測量系統(tǒng)分析培訓教材第1頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)分析的目的測量系統(tǒng)分析的目的是確定所使用的數(shù)據(jù)是否可靠測量系統(tǒng)分析還可以：評估新的測量儀器將兩種不同的測量方法進行比較對可能存在問題的測量方法進行評估確定并解決測量系統(tǒng)誤差問題第2頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)據(jù)的質量數(shù)據(jù)的質量取決于從處于穩(wěn)定條件下進行操作的測量系統(tǒng)中，多次測量的統(tǒng)計特性，如：假設使用某一在穩(wěn)定條件下操作的測量系統(tǒng)對某一特定特性值進行了幾次測量，如果這些測量值均與該特性的參考值（mastervalue）“接近”），那么，數(shù)據(jù)的質量被稱為“高”；同樣，如果部份或所有的測量值與參考值相差“很遠”，則數(shù)據(jù)的質量很“低”第3頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日描述測量數(shù)據(jù)質量的統(tǒng)計特性通常用來描述測量數(shù)據(jù)質量的統(tǒng)計特性是某測量系統(tǒng)的偏倚（Bias）和變差（variance）。被稱為偏倚的統(tǒng)計特性指的是數(shù)據(jù)值相對于參考（基準）值的位置。被稱為變差的特性指的是數(shù)據(jù)的分布寬度。第4頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日低質量數(shù)據(jù)的原因和影響低質量數(shù)據(jù)的普遍原因之一是變差太大一組數(shù)據(jù)中的變差多是由于測量系統(tǒng)及其環(huán)境的相互作用造成的。如果相互作用產(chǎn)生的變差過大，那么數(shù)據(jù)的質量會太低，從而造成測量數(shù)據(jù)無法利用。如：具有較大變差的測量系統(tǒng)可能不適合用于分析制造過程，因為測量系統(tǒng)的變差可能掩蓋制造過程的變差。第5頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日有關測量數(shù)據(jù)的常見問題什么是測量？將一個未知量與一個已知的或已經(jīng)接受的參照值進行的比較為什么我們需要測量數(shù)據(jù)？我們使用測量數(shù)據(jù)來判斷產(chǎn)品是否合格，制定有關過程管理的決策。我接受這件產(chǎn)品嗎？過程是很好，還是需要進行調整？我們對測量數(shù)據(jù)有什么期望？準確性：數(shù)據(jù)必須告訴我們真相！重復性：重復測量必須產(chǎn)生同樣的結果！再現(xiàn)性：結果不應該受檢驗員的影響。什么是測量儀器？用來進行測量的任何儀器。什么是檢驗員（或者鑒定人）？使用測量儀器進行測量的個人或裝置第6頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日有關測量數(shù)據(jù)的常見問題測量系統(tǒng)：不僅指量具。測量系統(tǒng)包括：人（及其培訓）、過程（測量程序）、設備（量具或測量工具）、系統(tǒng)的控制點、及所有這些因素的相互作用。測量總偏差：總的觀察偏差=過程偏差+測量系統(tǒng)偏差測量是一個能影響所觀察值的中心值和偏差的過程。第7頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日有關測量數(shù)據(jù)的常見問題GageR&R分析是用來分析測量系統(tǒng)的方法，目的是確定測量某種東西時出現(xiàn)的波動（誤差）的大小和類型。將“測量系統(tǒng)”看作是會給測量數(shù)據(jù)帶來額外誤差的子過程，其目的就是使用誤差盡可能小的測量過程。任何觀測數(shù)據(jù)的誤差，都是部件的實際誤差和測量系統(tǒng)誤差的總和。第8頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日過程變差剖析長期過程變差短期抽樣產(chǎn)生的變差實際過程變差穩(wěn)定性線性重復性準確度量具變差操作員造成的變差測量誤差過程變差觀測值“重復性”和“再現(xiàn)性”是測量誤差的主要來源再現(xiàn)性過程變差第9頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)的規(guī)劃（一）由APQP小組根據(jù)被測量特性的重要程度確定測量系統(tǒng)。同時考量：產(chǎn)品規(guī)范是什么？預期的過程變差是多少？需要什么樣的分辨率？量具需要怎樣的操作方式？需要操作者具備哪些技能？怎樣培訓？如何測量？是否人工測量？在哪里測量？零件的位置和固定是否是可能的變差來源？接觸測量還是非接觸測量？測量如何被校準？校準頻率？誰來校準？第10頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)規(guī)劃（二）測量生命周期的考量：隨著時間的不同，對過程了解及過程的改進，測量方法可能改變。