1、1,測(cè)量系統(tǒng)分析,計(jì)量 型測(cè)量系統(tǒng),重復(fù)性分析,再現(xiàn)性分析,偏倚分析,線性分析,穩(wěn)定性分析,2,測(cè)量系統(tǒng)分析-穩(wěn)定性,穩(wěn)定性,基準(zhǔn)值,統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性（穩(wěn)定性、 飄移）： 測(cè)量系統(tǒng)在持續(xù)時(shí)間 內(nèi)，測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件 的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量 值的總變差。 它反映測(cè)量值的分布 規(guī)律是否隨時(shí)間發(fā)生變化。 當(dāng)測(cè)量值的分布規(guī)律 不隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，這 個(gè)測(cè)量系統(tǒng)就具有統(tǒng)計(jì)穩(wěn) 定性。,3,測(cè)量系統(tǒng)分析-偏倚,偏倚： 在測(cè)量系統(tǒng)具有統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性的前提下，測(cè)量值分布的均值與基準(zhǔn)值之間的距離。,4,測(cè)量系統(tǒng)分析-線性,基準(zhǔn)值,無(wú)偏倚,有偏倚,線性：在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。線性可以 被認(rèn)為是關(guān)于偏倚大小的變

2、化,量程較低部位,量程較高部位,5,測(cè)量系統(tǒng)分析-重復(fù)性,重復(fù)性是由一個(gè)操作者 采用同一種測(cè)量?jī)x器, 多次測(cè)量同一零件的同 一特性時(shí)獲得的測(cè)量值 變差。 表現(xiàn)為“設(shè)備差”,6,測(cè)量系統(tǒng)分析-再現(xiàn)性,再現(xiàn)性：由不同的操作者， 采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量 同一零件的同一特性時(shí)，測(cè) 量平均值的變差。 再現(xiàn)性體現(xiàn)“人差”。,7,測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性,1、處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，即只存在普通原因引起的變差。 2、測(cè)量系統(tǒng)的變異性（Variability）小于過(guò)程變異性。 3、測(cè)量系統(tǒng)的變異性小于技術(shù)規(guī)范界限。 4、測(cè)量增量（increments）小于過(guò)程變異性和技術(shù)規(guī)范寬度 的1/10。 5、當(dāng)被測(cè)項(xiàng)目變化時(shí)，

3、測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性的最大變差小于 過(guò)程變差和規(guī)范寬度較小者。,8,統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性,測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說(shuō)，測(cè)量系統(tǒng)的 變差不受特殊原因支配 1、一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)沒(méi)有數(shù)值（點(diǎn)）落在特殊原因區(qū)域內(nèi) 時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)便處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài) 2、如果沒(méi)有如SPC手冊(cè)中描述的 數(shù)據(jù)趨勢(shì)或偏移時(shí)，我們也可 以認(rèn)為是統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài),特殊原因區(qū)域,特殊原因區(qū)域,共同原因區(qū)域,9,統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性分析指南,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,多次測(cè)量樣本,制作控制圖,解釋控制圖,應(yīng)選擇一個(gè)落在過(guò)程產(chǎn)品測(cè) 量值中程數(shù)的產(chǎn)品作為研究的標(biāo) 準(zhǔn)樣本。具備預(yù)期測(cè)量的最低值、 最高值和中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是比 較理想的。建議對(duì)上述每個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 樣本分別進(jìn)行測(cè)量和

4、作出控制圖。,10,統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性分析指南,制作控制圖,解釋控制圖,多次測(cè)量樣本,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,周期性(每天或每周等)地對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 樣本測(cè)量多次, 一般為3 到5 次。子 組容量及其采集周期的選擇應(yīng)該取決 于測(cè)量系統(tǒng)的情況，例如需要進(jìn)行重 新標(biāo)定或維修的周期是多長(zhǎng)、該測(cè)量 系統(tǒng)使用的頻繁程度如何、工作條件 的緊張程度如何，等。應(yīng)該在每天的 不同時(shí)間測(cè)取讀數(shù)，以反映該測(cè)量系 統(tǒng)實(shí)際使用時(shí)的情況，例如預(yù)熱、環(huán) 境溫度、濕度等的影響。,11,統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性分析指南,解釋控制圖,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,制作控制圖,多次測(cè)量樣本,12,Minitab X bar R圖,例子：某標(biāo)準(zhǔn)件尺寸要求為5+/-0.05mm，采用千分尺

