04247質(zhì)量管理體系認(rèn)證一級(jí)文件質(zhì)量手冊(cè)MSA手冊(cè)

1、xxxx音響有限公司頁(yè)次:24/24 名稱:測(cè)量系統(tǒng)分析手冊(cè)制定部門文控中心保管部門文控中心分類:品質(zhì)手冊(cè)登錄no:qm-004版本 生效日期15/08/2002a修訂日期-制 作facture檢檢查check核 準(zhǔn)authorize謝意誠(chéng)鄒玉娣鄒玉娣狀態(tài)修訂日期修訂章節(jié)修訂內(nèi)容批準(zhǔn)人生效日期備注a/0首次發(fā)行第一章 通用測(cè)量系統(tǒng)指南1.1引言目的和朮語(yǔ)1.1.1引言測(cè)量數(shù)據(jù)的使用比以前更頻繁更廣泛。例如是否調(diào)整制造過(guò)程現(xiàn)在普遍依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)決定。把測(cè)量數(shù)據(jù)或由它們計(jì)算出的一些統(tǒng)計(jì)量與這一過(guò)程的統(tǒng)計(jì)控制限值相比校如果比較結(jié)果表明這一過(guò)程在統(tǒng)計(jì)控制之外那么要做某種調(diào)整否則這一過(guò)程就允許運(yùn)行而勿須

2、調(diào)整。 測(cè)量數(shù)據(jù)的另外一個(gè)用途是確定兩個(gè)或多個(gè)變量之間是否存在某種顯著關(guān)系。例如人們可以推測(cè)一模制塑料的關(guān)鍵尺寸與澆注材料溫度有關(guān)系。這種可能的關(guān)系可通過(guò)采用所謂回歸分析的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行研究。即比較關(guān)鍵尺寸的測(cè)量結(jié)果與澆注材料溫度的測(cè)量結(jié)果。 探索象這類關(guān)系的研究是戴明博士稱為以分析的方法研究的一些實(shí)例。通常分析研究是增加對(duì)于有關(guān)影響過(guò)程的各種原因的系統(tǒng)的知識(shí)。各種分析研究是測(cè)量數(shù)據(jù)的最重要應(yīng)用之一因?yàn)檫@些分析研究最終導(dǎo)致更好地理解各種過(guò)程。 應(yīng)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(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。如果測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量低則這種方法的益處很可能低類似地如果測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量高這一方法的益處也很可能高

3、。為了確保應(yīng)用測(cè)量數(shù)據(jù)所得到的益處大于獲得它們所花的費(fèi)用就必須把注意力集中在數(shù)據(jù)的質(zhì)量上。1.1.1.1測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量 測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量與穩(wěn)定條件下運(yùn)行的某一測(cè)量系統(tǒng)得到的多次測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)特性有關(guān)。 例如假定用在穩(wěn)定條件下運(yùn)行的某測(cè)量系統(tǒng)得到某一特性的多次測(cè)量結(jié)果。如果這些測(cè)量數(shù)據(jù)與這一特性的標(biāo)準(zhǔn)值都很“接近”那么可以說(shuō)這些測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量“高”類似地如果一些或全部測(cè)量結(jié)果“遠(yuǎn)離”標(biāo)準(zhǔn)值那么可以說(shuō)這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量“低”。 表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計(jì)特性是偏倚和方差。所謂偏倚的特性是指數(shù)據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值的位置而所謂方差的特性是指數(shù)據(jù)的分布但是其它的統(tǒng)計(jì)特性如錯(cuò)誤分類率在某些情況下也是恰當(dāng)?shù)摹?低質(zhì)量數(shù)據(jù)最普

4、通的原因之一是數(shù)據(jù)變差太大。例如測(cè)量某容器內(nèi)的流體的容積使用的測(cè)量系統(tǒng)可能對(duì)它周圍的環(huán)境溫度敏感在這種情況下數(shù)據(jù)的變差可能由于其體積的變化或周圍溫度的變化使得解釋這些數(shù)據(jù)更困難。因此這一測(cè)量系統(tǒng)是不太合乎需要的。 一組測(cè)量的變差大多是由于測(cè)量系統(tǒng)和它的環(huán)境之間的交互作用產(chǎn)生太大的變差那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會(huì)很低以致這些數(shù)據(jù)是無(wú)用的。例如一個(gè)具有大量變差的測(cè)量系統(tǒng)用來(lái)分析一個(gè)制造過(guò)程可能是不恰當(dāng)?shù)囊驗(yàn)檫@一測(cè)量系統(tǒng)的變差可能會(huì)掩蓋制造過(guò)程中的變差。 管理一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和控制變差。這就是說(shuō)在這些事情中應(yīng)著重于環(huán)境對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響以獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。 絕大部分變差是不希望有的但也有一些重要的例外

5、。例如這一變差是由于被測(cè)量特性的小變化而引起的一般情況下這一變差被認(rèn)為是有用的。一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)這種變化越靈敏這個(gè)系統(tǒng)越是良好。因?yàn)檫@一系統(tǒng)是一個(gè)較敏感的測(cè)量系統(tǒng)。 如果數(shù)據(jù)的質(zhì)量是不可接受的則必須改進(jìn)通常是通過(guò)改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)完成而不是改進(jìn)數(shù)據(jù)本身。 1.1.1.2測(cè)量過(guò)程 在本手冊(cè)中朮語(yǔ)“測(cè)量”定義為“賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系”。賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程而賦予的值定義測(cè)量值。從這些定義得出應(yīng)將一種測(cè)量過(guò)程看成一個(gè)制造過(guò)程它產(chǎn)生數(shù)字（數(shù)據(jù)）作為輸出。這樣看待測(cè)量系統(tǒng)是有用的。因?yàn)樗试S我們接受那些早已表明它們?cè)诮y(tǒng)計(jì)控制領(lǐng)域用途的所有概念原理和工具。1.1.2目的本手冊(cè)的目的是

6、介紹選擇各種方法來(lái)評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量的指南。盡管這些指南足以通用于任何測(cè)量系統(tǒng)但它們主要用于工業(yè)界的測(cè)量系統(tǒng)。本手冊(cè)不打算作為所有測(cè)量系統(tǒng)分析的概要它主要的焦點(diǎn)是對(duì)每個(gè)零件能重復(fù)讀數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。許多分析對(duì)于其它形式的測(cè)量系統(tǒng)也是很有用的并且該手冊(cè)的確包含了參考意見(jiàn)和建議。盡管如此如果你有這樣的系統(tǒng)還是建議你從適宜的統(tǒng)計(jì)資源中尋求幫助。1.1.3朮語(yǔ) 量具:任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置經(jīng)常用來(lái)特指用在車間的裝置包括用來(lái)測(cè)量合格/不合格的裝置。 測(cè)量系統(tǒng):用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的操作程序量具設(shè)備軟件以及操作人員的集合用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。1.2測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 理想的測(cè)量系統(tǒng)在每次使用時(shí)應(yīng)只產(chǎn)生“

