1、測量系統(tǒng)分析Measurement Systems AnalysisMSA培訓(xùn)教材理論及實(shí)用篇1顧客顧客管理職責(zé)資源管理輸入實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品 輸出測量在質(zhì)量管理理體系中中的地位位量度、分分析、改進(jìn)持續(xù)改善質(zhì)量管理體系滿意要求產(chǎn)品2實(shí)施MSA的目目的和意意義在產(chǎn)品的的質(zhì)量管管理中，數(shù)據(jù)的的使用是是極其頻頻繁和相相當(dāng)廣泛泛的，產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量管理的的成敗與與收益在在很大程程度上決決定于所所使用數(shù)數(shù)據(jù)的質(zhì)質(zhì)量，所所有質(zhì)量量管理中中應(yīng)用的的統(tǒng)計(jì)方方法都是是以數(shù)據(jù)據(jù)為基礎(chǔ)礎(chǔ)建立起起來的。為了獲獲得高質(zhì)質(zhì)量的數(shù)數(shù)據(jù)，必必須對產(chǎn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)據(jù)的測量量系統(tǒng)要要有充分分的理解解和深入入的分析析。在QS9000（或ISO/TS

2、16949等）汽車業(yè)業(yè)質(zhì)量體體系中，均具有有針對測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的強(qiáng)制性性要求，亦即：企業(yè)除應(yīng)應(yīng)對相關(guān)關(guān)量具（或測量量儀器）執(zhí)行至至少每年年一次的的定期校校正以外外，還必必須對其其實(shí)施必必要的測量系系統(tǒng)分析析（即即：MSA）。MSA的的目的是是：汽車車整車廠廠（顧客客）認(rèn)為為汽車零零組件生生產(chǎn)廠家家若僅針針對量具具定期校正，并不不能確保保產(chǎn)品最最終的測測量品質(zhì)質(zhì)，校校正只只能代表表該量具具在特定定場合（如校正正場所）的某種種偏倚倚狀況況，尚不不能完全全反映出出該量具具在生產(chǎn)產(chǎn)制造現(xiàn)現(xiàn)場可能能出現(xiàn)的的各種變變差問題題；因此此，對于于汽車零零組件生生產(chǎn)企業(yè)業(yè)來說，為避免免可能存存在的潛潛在零件件

3、質(zhì)量問問題及顧顧客車輛輛可能因因此而被被召回回的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)，必必須對相相關(guān)的測量系系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行分析析。MSA目目前除了了已被汽汽車零組組件生產(chǎn)產(chǎn)企業(yè)所所應(yīng)用之之外，同同時(shí)也被被廣泛運(yùn)運(yùn)用于其其他行業(yè)業(yè)。3實(shí)施MSA的范范圍按照TS16949：20027.6.1 測量量系統(tǒng)分分析的要要求，凡是控制制計(jì)劃中中提及的的測量系系統(tǒng)都要進(jìn)行行測量系系統(tǒng)分析析。4基礎(chǔ)篇5課程內(nèi)容容（基礎(chǔ)礎(chǔ)篇）MSA的的重要性性測量系統(tǒng)統(tǒng)分析的的對象測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差來來源測量基礎(chǔ)礎(chǔ)術(shù)語測量系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特特性理想的測測量系統(tǒng)統(tǒng)測量系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)有的的特性測量系統(tǒng)統(tǒng)變異性性的影響響6MSA的重要性性如果測量量的方式式不對，那么好好的結(jié)果果可能

4、被被測為壞壞的結(jié)果果，壞的的結(jié)果也也可能被被測為好好的結(jié)果果，此時(shí)時(shí)便不能能得到真真正的產(chǎn)產(chǎn)品或過過程特性性。制程原料人機(jī)法環(huán)測量測量結(jié)果好不好測量7MSA分析的對象QS-90004.11.4為分析再再各種測測量和實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備備系統(tǒng)測測量結(jié)果果中表現(xiàn)現(xiàn)的變差差，必須進(jìn)行適當(dāng)當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)計(jì)研究。此要求求必須用用于在控制計(jì)劃劃中提及及的測量量系統(tǒng)。此項(xiàng)要求求就是包包含控制制計(jì)劃中中提及的的產(chǎn)品特性性和過程程特性。8測量誤差差y=x+測量值=真值(TrueValue)+測量誤差差真值存在在嗎？一致性9真值測量過程程的目標(biāo)標(biāo)是零件件的“真”值，希望望任何單單獨(dú)讀數(shù)數(shù)都盡可可能地接接近這一一讀值(經(jīng)濟(jì)地)。遺

