測(cè)量系統(tǒng)分析概要

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MeasurementSystemsAnalysis1測(cè)量系統(tǒng)分析概要第1頁課程綱領(lǐng)：測(cè)量系統(tǒng)分析目標(biāo)和意義測(cè)量系統(tǒng)術(shù)語介紹測(cè)量系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)偏倚穩(wěn)定性計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)小樣法大樣法線性重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）2測(cè)量系統(tǒng)分析概要第2頁測(cè)量主要性假如測(cè)量出現(xiàn)問題，那么合格產(chǎn)品可能被判為不合格，不合格產(chǎn)品可能被判為合格，此時(shí)便不能得到真正產(chǎn)品或過程特征。所以，要確保測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性和可信度。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)量系統(tǒng)分析概要第3頁測(cè)量誤差Y

=

x+

ε

測(cè)量值

=

真值(TrueValue)+測(cè)量誤差戴明說沒有真值存在一致4測(cè)量系統(tǒng)分析概要第4頁測(cè)量誤差起源：

Discrimination分辨能力Precision精密度(Repeatability重復(fù)性)Accuracy準(zhǔn)確度(Bias偏差)Damage損壞Differencesamonginstrumentsandfixtures不一樣儀器和夾具間差異Differenceinusebyinspector不一樣使用人員差異(Reproducibility再現(xiàn)性)Differencesamongmethodsofuse使用不一樣方法所造成差異Differencesduetoenvironment不一樣環(huán)境所造成差異

5測(cè)量系統(tǒng)分析概要第5頁測(cè)量變異說明

6測(cè)量系統(tǒng)分析概要第6頁為何要進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析即使量具經(jīng)過檢定或校準(zhǔn)，因?yàn)槿?、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等五方面原因，仍會(huì)帶來測(cè)量誤差。檢測(cè)設(shè)備檢定或校準(zhǔn)不能滿足實(shí)際測(cè)量需要。所以，還需要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析測(cè)量結(jié)果變差，從而確定測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量，以滿足測(cè)量需要。為了滿足QS9000、ISO/TS16949標(biāo)準(zhǔn)要求ISO/TS16949:標(biāo)準(zhǔn)7.6.1要求：為分析每種測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)得出結(jié)果中出現(xiàn)變差，應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究。此要求應(yīng)適合用于控制計(jì)劃中提及測(cè)量系統(tǒng)。所用分析方法及接收準(zhǔn)則應(yīng)符合用戶關(guān)于測(cè)量系統(tǒng)分析參考手冊(cè)要求。假如得到用戶同意，也可使用其它分析方法和接收準(zhǔn)則。7測(cè)量系統(tǒng)分析概要第7頁測(cè)量系統(tǒng)分析目標(biāo)取得一個(gè)高質(zhì)量數(shù)據(jù)。利用統(tǒng)計(jì)分析方法，確定測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果變差（測(cè)量誤差），尋找變差起源。從而確定測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量，為測(cè)量系統(tǒng)改進(jìn)提供信息。確保所用統(tǒng)計(jì)分析方法及判定準(zhǔn)則一致性。8測(cè)量系統(tǒng)分析概要第8頁測(cè)量系統(tǒng)術(shù)語介紹測(cè)量：賦值給詳細(xì)物以表示它們之間關(guān)于特定特征關(guān)系。賦值過程定義為測(cè)量過程，而賦予值定義為測(cè)量值。量具：任何用來取得測(cè)量結(jié)果裝置，經(jīng)慣用來特指用在車間裝置；包含經(jīng)過/不經(jīng)過裝置等。測(cè)量系統(tǒng)：是用來對(duì)被測(cè)特征定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)集合；用來取得測(cè)量結(jié)果整個(gè)過程。測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備：完成一次測(cè)量所必需全部測(cè)量?jī)x器、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、基準(zhǔn)材料以及輔助設(shè)備。盲測(cè)：是指在實(shí)際測(cè)量環(huán)境下，在操作者事先不知正在對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定條件下，取得測(cè)量結(jié)果。依據(jù)盲測(cè)得到試驗(yàn)結(jié)果通常不受霍桑效應(yīng)干擾。9測(cè)量系統(tǒng)分析概要第9頁測(cè)量系統(tǒng)組成