5、進(jìn)行測(cè)量，為進(jìn)行該測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，取一標(biāo)準(zhǔn)件，每天同一質(zhì)檢員采用同一千分尺對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，每次測(cè)量3個(gè)數(shù)據(jù)，連續(xù)測(cè)量25組。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：,13,Minitab X bar R圖,1、打開(kāi)Minitab，建立工作表,如圖所示：圖表的所有觀測(cè)值均在一列中,14,Minitab X bar R圖,2、選擇統(tǒng)計(jì) 控制圖 子組的變量控制圖 Xbar-R。,如圖示： 1、選擇：圖表的所有觀測(cè)值均在一列中。 2、在子組大小中，輸入 3。 3、雙擊左側(cè)“檢測(cè)值”，到右側(cè)空白處。 4、根據(jù)需要點(diǎn)擊其他選項(xiàng)，填充相關(guān)內(nèi)容，如“標(biāo)簽”選項(xiàng)，也可不管； 5、點(diǎn)擊“確定”。,15,Minitab X bar R圖

6、,3、點(diǎn)擊“確認(rèn)”后生成控制圖,如圖示： 1、其中控制圖中上半部分為均值圖，下半部分為極差圖； 2、分析控制圖，判定是否處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性，詳細(xì)參考SPC相關(guān)法則； 3、一般至少滿足均值、極差圖所有點(diǎn)都在控制限內(nèi)，且平均極差不能超出公差（0.05mm)控制要求.,16,Minitab X bar R圖,若控制圖顯示失控，應(yīng)該調(diào)查、研究在與失控點(diǎn) 相對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)所出現(xiàn)的特殊原因，并予以消除，使 其不再出現(xiàn)。然后，再作控制圖檢驗(yàn)糾正效果，直至 控制圖受控。 一般地，在R 圖受控的情況下，再檢查X圖，直至 R 圖以及X圖都受控為止。,17,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,確定基準(zhǔn)值,測(cè)量樣件,計(jì)

7、算、作圖,判斷,隨機(jī)抽取基準(zhǔn)值不同的五個(gè)零件（包括量具的全程）。 用全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量每個(gè)零件以確定其準(zhǔn)值并確認(rèn)了包括量具的操作范圍。 通常用這個(gè)儀器的操作者中的一人測(cè)量每個(gè)零件m10次。,18,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,測(cè)量樣件,計(jì)算、作圖,判斷,確定基準(zhǔn)值,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,把5個(gè)樣件送到一個(gè)比待分析的測(cè)量系統(tǒng)更高級(jí)別的測(cè)量系統(tǒng)上，對(duì)每一個(gè)樣件分別進(jìn)行多次測(cè)量（10），分別取其平均值，得到5個(gè)基準(zhǔn)值。,19,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,計(jì)算、作圖,判斷,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,測(cè)量樣件,確定基準(zhǔn)值,使用待分析的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)5個(gè)樣件分別進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量（10），記錄測(cè)量結(jié)果；,20,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,判斷

8、,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,確定基準(zhǔn)值,計(jì)算、作圖,測(cè)量樣件,計(jì)算零件每次測(cè)量的偏倚，以及每個(gè)零件的偏倚平均值,用下面等式計(jì)算和畫出最佳擬合線和置信帶。 對(duì)于最佳擬合直線，用公式：yi=axi+b xi =基準(zhǔn)值 yi=偏倚平均值 這里xi是基準(zhǔn)值， yi是偏倚均值，用下列公式求出a、b和s。 a=(xy-xy/gm)/x2-(x)2/gm b=y-ax s= (yi2-b yi-a xiyi)/(gm-2)1/2,21,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,判斷,選取標(biāo)準(zhǔn)樣本,確定基準(zhǔn)值,計(jì)算、作圖,測(cè)量樣件,對(duì)于給定的x0，畫出a水平的置信帶 低值：b+ax0-t1-a/2(gm-2)s/n 高值：b+ax0+t