5、憾的的是真值值永遠(yuǎn)也也不可能能知道是是肯定的的。然而而，通過過使用一一個(gè)基于于被很好好地規(guī)定定了特性性操作定定義的“基準(zhǔn)”值，使用用較高級(jí)級(jí)別分辨辨率的測測量系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)果果，且可可溯源到到NIST，可以使使不確定定度減小小。因?yàn)槭褂糜没鶞?zhǔn)作作為真值值的替代代，這些些術(shù)語通通?；Q換使用。10MSA誤差來源源11測量系統(tǒng)統(tǒng)變異因因果圖12測量系統(tǒng)統(tǒng)的組成成量具：任任何用來來獲得測測量結(jié)果果的裝置置。測量系統(tǒng)統(tǒng)：量具( equipment)測量人員( operator )被測量工工件( parts )程序、方方法( procedure,methods)上述幾點(diǎn)點(diǎn)的交互互作用13測量誤差差的來源源1

6、儀器方面面：Discrimination(分分辯力)Precision精精密度度 (Repeatability 重復(fù)復(fù)性)Accuracy準(zhǔn)確確度(Bias偏差差)Damage損壞Differencesamonginstrumentsandfixtures(不同儀器器和夾具具間的差差異)14測量誤差差的來源源2不同檢驗(yàn)驗(yàn)者的差差異Difference in usebyinspector(Reproducibility再現(xiàn)性)訓(xùn)練技能疲勞無聊眼力舒適檢驗(yàn)的速速度指導(dǎo)書的的誤解15測量誤差差的來源源3不同環(huán)境境所造成成的差異異（Differencesduetoenvironment）溫度濕度振動(dòng)照

7、明腐蝕污染(油油脂)16測量誤差差的來源源4方法方面面：Differences among methodsofuse測試方法法測試標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)材料方面面（被測測量的工工件）：準(zhǔn)備的樣樣本本身身有差異異收集的樣樣本本身身有差異異17測量基礎(chǔ)礎(chǔ)術(shù)語18關(guān)于測量量測量：賦值給具具體事物物以表示示它們之之間關(guān)于于特定特特性的關(guān)關(guān)系。賦賦值過程程即為測測量過程程，而賦賦予的值值定義測測量值。量具：任何用用來獲得得測量結(jié)結(jié)果的裝裝置，經(jīng)經(jīng)常用來來特指用用在車間間的裝置置，包括括用來測測量合格格不合合格的裝裝置。測量系統(tǒng)統(tǒng)：用來對對被測特性性賦值的操作、程程序、量量具、設(shè)設(shè)備、軟軟件以及及操作人人員的集集合；用來

8、獲得得測量結(jié)結(jié)果的整整個(gè)過程程。19數(shù)據(jù)計(jì)量型數(shù)數(shù)據(jù)：一組條件件下觀察察結(jié)果的的集合，是連續(xù)續(xù)的(一個(gè)量值值和測量量單位)計(jì)數(shù)型數(shù)數(shù)據(jù)：離散的屬性數(shù)據(jù)據(jù)或計(jì)數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)如如：成功失失敗好壞通過不通通過等統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)20標(biāo)準(zhǔn)用于比較較的可接接受的基基準(zhǔn)；用于接受受的準(zhǔn)則則；已知數(shù)值值，在表表明的不不確定度度界限內(nèi)內(nèi)，作為為真值被被接受；基準(zhǔn)值。21分辨力、可讀性性、分辨辨率最小的讀讀數(shù)單位位、刻度度限度；由設(shè)計(jì)決決定的固固有特性性；測量或儀儀器輸出出的最小小刻度；1:10經(jīng)驗(yàn)法法則（過過程變差差與公差差較小者者）。22準(zhǔn)確度觀測值和和可接受受基準(zhǔn)值值之間一一致的接近程度度。偏倚觀測值和和可接受受基準(zhǔn)值

9、值之差。穩(wěn)定性偏倚隨時(shí)時(shí)間的變變化，又又稱漂移移。線性整個(gè)正常常操作范范圍內(nèi)，偏倚的的改變。位置變差差23校準(zhǔn)在規(guī)定的的條件下下，建立立測量裝裝置和已已知基準(zhǔn)準(zhǔn)值和不不確定度度的可溯溯源標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)之間的的關(guān)系的的一組操操作。校準(zhǔn)可能能也包括括通過調(diào)調(diào)整被比比較的測測量裝置置的準(zhǔn)確確度差異異而進(jìn)行行的探測測、相關(guān)關(guān)性、報(bào)報(bào)告或消消除的步步驟。校準(zhǔn)周期期兩次校準(zhǔn)準(zhǔn)間的規(guī)規(guī)定時(shí)間間總量或或一組條條件，在在此期間間，測量量裝置的的校準(zhǔn)參參數(shù)被認(rèn)認(rèn)定為有有效的。24精密度重復(fù)讀數(shù)數(shù)之間彼彼此的接近程度度。重復(fù)性EV設(shè)備變差差-儀器器（量具具）的能能力或潛潛能，四同。再現(xiàn)性AV人的變差差-人、環(huán)境（時(shí)間）、方