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)材料/樣品/特征操作方法、操作程序工作環(huán)境10測(cè)量系統(tǒng)分析概要第10頁測(cè)量系統(tǒng)基本知識(shí)和概念測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特征分辨力、穩(wěn)定性、偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、線性理想測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)含有特征測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定階段11測(cè)量系統(tǒng)分析概要第11頁測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特征

通常使用測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征來衡量測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量：Discrimination分辨力;Bias偏倚;Repeatability重復(fù)性;Reproducibility再現(xiàn)性;Linearity線性;Stability穩(wěn)定性。12測(cè)量系統(tǒng)分析概要第12頁分辨力（率）定義：指測(cè)量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測(cè)特征中極小改變能力。傳統(tǒng)是公差范圍十分之一。提議要求是總過程6σ(標(biāo)準(zhǔn)偏差)十分之一。13測(cè)量系統(tǒng)分析概要第13頁X/R控制圖分辨率=0.001英寸0。1450。1400。135樣本均值子組UCL=0.1444Mean=0.137LCL=0.13500.020.010.00樣本極差R=0.00812ULC=0.01717LCL=0051015202514測(cè)量系統(tǒng)分析概要第14頁X/R控制圖分辨率=0.01英寸0。1450。1400。135樣本均值子組0515202510UCL=0.1438Mean=0.1397LCL=0.13590.020.010.00樣本極差R=0.0068ULC=0.01438LCL=015測(cè)量系統(tǒng)分析概要第15頁偏倚(Bias)基準(zhǔn)值觀察平均值

偏倚偏倚：是測(cè)量結(jié)果觀察平均值與基準(zhǔn)值差值?；鶞?zhǔn)值取得能夠經(jīng)過采取更高級(jí)別測(cè)量設(shè)備進(jìn)行屢次測(cè)量，取其平均值來確定。

16測(cè)量系統(tǒng)分析概要第16頁重復(fù)性(Repeatability)重復(fù)性重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采取一個(gè)測(cè)量?jī)x器，屢次測(cè)量同一零件同一特征時(shí)取得測(cè)量值變差。17測(cè)量系統(tǒng)分析概要第17頁再現(xiàn)性(Reproducibility)再現(xiàn)性是由不一樣評(píng)價(jià)人，采取相同測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件同一特征時(shí)測(cè)量平均值變差。再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A18測(cè)量系統(tǒng)分析概要第18頁穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性

時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性：是測(cè)量系統(tǒng)在某連續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件相同特征時(shí)取得測(cè)量值總變差。19測(cè)量系統(tǒng)分析概要第19頁線性(Linearity)線性是在量具預(yù)期工作范圍內(nèi)，偏倚值差值。量程基準(zhǔn)值觀察平均值

基準(zhǔn)值觀察平均值20測(cè)量系統(tǒng)分析概要第20頁線性(Linearity)觀察平均值

基準(zhǔn)值無偏倚有偏倚EFOBACDA’B’21測(cè)量系統(tǒng)分析概要第21頁測(cè)量系統(tǒng)分析

測(cè)量系統(tǒng)變差分類：穩(wěn)定性、偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、線性測(cè)量系統(tǒng)特征可用以下方式來描述

：位置：穩(wěn)定性、偏倚、線性。

寬度或范圍：重復(fù)性、再現(xiàn)性。

22測(cè)量系統(tǒng)分析概要第22頁位置和寬度

位置寬度位置寬度標(biāo)準(zhǔn)值23測(cè)量系統(tǒng)分析概要第23頁理想測(cè)量系統(tǒng)

理想測(cè)量系統(tǒng)在每次使用時(shí)：應(yīng)只產(chǎn)生“正確”測(cè)量結(jié)果。每次測(cè)量結(jié)果總應(yīng)該與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值相符。一個(gè)能產(chǎn)生理想測(cè)量結(jié)果測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)含有零方差、零偏倚和所測(cè)任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為零概率統(tǒng)計(jì)特征。