如：為了建立穩(wěn)定的和有能力的過程，可能開始對一個產(chǎn)品特性測量，透過測量了解直接影響產(chǎn)品特性的關鍵過程特性，這種了解意味著對產(chǎn)品特性的信息依賴少了，可以減少抽樣計劃并簡化測量方法。最后，可能只監(jiān)測極少數(shù)的零件，只要過程被維護著或測量和監(jiān)控這維護及工裝，也就是必要的工作了。測量的程度是依賴著對過程理解的程度。第11頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)開發(fā)檢查清單的建議要素本清單應該根據(jù)測量系統(tǒng)的情況和類型進行修改。最終檢查清單的建立應該是顧客和供方合作的結果。第12頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題被測特性是什么？特性的類別是什么？是機械上的特性嗎？是動態(tài)的還是靜態(tài)的？是一項電的特性嗎？其零件內(nèi)部變差大嗎？測量過程的結果（輸出）將被應用的目的是什么？生產(chǎn)改進、生產(chǎn)監(jiān)控、實驗室研究、過程審核、出貨檢驗、進貨檢驗、對D.O.E的回應？誰將使用該過程？操作者、工程師、技術員、檢驗員、審核員？培訓要求：操作者、維修人員、工程師；教室、應用實習、在職訓練、學徒期間。第13頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題變差的原因是否已被識別？透過小組、頭腦風暴法、淵博的過程知識、因果圖或矩陣圖等方法建立一個誤差模型（S.W.I.P.E或P.I.S.M.O.E.A).是否展開了測量系統(tǒng)的FMEA？彈性的或專用的測量系統(tǒng)：測量系統(tǒng)可以是固定的、專用的還是彈性的（flexible)，是否有測量不同類型零件的能力：例如爪型量具、夾緊量具、三坐標座標測量儀等。彈性的量具價格較貴，但從長遠來看能節(jié)約成本。第14頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題接觸式或非接觸式：可靠性、特性的類型、抽樣計劃、成本、維護保養(yǎng)、校準、人員技能要求、兼容性、環(huán)境、速度、探頭的類型、零件的變形、影像處理，以上內(nèi)容可能由控制計劃和測量的頻率來確定（全接觸式量具在連續(xù)抽樣時可能會過度磨損）。整個表面接觸的探頭、探頭的類型、空氣回流噴嘴、影像處理CMM與光學比較儀等。第15頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題環(huán)境：灰塵、水分、濕度、溫度、振動、噪音、電磁干擾（electro-magneticinterference,EMI）、大氣流動、空氣雜質等。實驗室、工場、辦公室等。在小且嚴格的公差下以微米為單位的測量系統(tǒng)中，以及在CMM、光學系統(tǒng)、超音波儀器等環(huán)境中，環(huán)境成為一個關鍵的問題。對線上自動反饋類型的測量也是一個影響因素。切削油、切削碎屑及極端溫度也會成為問題。是否清潔環(huán)境的要求？第16頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題測量及固定點：使用幾何尺寸與公差（GD&T）清晰地定義固定位置和夾緊點，以及在零件的什么部位進行測量。固定方法：不固定或夾緊零件。零件方位：主體的位置或其它的位置。零件準備：在測量之前，零件是否應該清潔、儲油、溫度穩(wěn)定等。感測器的位置：從主定位器或定位系統(tǒng)的取向角度與距離？第17頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題相關問題1—備份的量具：在工場內(nèi)或不同工場之間是否需要備份的（或多個）量具支持？制造的考慮、測量誤差的考慮、維修的考慮、標準是哪個的考慮？如何才能使每個考慮問題均符合要求？相關問題2—方法差異：在可接受的實施和操作極限內(nèi)，由不同的測量系統(tǒng)設計對同一產(chǎn)品/過程進行測量的測量誤差結果（例如：CMM對手工量具或開放式設定量具的測量結果）。第18頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題自動或手動：線上、線外、操作者依賴性。破壞性和非破壞性（Nondestructive,NDT）測量：例如，拉力試驗、鹽霧試驗、電鍍/涂裝的厚度、硬度、尺寸測量、影像處理、化學分析、應力、耐久性、沖擊、扭力、扭矩、焊接強度、電特性等。潛在的測量量程：可能的測量尺寸大小和期望的量程。第19頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第1類要素：與測量系統(tǒng)設計和開發(fā)有關的問題有效的分辨率：對應用在一特殊的應用場的可接受性，如測量對物理變化是否敏感（探測過程或產(chǎn)品誤差的能力）？敏感度：最小輸入量的信號能產(chǎn)生一個可探測的輸出（可辨別的）信號，測量裝置對應用這種情況的可接受性？敏感度是由量具的固有設計和質量（OEM）、使用期間的維護和操作條件所決定。第20頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第2類要素：與測量系統(tǒng)制造有關的問題