9、1-a/2(gm-2)s/n 其中1/n=1/gm+(x0-x)2/ (xi-x)21/2 畫出“偏倚=0”線，評(píng)審該圖指出特殊原因和線性的可接受性。,判斷 “偏倚=0”線必須完全在擬合線置信帶以內(nèi)。,22,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,實(shí)例:(1) 測(cè)量數(shù)據(jù),試 驗(yàn) 次 數(shù),1 2.70 5.10 5.80 7.60 9.10 2 2.50 3.90 5.70 7.70 9.30 3 2.40 4.20 5.90 7.80 9.50 4 2.50 5.00 5.90 7.70 9.30 5 2.70 3.80 6.00 7.80 9.40 6 2.30 3.90 6.10 7.80 9.50 7

10、 2.50 3.90 6.00 7.80 9.50 8 2.50 3.90 6.10 7.70 9.50 9 2.40 3.90 6.40 7.80 9.60 10 2.40 4.00 6.30 7.50 9.20 11 2.60 4.10 6.00 7.60 9.30 12 2.40 3.80 6.10 7.70 9.40 零件平均值 2.49 4.13 6.03 7.71 9.38 基準(zhǔn)值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 偏倚 +0.49 +0.13 +0.03 -0.29 -0.62 極差 0.4 1.3 0.7 0.3 0.5,23,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,1、打

11、開(kāi)Minitab，建立工作表。,如圖示： 1、部件號(hào)：輸入包含部件名或部件號(hào)的列。 2、參考值：輸入包含參考值的列。 3、測(cè)量數(shù)據(jù)：輸入包含實(shí)測(cè)測(cè)量值的列。 4、過(guò)程變異（可選）：輸入過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)差。您可以從“量具 R&R 研究 - 方差分析”方法的輸出中“6 * SD”列的“總變異”行獲得過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)差，也可以輸入已知值（6 * 歷史標(biāo)準(zhǔn)差）。,24,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,2、選擇統(tǒng)計(jì)-質(zhì)量工具-量具研究-量具線性和偏移研究。,如圖示： 1、在部件號(hào)中，輸入部件（零件號(hào)）； 2、在參考值中，輸入主要參考值（基準(zhǔn)值）； 3、在測(cè)量數(shù)據(jù)中，輸入響應(yīng)(測(cè)量值）； 4、在過(guò)程變異中，輸入 過(guò)程變異值（可

12、使用方差分析法從量具 R&R 研究中獲得，可空白）；,25,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,3、在上圖對(duì)話框中，根據(jù)需要點(diǎn)擊其他選項(xiàng)，如“量具信息”。,如圖示： 1、量具名稱：鍵入量具 的名稱； 2、研究日期：鍵入日期； 3、報(bào)表人：鍵入報(bào)告研究信息的人員的姓名； 4、量具公差：鍵入量具公差 ； 5、其他：鍵入任何其他注釋； 6、點(diǎn)擊“確定”。,26,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,4、在上圖對(duì)話框中，根據(jù)需要點(diǎn)擊其他選項(xiàng)，如“選項(xiàng)”。,如圖示： 1、重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)方法 樣本極差：選擇此項(xiàng)可使用樣本極差來(lái)估計(jì)重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差。 樣本標(biāo)準(zhǔn)差：選擇此項(xiàng)可使用樣本標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)估計(jì)重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差。 2、標(biāo)題：輸入替換圖