24測(cè)量系統(tǒng)分析概要第24頁測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)含有特征

測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中，這意味著測(cè)量系統(tǒng)中變差只能是因?yàn)槠胀ㄔ蚨皇且驗(yàn)樘厥庠蛟斐?。這可稱為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性；測(cè)量系統(tǒng)變異必須比制造過程變異??；

變異應(yīng)小于公差帶；測(cè)量精密應(yīng)高于過程變差和公差帶二者中精度較高者，普通來說，測(cè)量精度是過程變異和公差帶二者中精度較高者十分之一；測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特征可能隨被測(cè)項(xiàng)目標(biāo)改變而改變。若真如此，則測(cè)量系統(tǒng)最大變差應(yīng)小于過程變差和公差帶二者中較小者。

25測(cè)量系統(tǒng)分析概要第25頁測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定階段

第一階段：明白該測(cè)量過程并確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿足我們需要。主要有二個(gè)目標(biāo)：

1）確定該測(cè)量系統(tǒng)是否含有所需要統(tǒng)計(jì)特征，此項(xiàng)必須在使用前進(jìn)行。

2）發(fā)覺那種環(huán)境原因?qū)y(cè)量系統(tǒng)顯著影響，比如

溫度、濕度等，以決定其使用環(huán)境要求。第二階段：目標(biāo)是在驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行，應(yīng)連續(xù)含有恰當(dāng)統(tǒng)計(jì)特征。

常見量具R&R分析是其中一個(gè)試驗(yàn)型式。

26測(cè)量系統(tǒng)分析概要第26頁計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)穩(wěn)定性偏倚重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）線性27測(cè)量系統(tǒng)分析概要第27頁確定穩(wěn)定性指南1）取一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可溯源標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)值。假如該樣品不可取得，選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)據(jù)生產(chǎn)零件，指定其為穩(wěn)定性分析標(biāo)準(zhǔn)樣本。對(duì)于追蹤測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不需要一個(gè)已知基準(zhǔn)值。具備預(yù)期測(cè)量最低值，最高值和中程數(shù)標(biāo)準(zhǔn)樣本是較理想。提議對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本分別做測(cè)量與控制圖。2）定時(shí)(天,周)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣本3~5次，樣本容量和頻率應(yīng)該基于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)了解。原因能夠包含重新校準(zhǔn)頻次、要求修理，測(cè)量系統(tǒng)使用頻率，作業(yè)條件好壞。應(yīng)在不一樣時(shí)間讀數(shù)以代表測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際使用情況，方便說明在一天中預(yù)熱、周圍環(huán)境和其它原因發(fā)生改變。3）將數(shù)據(jù)按時(shí)間次序畫在Xbar&R或Xbar&S控制圖上。28測(cè)量系統(tǒng)分析概要第28頁結(jié)果分析—作圖法4）建立控制限并用標(biāo)準(zhǔn)控制圖分析評(píng)價(jià)失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果分析—數(shù)據(jù)法除了正態(tài)控制圖分析法，對(duì)穩(wěn)定性沒有尤其數(shù)據(jù)分析或指數(shù)。假如測(cè)量過程是穩(wěn)定，數(shù)據(jù)能夠用于確定測(cè)量系統(tǒng)偏倚。一樣，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差能夠用作測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性近似值。這能夠與（生產(chǎn)）過程標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較以決定測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性是否適于應(yīng)用?？赡苄枰囼?yàn)設(shè)計(jì)或其它分析處理問題技術(shù)以確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性不足主要原因。29測(cè)量系統(tǒng)分析概要第29頁穩(wěn)定性—舉例為了確定一個(gè)新測(cè)量裝置穩(wěn)定性是否能夠接收，工藝小組在生產(chǎn)工藝中程數(shù)附近選擇了一個(gè)零件.這個(gè)零件被送到測(cè)量試驗(yàn)室，確定基準(zhǔn)值為6.01。小組每班測(cè)量這個(gè)零件5次，共測(cè)量5周（25個(gè)子組）。搜集全部數(shù)據(jù)以后，Xbar&R圖就能夠做出來了(見圖示)?？刂茍D分析顯示，測(cè)量過程是穩(wěn)定，因?yàn)闆]有出現(xiàn)顯著可見特殊原因影響。30測(cè)量系統(tǒng)分析概要第30頁穩(wěn)定性均值-極差圖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=031測(cè)量系統(tǒng)分析概要第31頁確定偏倚指南—獨(dú)立樣本法1）獲取一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可溯源標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)值。假如得不到，選擇一個(gè)落在生產(chǎn)測(cè)量中程數(shù)生產(chǎn)零件，指定其為偏倚分析標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測(cè)量這個(gè)零件n≥10次，并計(jì)算這n個(gè)讀數(shù)均值。把均值作為“基準(zhǔn)值”?？赡苄枰邆漕A(yù)期測(cè)量值最低值、最高值及中程數(shù)標(biāo)準(zhǔn)樣本是理想。完成此步后，用線性研究分析數(shù)據(jù)。2）讓一個(gè)評(píng)價(jià)人，以通常方法測(cè)量樣本10次以上。32測(cè)量系統(tǒng)分析概要第32頁結(jié)果分析—作圖法