10、法法的誤差差，三同。一致性重復(fù)性隨隨時(shí)間變變化的程程度。影響一致致性的因因素是變變差的特特殊原因因?qū)挾茸儾畈罹恍哉２僮髯鞣秶鷥?nèi)內(nèi)，重復(fù)復(fù)性的變變化（重重復(fù)性的的一致性性）。25量具R&R一個(gè)測量量系統(tǒng)的的EV重復(fù)性和AV再現(xiàn)性的合成變變差的估估計(jì)。GRR變差等于于系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)和系統(tǒng)統(tǒng)間變差差之和。26測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差用于量具具偏倚、重復(fù)性性、再現(xiàn)現(xiàn)性、穩(wěn)穩(wěn)定性和和線性產(chǎn)產(chǎn)生的合合成變差差。27零件變差差PV與測量系系統(tǒng)分析析有關(guān)，對一個(gè)個(gè)穩(wěn)定過過程零件件變差(PV)代表預(yù)期期的不同同零件和和不同時(shí)時(shí)間的變變差?？傋儾頣VGR&R和PV合成變差差的估計(jì)計(jì)。28溯源性在商品和和服務(wù)貿(mào)貿(mào)易中溯溯源性是

11、是一個(gè)重重要概念念，溯源源到相同同或相近近的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的測量量比那些些沒有溯溯源性的的測量更更容易被被認(rèn)同。這為減減少重新新試驗(yàn)、拒收好好的產(chǎn)品品、接收收壞的產(chǎn)產(chǎn)品提供供了幫助助。溯源性在在ISO計(jì)量學(xué)基基本和通通用國際際術(shù)語(VIM)中的定義義是：測量的特特性或標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，此標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是規(guī)定定的基準(zhǔn)準(zhǔn)，通常常是國家家或國際際標(biāo)準(zhǔn)，通過全全部規(guī)定定了不確確度的不不間斷的的比較鏈鏈相聯(lián)系系。29測量不確確定度1不確定度度是賦值值給測量結(jié)果果的范圍圍，在規(guī)定定的置信信水平內(nèi)內(nèi)描述為為預(yù)期包含含有真測測量結(jié)果果的范圍圍。測量不不確定度度通常被被描述為為一個(gè)雙雙向量。簡單的的表達(dá)式式：真值=觀測到的的測量(結(jié)果

12、)UU=擴(kuò)展不確確定度。擴(kuò)展不不確定度度是測量量過程中中合成標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)誤差差Uc，乘以一一個(gè)代表表所希望望的置信信范圍中中的正態(tài)態(tài)分布的的分布系系數(shù)(K)。ISO/IEC確定了足足以代表表正態(tài)分分布的95%的不確定定度的分分布系數(shù)數(shù)。通常常認(rèn)為K=2，U=KUc。30測量不確確定度2合成標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)誤差Uc包括了在在測量過過程中變變差的所所有重要要組成部部份。在在大多數(shù)數(shù)情況下下，按著著本手冊冊完成的的測量系系統(tǒng)分析析的方法法可以用用來定量量確定測測量不確確定度的的眾多來來源。簡簡單的表表達(dá)式被被定量表表示為：Uc2=2偏倚+2GRR+2穩(wěn)定性+2一致性+2其它定期重復(fù)復(fù)評價(jià)與與測量過過程有關(guān)關(guān)的不確確

13、定度以以確保持持續(xù)保持持所預(yù)計(jì)計(jì)的準(zhǔn)確確度是適適宜的。31測量不確確定度和和MSA區(qū)區(qū)別測量不確確定度和和MSA的主要區(qū)區(qū)別是：MSA的重點(diǎn)是是了解測測量過程程，確定定在測量量過程中中的誤差差總量，及評估估用于生生產(chǎn)和過過程控制制中的測測量系統(tǒng)統(tǒng)的充份份性。MSA促進(jìn)了解解和改進(jìn)進(jìn)(減少變差差)。不確定度度是測量量值的一一個(gè)范圍圍，由置置信區(qū)間間來定義義，與測測量結(jié)果果有關(guān)并并希望包包括測量量真值。32不確定度度和測量量誤差區(qū)區(qū)別測量值概概率分布布曲線均值+3+3真值1測量誤差差不確定度度范圍33測量系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特特性34測量系統(tǒng)統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)計(jì)特性Bias偏倚(Accuracy準(zhǔn)確性)Repeata

