測量系統(tǒng)分析(第三版）MeasurementSystemAnalysis個案分析天平之內(nèi)校方法使用儀器:經(jīng)檢定合格之砝碼.檢定環(huán)境:一般室內(nèi)環(huán)境,平臺校正方法及步驟:1.檢查天平標尺及旅鈕是否正常.2.將天平放在平臺上及調(diào)校至零位(中心刻度).3.將標準砝碼50g,100g,200g,300g,400g,500g,1000g分別放置于天平的托盤內(nèi),每一砝碼公別放5個位置,取其中最小值為實測值.4.在“量測設(shè)備校驗/確認報告”內(nèi)示值欄填寫標準砝碼值,天平讀值記入實測欄,即得誤差=5.一般檢查合格且誤差不超過誤差標準為合格,否則不合格.6.校正合格后填上合格標簽并貼在天平上.示值-實測值實測值*100%游標卡尺校正方法一.使用工具:經(jīng)認可機構(gòu)鑒定合格后,作為標準參照物的標準塊規(guī).二.校正環(huán)境:正常室溫及玻璃臺面.三.校正方法及步驟:1.檢查卡尺外觀:尺身應無碰傷或其它缺陷,刻度數(shù)字應清晰.2.卡尺校正:分別用塊規(guī)10mm,41.2mm,51.2mm,81.5mm,121.5mm和191.8mm,校正刀口內(nèi)的尺,刀口外量的尺,校正時,每一受檢點應在量里端和外端兩位置校正,塊規(guī)工作面長邊與卡尺測量面邊應垂直,校正應在螺釘緊固和松開兩種狀態(tài)下進行,無論尺框緊固與否,塊規(guī)應能下沉正常移動,各點示值誤差為卡尺讀數(shù)與塊規(guī)之差.3.深度尺的尺校正:用兩個尺為20的塊規(guī)置于玻璃臺面上,使尺身端與塊規(guī)接觸伸出深度尺至平板面,然后在尺身上讀數(shù),示值誤差不應超過卡尺之分度值.4.記錄2~3中測得讀數(shù),均應記入“量測設(shè)備校驗/確認報告”中,其中塊規(guī)填入“真值”欄,卡尺讀數(shù)填入“實測值”欄.5.結(jié)果處理:外觀合格及示值誤差不超過吳差標準為合格,否則不合格.測量數(shù)據(jù)的作用制程控制/調(diào)整---根據(jù)測量數(shù)據(jù)與過程控制限相比較,決定是否進行制程調(diào)整。2確定各變量間關(guān)系---對影響過程各原因的系統(tǒng)認識。最終更好的理解過程。

為什么進行測量系統(tǒng)分析？

應用“以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)”的方法的益處，很大程度上決定于所用測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。如果測量數(shù)據(jù)質(zhì)量低，則這種方法的益處可能低；如果測量數(shù)據(jù)質(zhì)量高，則這種方法的益處也可能高。為了確保應用測量數(shù)據(jù)的收益大于成本，必須把注意力集中于測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量上。測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量

與穩(wěn)定條件下,運行的某一測量系統(tǒng)得到的多次測量結(jié)果的統(tǒng)計特性有關(guān)。高質(zhì)量——測量值接近低質(zhì)量——測量值遠離基準值表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計特性是偏倚和方差。偏倚指的是數(shù)據(jù)相對標準值的位置；而方差指數(shù)據(jù)的分布。

低質(zhì)量數(shù)據(jù)表現(xiàn)為變差太大。大多由于測量系統(tǒng)和環(huán)境間的交互作用造成，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會很低。管理測量系統(tǒng)就是控制變差，即控制測量環(huán)境。