13、形輸出中默認(rèn)標(biāo)題的新標(biāo)題。 3、點(diǎn)擊“確定”。,27,測(cè)量系統(tǒng)的線性與偏倚分析,5、相關(guān)信息填充完畢后，回到對(duì)話框量具線性和偏移研究，點(diǎn)擊“確定” 。,如圖示： 1、線性百分率（斜率 * 100 的絕對(duì)值）是 13.2，這表示量具線性占整個(gè)過(guò)程變異的 13%。 2、參考值的偏倚百分率是 0.3，這表示量具偏倚占整個(gè)過(guò)程變異的比率小于 0.3%。,28,重復(fù)性與再現(xiàn)性分析,選擇交叉或嵌套分析法的原因： 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性研究確定觀測(cè)到的過(guò)程變異中有多少是因測(cè)量系統(tǒng)變異 所致。使用 Minitab 可以執(zhí)行交叉或嵌套量具 R&R 研究。 當(dāng)每個(gè)部件由每個(gè)操作員多次測(cè)量時(shí)，請(qǐng)使用量具 R&R 研究（

14、交叉）。 當(dāng)每個(gè)部件只由一名操作員測(cè)量（如在破壞性試驗(yàn) 中）時(shí)，請(qǐng)使用量具 R&R 研究（嵌套）。在破壞性試驗(yàn)中，測(cè)量特征在測(cè)量過(guò)程后與其在開(kāi)始時(shí)不同。撞擊試驗(yàn)即是破壞性試驗(yàn)的一個(gè)例子。 選擇交叉或嵌套 如果需要使用破壞性試驗(yàn)，必須能夠假定一批中所有部件的相同程度足夠高，以致于可以把它們當(dāng)作是同一部件。如果無(wú)法做該假定，則一批中部件之間的變異將掩蓋測(cè)量系統(tǒng)變異。 如果可以做該假定，那么，是選擇交叉量具 R&R 研究還是嵌套量具 R&R 研究進(jìn)行破壞性試驗(yàn)取決于測(cè)量過(guò)程的設(shè)置方式。如果所有操作員都測(cè)量每一批部件，則使用量具 R&R 研究（交叉）。如果每個(gè)批次只由一名操作員測(cè)量，則必須使用量具 R

15、&R 研究（嵌套）。實(shí)際上，只要操作員測(cè)量獨(dú)特的部件，就屬于嵌套設(shè)計(jì)。,29,重復(fù)性與再現(xiàn)性分析-判定準(zhǔn)則,如果 %研究變異 列（%公差、%過(guò)程）中的合計(jì)量具 R&R 貢獻(xiàn)： 小于 10% - 則測(cè)量系統(tǒng)可接受。 在 10% 到 30% 之間 - 則測(cè)量系統(tǒng)是否可接受取決于具體應(yīng)用、測(cè)量設(shè)備 成本、維修成本或其他因素。 大于 30% - 則測(cè)量系統(tǒng)不可接受，并應(yīng)予以改進(jìn)。 如果查看 %貢獻(xiàn) 列，則相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)為： 小于 1% - 測(cè)量系統(tǒng)可接受。 在 1% 到 9% 之間 - 測(cè)量系統(tǒng)是否可接受取決于具體應(yīng)用、測(cè)量設(shè)備成本、維修成本或其他因素。 大于 9% - 則測(cè)量系統(tǒng)不可接受，并應(yīng)予以改進(jìn)。

16、 汽車工業(yè)行動(dòng)組織 (AIAG ) 建議，當(dāng)類別數(shù)小于 2 時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于控制過(guò)程毫無(wú)價(jià)值，因?yàn)闊o(wú)法區(qū)分各個(gè)部件。當(dāng)類別數(shù)為 2 時(shí)，數(shù)據(jù)可分為兩組，如高和低。當(dāng)類別數(shù)為 3 時(shí)，數(shù)據(jù)可分為三組，如高、中、低。5 或更高的值表明測(cè)量系統(tǒng)可接受。,30,重復(fù)性與再現(xiàn)性分析-Minitab嵌套方差分析,例子：細(xì)紗tex檢測(cè)系統(tǒng)重復(fù)性與再現(xiàn)性分析,在此示例中，選取E225代表整個(gè)過(guò)程變差的五個(gè)管紗作為樣品，三名操作員中的每一名分別將五批不同的管紗測(cè)量了兩次，總共測(cè)量了 30 次。每次測(cè)試都在同一管紗上重新繞取樣品，則每個(gè)測(cè)試用的tex小樣對(duì)于操作員而言都是唯一的，不會(huì)有兩名操作員測(cè)量同一小樣，既考