14、bility重復(fù)性(precision)Reproducibility再現(xiàn)性Linearity線性Stability穩(wěn)定性35偏倚(Bias)基準(zhǔn)值觀測平均值偏倚偏倚：是測量結(jié)結(jié)果的觀觀測平均均值與基基準(zhǔn)值的的差值?；鶞?zhǔn)值（真值）的取得得可以通通過采用用更高等等級(jí)的測測量設(shè)備備進(jìn)行多多次測量量，取其其平均值值。36造成過份份偏倚的的可能原原因儀器需要要校準(zhǔn)儀器、設(shè)設(shè)備或夾夾緊裝置置的磨損損磨損或損損壞的基基準(zhǔn)，基基準(zhǔn)出現(xiàn)現(xiàn)誤差校準(zhǔn)不當(dāng)當(dāng)或調(diào)整整基準(zhǔn)的的使用不不當(dāng)儀器質(zhì)量量差設(shè)計(jì)或一一致性不不好線性誤差差應(yīng)用錯(cuò)誤誤的量具具不同的測測量方法法設(shè)置、安安裝、夾夾緊、技技術(shù)測量錯(cuò)誤誤的特性性量具或零零

15、件的變變形環(huán)境溫度、濕濕度、振振動(dòng)、清清潔的影影響違背假定定、在應(yīng)應(yīng)用常量量上出錯(cuò)錯(cuò)應(yīng)用零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察錯(cuò)誤37重復(fù)性(Repeatability)EV重復(fù)性指由同一個(gè)操作人員員用同一種量具經(jīng)經(jīng)多次測測量同一個(gè)零件的的同一特性時(shí)獲獲得的測測量值變變差（四同）38重復(fù)不好好的可能能原因零件(樣品)內(nèi)部：形形狀、位位置、表表面加工工、錐度度、樣品品一致性性。儀器內(nèi)部部：修理理、磨損損、設(shè)備備或夾緊緊裝置故故障，質(zhì)質(zhì)量差或或維護(hù)不不當(dāng)?；鶞?zhǔn)內(nèi)部部：質(zhì)量量、級(jí)別別、磨損損方法內(nèi)部部：在設(shè)設(shè)置、技技術(shù)、零零位調(diào)整整、夾持持、夾緊緊、點(diǎn)密密度的變變差評價(jià)人內(nèi)內(nèi)部：技技術(shù)、

16、職職位、缺缺乏經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)、操作作技能或或培訓(xùn)、感覺、疲勞。環(huán)境內(nèi)部部：溫度度、濕度度、振動(dòng)動(dòng)、亮度度、清潔潔度的短短期起伏伏變化。違背假定定：穩(wěn)定定、正確確操作儀器設(shè)計(jì)計(jì)或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性，一致性性不好應(yīng)用錯(cuò)誤誤的量具具量具或零零件變形形，硬度度不足應(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、視差)39再現(xiàn)性(Reproducibility)AV由不同操作人員員，采用用相同的測量儀儀器，測測量同一零件的同一特性時(shí)測測量平均均值的變變差（三同一異異）再現(xiàn)性40再現(xiàn)性不不好的可可能潛在在原因零件(樣品)之間：使使用同樣樣的儀器器、同樣樣的操作作者和方方法時(shí)，當(dāng)測量量零件的

17、的類型為為A,B,C時(shí)的均值值差。儀器之間間：同樣樣的零件件、操作作者、和和環(huán)境，使用儀儀器A,B,C等的均值值差方法之間間：改變變點(diǎn)密度度，手動(dòng)動(dòng)與自動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)相相比，零零點(diǎn)調(diào)整整、夾持持或夾緊緊方法等等導(dǎo)致的的均值差差環(huán)境之間間：在第第1,2,3等時(shí)間段段內(nèi)測量量，由環(huán)環(huán)境循環(huán)環(huán)引起的的均值差差。這是是對較高高自動(dòng)化化系統(tǒng)在在產(chǎn)品和和過程資資格中最最常見的的研究。評價(jià)人(操作者)之間：評評價(jià)人A,B,C等的訓(xùn)練練、技術(shù)術(shù)、技能能和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)不同導(dǎo)導(dǎo)致的均均值差。對于產(chǎn)產(chǎn)品及過過程資格格以及一一臺(tái)手動(dòng)動(dòng)測量儀儀器，推推蕮進(jìn)行行此研究究。標(biāo)準(zhǔn)之間間：測量量過程中中不同的的設(shè)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的平平均影響響違背