7、正確”的測(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)果的測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)具有零方差零偏倚和對(duì)所測(cè)的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為零概率的統(tǒng)計(jì)特性。 遺憾的是具有這樣理想的統(tǒng)計(jì)特性的測(cè)量系統(tǒng)幾乎不存在因此過(guò)程管理者必須采用具有不太理想的統(tǒng)計(jì)特性的測(cè)量系統(tǒng)。 一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常僅僅用其測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)確定。其它特性如成本使用的容易程度等對(duì)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)總體理想性的貢獻(xiàn)也很重要。但是確定一個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量的正是其測(cè)得的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性。 應(yīng)認(rèn)識(shí)到在某一用途中最重要的統(tǒng)計(jì)特性在另一種用途中不一定是最重要的特性。例如對(duì)一個(gè)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（cmm）的一些應(yīng)用最重要的統(tǒng)計(jì)特性是“小”的偏倚和方差。一個(gè)具有這些

8、特性的cmm將產(chǎn)生與證明過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)值“很近”的測(cè)量結(jié)果該標(biāo)準(zhǔn)值能追溯到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技朮局（nist）。從這樣一臺(tái)儀器所得到的數(shù)據(jù)對(duì)分析一個(gè)制造過(guò)程可能是十分有用的。 但是不管其偏倚和方差可能如此“小”在某些常用條件下同一臺(tái)cmm機(jī)由于其錯(cuò)誤分類比率太高而不能在好產(chǎn)品和壞產(chǎn)品間做可接受的分辨工作。因此在那些常用條件下可接受的。 管理階層有責(zé)任識(shí)別對(duì)數(shù)據(jù)最終使用最重要的統(tǒng)計(jì)特性。管理階層也有責(zé)任確保用那些特性作為選擇一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)。為了完成這些需要有關(guān)統(tǒng)計(jì)特性可操作的定義以及測(cè)量它們的可接受的方法。 盡管每一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可能需要有不同的統(tǒng)計(jì)特性但有一些特性是所有測(cè)量系統(tǒng)必須共有的它們包括 1）測(cè)量系

9、統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中這意味著測(cè)量系統(tǒng)中的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性在第二章的第1節(jié)和第2節(jié)進(jìn)行更詳細(xì)的討論 2）測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過(guò)程的變異小 3）變異應(yīng)小于公差帶 4）測(cè)量精度應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者一般來(lái)說(shuō)測(cè)量精度是過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者的十分之一 5）測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此則測(cè)量系統(tǒng)最大的（最壞）變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶兩者中的較小者。1.3標(biāo)準(zhǔn)1.3.1背景 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技朮局（nist）在美國(guó)是主要的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。作為美國(guó)商務(wù)部的一部分nist起著儲(chǔ)備大多數(shù)國(guó)家理化測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的作用。以前稱

10、為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（nbs）的nist協(xié)調(diào)與其它國(guó)家的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)并編寫和分發(fā)測(cè)量及標(biāo)定程序。 nist的主要服務(wù)之一是把測(cè)量從它的標(biāo)準(zhǔn)傳遞到其它測(cè)量系統(tǒng)。用來(lái)傳遞測(cè)量的程序稱為“校準(zhǔn)“程序。其旨意是使其它測(cè)量系統(tǒng)與nist產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果相一致。傳遞過(guò)程通常包括一個(gè)傳遞等級(jí)體系。其中的每一等級(jí)依賴于自己的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。 在整個(gè)等級(jí)制中最高級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通常為nist所擁有但是在某些情況下可能由象los alamos科學(xué)試驗(yàn)室這樣的某其它機(jī)構(gòu)代表nist掌握。測(cè)量結(jié)果從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)傳遞到下一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)稱之為第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 為使第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是合法的測(cè)量結(jié)果必須由nist或一個(gè)經(jīng)認(rèn)可的替代機(jī)構(gòu)僅用現(xiàn)行最隹的校準(zhǔn)

11、程序傳遞到第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 一旦建立了第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)任何機(jī)構(gòu)如私人公司科研機(jī)構(gòu)或政府機(jī)構(gòu)無(wú)論什么目的都可從nist得到它。第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)直接連接擁有第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)的nist的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 某些情況下第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)常用來(lái)校準(zhǔn)其它測(cè)量系統(tǒng)。但是通常第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)日常使用來(lái)說(shuō)太昂貴且易損壞。取而代之測(cè)量結(jié)果從第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到另一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)稱之為第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這種傳遞可由任何能利用第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)完成。但是為使第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可溯源傳遞必須用恰當(dāng)?shù)男?zhǔn)程序進(jìn)行。第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常為私人公司同時(shí)擁有因此它們有時(shí)也被稱為公司標(biāo)準(zhǔn)公司標(biāo)準(zhǔn)通常只由公司的計(jì)量部門而不是公司的生產(chǎn)部門保持和使用。測(cè)量結(jié)果也可以從第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到另

12、一級(jí)稱為工作標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)。工作標(biāo)準(zhǔn)通常用來(lái)校準(zhǔn)在生產(chǎn)設(shè)備中建立的測(cè)量系統(tǒng)工作標(biāo)準(zhǔn)也稱為生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)并經(jīng)常由生產(chǎn)人員而不是計(jì)量部門保持。通過(guò)應(yīng)用連接標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)體系的適當(dāng)校準(zhǔn)程序可返連到nist的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)稱為可溯源至nist。追溯性的另外一個(gè)定義為國(guó)防部使用的“通過(guò)一個(gè)不間斷的比較鏈把單個(gè)測(cè)量結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家接受的測(cè)量系統(tǒng)相聯(lián)系的能力“。一般來(lái)說(shuō)越是遠(yuǎn)離國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)就越是耐環(huán)境的變化因此保持它也就越便宜和容易。但是這些優(yōu)點(diǎn)通常是以較低精度為代價(jià)得到的。一個(gè)機(jī)構(gòu)沒(méi)有自己的計(jì)量部門時(shí)就可以選擇利用外面機(jī)構(gòu)的設(shè)備這種機(jī)構(gòu)稱為“校準(zhǔn)試驗(yàn)室“。1.3.2標(biāo)準(zhǔn)的使用 一般地不使用可溯源標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定一套測(cè)量系

13、統(tǒng)的精度是困難的。對(duì)于完成破壞性測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)尤其困難。對(duì)于許多非破壞性的測(cè)量系統(tǒng)也是困難的。幸運(yùn)的是對(duì)于某些系統(tǒng)精度不象重復(fù)性那樣重要。但是對(duì)于那些精度是重要的系統(tǒng)使用可溯源標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常是正確保證測(cè)量系統(tǒng)在它預(yù)期使用中有足夠精度的唯一方法。 可溯源標(biāo)準(zhǔn)的使用特別有助于減少某些生產(chǎn)者和客戶之間的測(cè)量結(jié)果不一致時(shí)而產(chǎn)生的矛盾。1.4通用指南 評(píng)定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的第一步是驗(yàn)證該系統(tǒng)一直在測(cè)量正確的變量。如果一直在測(cè)量錯(cuò)誤的變量那么無(wú)論該測(cè)量系統(tǒng)多么準(zhǔn)確或精密都將是徒勞無(wú)益的。 評(píng)定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的第二步是確定該測(cè)量系統(tǒng)必須具有什么樣可接受的統(tǒng)計(jì)特性。為了作出上述確定知道怎么使用數(shù)據(jù)是重要的。不了解這一點(diǎn)是