目的

介紹各方法評定測量系統(tǒng)質(zhì)量。本指南可以通用于任何測量系統(tǒng)，但其主要用于工業(yè)界的測量系統(tǒng)。術(shù)語量具: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)：用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件已及操作人員的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。盲測：操作者事先不知道正在對該測量系統(tǒng)進行評定的條件下獲得的測量結(jié)果。公差：零件特性的變差受控：變差表現(xiàn)穩(wěn)定且可預測不受控：所有特殊原因的變差都不能消除有點子超出控制限，或呈非隨機分布形狀分辨率：測量設(shè)備所能指示的最小刻度分辨能力：測量設(shè)備檢測被測參數(shù)的變差的能力影響測量結(jié)果的因素工件操作員方法彈性變形清潔培訓技巧經(jīng)驗工作態(tài)度樣品理解力測試作業(yè)指引公差設(shè)計維護敏感測量結(jié)果變差儀器溫度振動環(huán)境人機工程照明131量測測系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析應應注注意意之之事事項項1、、設(shè)設(shè)定定量量具具精精度度2、量具具間進行行比對3、修理理前/后后之比較較4、長期期量測能能力評估估5、量具具之管理理量測系統(tǒng)統(tǒng)之統(tǒng)計計特征1、量測系系統(tǒng)之變變異應源于普通通而非特殊原因。2、量測測系統(tǒng)之之變異須須小于制程之變變異。3、量測測系統(tǒng)之之變異須須小于規(guī)格界限限。4、量測測系統(tǒng)之之最小刻刻度須小于制程變異異或規(guī)格界限限之較小小者（十十分之一一）。如何進行行量測系系統(tǒng)分析析1、建立SOP，例如：理理化分析析指導書書等。2、建立程序書，管制量測測系統(tǒng)在在最佳狀狀態(tài)。3、有合格分析析員分析量具具，及必必要環(huán)境境。4、根據(jù)相關(guān)SOP執(zhí)行分析。5、匯集足夠數(shù)數(shù)據(jù)，再依分析表表單執(zhí)行分析。6、判定此系統(tǒng)統(tǒng)處于可、勉強或或不能接受。量測系統(tǒng)之之變異1、重復性性（Repeatability）——EV2、再現(xiàn)性性（Reproducibility）——AV3、偏倚（（Bias）4、穩(wěn)定性性（Stability）5、線性（（Linearity）6、零件變變異（PartVariation）——PV｝｝位置寬度度或或范范圍圍重復復性性-EV（（Repeatability））由同同一一操作作者者對同同一一部件用同一測量儀器的多次測量的的結(jié)果的差異,又稱為設(shè)備備變異重復性135再現(xiàn)性-AV（Reproducibility）由不同操作者對同一一部件用同一測量儀儀器的測量的的結(jié)果平均值值間最大差異,又稱為操作者者變異再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A136量具重重復性性和再再現(xiàn)性性GageR&R(repeatabilityandreproducibility)適用于于所有有列入入“控控制計計劃””的測測量系系統(tǒng)重復性性再現(xiàn)性操作者B操作者C操作者A137偏倚（Bias）觀測的的平均均值偏倚基準值值132穩(wěn)定性性（Stability）時間2時間1穩(wěn)定性性133線性（（Linearity））基準值值偏倚較較小基準值值偏倚較較大觀測的的平均均值觀測的的平均均值范圍的的較低部分范圍的的較高部分134重復性性（Repeatability)———EV又稱為為量具變變異，用同一量量具，同一作作業(yè)者者，多次次量測測相同零零件所得之之變異異，公公式如如下：：EV=××K1%EV=100（EV/TV）公式說說明：：1、EV/為重復性性，TV為全變異異。