3）相對(duì)于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評(píng)審直方圖，用專業(yè)知識(shí)確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。假如沒有，繼續(xù)分析，對(duì)于n＜30時(shí)解釋或分析，應(yīng)該尤其慎重。結(jié)果分析—數(shù)據(jù)法4）計(jì)算n個(gè)讀數(shù)均值。X=∑xi/n33測(cè)量系統(tǒng)分析概要第33頁5）計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差（參考量具研究，極差法，以下）：σr=[max(xi)-min(xi)]/d2*,這里d2*能夠從附錄C中查到，g=1,m=n假如GRR研究可用（且有效），重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算應(yīng)該以研究結(jié)果為基礎(chǔ)。34測(cè)量系統(tǒng)分析概要第34頁6）確定偏倚t統(tǒng)計(jì)量：偏倚=觀察測(cè)量平均值-基準(zhǔn)值σb=σr（n）1/2t=偏倚/σb7）計(jì)算偏倚置信區(qū)間,置信水平取95%[偏倚±t1-a/2(v)σbd2/d2*]其中參數(shù)d2、d2*、v可查書上附錄C或4t1-a/2(v)可從標(biāo)準(zhǔn)t表中查到35測(cè)量系統(tǒng)分析概要第35頁8）判斷置信區(qū)間是否包含0，假如0落置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在a水平是可接收，假如0沒有落在置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在a水平是不可接收。注：假如a水平不是取0.05，必須取得用戶同意。36測(cè)量系統(tǒng)分析概要第36頁偏倚—舉例一個(gè)制造工程師在評(píng)價(jià)一個(gè)用來監(jiān)控生產(chǎn)過程新測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)裝置分析表明沒有線性問題，所以工程師只評(píng)價(jià)了測(cè)量系統(tǒng)偏倚。在已統(tǒng)計(jì)過程變差基礎(chǔ)上從測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇一個(gè)零件。這個(gè)零件經(jīng)全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量以確定其基準(zhǔn)值。而后這個(gè)零件由領(lǐng)班測(cè)量15次。37測(cè)量系統(tǒng)分析概要第37頁次數(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偏倚研究數(shù)據(jù)38測(cè)量系統(tǒng)分析概要第38頁偏倚研究—偏倚研究分析n(m)均值X標(biāo)準(zhǔn)偏差σr均值標(biāo)準(zhǔn)偏差σb測(cè)量值156.0067.22514.05813基準(zhǔn)值=6.00,α=.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)?落在偏倚置信區(qū)間（-0.1185，0.1319)內(nèi),工程師能夠假設(shè)測(cè)量偏倚是能夠接收,同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)造成附加變差源。39測(cè)量系統(tǒng)分析概要第39頁偏倚研究分析