14、不能夠確定恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性的在已經(jīng)確定統(tǒng)計(jì)特性之后必須評(píng)定該測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際上是否具有這一特性。 測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定通常分為兩個(gè)階段稱為第一階段和第二階段。在第一階段我們要明白該測(cè)量過(guò)程并確定該測(cè)量系統(tǒng)能否滿足我們的需要。第一階段試驗(yàn)有兩個(gè)目的第一個(gè)目的是確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性。這類試驗(yàn)應(yīng)在這個(gè)機(jī)構(gòu)實(shí)際使用該測(cè)量系統(tǒng)之前進(jìn)行。如果試驗(yàn)表明該測(cè)量系統(tǒng)具有合適的特性那么該系統(tǒng)被稱為在預(yù)期的使用中具有可接受的質(zhì)量并且該系統(tǒng)能夠被這個(gè)機(jī)構(gòu)所使用。另一方面如果顯示測(cè)量系統(tǒng)不具備正確的特性則這個(gè)機(jī)構(gòu)不應(yīng)使用它。一般地可能需要幾個(gè)單獨(dú)的試驗(yàn)來(lái)確定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是否可接受。 第一階段試驗(yàn)的第二個(gè)目是發(fā)現(xiàn)哪

15、種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著影響。列如一個(gè)第一階段的試驗(yàn)不可能包括幾個(gè)不同水平的環(huán)境因素。環(huán)境溫度是這些因素之一。如果第一階段試驗(yàn)表明環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量的質(zhì)量影響那么該機(jī)構(gòu)可能選擇在大氣可控制的環(huán)境下操作該測(cè)量系統(tǒng)另一方面如果試驗(yàn)表明周圍環(huán)境溫度沒(méi)有明顯的影響那么該測(cè)量系統(tǒng)可放心地在車間里使用。 第二階段試驗(yàn)的目的的是驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行的應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性常見(jiàn)的被稱為“量具r和r”的這種研究是第二階段試驗(yàn)的一種形式。第二階段試驗(yàn)通常作為該機(jī)構(gòu)正常校準(zhǔn)程序維護(hù)程序和計(jì)量程序的一部分日常工作來(lái)完成但是也可以相互獨(dú)立地完成試驗(yàn)通常在該機(jī)構(gòu)中完成。 試驗(yàn)程序應(yīng)完全文件化。文件應(yīng)包括示例選

16、擇待測(cè)項(xiàng)目和試驗(yàn)程序應(yīng)用環(huán)境的規(guī)范。典型地這些規(guī)范應(yīng)是采用試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)的形式。如何收集記錄分析數(shù)據(jù)的詳細(xì)說(shuō)明關(guān)鍵朮語(yǔ)和概念可操作的定義如果程序需要使用特殊標(biāo)準(zhǔn)列如從nist得到的那些標(biāo)準(zhǔn)那么該試驗(yàn)文件應(yīng)包括這些標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)存維護(hù)和使有的說(shuō)明。 評(píng)定的時(shí)間進(jìn)行評(píng)定的機(jī)構(gòu)職責(zé)對(duì)評(píng)定結(jié)果應(yīng)的方式及責(zé)任由該機(jī)構(gòu)管理部們確授權(quán)。 1.5選擇/控制試驗(yàn)程序“只要理解并遵守限制則任何技朮都可能是有用的?！庇性S多適當(dāng)?shù)姆椒捎糜谠u(píng)定測(cè)量系統(tǒng)。選擇使用哪種方法取決于許多因素其中許多因素必須針對(duì)被評(píng)定的每個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一件一件地確定。在某些情況下為確定一個(gè)方法對(duì)一個(gè)特殊的測(cè)量系統(tǒng)是否合適需要預(yù)先試驗(yàn)。這種預(yù)先試驗(yàn)應(yīng)是上節(jié)

17、討論的第一階段試驗(yàn)的整個(gè)部分。當(dāng)選擇或制定一個(gè)評(píng)定方法時(shí)一般應(yīng)考慮的問(wèn)題包括1）試驗(yàn)中是否應(yīng)使用諸如那些可溯源至nist的標(biāo)準(zhǔn)如果是什么等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)是合適的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常是評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度所必須的。如果不使用標(biāo)準(zhǔn)仍能評(píng)定該測(cè)量系統(tǒng)的變異性但不大可能按合理的可信性評(píng)定該系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。缺乏這樣的可信性可能是一個(gè)問(wèn)題例如試圖解決生產(chǎn)測(cè)量系統(tǒng)和客戶測(cè)量系統(tǒng)之間明顯的差別就是如此2）對(duì)于第二階段正在進(jìn)行的試驗(yàn)應(yīng)考慮使用盲測(cè)。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)定的條件下獲得的測(cè)量結(jié)果通過(guò)適當(dāng)?shù)墓芾砀鶕?jù)盲測(cè)得到的試驗(yàn)結(jié)果通常不受眾所周知的霍桑效應(yīng)干擾3）試驗(yàn)成本4）試驗(yàn)所需要的時(shí)間5

18、）任何其定義沒(méi)有被普遍接受的朮語(yǔ)應(yīng)作出可操作的定義。這些朮語(yǔ)如準(zhǔn)確度精密度重復(fù)性和再現(xiàn)性等。6)是否由這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)取得的測(cè)量結(jié)果要與另外一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)得到的測(cè)量結(jié)果對(duì)比?如果對(duì)比,應(yīng)考慮使用依賴諸如上面第一步討論的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法.如果不用標(biāo)準(zhǔn),仍有可能確定兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是否可以同時(shí)正常工作.然而,如果兩個(gè)系統(tǒng)一起工作不正常,那么不用標(biāo)準(zhǔn),就不可能確定哪個(gè)系統(tǒng)需要改進(jìn);7)第二階段試驗(yàn)應(yīng)每隔多久進(jìn)行一次?這個(gè)問(wèn)題應(yīng)由單個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性及其對(duì)該設(shè)備影響和使用該設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的客戶來(lái)決定,事實(shí)上該生產(chǎn)過(guò)程由于一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有正常工作而未受監(jiān)控;除了這些一般性的問(wèn)題外,其它正在試驗(yàn)的特殊測(cè)量系統(tǒng)的特殊問(wèn)題