（設備、標準、儀器）是否已在系統(tǒng)設計中針對變差來源的識別？設計評審；驗證和確認。校準和控制系統(tǒng)：推薦的校準計劃和設備審核及其文件。頻率、內(nèi)部或外部、參數(shù)、生產(chǎn)過程中的驗證檢查。輸入要求：機械的、電子的、液壓的、真空的、波動抑制器、干燥器、濾清器、作業(yè)準備和操作問題、隔離、解析度和靈敏度。輸出要求：類比或數(shù)位、文件和記錄、檔案、保存、存取、備份。成本：開發(fā)、采購、安裝、操作和培訓的預算要素。第21頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第2類要素：與測量系統(tǒng)制造有關的問題

（設備、標準、儀器）預防性維護：形式、計劃、成本、人員、培訓、文件?？删S修性：內(nèi)部和外部、場所、支持程度、回應時間、服務配件的可取得性、標準零件清單。人機工程學（Ergonomics）：在長時間的裝載和操作設備過程中，人員不被傷害的能力。測量裝置的讀者討論需要著重在測量系統(tǒng)與操作者之間的相互關系。安全的考慮：人員、操作、環(huán)境、切斷。貯存及場所：建立對測量設備的貯存及場所的要求。隔離、環(huán)境、安全、取得性（接近）有關的問題。測量周期時間：測量一個零件或特性需要多長時間？測量周期要與過程和產(chǎn)品控制合并。第22頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第2類要素：與測量系統(tǒng)制造有關的問題

（設備、標準、儀器）是否有任何對過程流程、批次完整性、記錄、測量和零件回復的干擾？材料搬運：是否需要特殊的支架、支撐夾具、搬運設備或其它物料搬運設備來放置被測零件或對測量系統(tǒng)本身？環(huán)境問題：是否有特殊的環(huán)境要求、條件、限制等影響本測量過程或臨近的過程？是否要求特殊的排氣？是否有必要控制溫度或濕度？濕度、振動、噪音、電磁干擾、清潔？是否有任何特別的可靠性要求或考慮？設備是否能夠在任何時間下維持其狀況？在生產(chǎn)使用之前是否需要進行驗證？備用配件：共享清單、適當?shù)墓陀嗁徬到y(tǒng)、可取得性、導入期的理解與說明。是否有足夠的安全庫存（軸承、軟管、皮帶、開關、插座、閥等）？第23頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第2類要素：與測量系統(tǒng)制造有關的問題