假如偏倚從統(tǒng)計(jì)上非0，尋找以下可能原因：標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差；儀器磨損。這在穩(wěn)定性分析能夠表現(xiàn)出，提議按計(jì)劃維護(hù)或修整；儀器制造尺寸有誤；儀器測(cè)量了錯(cuò)誤特征；儀器未得到完善校準(zhǔn)，評(píng)審校準(zhǔn)程序；評(píng)價(jià)人設(shè)備操作不妥，評(píng)審測(cè)量說明書等；40測(cè)量系統(tǒng)分析概要第40頁確定線性指南線性按以下指南評(píng)價(jià)：1）選擇g≥5個(gè)零件，因?yàn)檫^程變差，這些零件測(cè)量值覆蓋量具操作范圍。2）用全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量每個(gè)零件，以確定其基準(zhǔn)值并確認(rèn)了包含量具操作范圍。3）通慣用這個(gè)儀器操作者中一人測(cè)量每個(gè)零件m≥10次。隨機(jī)選擇零件以使評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量偏倚“記憶”最小化。41測(cè)量系統(tǒng)分析概要第41頁4）確定每一零件觀察平均值，基準(zhǔn)值與觀察平均值之間差值為偏倚，要確定各個(gè)被選零件偏倚。5）線性圖就是在整個(gè)工作范圍內(nèi)這些偏倚與基準(zhǔn)值之間描繪。假如線性圖顯示可用一根直線表示這些標(biāo)繪點(diǎn)，則偏倚與基準(zhǔn)值之間最正確線性回歸直線表示兩個(gè)參數(shù)之間線性。線性回歸直線擬合優(yōu)度（R2）確定偏倚與基準(zhǔn)值是否有良好線性關(guān)系。42測(cè)量系統(tǒng)分析概要第42頁計(jì)算偏倚:偏倚=觀察平均值–基準(zhǔn)值過程變差=6δ線性方程式：

y=b+ax

x=基準(zhǔn)

y=偏倚43測(cè)量系統(tǒng)分析概要第43頁截距、斜率、擬合度、線性、線性%公式44測(cè)量系統(tǒng)分析概要第44頁

系統(tǒng)線性及線性百分率由回歸線斜率及零件過程變差(或公差)計(jì)算得出。假如回歸線有很好線性擬合，那么能夠評(píng)價(jià)線性幅度及線性百分率來確定線性是否可接收。假如回歸線沒有很好線性擬合，那么可能偏倚平均值與基準(zhǔn)有非線性關(guān)系，這需要深入分析以判定測(cè)量系統(tǒng)系統(tǒng)是否可接收。45測(cè)量系統(tǒng)分析概要第45頁對(duì)測(cè)量特殊特征測(cè)量系統(tǒng)，線性%≤5%接收，線性%>5%時(shí)，不予接收。對(duì)測(cè)量非特殊特征測(cè)量系統(tǒng)，線性%≤10%接收，線性%>10%時(shí)，不予接收。

假如測(cè)量系統(tǒng)為非線性，查找這些可能原因：

在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)；最小或最大值校準(zhǔn)量具誤差；磨損儀器；儀器固有設(shè)計(jì)特征。

線性接收準(zhǔn)則：46測(cè)量系統(tǒng)分析概要第46頁線性－舉例pmrpmrpmrpmrpmr122.7245.1365.8487.65109.1122.5243.9365.7487.75109.3122.4244.2365.9487.85109.5122.5245.0365.9487.75109.3122.7243.8366.0487.85109.4122.3243.9366.1487.85109.5122.5243.9366.0487.85109.5122.5243.9366.1487.75109.5122.4243.9366.4487.85109.6122.4244.0366.3487.55109.2122.6244.1366.0487.65109.3122.4243.8366.1487.75109.447測(cè)量系統(tǒng)分析概要第47頁基準(zhǔn)值偏倚線性圖1名評(píng)價(jià)人12次試驗(yàn)5個(gè)零件，過程變差=6.00偏倚=0.05擬合優(yōu)度(R2)=0.98%線性=13.17%線性=0.7948測(cè)量系統(tǒng)分析概要第48頁確定重復(fù)性和再現(xiàn)性指南分析方法有：極差法；均值-極差法；方差分析ANOVA。Back49測(cè)量系統(tǒng)分析概要第49頁極差法極差法是一個(gè)改良計(jì)量型量具研究，它可快速提供一個(gè)測(cè)量變異近似值，這種方法只能提供測(cè)量系統(tǒng)整體概況而不能將變異分為重復(fù)性和再現(xiàn)性。它經(jīng)典用途是快速檢驗(yàn)驗(yàn)證GRR是否發(fā)生了改變。經(jīng)典極差方法用2個(gè)評(píng)價(jià)人和5個(gè)零件進(jìn)行研究。在研究中，兩個(gè)評(píng)價(jià)人各將每個(gè)零件測(cè)量一次。50測(cè)量系統(tǒng)分析概要第50頁