18、研究究中的假假定儀器設(shè)計(jì)計(jì)或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性操作者訓(xùn)訓(xùn)練效果果應(yīng)用零件尺寸寸、位置置、觀察察誤差(易讀性、視差)41線性是指指量具在在預(yù)期作作用范圍圍內(nèi)偏倚值的的差異。與儀器的的量程有有關(guān)?；鶞?zhǔn)值較小的偏偏倚較大的偏倚倚測量平均均值(低量程)基準(zhǔn)值測量值無偏倚有偏倚線性(Linearity)基準(zhǔn)值測量平均均值(高量程)42線性誤差差的可能能原因儀器需要要校準(zhǔn)，需減少少校準(zhǔn)時(shí)時(shí)間間隔隔；儀器、設(shè)設(shè)備或夾夾緊裝置置磨損；缺乏維護(hù)護(hù)通風(fēng)風(fēng)、動(dòng)力力、液壓壓、腐蝕蝕、清潔潔；基準(zhǔn)磨損損或已損損壞；校準(zhǔn)不當(dāng)當(dāng)或調(diào)整整基準(zhǔn)使使用不當(dāng)當(dāng)；儀器質(zhì)量量差；設(shè)計(jì)或或一致性性不好；儀器設(shè)計(jì)計(jì)或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)定性；應(yīng)

19、用了錯(cuò)錯(cuò)誤的量量具；不同的測測量方法法設(shè)置置、安裝裝、夾緊緊、技術(shù)術(shù)；量具或零零件隨零零件尺寸寸變化、變形；環(huán)境影響響溫度度、濕度度、震動(dòng)動(dòng)、清潔潔度；其它零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、讀錯(cuò)錯(cuò)。43穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性時(shí)間1時(shí)間2是測量系系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)時(shí)間內(nèi)測量同一基準(zhǔn)準(zhǔn)或零件的的單一特特性時(shí)獲獲得的測測量值總總變差。44不穩(wěn)定的的可能原原因儀器需要要校準(zhǔn)，需要減減少校準(zhǔn)準(zhǔn)時(shí)間間間隔儀器、設(shè)設(shè)備或夾夾緊裝置置的磨損損正常老化化或退化化缺乏維護(hù)護(hù)通風(fēng)、動(dòng)動(dòng)力、液液壓、過過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔磨損或損損壞的基基準(zhǔn)，基基準(zhǔn)出現(xiàn)現(xiàn)誤差校準(zhǔn)不當(dāng)當(dāng)或調(diào)整整基準(zhǔn)的的使用不不當(dāng)

20、儀器質(zhì)量量差設(shè)計(jì)或一一致性不不好儀器設(shè)計(jì)計(jì)或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性不同的測測量方法法裝置、安安裝、夾夾緊、技技術(shù)量具或零零件變形形環(huán)境變化化溫度、濕濕度、振振動(dòng)、清清潔度違背假定定、在應(yīng)應(yīng)用常量量上出錯(cuò)錯(cuò)應(yīng)用零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察錯(cuò)誤45Case study(應(yīng)選用什么類型型儀器)基準(zhǔn)值觀測平均均值基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值觀測平均均值觀測平均均值46理想的測測量系統(tǒng)統(tǒng)理想的測測量系統(tǒng)統(tǒng)在每次次使用時(shí)時(shí)，應(yīng)只只產(chǎn)生“正確”的測量量結(jié)果。每次測測量結(jié)果果總應(yīng)該該與一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值值相符。一個(gè)能能產(chǎn)生理理想測量量結(jié)果的的測量系系統(tǒng)，應(yīng)應(yīng)具有零方差、零偏倚倚和所測的的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤誤分類為為零概

21、率的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性性。47足夠的分分辨率和和靈敏度度。為了測測量的目目的，相相對于過過程變差差或規(guī)范范控制限限，測量量的增量量應(yīng)該很很小。通通常所有有的十進(jìn)進(jìn)制或10/1法則，表表明儀器器的分辨辨率應(yīng)把把公差(過程變差差)分為十份份或更多多。這個(gè)個(gè)規(guī)則是是選擇量量具期望望的實(shí)際際最低起起點(diǎn)。測量系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)該是是統(tǒng)計(jì)受受控制的的。這意味味著在可可重復(fù)條條件下，測量系系統(tǒng)的變變差只能能是由于于普通原原因而不不是特殊殊原因造造成。這這可稱為為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)穩(wěn)定性且且最好由由圖形法法評價(jià)。測量系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)有的特特性48測量系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)有的的特性對產(chǎn)品控控制，測量系系統(tǒng)的變變異性與與公差相比必須須小于依依據(jù)特性性的公差差評價(jià)

22、測測量系統(tǒng)統(tǒng)。對于過程程控制，測量系系統(tǒng)的變變異性應(yīng)應(yīng)該顯示示有效的的分辨率率并與過程變差差相比要小小。根據(jù)據(jù)6變差和或來自自MSA研究的總總變差評評價(jià)測量量系統(tǒng)。偏倚、重重復(fù)性、再現(xiàn)性性、線性性可接受受49測量系統(tǒng)統(tǒng)變異性性影響50產(chǎn)品決策零件是否在明確的規(guī)格之內(nèi)過程決策過程是否穩(wěn)定和可接受測量系統(tǒng)統(tǒng)變異性性的影響響51對產(chǎn)品決決策的影影響1相對于公公差，對對零件做做出錯(cuò)誤誤決定的的潛在因因素只只在測量量系統(tǒng)誤誤差與公公差交叉叉時(shí)存在在，下面面給出三三個(gè)區(qū)分分的區(qū)域域。LSLUSLIIIIIIIIIBadisbadBadisbadGood is goodConfusedareaConfuse