19、也可能重要,發(fā)現(xiàn)對(duì)特殊測(cè)量系統(tǒng)重要的具體問(wèn)題是第一階段試驗(yàn)的兩個(gè)目的之一.第二章 評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的程序2.1 引言本章中介紹的程序廣泛用于整個(gè)汽車工業(yè)以評(píng)價(jià)用于生產(chǎn)環(huán)境中的測(cè)量系統(tǒng)特別是這些程序用于評(píng)定下列統(tǒng)計(jì)特性:重復(fù)性再現(xiàn)性偏倚穩(wěn)定性以及線性?？傮w說(shuō)來(lái),這些程序有時(shí)被稱為“量具r和r”程序。這是因?yàn)樗鼈兂３Ｖ皇怯脕?lái)評(píng)定再現(xiàn)性和重復(fù)性這兩項(xiàng)統(tǒng)計(jì)特性。通常這些方法便于在生產(chǎn)環(huán)境中使用而且雖然他們是統(tǒng)計(jì)學(xué)方法但非統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域的人同樣可以使用。但應(yīng)指出由于試驗(yàn)方式的原因該程序用于評(píng)價(jià)另具和操作者的最佳能力好于評(píng)價(jià)實(shí)際使用中的整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)性。這種情況會(huì)發(fā)生例如為獲得試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果就要比生產(chǎn)中正常使用

20、該測(cè)量系統(tǒng)更仔細(xì)。通常這種情況不會(huì)是一個(gè)問(wèn)題可是如果出現(xiàn)問(wèn)題那么就應(yīng)采用其它方法或者應(yīng)改進(jìn)這里介紹的程序。在某些情況下唯一需要的改進(jìn)也許是采用標(biāo)準(zhǔn)的盲測(cè)即試驗(yàn)中使用測(cè)量系統(tǒng)的方式就象實(shí)際正常使用期間一樣。這種方式獲得的數(shù)據(jù)就可以用來(lái)分析以評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性和重復(fù)性。但是通常評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)需要的改進(jìn)可能是相當(dāng)復(fù)雜的只應(yīng)由對(duì)統(tǒng)計(jì)理論及實(shí)踐相當(dāng)精通的人來(lái)進(jìn)行。本節(jié)介紹的程序可解決許多問(wèn)題但不可能覆蓋所有的實(shí)際問(wèn)題。因?yàn)檫@些程序集中重復(fù)性再現(xiàn)性偏倚穩(wěn)定性和線性這些統(tǒng)計(jì)特性上所以它們對(duì)第2階段中進(jìn)行的大多數(shù)試驗(yàn)及第1階段中進(jìn)行的部分試驗(yàn)可能是合理的選擇方法。但是通常由于這些方法不允許用來(lái)研究其它

21、要素的影響如溫度及光線等對(duì)測(cè)量系統(tǒng)變差的影響也許需要其它統(tǒng)計(jì)方法完成第1階段試驗(yàn)用于第1階段試驗(yàn)的可接受的統(tǒng)計(jì)方法很容易在常用的統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)中查到。2.1.1測(cè)量有關(guān)的問(wèn)題 在評(píng)價(jià)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)需要確定三個(gè)基本問(wèn)題。首先,這種測(cè)量系統(tǒng)有足夠的分辨力嗎?其次,這種測(cè)量系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)是否在系統(tǒng)上保持一致?笫三,這些統(tǒng)計(jì)性能在預(yù)期范圍內(nèi)是否一致,并且用于過(guò)程分析或控制是否可接受? 對(duì)這些問(wèn)題的確定同過(guò)程變差聯(lián)系起來(lái)是很有意義的.長(zhǎng)期存在的把測(cè)量誤差只作為公差范圍百分率來(lái)報(bào)告的傳統(tǒng),是不能面臨未來(lái)重點(diǎn)在于持續(xù)過(guò)程改進(jìn)的市場(chǎng)所挑戰(zhàn).2.1.2測(cè)量系統(tǒng)變差的類型 經(jīng)常假定測(cè)量是準(zhǔn)確的,而且分析及結(jié)論也常?；?/p>

22、于這種假設(shè).一個(gè)人也許沒(méi)有意識(shí)到測(cè)量系統(tǒng)中存在著影響單次測(cè)量結(jié)果的變差,它進(jìn)而以影響基于這些數(shù)據(jù)的結(jié)論.測(cè)量系統(tǒng)誤差可以分為成五種類型:偏倚,重復(fù)性,再現(xiàn)性,穩(wěn)定性以及線性. 測(cè)量系統(tǒng)研究的目的之一是獲得測(cè)量系統(tǒng)與環(huán)境交互作用時(shí),系統(tǒng)有關(guān)測(cè)量變差量和類型的信息.這個(gè)信息是有價(jià)值的,因?yàn)閷?duì)于一般的生產(chǎn)過(guò)程,確認(rèn)重復(fù)性和校準(zhǔn)偏倚,以及為它們確定合理的極限,比提供具有非常高重復(fù)性的、特別準(zhǔn)確的量具更實(shí)際.應(yīng)用這種研究可提供:1) 接受新測(cè)量設(shè)備與另一種的比較;2) 一種測(cè)量設(shè)備與另一種的比較;3) 評(píng)價(jià)懷疑有缺陷的量具的的根據(jù);4) 維修前后測(cè)量設(shè)備的比較;5) 計(jì)算過(guò)程變差,以及生產(chǎn)過(guò)程的可接受性

23、水平;6) 作出量具特性曲線(gpc)的必要信息.gpc指示接受某一真值零件的概率.下列定義幫助描述與測(cè)量系統(tǒng)有關(guān)的誤差或變差類型,以便在其后的討論中清楚地理解各個(gè)朮語(yǔ),每種定義都給出了一個(gè)意圖,它以圖形顯示各個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思.a)偏倚 是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值.基準(zhǔn)值,也稱為可接受基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值,是充當(dāng)測(cè)量值的一個(gè)一致認(rèn)可的基準(zhǔn),一個(gè)基準(zhǔn)值可以通過(guò)采用更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備(例如,計(jì)量實(shí)驗(yàn)室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備)進(jìn)行多次測(cè)量,取其平均值來(lái)確定. 偏倚常被稱為”準(zhǔn)確度”.因?yàn)椤盿ccu-racy”在字面上有許多意思,用它替代”偏倚”是不可取的.b)重復(fù)性 重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人,采用一種測(cè)量?jī)x器

24、.,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.c)再現(xiàn)性 再現(xiàn)性是由不同的評(píng)價(jià)人,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.d)穩(wěn)定性 穩(wěn)定性(或飄移),是測(cè)量系統(tǒng)在持續(xù)時(shí)間內(nèi)同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差.e)線性 線性是在量具預(yù)期的工作范圍,偏倚值的差值.2.2測(cè)量系統(tǒng)的分析對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析的目的應(yīng)是為了更好地了解變差的來(lái)源,這些來(lái)源可以影響系統(tǒng)生產(chǎn)的結(jié)果.這種了解,可使我們能定量表示和傳遞特定的測(cè)量系統(tǒng)的局限性(見(jiàn)1.2).象每個(gè)過(guò)程一樣,對(duì)用于來(lái)描述測(cè)量系統(tǒng)變差的分布可以賦予下列特性:1) 位置 穩(wěn)定性; 偏倚; 線性.2) 寬度或范圍 重復(fù)性;