每個(gè)零件極差是評(píng)價(jià)人A取得測(cè)量值和B取得測(cè)量值之間絕對(duì)差值。計(jì)算極差和與平均極差。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：51測(cè)量系統(tǒng)分析概要第51頁計(jì)算平均極差(R)=∑R/n=0.35/5=0.07經(jīng)過將平均極差均值乘以1/d2*能夠得到總測(cè)量變差。這里d2*在附錄C

中能夠找到，m=2，g=零件數(shù)。GRR=R/d2*=0.07/1.19=0.0588已知過程偏差為0.0777%GRR=100＊(GRR/過程偏差)=75.7%＞30%結(jié)論：是測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn).附錄C52測(cè)量系統(tǒng)分析概要第52頁均值-極差法均值極差法(Xbar&R)是一個(gè)可提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性兩個(gè)特征作預(yù)計(jì)評(píng)價(jià)方法。與極差法不一樣，這種方法能夠?qū)y(cè)量系統(tǒng)變差分成兩個(gè)部分—重復(fù)性和再現(xiàn)性，而不是他們交互作用。盡管評(píng)價(jià)人數(shù)量、試驗(yàn)次數(shù)和零件數(shù)是可變，但我們下面討論反應(yīng)了研究中條件優(yōu)化。參考GRR數(shù)據(jù)表。詳細(xì)程序是：1、取得一個(gè)樣本零件數(shù)n大于5，應(yīng)代表實(shí)際或期望過程變差范圍；2、選擇評(píng)價(jià)人為A，B，C等。零件號(hào)碼從1到n，評(píng)價(jià)人不能看到零件編號(hào)。53測(cè)量系統(tǒng)分析概要第53頁3、假如是正常測(cè)量系統(tǒng)一部分，應(yīng)校準(zhǔn)量具。讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)次序測(cè)量n個(gè)零件，將測(cè)量結(jié)果輸入第一行（如使用MINITAB應(yīng)輸入“數(shù)據(jù)”欄）。4、讓評(píng)價(jià)人B和C測(cè)量一樣n個(gè)零件，而且他們之間不能看到彼此結(jié)果，輸入數(shù)據(jù)到第6行和11行。5、用不一樣隨機(jī)測(cè)量次序重復(fù)該循環(huán)。輸入數(shù)據(jù)到第2，7，12行，在適當(dāng)列統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，假如需要試驗(yàn)3次，重復(fù)循環(huán)并輸入數(shù)據(jù)到3，8，13行。6、當(dāng)零件數(shù)量很大或同時(shí)多個(gè)零件不可同時(shí)取得時(shí)，測(cè)量步驟4，5可能改變以下是需要：

讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量第一個(gè)零件并在第1行統(tǒng)計(jì)讀數(shù)。讓評(píng)價(jià)人B測(cè)量第一個(gè)零件并在第6行統(tǒng)計(jì)讀數(shù)。讓評(píng)價(jià)人C測(cè)量第一個(gè)零件并在第11行統(tǒng)計(jì)讀數(shù)。54測(cè)量系統(tǒng)分析概要第54頁