（設備、標準、儀器）使用者說明書：夾緊順序、清潔程度、數(shù)據(jù)解釋、圖表、目視輔具、易于理解的?？扇〉眯?、適當?shù)年惲小Ｎ募汗こ虉D面、診斷分析、使用者手冊、語言等。校準：與可接受的標準進行比較；可接受的標準的可取得性和費用。建議的頻率、培訓要求、停機時間的要求。貯存：是否有與測量裝置貯存有關的特別要求或考慮？隔離、環(huán)境、防止損壞/竊盜等。防錯：已知的測量程度錯誤是否容易由操作者更正（非常容易？）數(shù)據(jù)輸入、設備誤用、防錯。第24頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第3類要素：與測量系統(tǒng)實施有關的問題（過程）支持：由誰來支持測量過程？實驗室技術人員、工程師、生產(chǎn)、維護保養(yǎng)、與外部簽訂保養(yǎng)合同？培訓：為了使用和維護本測量過程，需要為操作者/檢驗人員/技術人員/工程師提供哪些培訓？時間、資源和費用。誰來培訓？在哪時行培訓？導入期要求？與測量過程的實際使用相協(xié)調。數(shù)據(jù)管理：如何管理從本測量過程輸出的數(shù)據(jù)？人工、電腦化、匯總法、匯總頻率、評審方法、評審頻率、顧客的要求、內(nèi)部的要求。可取得性、儲存、存取、備份、安全。數(shù)據(jù)的解釋。第25頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第3類要素：與測量系統(tǒng)實施有關的問題（過程）人員：是否需要聘請人員以支持這測量系統(tǒng)？成本、時間、可取得性有關的問題。目前的或新的。改進方法：由誰來對測量過程進行經(jīng)常性的改進？工程師、生產(chǎn)人員、維護保養(yǎng)人員？使用什么評價方法？是否有一系統(tǒng)以識別需要的改進？長期穩(wěn)定性：長期性研究的評估方法、形式、頻率、需求。漂移、磨損、污染、操作的完整性。長期誤差是否能夠被測量、控制、理解、預測？特別的考慮：檢驗人員的特質、體能限制或健康問題：色盲、視力、身體強度、疲勞、耐力、人機工程。第26頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日連續(xù)變量測量系統(tǒng)分析分辨率偏移？“準確性”（居中性—均值）線性？穩(wěn)定性？校準？“精確性”（R&R）（離散性—偏差）OKOKOKOK第27頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量儀器分辨率

（測量儀器的分辨率必須小于或等于規(guī)范或過程誤差的10%）測量儀器分辨率可定義為測量儀器能夠讀取的最小測量單位?？纯聪旅娴牟考嗀和部件B，它們的長度非常相似。測量分辨率描述了測量儀器分辨兩個部件的測量值之間的差異的能力。部件A部件B部件A部件BA=2.0B=2.0A=2.25B=2.00因為上面刻度的分辨率比兩個部件之間的差異要大，兩個部件將出現(xiàn)相同的測量結果。第二個刻度的分辨率比兩個部件之間的差異要小，部件將產(chǎn)生不同的測量結果。第28頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)的有效分辨率（discrimination）要求不低于過程變差或允許偏差（tolerance）的十分之一零件之間的差異必須大于最小測量刻度極差控制圖可顯示分辨率是否足夠看控制限內(nèi)有多少個數(shù)據(jù)分級不同數(shù)據(jù)分級(ndc)的計算為零件的標準偏差/總的量具偏差*1.41.一般要求它大于5才可接受直尺卡尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.2791第29頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日分辨率不足的表現(xiàn)在過程變差的SPC極差圖上可看出：當極差圖中只有一、二或三種可能的極差值在控制界限內(nèi)時。如果及差圖顯示有四種可能的極差值在控制界限內(nèi)，且超過1/4以上的極差值為零。第30頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日敏感度（Sensitivity）敏感度是指能產(chǎn)生一個可檢測到（有用的）輸出信號的最小輸入。它是測量系統(tǒng)對被測特性變化的回應。敏感度由量具設計（分辨力）、固有質量（OEM）、使用中保養(yǎng)，以及儀器操作條件和標準來確定。它通常被表示為一測量單位。影響敏感度的因素包括：一個儀器的衰減能力操作者的技能測量裝置的重復性對于電子或氣動量具，提供無漂移操作的能力儀器使用所處的條件，例如：大氣條件、塵土、濕度第31頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日準確度(Accuracy)準確度(Accuracy)—測量的平均值是否與真值吻合?真值(TrueValue):理論上正確的值國際度量衡標準偏倚（Bias)測量值的均值與真值的距離測量系統(tǒng)持續(xù)地偏離目標系統(tǒng)錯誤第32頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