2、為所有有作業(yè)業(yè)者執(zhí)執(zhí)行多多次量量測所所得之之變異異平均均值。。3、K1為重復性性之系數(shù)數(shù)，與與量測測次數(shù)數(shù)有關(guān)關(guān)。4、TV為為全變異異，)2()2(PVGRRTV+=重復性性（Repeatability)例1:三位位作業(yè)業(yè)者對對10個零零件分分別量量測,每個個零件件量測測兩次次,數(shù)數(shù)值如如下表表所列列重復性（Repeatability)R31R由上表可先先計算Ra，Rb，Rc，，再計算其平平均值Ra，Rb，Rc如上表所示示?！?1/3(Ra+Rb+Rc））=(0.05+0.05+0.03)=0.04∴EV=××K1=0.04×0.8862=0.035%EV=100（EV/TV）=100（0.035/0.18)=19.4%再現(xiàn)性（Reproducibility)———AV又稱為作業(yè)者變異異，指不同作作業(yè)者以相同量具量測相同產(chǎn)品時，量測平平均值之變變異，公式式如下：)()2EV2(/nrXDIFF×K2AV-=%AV=100(AV/TV)公式說明：：1、AV為為再現(xiàn)性，TV為全變變異；2、XDIFF為不同作業(yè)業(yè)者量測之之平均值最大與最小小值之差異異；3、K2為再現(xiàn)性系數(shù)數(shù)，與作業(yè)人數(shù)有關(guān)；4、n為零件數(shù)；5、r為量測次數(shù)。再現(xiàn)性（Reproducibility)作業(yè)者b作業(yè)業(yè)者者a作業(yè)業(yè)者者c再現(xiàn)現(xiàn)性性再現(xiàn)現(xiàn)性性（（Reproducibility)例2(同同例例1):亦亦是是三三位位作作業(yè)業(yè)者者10個個零零件件分分別別量量測測,每每個個零零件件量量測測兩兩次次,如如下下表表:再現(xiàn)現(xiàn)性性（（Reproducibility)由上上表表可可先先計計算算個個人人每每次次量量測測10個個零零件件之之平平均均值值,再再計計算算兩兩次次總總平平均均值值Xa,Xb,Xc如如上上表表所所示示.∴XDIFF=Xa-Xb=0.83-0.77=0.06又已已知知K2=0.5231,TV=0.93,EV=0.0354,n=10,r=2(EV2/n*r)(XDIFF×K2)2∴AV-==(0.06××0.5231)2－(0.0352/10××2)=0.03%AV=100(AV/TV)=100(0.03/0.18)=16.6%GRR=AV2+EV2=25.6%零件件變變異異(PartVariation)零件變異異:個別零件件量測平平均值之之變異.PV=RP×K3RP為零件之之最大差差異,K3為系數(shù),與零件件數(shù)有關(guān)關(guān)(例5)同例1我們可可計算每每個零件件之平均均值XP,再取XP之全距RP,即得RP=0.56,又又查表得得K3=0.3146∴PV=RP×K3=0.56×0.3146=0.176量具重復復性與再再現(xiàn)性之之資料匯匯集將作業(yè)者分為為A、B、C三人,零件10個,但作業(yè)者無法看到零件號.準備所需之量量測量具.使作業(yè)者A依隨順序量測10個零件并由另一一觀者在第1行填入量測數(shù)數(shù)據(jù),請作業(yè)業(yè)者B、C量測相同的10個零件,但不使他們們看到他人的的量測值,將將量測分別記記入第6行及及第11行.(表1)4.重復復這個循環(huán)但但以不同的隨隨機順序進行行量測,將數(shù)數(shù)據(jù)填入第2、7及12行之適當列列中.例如第第一個被量測測為7號零件件,則在第7例中記錄量量測值,如須須第三次量測測,則重復此此循環(huán)并將結(jié)結(jié)果記入第3、8及13中(表1).