23、darea52對產(chǎn)品決決策的影影響2對于產(chǎn)品品狀況，目標(biāo)是是最大限限度地做做出正確確決定，有二種種選擇：改進(jìn)生產(chǎn)產(chǎn)區(qū)域：減少過過程變差差，沒有有零件產(chǎn)產(chǎn)生在II區(qū)。改進(jìn)測量量系統(tǒng)：減少測測量系統(tǒng)統(tǒng)誤差從從而減小小II區(qū)域的面面積，因因而生產(chǎn)產(chǎn)的所有有零件將將在III區(qū)域，這這樣就可可以最小小限度地地降低做做出錯(cuò)誤誤決定的的風(fēng)險(xiǎn)。53對過程決決策的影影響對于過程程控制，需要確確定以下下要求統(tǒng)計(jì)受控控對準(zhǔn)目標(biāo)標(biāo)可接受的的變異性性。把普通原原因報(bào)告告為特殊殊原因把特殊原原因報(bào)告告為普通通原因測量系統(tǒng)統(tǒng)變異性性可能影影響過程程的穩(wěn)定定性、目目標(biāo)以及及變差的的決定。54方法及理理論篇55課程內(nèi)容容(方法

24、及及理論篇篇)測量系統(tǒng)統(tǒng)研究準(zhǔn)準(zhǔn)備測量系統(tǒng)統(tǒng)分析方方法計(jì)量型分分析穩(wěn)定性分分析偏倚分析析獨(dú)立立樣本法法線性分析析指南重復(fù)性和和再現(xiàn)性性分析指指南計(jì)數(shù)型分分析風(fēng)險(xiǎn)分析析法56測量系統(tǒng)統(tǒng)研究準(zhǔn)準(zhǔn)備57測量系統(tǒng)統(tǒng)的評定定1第一階段段：了解解該測量量過程并并確定該該測量系系統(tǒng)是否否滿足我我們的需需要，主主要有二二個(gè)目的的確定該測測量系統(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)項(xiàng)必須在使用前前進(jìn)行。發(fā)現(xiàn)哪種種環(huán)境因因素對測測量系統(tǒng)統(tǒng)有顯著著的影響響，例如如溫度、濕度等等，以決決定其使使用之空空間及環(huán)環(huán)境。58測量系統(tǒng)統(tǒng)的評定定2第二階段段的評定定目的是在在驗(yàn)證一一個(gè)測量量系統(tǒng)一一旦被認(rèn)認(rèn)為是可可行時(shí)，應(yīng)

25、持續(xù)具有恰當(dāng)當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)計(jì)特性。通常用穩(wěn)穩(wěn)定性分分析、偏偏倚分析析、R&R分析析等方法法。59測量系統(tǒng)統(tǒng)研究的的淮備1先計(jì)劃將將要使用用的方法法。例如如，通過過利用工工程決策策，直觀觀觀察或或量具研研究決定定，是否否評價(jià)人人在校準(zhǔn)準(zhǔn)或使用用儀器中中產(chǎn)生影影響。有有些測量量系統(tǒng)的的再現(xiàn)性性(不同同人之間間)影響響可以忽忽略，例例如按按按鈕，打打印出一一個(gè)數(shù)字字。60測量系統(tǒng)統(tǒng)研究的的淮備2評價(jià)人的的數(shù)量，樣品數(shù)數(shù)量及重重復(fù)讀數(shù)數(shù)次數(shù)應(yīng)應(yīng)預(yù)先確確定。在在此選擇擇中應(yīng)考考慮的因因素如下下：尺寸的關(guān)關(guān)鍵性：關(guān)鍵尺尺寸需要要更多的的零件和和或試試驗(yàn)，原原因是量量具研究究評價(jià)所所需的置置信度。零件結(jié)構(gòu)構(gòu)：大或