BIAS—測量結果的平均值與參考值的差異.參考值（reference-value）是一個預先認定的參考標準.該標準可用更高一級測量系統(tǒng)測量的平均值來確定(例如：高一級計量室)觀測平均值參考值偏倚BIAS第33頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

X1=0.75mm X6=0.8mmX2=0.75mm X7=0.75mmX3=0.8mm X8=0.75mmX4=0.8mm X9=0.75mmX5=0.65 mm X10=0.7mm同一操作者對同一工件測量10次如果參考標準是0.80mm.過程變差為0.70mm=0.75Bias=0.75-0.8=-0.05%Bias=100[0.05/0.70]=7.1%表明7.1%的過程變差是偏倚BIAS偏倚BIAS實例:第34頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日準確度的問題可以通過校準來探測.偏倚也可以與過程的容差相比較判斷準確度的簡單標準為.小于過程變差或容差的1%,可認為是精確的.小于過程變差或容差的1%則需要研究和調整測量系統(tǒng),或者臨時用補償值來修正以后的測量值偏倚的研究還可以通過作圖的方式來進行,即作出直方圖,然后根據(jù)經(jīng)驗判斷是否可以接受.偏倚的研究還可以通過計算置信區(qū)間來判斷是否可以接受測量平均值–參考值x(100)容差寬度第35頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日作圖分析第36頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日偏倚研究的分析如果偏倚在統(tǒng)計上不等于0，檢查是否存在以下原因：基準件或參考值有誤—檢查確定標準件的程序儀器磨損—維修儀器所測量的特性有誤儀器沒有經(jīng)過適當?shù)男省獙π食绦蜻M行評審評價者使用儀器的方法不正確—對測量指導書進行評審第37頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日偏倚的調整如果偏倚不等于零，應采用硬體修正法和軟體修正法對量具進行重新校準以達到零偏倚；如果偏倚不能調整為零，通過變更程序（每個讀值根據(jù)偏倚進行修正）還可繼續(xù)使用該測量系統(tǒng)。由于存在評價誤差這一高度風險，因此這種方法只能在取得顧客同意后方可使用。第38頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日線性在量具正常工作量程內(nèi)的偏倚變化量多個獨立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關系是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差構成第39頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

線性的探測可以在校準時進行線性的好壞可以通過作圖來顯示線性的研究也可以通過數(shù)據(jù)分析來進行,即用最小二乘法來計算最佳的擬合直線,再用假設檢驗來驗證其線性是否可以接受.第40頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日線性誤差的原因造成線性誤差的可能原因如下：儀器需要校準，縮短校準周期儀器、設備或夾具的磨損維護保養(yǎng)不好—空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔基準的磨損或損壞，基準的誤差—最小/最大第41頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日在一段時間內(nèi)，測量結果的分布無論是均值還是標準偏差都保持不變和可預測的通過較長時間內(nèi)，用被監(jiān)視的量具對相同的標準或標準件的同一特性進行測量的總變異來監(jiān)視可用時間走勢圖進行分析穩(wěn)定性（Stability）時間-1時間-2時間穩(wěn)定性量值第42頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日穩(wěn)定性的判定確定參考值長期抽樣：例如每班5件抽20個班做出穩(wěn)定性的均值極差控制圖如測量過程處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒有明顯的特殊原因結果發(fā)生，則判定穩(wěn)定性合格。第43頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日造成不穩(wěn)定的可能因素（一）儀器需要校準，縮短校準周期儀器、設備或夾具的磨損正常的老化或損壞維護保養(yǎng)不好：空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔基準的磨損或損壞，基準的誤差不適當?shù)男驶蚴褂没鶞试O定第44頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日造成不穩(wěn)定的可能因素（二）儀器質量不好—設計或符合性儀器缺少穩(wěn)健的設計或方法不同的測量方法—作業(yè)準備、載入、夾緊、技巧變形（量具或零件）環(huán)境變化—溫度、濕度、振動、清潔錯誤的假設，應用的常數(shù)不對應用—零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差（易讀性、視差）第45頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日校準對比一個已知的真實值檢查測量系統(tǒng)或相對于一個已知的標準調整量具以至讀數(shù)正確。所有的測量系統(tǒng)需要校準：校準時可參考量具制造者的建議。定期對操作員培訓考核。相關軟件。第46頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日精確性（重復性和再現(xiàn)性）精確性—描述了測量系統(tǒng)的偏差可重復性—偏差由量具本身造成；（測量系統(tǒng)內(nèi)部變差）可再現(xiàn)性—偏差由測量者的技巧造成；（測量系統(tǒng)之間或條件之間的變差）