17、慮進(jìn)來(lái)取樣過(guò)程認(rèn)為此測(cè)試是破壞性測(cè)試。選定量具 R&R 研究（嵌套）以確定實(shí)測(cè)過(guò)程變異有多少是由于測(cè)量系統(tǒng)變異導(dǎo)致的。,31,重復(fù)性與再現(xiàn)性分析-Minitab嵌套方差分析,1、打開(kāi)Minitab，建立工作表。,如圖示： 1、如圖所示：大體可分為3列，“部件號(hào)”列、“檢測(cè)員”列、和“檢測(cè)值”列； 2、部件號(hào)為測(cè)量數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的序號(hào)，此處為A-E循環(huán)排列； 3、姓名為三個(gè)人，也是與測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)； 4、數(shù)據(jù)部分是將上表中的所有數(shù)據(jù)按照順序排為一列。,32,重復(fù)性與再現(xiàn)性分析-Minitab嵌套方差分析,2、選擇統(tǒng)計(jì) 質(zhì)量工具 量具研究 量具 R&R 研究（嵌套）,如圖示： 1、部件號(hào)或批號(hào)：輸入包

18、含部件名/號(hào)或批名/號(hào)的列。 2、操作員：輸入包含操作員姓名或編號(hào)的列（可選）。 3、測(cè)量數(shù)據(jù)：輸入包含實(shí)測(cè)測(cè)量值的列。,33,重復(fù)性與再現(xiàn)性分析-Minitab嵌套方差分析,2、在上圖對(duì)話框中，根據(jù)需要點(diǎn)擊其他選項(xiàng)，如“量具信息”。,如圖示： 1、量具名稱：鍵入量具 的名稱。 2、研究日期：鍵入日期。 3、報(bào)表人：鍵入報(bào)告研究信息的人員的姓名。 4、量具公差：鍵入量具公差 。 5、其他：鍵入任何其他注釋。,34,重復(fù)性與再現(xiàn)性分析-Minitab嵌套方差分析,3、在上圖對(duì)話框中，根據(jù)需要點(diǎn)擊其他選項(xiàng)，如“選項(xiàng)”。,如圖示： 1、變異：輸入要在會(huì)話窗口輸出的研究變異 列中使用的倍數(shù)。默認(rèn)倍數(shù)是

19、 6，這是捕獲過(guò)程測(cè)量的 99.73% 所需的標(biāo)準(zhǔn)差個(gè)數(shù)。 2、過(guò)程公差：輸入已知公差極差（規(guī)格上限 - 規(guī)格下限）、規(guī)格下限或規(guī)格上限。“%公差”列將顯示在會(huì)話窗口輸出底部的表中或變異圖的分量中。此列顯示每個(gè)方差分量 占過(guò)程公差的百分比。 輸入至少一個(gè)規(guī)格限 規(guī)格下限：只有規(guī)格下限時(shí)選擇此項(xiàng)。輸入規(guī)格下限的值。 規(guī)格上限：只有規(guī)格上限時(shí)選擇此項(xiàng)。輸入規(guī)格上限的值。 規(guī)格上限 - 規(guī)格下限：如果既有規(guī)格上限又有規(guī)格下限，并且不關(guān)心計(jì)算產(chǎn)品錯(cuò)誤分類（將不合格產(chǎn)品歸入合格產(chǎn)品一類，或?qū)⒑细癞a(chǎn)品歸入不合格產(chǎn)品一類）的概率，請(qǐng)選擇此項(xiàng)。輸入規(guī)格限制之間的差值。這也稱為“公差極差”。 3、在單獨(dú)的圖頁(yè)上繪制圖表，每頁(yè)一張圖：選中此項(xiàng)可單獨(dú)顯示每個(gè)圖形。默認(rèn)情況下，量具 R&R 研究在一個(gè)窗口中形成一個(gè) 6 圖形的布