26、重重的零件件可規(guī)定定較少樣樣品和較較多試驗(yàn)驗(yàn)。61測量系統(tǒng)統(tǒng)研究的的淮備3由于其目目的是評評價(jià)整個(gè)個(gè)測量系系統(tǒng)，評評價(jià)人的的選擇應(yīng)應(yīng)從日常操操作該儀儀器的人人中挑選選。樣品必須須從過程程中選取取并代表其整整個(gè)工作作范圍。有時(shí)每每一天取取一個(gè)樣樣本，持持續(xù)若干干天。這這樣做是是有必要要的，因因?yàn)榉治鑫鲋羞@些些零件被認(rèn)認(rèn)為生產(chǎn)產(chǎn)過程中中產(chǎn)品變變差的全全部范圍圍。由于每每一零件件將被測測量若干干次，必必須對每每一零件件編號(hào)以以便識(shí)別別。62取樣的代代表性1不具代表表性的取取法63取樣的代代表性2具代表性性的取法法64測量系統(tǒng)統(tǒng)研究的的淮備儀器的分分辨力應(yīng)應(yīng)允許至至少直接讀取取特性的預(yù)預(yù)期過程程變差的

27、的十分之之一，例例如特性性的變差差為0.001，儀器器應(yīng)能讀讀取0.0001的變變化。確保測量量方法(即評價(jià)價(jià)人和儀儀器)在在按照規(guī)規(guī)定的測測量步驟驟測量特特征尺寸寸。65測量系統(tǒng)統(tǒng)分析執(zhí)執(zhí)行注意意點(diǎn)測量應(yīng)按按照隨機(jī)順序，以以確保整整個(gè)研究究過程中中產(chǎn)生的的任何漂漂移或變變化將隨隨機(jī)分布布。評價(jià)價(jià)人不應(yīng)知道道正在檢查查零件的的編號(hào)，以避免免可能的的偏倚。但是進(jìn)進(jìn)行研究究的人應(yīng)應(yīng)知道正正在檢查查那一零零件，并并記下數(shù)數(shù)據(jù)。在設(shè)備讀讀數(shù)中，讀數(shù)應(yīng)應(yīng)估計(jì)到到可得到到的最接接近的數(shù)數(shù)字。如如果可能能，讀數(shù)數(shù)應(yīng)取至至最小刻度度的一半半。例如，如果最最小刻度度為0.0001，則則每個(gè)讀讀數(shù)的估估計(jì)應(yīng)圓圓整

28、為0.00005。研究工作作應(yīng)由知其其重要性性且仔細(xì)細(xì)認(rèn)真的的人員進(jìn)進(jìn)行。每一位評評價(jià)人應(yīng)采用相相同方法法，包括所所有步驟驟來獲得得讀數(shù)。66結(jié)果分析析1位置誤差差位置誤差差通常是是通過分分析偏倚和線線性來確定。一般地，一個(gè)測測量系統(tǒng)統(tǒng)的偏倚倚或線性性的誤差差若是與與零誤差差差別較較明顯或或是超出出量具校校準(zhǔn)程序序確立的的最大允允許誤差差，那么么它是不不可接受受的。在在這種情情況下，應(yīng)對測測量系統(tǒng)統(tǒng)重新進(jìn)進(jìn)行校準(zhǔn)準(zhǔn)或偏差差校正以以盡可能能地減少少該誤差差。67結(jié)果分析析2寬度誤差差測量系統(tǒng)統(tǒng)變異性性是否令令人滿意意的準(zhǔn)則則取決于于被測量系系統(tǒng)變差差所掩蓋蓋掉的生生產(chǎn)制造造過程變變異性的的百分比

29、比或零件件公差的的百分比比。對特定定的測量量系統(tǒng)最最終的接接受準(zhǔn)則則取決于于測量系系統(tǒng)的環(huán)環(huán)境和目目的，而而且應(yīng)該該取得顧顧客的同同意。對于以分分析過程程為目的的的測量量系統(tǒng)，通常單單憑經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)來確定定測量系系統(tǒng)的可可接受性性的規(guī)則則如下：68寬度誤差差誤差10次,得得出零零件測試試的平均均值X3)計(jì)算算每個(gè)零零件的偏偏倚Bias=X-Xr4)畫出出“基準(zhǔn)準(zhǔn)值-偏倚倚”線性性相關(guān)圖圖,并并利用最最小二乘乘估計(jì)法法算以下下項(xiàng)目：測量系統(tǒng)統(tǒng)的偏倚倚方程相關(guān)系數(shù)數(shù)r82線性分析的做做法Y=a+bXX-基準(zhǔn)準(zhǔn)值Y-偏倚倚b-斜斜率在計(jì)算出出 相關(guān)關(guān)系數(shù)r 值后后，可查查表檢驗(yàn)驗(yàn)其是否否線性相相關(guān)。83均