測量系統(tǒng)=重復性+再現(xiàn)性第47頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)內(nèi)在的變異性基于重復測量的數(shù)據(jù)，用分組后組內(nèi)的標準偏差來估算小于測量系統(tǒng)的總變差

重復性指同一人使用同一測量工具對同一對象（產(chǎn)品）的同一特性進行多次測量中產(chǎn)生的變差，用于估計短期的變差MasterValue精確度：重復性第48頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日造成重復性的可能原因零件內(nèi)部（抽樣樣本）：形狀、位置、表面光度、錐度、樣本的一致性儀器內(nèi)部：維修、磨損、設備或夾具的失效、質量或保養(yǎng)不好標準內(nèi)部：質量、等級、磨損方法內(nèi)部：作業(yè)準備、技巧、歸零、固定、夾持、點密度的變差評價人內(nèi)部：技巧、位置、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓、意識、疲勞第49頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日造成重復性的可能原因（續(xù)）環(huán)境內(nèi)部：對溫度、濕度、振動、清潔的小幅度波動錯誤的假設—穩(wěn)定，適當?shù)牟僮魅狈Ψ€(wěn)健的儀器設計或方法，一致性不好量具誤用失真（量具或零件）、缺乏堅固性應用—零件數(shù)量、位置、觀測誤差（易讀性、視差）第50頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日精確度：再現(xiàn)性測量系統(tǒng)中操作員產(chǎn)生的變異基于不同操作者的測量數(shù)據(jù)，按操作員分組，通過組平均值的差來估。應扣除量具的因素（組內(nèi)變差）比測量系統(tǒng)總變差小InspectorAMasterValueInspectorBInspectorCInspectorAInspectorBInspectorC再現(xiàn)性指不同的人在對同種特性進行測量時產(chǎn)生的變差第51頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因零件之間（抽樣樣本）：使用相同的儀器、操作者和方法測量A、B、C零件類型時的平均差異儀器之間：在相同零件、操作者和環(huán)境下使用A、B、C儀器測量的平均值差異。注意：在這種情況下，再現(xiàn)性誤差通常還混有方法和/或操作者的誤差。標準之間：在測量過程中，不同的設定標準的平均影響。第52頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因（續(xù)）方法之間：由于改變測量點密度、手動或自動系統(tǒng)、歸零、固定或夾緊方法等所造成的平均值差異。評價人（操作者）之間：評價人A、B、C之間由于培訓、技巧、技能和經(jīng)驗所造成的平均值差異。推薦在為產(chǎn)品和過程鑒定和使用手動測量儀器時使用這種研究方法。第53頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因（續(xù)）環(huán)境之間：在經(jīng)過1、2、3等時段所進行的測量，由于環(huán)境周期所造成的平均值差異。這種研究常用在使用高度自動化測量系統(tǒng)對產(chǎn)品和過程的鑒定。研究中的假設有誤缺乏穩(wěn)健的儀器設計或方法。操作者培訓的有效性。應用—零件數(shù)量、位置、觀測誤差（易讀性、視差）第54頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)分析的準備工作確定要測量的對象確定評價人的人數(shù)，抽樣零件的數(shù)量重復測量的次數(shù)評價人的選擇樣件的選擇儀器有足夠的分辨率確定測量程度第55頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)分析的兩個階段階段一：理解測量過程，確定它是否滿足要求？