最低值、最高高值及中程數(shù)數(shù)的標準各取取得樣本或標標準件,每個樣本都要要求單獨分析析，并對每個個樣本或標準準件測量10次,計算其平均值值,將其當成“基準值”.由一位作業(yè)者者以常規(guī)方式式對每個樣本本或標準件測測量10次.并計算出平均均值,此值為“觀測平均值”.計算偏倚:偏倚=觀察察平均值–基準值制程變異=6σ如果需要一個個指數(shù)，把偏偏倚乘以100再除以過過程變差(或或公差)，就就把偏倚轉(zhuǎn)化化為過程變差差(或公差)的百分比，，偏倚占過程程變差的百分分比計算如下下：偏倚%=100[(偏倚倚)/過程變變差]偏倚占公差百百分比采用同同樣方法計算算，式中用公公差代替過程程變差。判定:針對偏倚之部部份，判定之之原則為：重要特性部份份其偏倚%須<=10%；一般特性其偏偏倚%須<30%；應(yīng)依據(jù)儀器器之使用目的的來說明其接接受之原因。。其偏倚%大于30%者，此項儀器器不適合使用用。如果偏倚較大大，查找以下下可能的原因因：標準或基準值值誤差，檢驗驗校準程序。。儀器磨損，主主要表現(xiàn)在穩(wěn)穩(wěn)定性分析上上，應(yīng)制定維維護或重新修修理的計劃。。制造的儀器尺尺寸不對。儀器測量了錯錯誤的特性。。儀器校準不正正確，復(fù)查校校準方法。評價人員操作作儀器不當，，復(fù)查檢驗方方法。儀器修正計算算不正確。線性分析之執(zhí)執(zhí)行(Linear)獨立取樣法:針對產(chǎn)品所須須使用之范圍圍，利用標準準件或產(chǎn)品樣樣本(一般區(qū)分為五五個等分，其其范圍須包括括產(chǎn)品之規(guī)格格公差之范圍圍)來做儀器之線線性分析，如如果是采用標標準件須有真真值，如果是是使用產(chǎn)品樣樣本時，則這這些的產(chǎn)品樣樣本須先經(jīng)精精密測量十次次以上，再予予以平均，以以此當做是「「真值」或「「基準值」。由一位作業(yè)者者以常規(guī)方式式對每個樣本本或標準件測測量10次.并計算出平均均值,此值為“觀察平均值”.計算偏倚:偏倚=觀察平均值–基準值過程變差=6σ繪圖:X軸=基準值Y軸=偏倚其方程式為:y=a+bx再分別計算其其截距，斜率率，擬合優(yōu)度度，線性，線線性%等公式判定:針對重要特性性其線性度%<5%一般特性其線線性度%<10%線性度%>10%以上者判為不不合格，此項項之儀器不適適合使用。如果測量系統(tǒng)統(tǒng)為非線性，，查找以下可可能原因：在工作范圍內(nèi)內(nèi)上限或下限限內(nèi)儀器沒有有正確校準最小或最大值值校準量具的的誤差磨損的儀器儀器固有的設(shè)設(shè)計特性何謂計數(shù)型量量具就是把各個零零件與某些指指定限值相比比較，如果滿滿足限值則接接受該零件，，否則拒收。。計數(shù)型量具不不能象計量型型量具指示一一個零件多么么好或多么壞壞，它只能指指示該零件被被接受還是拒拒收。小樣法之做法法先選取二十個個零件來進行行。選取二位評價價人以一種能能防止評價人人偏倚的方式式兩次測量所所有零件。在選取二十個個零件時，必必須有一些零零件稍許高或或低于規(guī)范限限值。所有的測量結(jié)結(jié)果(每個零件測四四次)一致則接受該該量具，否則則應(yīng)改進或重重新評價該量量具，如果不不能改進該量量具，則不能能被接受并且且應(yīng)找到一個個可接受之替替代測量系統(tǒng)統(tǒng)。一個典型的用用于計數(shù)型量量具研究小樣樣法的表格如如下：大樣法對于某計數(shù)型型量具，用量量具特性曲線線(GPC)的概念來進行行量具研究，，GPC是用于評價量量具的重復(fù)性性和偏倚。這種量具研究究可用于單限限值和雙限值值量具。對于雙限值量量具，假定誤誤差是線性一一致的，只需需檢查一個限限值。大樣法之做法法一般地，計數(shù)數(shù)型量具研究究包括獲得多多個被選零件件的基準值。。這些零件經(jīng)經(jīng)過多次(m)評價，連同接接受總次數(shù)(a)，逐個零件地記記錄，從這些些結(jié)果就能估估計重復(fù)性和和偏倚。第一步驟選取零件。最最根本的是已已知研究中所所用零件的基基準值。應(yīng)盡盡可能按實際際情況等間隔隔選取八個零零件，其最大大和最小值應(yīng)應(yīng)代表該過程程范圍八個零件必須須用量具測量量m=20，并記錄接受的的次數(shù)(a)。第二步驟對于整個研究究，最小的零零件必須a=0，最大的零件a=20，記錄接受的次次數(shù)(a)。其余1≤a≤19。如果不滿足這這些準則，必必須用量具測測量更多的已已知其基準值值的零件(X)。直到滿足上述述條件。如果最小值零零件的a≠0，那么選取越來來越小的零件件所評價直至至a=0如果，最大值值零件的a≠20,那么選取越來來越大的零件件并評價直至至a=20。如果六個零件件不滿足1≤≤a≤19，在全范圍內(nèi)的的選取點選取取額外零件，，這些點可選選在量具研究究已測量的