30、值和極極差法是是確定測測量系統(tǒng)統(tǒng)的重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性的的一種數(shù)數(shù)學(xué)方法法。（而不是是它們的的交互作作用）GR&R分析的做做法-均值極差差法收集數(shù)據(jù)據(jù)：選取取10個(gè)個(gè)零件，3個(gè)評評價(jià)人；實(shí)驗(yàn)以以隨機(jī)的的順序使使評價(jià)人人和每個(gè)個(gè)零件結(jié)結(jié)合3次次。（即測量量后，共共產(chǎn)生90個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)）84均值和極極差法-1按下式計(jì)計(jì)算評價(jià)價(jià)設(shè)備變變差（重重復(fù)性-EV又又稱）：按下式計(jì)計(jì)算評價(jià)價(jià)人變差差（再現(xiàn)現(xiàn)性-AV又稱稱）：式中：n=零件件的個(gè)數(shù)數(shù)，r=試驗(yàn)的的次數(shù)。如果根根號(hào)內(nèi)的的值為負(fù)負(fù)值，則則取AV=085重復(fù)性和和再現(xiàn)性性（GRR）的計(jì)算算均值和極極差法-286零件間變變差（PV或p）等于零零件均值值的極差

31、差（RP）乘以一一個(gè)常數(shù)數(shù)（K3）, K3取決于量量具研究究中所用用零件的的個(gè)數(shù)。研究的總總變差(TV)等于重重復(fù)性和和再現(xiàn)性性變差的的平方與與零件間間變差(PV)的平方方和再開開方，即即：TV=測量系統(tǒng)統(tǒng)可靠辨辨別的分分級(jí)數(shù)ndc(取底，且5)ndc=1.41（PV/GRR)均值和極極差法-3總變差（TV）計(jì)算公公式-187如果已知知過程的的變差并并且它的的值是以以6為基礎(chǔ)礎(chǔ)的，則則它可以以用來代代替由量量具研究究數(shù)據(jù)計(jì)計(jì)算得到到的總的的研究變變差（TV）。這一一步可由由下面兩兩個(gè)公式式得到：1.TV=5.152.PV=這兩個(gè)值值（TV和PV）可代替替它們的的前面所所計(jì)算的的值。如果量具具研

32、究中中的每個(gè)個(gè)因素的的變差已已確定，可將它它與總的的變差(TV)對比。方方法是進(jìn)進(jìn)行量具具報(bào)告表表右邊的的“過程程變差百百分?jǐn)?shù)”下的計(jì)計(jì)算。均值和極極差法-4總的研究究變差（TV）計(jì)算公公式-288設(shè)備變差差在總變變差（TV）中所占占的百分分比(%EV)按100按下列公公式計(jì)算算。其他他變差在在總變差差所占的的百分比比按下列列公式計(jì)計(jì)算：AV=100% GRR=100%PV=100各因素所所占的百百分比之之和將不不等于100。應(yīng)對過程程變差的的百分比比的結(jié)果果進(jìn)行評評價(jià)，從從而確定定測量系系統(tǒng)是否否能適合合預(yù)期的的運(yùn)用。 均值和極極差法-5過程變差差計(jì)算算公式89均值和極極差法-690各因素所

33、所占的百百分比之之和將不不等于100。應(yīng)對過程程變差的的百分比比的結(jié)果果進(jìn)行評評價(jià)，從從而確定定測量系系統(tǒng)是否否能適合合預(yù)期的的運(yùn)用。如果用容容差的百百分比來來代替過過程變差差的百分分比進(jìn)行行分析的的效果更更好，則則可對量量具重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性報(bào)報(bào)告進(jìn)行行修改，將表中中右邊的的過程變變差的百百分比改改成容差差的百分分比，在在這種情情況在下下，EV,%AV,%RR和和PV計(jì)算公公式中的的總變差差(TV)由容容差值代代替。兩兩種方法法都應(yīng)使使用。用以上兩兩種方法法計(jì)算出出的量具具重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性（RR）可接接受的條條件是：誤差10%量具系系統(tǒng)可接接受；誤差為10到到30之間考慮到到應(yīng)用的的重要性

34、性、量具具的成本本以及維維修的費(fèi)費(fèi)用可能能是可接接受的；誤差大于于30量具具系統(tǒng)需需要改進(jìn)進(jìn)，應(yīng)努努力找到到問題并并糾正。 均值和極極差法-791方差分析析法-1在方差分分析法中中，方差差可以被被分解為為4個(gè)部部分EV,AV, PV,(A-P)V較之均值值極差法法，它的的優(yōu)點(diǎn)是是：具有處理理任何實(shí)實(shí)驗(yàn)室裝裝置的能能力可以更精精確的估估計(jì)方差差評價(jià)了料料件和人人的交互互作用影影響在應(yīng)用計(jì)計(jì)算機(jī)的的情況下下，推薦薦使用。92方差分析析法-2收集數(shù)據(jù)據(jù)：選取取10個(gè)個(gè)零件，3個(gè)評評價(jià)人；實(shí)驗(yàn)以以隨機(jī)的的順序使使評價(jià)人人和每個(gè)個(gè)零件結(jié)結(jié)合3次次。（即測量量后，共共產(chǎn)生90個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)）計(jì)算總平平方和St, 零件件平方和