25、 再現(xiàn)性.除了討論這些特性外,本節(jié)還將分析測(cè)量系統(tǒng)的分辨力及如何定量表示零件內(nèi)變差對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)變差的影響.盡管可采用數(shù)值技術(shù)來(lái)確定測(cè)量系統(tǒng)的變差,但每個(gè)分析還應(yīng)包括圖形技術(shù)的應(yīng)用,在對(duì)特定的測(cè)量系統(tǒng)分析中,最有效的統(tǒng)計(jì)工具取決于預(yù)期的變差主要來(lái)源.但在對(duì)范圍寬的各測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí),還是有許多適用的技術(shù).本節(jié)將討論這些技術(shù)以及包含在笫四節(jié)的執(zhí)行指南.這些技術(shù)的最主要假設(shè)是被測(cè)零件或特性不受測(cè)量改變或破壞.2.2.1測(cè)量系統(tǒng)的分辨力 選擇或分析測(cè)量系統(tǒng)時(shí)我們關(guān)心的是測(cè)量系統(tǒng)的分辨能力即測(cè)量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測(cè)特性中極小變化能力-也稱為分辨率。由于經(jīng)濟(jì)及物理上的限制測(cè)量系統(tǒng)將不能識(shí)別基本過(guò)程分

26、布中所有零件具有獨(dú)立的或不同的被測(cè)特性。被測(cè)特性將根據(jù)測(cè)量值來(lái)分為不同的數(shù)據(jù)組。在同一數(shù)據(jù)分級(jí)中的所有零件對(duì)于被測(cè)特性來(lái)說(shuō)具有同一數(shù)值。如果測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有足夠的分辨力它可能不是識(shí)別過(guò)程變差或定量表示單個(gè)零件特性值的合適系統(tǒng)。如果情況是這樣應(yīng)使用更好的測(cè)量技朮。如果不能測(cè)定出過(guò)程的變差這種分辨力用于分析是不可接受的如果不能測(cè)定出特殊原因的變差它用于控制也是不可接受的。不可接受的分辨力可能會(huì)在極差圖中出現(xiàn)。包括從相同數(shù)據(jù)中得出的兩組控制圖。不適合的分辨力可通過(guò)極差圖最好地顯示出來(lái)。尤其是當(dāng)極差圖顯示可能只有一二或三個(gè)極差值在控制限值內(nèi)時(shí)這種測(cè)量正是在分辨力不足情況下進(jìn)行的。如果極差圖顯示可能4個(gè)極差

27、值在控制限值內(nèi)超過(guò)四分之一以上的極差為零則該測(cè)量也正是在分辨力不足情況下進(jìn)行的。 當(dāng)然這一問(wèn)題可以糾正通過(guò)提高測(cè)量分辨率來(lái)改變測(cè)出子組內(nèi)變差的能力。如果相對(duì)于過(guò)程變差可視分辨率較小測(cè)量系統(tǒng)將具有足夠的分辨率。因此為得到足夠分辨率建議可視分辨率最多是總過(guò)程的6（標(biāo)準(zhǔn)偏差）的十分之一而不是傳統(tǒng)的規(guī)則即可視分辨率最多為公差范圍的十分之一。2.2.2穩(wěn)定性 研究與測(cè)量系統(tǒng)相關(guān)的穩(wěn)定性問(wèn)題時(shí)尤其重要的是區(qū)分兩個(gè)穩(wěn)定性。一個(gè)是一般講的測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性即對(duì)于其給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件隨時(shí)間變化系統(tǒng)偏倚中的總變差量另一個(gè)是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性這是一個(gè)更常用的朮語(yǔ)不僅僅應(yīng)用于穩(wěn)定性而且應(yīng)用于重復(fù)性偏倚一般過(guò)程等。就是說(shuō)重要的是

28、認(rèn)識(shí)到可能有兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量同一標(biāo)準(zhǔn)零件兩者都顯示統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性然而一個(gè)系統(tǒng)的偏倚隨時(shí)間變化可能明顯高于另一個(gè)。從統(tǒng)計(jì)角度來(lái)講他們是“同樣”地穩(wěn)定。從傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器穩(wěn)定性來(lái)講隨時(shí)間變化具有較大偏倚變化的系統(tǒng)被認(rèn)為沒(méi)有較低偏倚變化的系統(tǒng)穩(wěn)定。雖然用數(shù)量來(lái)表示這些總的偏倚變化相當(dāng)簡(jiǎn)單但直到能證明這兩種測(cè)量系統(tǒng)都達(dá)到統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性才這樣做其原因在下列幾段中討論。過(guò)程（或系統(tǒng)）統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性結(jié)合專業(yè)知識(shí)允許我們預(yù)測(cè)將來(lái)的過(guò)程性能。如果不了解一個(gè)測(cè)量過(guò)程控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)則只有用重復(fù)性再現(xiàn)性等的數(shù)字來(lái)描述研究中可得到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)字對(duì)于將來(lái)的性能沒(méi)有任何意義。在不知測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)評(píng)價(jià)該測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性再現(xiàn)性可能弊

29、大于利。如果分析的結(jié)果是要采取措施則最后結(jié)果可能是測(cè)量系統(tǒng)的變差由于干預(yù)不當(dāng)而增加。然而諸如以上作為第1階段試驗(yàn)所述的那些情況就出現(xiàn)了不可能評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)在各種條件下的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)必須對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的可適用性做出決定。這種情況應(yīng)視為滿足預(yù)先確定的可操作性規(guī)定的方式來(lái)幫助決定。這一結(jié)果不能用于預(yù)測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的將來(lái)性能。當(dāng)談到測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)討論的主要問(wèn)題常常是系統(tǒng)處于穩(wěn)定的時(shí)間長(zhǎng)度。如“短期穩(wěn)定性”及“長(zhǎng)期穩(wěn)定性”這樣的朮語(yǔ)有時(shí)被指明作為測(cè)量系統(tǒng)分析方法的假設(shè)。盡管在分析任何過(guò)程的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)時(shí)間是重要因素但更重要的因素是在穩(wěn)定性分析期間內(nèi)系統(tǒng)外部的條件。因此沒(méi)有專業(yè)知識(shí)不可能確定用于穩(wěn)定性分析的時(shí)