第一階段是驗證測量系統(tǒng)是否滿足其設計規(guī)范要求。此外驗證是否存在任何與測量相互依賴的重要環(huán)境問題。第一階段驗證的結果可能說明操作環(huán)境不會對整個測量系統(tǒng)變差產(chǎn)生重大影響。另外，與重復性和再現(xiàn)性要素相比較，測量裝置的偏倚和線性影響應該較小。第56頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)分析的兩個階段（續(xù)）階段二：隨著時間推移，測量系統(tǒng)是否能持續(xù)滿足要求？從階段一所得到知識應該被用于改進第二階段的測量。例如，如果在整個測量系統(tǒng)變差中，重復性和再現(xiàn)性的影響很大，那么在第二階段中可能要周期性簡單地進行這兩個因素的統(tǒng)計實驗。第二階段是對變差的主要原因提供持續(xù)的監(jiān)控，從而說明測量系統(tǒng)是持續(xù)可信的，或隨著時間的推移，測量系統(tǒng)是否出現(xiàn)變壞的信號。第57頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日連續(xù)變理測量系統(tǒng)分析極差法：短期方法，快速的近似值均值—極差法：長期方法，將變差分解為重復性和再現(xiàn)性、但不確定兩者的相互作用。ANOVA分析法：標準的統(tǒng)計技術，可將變差分為四類：零件、評價人、零件與評價人之間的相互作用，以及量具造成的重復誤差。第58頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日平均范圍==(2+1+1+2+1)/5=7/5=1.4量具誤差=5.15*/d=5.15/1.19*=4.33*=4.33*1.4=6.1%GageR&R=量具誤差GageError/允差Tolerance=6.1/20*100%=30.5%快速GR&R（極差法/短期模式）d常數(shù)表允差Tolerance=20=最大值-最小值RRRRR第59頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日短期模式練習Averagerange=R=(++++)/____=_____/___GageError=5.15/d*R=5.15/______*R=_____*R=____*____=_____%GageR&R=GageError/Tolerance=_____/_____*100%)=______%Specrange=185-215第60頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日計量型數(shù)據(jù)的均值-極差法均值-極差（X-R）法是確定測量系統(tǒng)的重復性和再現(xiàn)性的數(shù)學方法，步驟如下：1選擇三個測量人（A,B,C）和10個測量樣品。測量人應有代表性，代表經(jīng)常從事此項測量工作的QC人員或生產(chǎn)線人員10個樣品應在過程中隨機抽取，可代表整個過程的變差，否則會嚴重影響研究結果。2校準量具3測量，讓三個測量人對10個樣品的某項特性進行測試，每個樣品每人測量三次，將數(shù)據(jù)填入表中。試驗時遵循以下原則：盲測原則1：對10個樣品編號，每個人測完第一輪后，由其他人對這10個樣品進行隨機的重新編號后再測，避免主觀偏向。盲測原則2：三個人之間都互相不知道其他人的測量結果。4計算第61頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日計算A測的所有樣品的總平均值XA。同樣方法計算RB,XB,RC,Xc對每個樣品由三個人所測得的9個測試值求平均值，計算這些均值的極差Rp計算A對每個樣品三次測試結果的極差，然后計算10個樣品的極差的均值RA第62頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日測量系統(tǒng)分析R=(RA+RB+RC)/3XDIFF=Max{XA,XB,XC}-Min{XA,XB,XC}重復性--設備變差EV=RK1