量具重復性與與再現(xiàn)性之計計算將第1、2及及3行的最大大數(shù)值減最小小數(shù)值，將結(jié)結(jié)果記錄在第第5行，第6、7、8行行及第11、、12、13行的作法相相同，而將其其結(jié)果分別記記錄入第10行及第15行（表1））。2.第5、、10行及15行之記錄錄應為正值（（表1）3.將第5行加總并除除以量測零件件數(shù),則得第第一位作業(yè)者者的平均全Ra,以相同同方法從第10及第15行求得Rb及Rc(表表1)4.將第5、10第15行的均值值(Ra、、Rb、Rc),填入入第17行,將其加意后后除以作業(yè)者者人數(shù)而得的的數(shù)值記R(所有全距的的平均值)(表一)量具再現(xiàn)性與與重復性之計計算將R(平均值值)填入第19、20并并乘以D3及D4求下及上的管管制界限,如如為二次量測測D3=0,D4=3.27,將個別全距距的上管制界界限(UCLR)的值記入第第19行,下下管制界限(LCLR)的值填入第第20行如量量測次數(shù)少于于7則為零(表1).將各行加總(第1、2、、3、6、7、8、11、12及13行),將將各行的總和和除以取樣零零件數(shù),將此此值記錄在最最右邊一列標標示為“平均均值”處(表表1).7.將1、2、3行行的平均值加加總,并除以以量測次數(shù),將其值記錄錄在第4行Xa方格處,以以相同方式處處理6、7、、8行及11、12、13行而將其其值分別記入入第9、14行的Xb及及Xc處.8.將第第4、9、、14行的最最大及最小平平均值記錄在在第18行的的適當之位置置計算其差將將此差記錄在在第18行標標行為XDIFF處.(表1).9.將每個個零件的各次次量測值加總總除以量測值值總數(shù)(量測測次數(shù)乘以作作業(yè)者數(shù)),將其結(jié)果記記入第16行行之零件平均均值處(表1).將零件平均值值的最大減最最小的差記入入第16行標標示RP是零零件平均值的的全距(表1).將R,XDIFF及Rp的計算算值轉(zhuǎn)記在報報告表的預留留位置(表2)執(zhí)行報告表(表2)左邊邊標示為“量量測單元會析析”的各項計計算.13.執(zhí)行報報告表(表2)右邊標示示為“%制程程變異”的各各項計算.量具再現(xiàn)性與與重復性之計計算范例例然后再計算各各變異項目的的量測單元分分析及制程變變異百分比如如表2。在本例中，%GRR等于于25.6%，故此量測測系統(tǒng)對制程程變異的量測測被認為是在在接受邊緣。。GRR分析注注意事項1、分析之量量具（1）APQP及PPAP所使用之之量具（2）客戶要要求須執(zhí)行GRR之量具（3）受環(huán)境境影響小的量量具（如分析析天平）可不做MSA2、分析時機機：（1）操作者變更時（2）量具變動時（3）產(chǎn)品變更時（4）量具修理后（5）配合合量具校正正作業(yè)定期分析。GRR分析析注意事項項1、執(zhí)行分分析人員（1）資料料搜集：須須為操作該該量具人員員（2）分析析人員：該該量具之校校正管理人人員2、執(zhí)行前前之準備工工作：（1）決定定進行分析析之產(chǎn)品及及量具（2）決定定參與分析析之量測人人數(shù)，最少兩人（3）決定定進行分析析之產(chǎn)品取取樣數(shù)（至少5件，10件為宜宜）。（4）決定定量測次數(shù)數(shù)，最少兩次。量具再現(xiàn)性性與重復性性之比較1、重復性性＞再現(xiàn)性性（EV＞＞AV=設(shè)備＞＞人員）（1）量測測儀器需加加以保養(yǎng)（2）產(chǎn)品品之變異出出現(xiàn)異常（3）量具具之夾緊或或定位(OFFSET)不一致2、再現(xiàn)性性＞重復性性（AV＞＞EV=人員＞＞設(shè)備）（1）量具具之校正未未落實（2）作業(yè)業(yè)者對量具具使用不熟熟（3）可能能需要輔助助儀器協(xié)助助作業(yè)者使使用量具量具%GRR之判判讀1、數(shù)值＜＜10%表表示該量具具系統(tǒng)可接接受2、10%＜數(shù)值值＜30%表表示該量具具系統(tǒng)可接接受或不接受，決定定于該量具具系統(tǒng)之重要性，修修理所需之之費用等因素。