讓評(píng)價(jià)人A重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并統(tǒng)計(jì)讀數(shù)于第2行，讓評(píng)價(jià)人B重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并統(tǒng)計(jì)讀數(shù)于第7行，讓評(píng)價(jià)人C重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并統(tǒng)計(jì)讀數(shù)于第12行，假如試驗(yàn)需要進(jìn)行3次，重復(fù)這個(gè)循環(huán)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在第3，8，13行。7、假如評(píng)價(jià)人屬于不一樣班次，能夠使用一個(gè)替換方法，讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量全部10個(gè)零件輸入數(shù)據(jù)于第1行，然后評(píng)價(jià)人A以不一樣次序讀數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果于第2，3行，讓評(píng)價(jià)人B，C一樣做。依公式計(jì)算并作成控制圖或直接用表計(jì)算即可。55測(cè)量系統(tǒng)分析概要第55頁%R&R接收準(zhǔn)則a.%R&R<10%，可接收。b.10%≤%R&R≤30%，通知由工程部門或APQP小組依據(jù)量具主要性、成本及維修費(fèi)用，決定是否接收。c.%R&R>30%不能接收，必須改進(jìn)。56測(cè)量系統(tǒng)分析概要第56頁結(jié)果分析:當(dāng)重復(fù)性(EV)大于再現(xiàn)性(AV)時(shí)，原因可能是：儀器需要保養(yǎng)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來提升剛度增強(qiáng)；量具夾緊或零件定位方式需要改進(jìn)；存在過大零件變差。當(dāng)再現(xiàn)性(AV)大于重復(fù)性(EV)時(shí)：

評(píng)價(jià)人員需要更加好培訓(xùn)怎樣使用量具及數(shù)據(jù)讀取方式；量具刻度盤上刻度不清楚；需要一些夾具幫助評(píng)價(jià)人員來提升使用量具一致性。57測(cè)量系統(tǒng)分析概要第57頁重復(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)算58測(cè)量系統(tǒng)分析概要第58頁第一步計(jì)算重復(fù)性e

e：量具標(biāo)準(zhǔn)偏差59測(cè)量系統(tǒng)分析概要第59頁60測(cè)量系統(tǒng)分析概要第60頁第二步計(jì)算再現(xiàn)性計(jì)算操作人平均值極差(RO)；預(yù)計(jì)評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)差=RO/d2*；乘以5.15；減去因?yàn)橹貜?fù)性所造成σ0部份；

n＝零件數(shù)量；r=試驗(yàn)次數(shù)。61測(cè)量系統(tǒng)分析概要第61頁calibrationR0=XA-XB=216.9-216.3=0.6重復(fù)性示例數(shù)據(jù)表

0：校正評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)偏差n：零件數(shù)量；r：試驗(yàn)次數(shù)62測(cè)量系統(tǒng)分析概要第62頁第三步計(jì)算零件間變異

每次值都是同一零件測(cè)三次，所以只是偵測(cè)出儀器變異(Re)。二個(gè)測(cè)量者之間差異代表了人員之間差異(Ro)每個(gè)產(chǎn)品間差距代表了產(chǎn)品差異(Rp)。

63測(cè)量系統(tǒng)分析概要第63頁0**零件間變差＝

m：測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差；

e：量具標(biāo)準(zhǔn)偏差；

0：評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)偏差

p：零件標(biāo)準(zhǔn)偏差；

t：總過程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差64測(cè)量系統(tǒng)分析概要第64頁數(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：總過程變差65測(cè)量系統(tǒng)分析概要第65頁66測(cè)量系統(tǒng)分析概要第66頁m23456789101112131415g11.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.5521.281.812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.453.5131.231.772.122.382.582.752.893.013.113.213.293.373.433.5041.211.752.112.372.572.742.883.003.103.203.283.363.433.5051.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4961.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4971.171.732.092.352.552.722.872.993.103.193.273.353.423.4881.171.722.082.352.552.722.872.983.093.193.273.353.423.4891.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48101.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48111.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.413.48121.151.712.072.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48131.151.712.072.342.552.712.852.983.093.183.273.353.423.48141.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48151.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48>151.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9073.0783.1733.2583.3363.4073.472平均極差分布d2*值計(jì)算67測(cè)量系統(tǒng)分析概要第67頁子組內(nèi)樣本數(shù)A2D3D421.88003.26731.02302.57540.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.2231.777110.2850.2561.744120.2660.2841.716130.2490.3081.6921