再現(xiàn)性--測驗人變差AV=(XDIFF

K2)2-(EV2/nr)過程變差PV=RPK3R&R=(EV2+AV2)總變差TV=(R&R2+PV2)%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TVP/T=R&R/Tolerancen=樣品個數(shù)r=每個人對每個樣品的試驗次數(shù)rK1234.563.05K2233.652.70測試人數(shù)nK3789101.821.741.671.62K1=5.15/d*2*AV計算中，如根號下出現(xiàn)負值，AV取值0第63頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日EV=EquipmentVariation(Repeatability)AV=AppraiserVariation(Reproducibility)R&R=Repeatability&ReproducibilityPV=PartVariationTV=TotalVariationofR&RandPVK1-Trial,K2-Operator,&K3-PartConstantsGR&R研究中的名詞第64頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日卡尺的R&R研究Excel運算第65頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)

TotalGageR&R1.85E-020.09544918.8719.09Repeatability1.42E-020.07300614.4414.60Reproducibility1.19E-020.06148612.1612.30Part-to-Part9.64E-020.49664698.2099.33TotalVariation9.82E-020.505735100.00101.15Numberofdistinctcategories=7Minitab計算GR&RXbar-R均值極差法注：使用同組數(shù)據(jù)Discrim98.218.9=sspms==**.227.3第66頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

%ContributionSourceVarComp(ofVarComp)

TotalGageR&R0.0004594.53Repeatability0.0002312.28Reproducibility0.0002282.25Operator0.0001171.16Operator*PartNo0.0001111.09Part-To-Part0.00967095.47TotalVariation0.010129100.00StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)

TotalGageR&R0.0214300.11036621.2922.07Repeatability0.0152020.07829215.1115.66Reproducibility0.0151050.07778915.0115.56Operator0.0108340.05579310.7611.16Operator*PartNo0.0105250.05420510.4610.84Part-To-Part0.0983360.50643097.71101.29TotalVariation0.1006440.518317100.00103.66NumberofDistinctCategories=6Minitab計算GR&R-ANOVA法第67頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

%R&R

Results<5% 很好￡10% 好10%–30% 可以接受，視被測量特性的重要程度和 測量成本等因素而定。>30% 測量系統(tǒng)需要改進GageR&R判斷原則第68頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日如果重復性大于再現(xiàn)性，原因可能是：儀器需要維修可能需要對量具進行重新設計，以獲得更好的嚴格度需要對量具的夾緊或固定裝置進行改進零件內(nèi)變差太大第69頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日如果再現(xiàn)性大于重復性，原因可能是：需要更好的對評價人進行如何使用和判讀該量具儀器的培訓量具校準，刻度不清晰某種夾具幫助評價人更一致地使用量具。第70頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日短期與長期方法的比較短期模式用生產(chǎn)設備用生產(chǎn)操作員快速-只需幾個樣品(~5)無反復（replicates）估計總的變差(TotalGageR&R)不能區(qū)分AV和EV不能指導改進的方向可用于破壞性測試長期模式用生產(chǎn)設備用生產(chǎn)操作員較多樣品(>5)要求反復Replicates(~3)估計總的變差(TotalGageR&R)可以區(qū)分AV和EV為測量系統(tǒng)的改進提供指導第71頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日R&R對產(chǎn)品決策的影響下限上限上限下限或或第II型錯誤：漏判，將不合格的判斷成合格的第I型錯誤：誤判，將合格的判斷成不合格的第72頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日R&R對過程變差計算的影響觀測到的過程變差實際的過程變差測量系統(tǒng)的變差第73頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日R&R對過程能力計算的影響70%60%50%40%30%10%第74頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日P/T與%R&R將測量系統(tǒng)的變差與產(chǎn)品容差比較是最常用的方法:P/T可以表達與產(chǎn)品規(guī)范比較時的好壞程度.產(chǎn)品規(guī)范的制訂有時會太緊，有時又太松。一般來說，當測量系統(tǒng)只是用來檢驗生產(chǎn)線樣品是否合格時，P/T是很有效的。因為這時候，即使過程能力(Cpk)不足，P/T也可以給你足夠的信心來判斷產(chǎn)品的好壞測量系統(tǒng)變差與過程變差的比較（%R&R）更適合于研究過程的能力與過程改進。PTTolerance