3、數(shù)值＞＞30%表表示該量具具系統(tǒng)不能能接受須予以改進。。4、數(shù)值=%GRR=100（GRR/TV）ndc=1.41(PV/GRR)>5(第三版新新要求）表1量量具重復復性及再現(xiàn)現(xiàn)性數(shù)據(jù)收收集表D4=3.27(兩次測測）D4=2.58（三次））D3=0（少于于七次）表1量量具具重重復復性性及及再再現(xiàn)現(xiàn)性性數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)計數(shù)數(shù)型型量量具具研研究究(小小樣樣法法)所謂謂計數(shù)數(shù)型型量量具具就是是把把各各個個零零件件與與某某些些指指定定限限值值相相比比較較，，如如果果滿滿足足限限值值則則接接受受該該零零件件否否則則拒拒收收。。絕絕大大多多數(shù)數(shù)這這樣樣的的計計數(shù)數(shù)型型量量具具用用來來接接受受或或拒拒收收一一套套基基準準件件。。不不象象計計量量型型量量具具，，計計數(shù)數(shù)型型量量具具不不能能指指示示一一個個零零件件多多麼麼好好或或多多麼麼壞壞，，它它只只指指示示該零件件被接接受還還是拒拒收。小樣研研究是是通過過選取取20個個零件件來進行行的。。然後後兩位評評價人人以一種種能防防止評評價人人偏倚倚的方方式(見第第45頁)兩次測測量所有零零件。。在選選取20個個零件件中，，一些些零件件會稍稍許低于或高于規(guī)範限限值。。如果所所有的的測量量結(jié)果(每個個零件件四次次)一一致則接受受該量量具，，否則則應改改進或或重新評評價該量具具。如如果不不能改改進該該量具具，則則不能能被接接受且且應找找到一一個可可接受受的替替代測測量系系統(tǒng)。。計數(shù)型型量具具研究究(小小樣法法)一個典典型的的用于于計數(shù)數(shù)型量量具研研究小小樣法法的表表格見見下表表A評價人B評價人121234567891011121314151617181920GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG結(jié)論:不能能接受受偏移移(Bias)偏移雙雙稱為為準確確度(Accuracy),是指量量測平平均值值與真真值之之差值值.而而真值值可藉藉由較較高等等級之之量具具量測測數(shù)次次之平平均值值而得得,偏偏移可可以下下面圖圖形表表示:VAVT偏移(準確確度)VT：真值值VA：量測測平均均值偏移移(Bias)（例3）1位作作業(yè)者者量測測1個個零件件10次，，量測測值如如下所所示：：X1=0.75X6=0.80X2=0.75X7=0.75X3=0.80X8=0.75X4=0.80X9=0.75X5=0.65X10=0.70測量平平均值值VA=,已知知該零零件之之真值值VT為0.8mm,零零件之之制程程變異異為0.70mm.則Bias=VA-VT=0.75-0.80=－0.05%Bias=100(Bias/制程程變異異）=100（（0.05/0.70)=7.1%穩(wěn)定性性(Stability)穩(wěn)定性性又稱稱為漂漂移（（Drift））,是是指不不同時時間量量測值值之變變異,此量量測之之方式式可有有兩種種:以相同同標準準件在在不同同時間間量測測同一一量具具所得得之變變異;2.以以相相同量量具在在不同同時間間量測測同一一零件件所得得之變變異穩(wěn)穩(wěn)定性性可下下面圖圖形表表表:穩(wěn)定性性時間1時間2線性(Linearity)線性是是指量量具在在使用用范圍圍內(nèi)偏偏移(準確確度)差異異之分分布狀狀況.作業(yè)者者量測測5個個不同同零件件,其其真值值分別別為2.00mm,4.00mm,6.00mm,8.00mm及10.00mm,每每個零零件量量測12次次,如如下頁頁所示示:線性(Linearity)依據(jù)上上表,