30、間表。如果測(cè)量系統(tǒng)在預(yù)熱期間漂移通過(guò)采用控制限評(píng)價(jià)為統(tǒng)計(jì)不穩(wěn)定則該系統(tǒng)在預(yù)熱期間是統(tǒng)計(jì)不穩(wěn)定的。同樣地隨著溫度的改變而波動(dòng)的系統(tǒng)在溫度變化期間可能不是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定的。測(cè)量系統(tǒng)的損耗（損耗率取決于零件設(shè)計(jì)及損耗特性）可能需要數(shù)月時(shí)間才表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)不穩(wěn)定性。因腐蝕而產(chǎn)生變化的測(cè)量系統(tǒng)不使用期間可能改變但一經(jīng)清洗及正常使用可能是統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定的。 應(yīng)努力使測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所有產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)不穩(wěn)定性的條件不敏感但有時(shí)是不可能和/或不經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)必須考慮到系統(tǒng)使用壽命期間會(huì)遇到的預(yù)期環(huán)境用戶零件及方法。對(duì)每一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)所有可能的環(huán)境條件可能更換的零件等都進(jìn)行檢查是不合理的所以很重要的是評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)

31、定性之前決定并優(yōu)先考慮哪種因素可影響測(cè)量系統(tǒng)并把研究中高度優(yōu)先因素包括進(jìn)去。過(guò)程改進(jìn)工具如因果圖過(guò)程流程圖和過(guò)程模型在確定這些因素中是有用的。通過(guò)使用控制圖來(lái)確定統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性?？刂茍D可提供方法來(lái)分離影響所有測(cè)量結(jié)果的原因產(chǎn)生的變差（普通原因變差）和特殊條件產(chǎn)生的變差（特殊原因變差）?？刂茍D法可在質(zhì)量與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（spc）一書中找到。需要指出的是使用控制圖時(shí)我們不僅必須注意落在控制限以外的點(diǎn)還應(yīng)注意其他特殊原因信號(hào)如趨勢(shì)和中心線附近的點(diǎn)。在許多spc出版物中有檢測(cè)這些信號(hào)的指南。這些信號(hào)的出現(xiàn)及控制限外一點(diǎn)或多點(diǎn)都表明“失控”或不穩(wěn)定狀態(tài)。研究測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)方法是按常規(guī)畫出基準(zhǔn)件重復(fù)讀數(shù)的

32、平均值和極差。從這種分析中可以確定例如失控信號(hào)是需要校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)志。沒(méi)有失控信號(hào)的校準(zhǔn)很可能增加測(cè)量系統(tǒng)讀數(shù)的變差。還有可能由于基準(zhǔn)件變臟而出現(xiàn)失控信號(hào)。無(wú)論哪種情況包含在控制信號(hào)內(nèi)的信息的解釋取決于對(duì)過(guò)程的了解。用于測(cè)量系統(tǒng)控制圖的樣本容量及抽樣頻率的確定也應(yīng)依賴于測(cè)量系統(tǒng)的了解。主要考慮的還是使用過(guò)程中測(cè)量系統(tǒng)所有的外部條件。例如如果確信用戶在使用系統(tǒng)之前提供足夠的預(yù)熱時(shí)間則應(yīng)預(yù)熱后才進(jìn)行抽樣。例如如果花費(fèi)10分鐘測(cè)定基準(zhǔn)或基準(zhǔn)件在測(cè)量中包含液體滴定的情況下則合理的樣本容量可以是1。設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)控制圖時(shí)必須謹(jǐn)慎以確?；鶞?zhǔn)或參考基準(zhǔn)值抽樣時(shí)間不給最后結(jié)果帶來(lái)偏倚。例如抽樣只在早晨校準(zhǔn)后進(jìn)

33、行可能不代表測(cè)量系統(tǒng)所暴露的所有一般條件。在任一控制圖下由于樣本容量及抽樣頻率中的問(wèn)題而可能出現(xiàn)失控的信號(hào)所以仔細(xì)計(jì)劃控制圖技朮很重要。關(guān)于控制圖設(shè)計(jì)的更多信息可在有關(guān)spc出版物中找到。沒(méi)有必要計(jì)算測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性數(shù)值。系統(tǒng)的改進(jìn)有時(shí)用指數(shù)來(lái)度量但有了控制圖系統(tǒng)的改進(jìn)可在圖上看出來(lái)。改進(jìn)的一種形式可能是從過(guò)程中排除特殊原因從而形成穩(wěn)定的測(cè)量過(guò)程。進(jìn)一步的改進(jìn)可視為變窄了控制極限表明已經(jīng)縮減了系統(tǒng)變差的一般原因。對(duì)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的理論的學(xué)習(xí)及實(shí)踐將提高使用者對(duì)控制圖的理解。2.2.3偏倚 為了在過(guò)程范圍內(nèi)指定的位置確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚,得到一個(gè)零件可接受的基準(zhǔn)值是必要的.通常可在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)

34、備上完成.基準(zhǔn)值從這些讀數(shù)中獲得,然后這些讀數(shù)要與量具r&r研究中的評(píng)價(jià)人和觀察平均值進(jìn)行比較. 如果不可能按這種方法對(duì)所有樣件進(jìn)行測(cè)量,可采用下列替代的方法:1) 在工具或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量;2) 讓一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少10次;3) 計(jì)算讀數(shù)的平均值.基準(zhǔn)值與平均值之間的差值表示測(cè)量系統(tǒng)的偏倚(見(jiàn)線性一節(jié))如果需要一個(gè)指數(shù),把偏倚乘以100再除以過(guò)程變差(或容差),就把偏倚轉(zhuǎn)化為過(guò)程變差(或容差)的百分比.如果偏倚相對(duì)比較大查看這些可能的原因.1) 基準(zhǔn)的誤差;2) 磨損的零件;3) 制造的儀器尺寸不對(duì);4) 儀器測(cè)量代表性的特性;5) 儀器沒(méi)有正

35、確校準(zhǔn);6) 評(píng)價(jià)人員使用儀器不正確.2.2.4重復(fù)性 測(cè)量過(guò)程的重復(fù)性意味著測(cè)量系統(tǒng)自身的變異是一致的.由于儀器自身以及零件在儀器中位置變化的測(cè)量變差是重復(fù)性誤差的兩個(gè)一般原因.由于子組重復(fù)測(cè)量的極差代表了這兩種變差,極差圖將顯示測(cè)量過(guò)程的一致性.如果極差圖失控,通常測(cè)量過(guò)程的一致性有問(wèn)題.應(yīng)調(diào)查識(shí)別為失控的點(diǎn)的的一致性的原因加以糾正.唯一例外的是前面討論的當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分辨率不足出現(xiàn)的情況.2.2.5再現(xiàn)性 測(cè)量過(guò)程的再現(xiàn)性表明評(píng)價(jià)人的變異性是一致的.考慮評(píng)價(jià)人變異性的一種方法是認(rèn)為變異性代表每位評(píng)價(jià)人造成的遞增偏倚.如果這種偏倚或評(píng)價(jià)人的變異性真正存在,每位評(píng)價(jià)人的所有平均值將不同,這可以通

36、過(guò)比較評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件的平均值,在均值控制圖上看出.2.2.6零件間變差 在均值控圖中可看出零件間的變差.對(duì)每一位評(píng)價(jià)人來(lái)說(shuō),子組平均值反映出零件間的變異。由于零件平圴值的控制限以重復(fù)性誤差為基礎(chǔ)而不是零件的變差所以許多子組的平均值的在限值以外。如果沒(méi)有一個(gè)組平均值在這些限值之外則零件間變差隱蔽在重復(fù)性中測(cè)量變差支配著過(guò)程變差如果這些零件用來(lái)代表過(guò)程變差則此測(cè)量系統(tǒng)用于分析過(guò)程是不可接受的。 相反的如果越多的平均值落在限值之外并且評(píng)價(jià)人一致同意哪些零件與總平均值不相同則該測(cè)量越有用。如果大數(shù)零件平均值落在限值外且評(píng)價(jià)人一致同意哪些零件平均值落在控制限值之外那么一般認(rèn)為測(cè)量系統(tǒng)是適當(dāng)?shù)摹Ｒ虼藞D表

37、明測(cè)量零件的相對(duì)能力。在某些情況下這種評(píng)價(jià)足夠用來(lái)確定測(cè)量系統(tǒng)是否合適。 一旦測(cè)量過(guò)程是一致的（極差圖受控）而且可檢測(cè)出零件間變差（均值圖的大部分點(diǎn)在控制限值外）那么可確定測(cè)量系統(tǒng)占過(guò)程變差的百分之比。測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)差()估計(jì)為m=(+)式中e為量具標(biāo)準(zhǔn)偏差, o為評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)偏差.零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差可由測(cè)量系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)或獨(dú)立的過(guò)程能力研究確定.如果采用測(cè)量系統(tǒng)研究,則零件標(biāo)準(zhǔn)偏差p的估計(jì)是通過(guò)確定每一零件平均值然所找出樣品平均值極差(rp)。零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差(p)估計(jì)為(/)。零件間變差（假定5個(gè)零件）將為5.15(/)或2.08 rp ,代表正態(tài)分布的99%測(cè)量結(jié)果。與測(cè)量系統(tǒng)的再性與重復(fù)性相關(guān)的

38、過(guò)程變差百分比一般稱為%r&r ,由(/)100來(lái)估計(jì)式中為總過(guò)程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差.通過(guò)測(cè)量研究算得出的稱為研究變差標(biāo)準(zhǔn)偏差,由=()計(jì)算得出.如果由獨(dú)立的過(guò)程能力研究決定,那么過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差自身也將用來(lái)確定%r&r.也可由過(guò)程能力研究確定為: =()如果數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)量少于2個(gè),測(cè)量系統(tǒng)用于控制過(guò)程沒(méi)有任何意義.它全是干擾,不能說(shuō)一個(gè)零件不同于另一個(gè).如果數(shù)據(jù)數(shù)量為2個(gè),這樣數(shù)據(jù)可分為高和低兩組,這與計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)等同.對(duì)于過(guò)程分析來(lái)說(shuō),數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)必須為5個(gè),最好更多,這樣測(cè)量系統(tǒng)才是可接受性的.因此,容差百分率,過(guò)程百分率,數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)是估計(jì)測(cè)量系統(tǒng)可接受性的不同量度.2.2.7線性在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)

39、選擇一些零件可確定線性.這些被選零件的偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀察平均值之間的差值確定。最佳擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的斜率乘以零件的過(guò)程變差（或容差）是代表量具線性的指數(shù)。為把量具線性轉(zhuǎn)換成過(guò)成過(guò)程變差（或容差）的百分率可將線性乘以100然后除以過(guò)程變差（或容差）。至于穩(wěn)定性建議分析技朮可采用圖形即帶最佳擬合直線的散點(diǎn)圖。正如在偏倚研究中一樣零件的基準(zhǔn)值可由工具室或全尺檢驗(yàn)設(shè)備確定。在操作范圍內(nèi)選取的那些零件由一個(gè)或多個(gè)評(píng)價(jià)人測(cè)量確定每一零件的觀察平均值基準(zhǔn)值與觀察平均值之間的差值為偏倚要確定各個(gè)被選零件的偏倚。線性圖就是在整個(gè)工作范圍內(nèi)的這些偏倚與基準(zhǔn)值之間描繪的。如果線性圖顯示可用一根直線表示這些

40、標(biāo)繪點(diǎn)則偏倚與基準(zhǔn)值之間的最佳線性回歸直線表示這兩個(gè)參數(shù)的之間的線性。線性回歸直線的擬合度()確定偏倚與基準(zhǔn)值是否有良好的線性關(guān)系。系統(tǒng)的線性及線性百分率由回歸線斜率及零件過(guò)程變差（或容差）計(jì)算得出。如果回歸線有很好的線性擬合那么可以評(píng)價(jià)線性幅度及線性百分率來(lái)確定線性是否是可接受的如果回歸線沒(méi)有很好的線性擬合那么可能偏倚平均值與基準(zhǔn)值有非線性關(guān)性。這需要進(jìn)一步分析以判定測(cè)量系統(tǒng)的線性是否可接受。如果測(cè)量系統(tǒng)為非線性查找這些可能原因1） 在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)2） 最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差3） 磨損的儀器4） 儀器固有的設(shè)計(jì)特性。2.3測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備就如在任何研究或分析中一

41、樣實(shí)施測(cè)量系統(tǒng)研究之前應(yīng)進(jìn)行充分的計(jì)劃和準(zhǔn)備。實(shí)施研究之前的典形準(zhǔn)備如下1)先計(jì)劃將要使用的方法。例如通過(guò)利用工程決策直觀觀察或量具研究決定是否評(píng)價(jià)人在校準(zhǔn)或者使用儀器中產(chǎn)生影響。有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略例如按按鈕打印出一個(gè)數(shù)字2)評(píng)價(jià)人的數(shù)量樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下（a） 尺寸的關(guān)鍵性-關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和/或試驗(yàn)。原因是量具研究評(píng)價(jià)所需要的置信度（b） 零件結(jié)構(gòu)-大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)。3)由于其目的是評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選。4)樣品必須從過(guò)程中選取并代表其整個(gè)工作范圍。有時(shí)每一天取一個(gè)樣本持續(xù)

42、若干天。這樣做是有必要的因?yàn)榉治鲋羞@些零件被認(rèn)為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品變差的全部范圍。由于每一零件被測(cè)量若干次必須對(duì)每一零件編號(hào)以便于識(shí)別5)儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一。例如如果特性的變差為0.001儀器應(yīng)能讀取0.0001的變化6)確定測(cè)量方法（即評(píng)價(jià)人和儀器）在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征呎寸。 進(jìn)行研究的方式十分重要。本手冊(cè)所介紹的所有分析都假定各次讀數(shù)的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性。為最大限度減少誤導(dǎo)結(jié)果的可能性應(yīng)采取下列步驟: 1) 測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)以避免可能的偏倚。但是進(jìn)行研究的人應(yīng)知道正在檢

43、查哪一零件并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)即評(píng)價(jià)人a零件1第一次試驗(yàn)評(píng)價(jià)b零件4第二次試等2) 在設(shè)備讀數(shù)中讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字。如果可能讀數(shù)據(jù)應(yīng)至最小刻度的一半。例如如果最小刻度為0.0001則每個(gè)讀數(shù)據(jù)的估計(jì)應(yīng)圓整為0.000053) 研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行4) 每一位評(píng)價(jià)人采用相同方法-包括所有步驟-來(lái)獲得讀數(shù)。2.4計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南2.4.1引言 本節(jié)包括第二節(jié)描述的測(cè)量系統(tǒng)技朮用的實(shí)施指南建議回顧第二節(jié)的內(nèi)容以保證正確應(yīng)用這些指南。2.4.2確定穩(wěn)定性用指南確定穩(wěn)定性用指南包括以下內(nèi)容1)獲取一樣本并確定其相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不能得到則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)

44、量中程數(shù)的產(chǎn)品零件并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行穩(wěn)定性分析。對(duì)追蹤測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性不需要一個(gè)已知基準(zhǔn)值可能需要具備預(yù)期測(cè)量的最低最高及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本。建議對(duì)各樣本單獨(dú)測(cè)量并作控制圖。 2）定期測(cè)量基準(zhǔn)樣品3至5次。樣本容量和頻率應(yīng)基于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。因素包括要求多次長(zhǎng)時(shí)間重新校準(zhǔn)或維修測(cè)量系統(tǒng)使用的頻率以及操作條件如何重要。讀數(shù)應(yīng)在不同時(shí)間讀取以代表測(cè)量系統(tǒng)使用的情況。這些還包括預(yù)熱環(huán)境或其它在一天可能變化的因素 3）在&r或&s控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù) 4）確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài) 5）計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差并與測(cè)量過(guò)程偏差相比較確定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用 注也許需

45、要試驗(yàn)設(shè)計(jì)和其它分析解決問(wèn)題的技朮以確定測(cè)量系統(tǒng)缺泛穩(wěn)定性的主要原因。2.4.3確定偏倚用指南a) 獨(dú)立樣本法1) 獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值.如果不能得到,則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的產(chǎn)品零件,并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行偏倚分析.在工具間測(cè)量該零件10次,并計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值.把這個(gè)平均值作為“基準(zhǔn)值”;可能需要具備預(yù)測(cè)量的最低值,最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本.每個(gè)樣本都要求單獨(dú)分析.2) 讓一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次;3) 計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值;4) 通過(guò)該平均值減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚:偏倚=觀測(cè)平均值-基準(zhǔn)值過(guò)程變差=6極差 偏倚偏倚%= 過(guò)程變差b)圖表法

46、 如果用r圖表測(cè)量穩(wěn)定性,這些數(shù)據(jù)也可用來(lái)評(píng)價(jià)偏倚.1)獲取一樣本并確定其相對(duì)可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值.如果不能得到則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程的產(chǎn)品零件,并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行偏倚分析;在工具間測(cè)量零件10次,并計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值.把這個(gè)平均值作為“基準(zhǔn)值”.2)從表中計(jì)算值;3)通過(guò)減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚: 偏倚=-參考值 過(guò)程變差=6極差 偏倚偏倚%= 過(guò)程變差c)分析 如果偏倚較大查找以下可能的原因1） 標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序2） 儀器磨損。主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上應(yīng)制定維護(hù)或重新修理的計(jì)劃3） 制造的儀器尺寸不對(duì)4） 儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性5） 儀器校準(zhǔn)不正確。復(fù)查校準(zhǔn)方法6） 評(píng)價(jià)

47、人操作設(shè)備不當(dāng)。復(fù)查檢驗(yàn)說(shuō)明書;7） 儀器修正計(jì)算不正確。2.4.4確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 計(jì)量型量具的分析可以運(yùn)用多種不同的技朮。本節(jié)討論三種可接受的方法。它們是極差法均值和極差法（包括控制圖法）和方差分析法。除極差法外這些方法的分析數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)都非常相似。正如介紹所有方法在他們的分析中都忽略了零件內(nèi)變差（例如圓度錐度平面度等）。 但是量具分析流程圖除了不能用于極差法外可以很容易地運(yùn)用在零件內(nèi)變差的識(shí)別和統(tǒng)計(jì)分析上。但是這樣做很不便于數(shù)據(jù)收集過(guò)程。 相應(yīng)地要定量表示“純”測(cè)量?jī)x器變差本節(jié)所述任何技朮中使用的所有過(guò)程零件都能在量具研究之前被抽樣來(lái)找出試件內(nèi)部的最大變差。如果零件內(nèi)最大變差對(duì)被測(cè)特

48、性不可忽略（要求對(duì)過(guò)程了解）應(yīng)在零件上作標(biāo)記（使用非特殊形式即在零件的任意的位置上標(biāo)記）以指示要測(cè)量出全部讀數(shù)的點(diǎn)/線/面位置。實(shí)質(zhì)上這從量具重復(fù)性數(shù)據(jù)變差否則必須意識(shí)到量具重復(fù)性變差中將至少包括一些零件內(nèi)變差。 但是,要再次強(qiáng)調(diào)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)不僅包括量具本身及其相關(guān)的精度重復(fù)性等而且還包括被檢零件的變差就是說(shuō)除非有某特殊合理的目的需要這么做一般避免從分析中排除零件內(nèi)變差因?yàn)檫@個(gè)變差會(huì)影響零件的配合及功能。怎樣處理零件內(nèi)變差必須基于對(duì)零件使用目的和測(cè)量目的的適當(dāng)了解。 還有采用恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法（但是有些不方便）來(lái)特別地識(shí)別整個(gè)測(cè)量變差中零件內(nèi)變差分量最后本節(jié)中描述所有方法都以前面討認(rèn)的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性為

49、先決條件。 要討論的第一個(gè)量具研究方法是極差法。 a)極差法 極差法是一種改進(jìn)的計(jì)量型量具研究方法它可迅速提供一個(gè)測(cè)量變異性的近似值。這種方法只提供整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的總體情形不將變異性分解成重復(fù)性和再現(xiàn)性。 典型的極差法使用兩名評(píng)價(jià)人和五個(gè)零件進(jìn)行分析.在這個(gè)分析中,每個(gè)評(píng)價(jià)人測(cè)量每個(gè)零件一次,每個(gè)零件的極差是評(píng)價(jià)人a獲得的測(cè)量結(jié)果與評(píng)價(jià)人b獲得的測(cè)量結(jié)果的絕對(duì)值.可以得到這些極差之和并計(jì)算出平均極差().總測(cè)量變差可通過(guò)平均極差乘以5.15/d得到.b)均值和極差法 均值和極差法(&r)是一種提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)據(jù)方法.不象極差法,它允許把測(cè)量系統(tǒng)分解成兩部份,重復(fù)性和再現(xiàn)性,而不

50、是它們的交互作用.方差圖法能用來(lái)確定這種量具與評(píng)價(jià)人間的交互作用.但是,均值和極差法與方差法兩者都可提供有關(guān)測(cè)量系統(tǒng)或量具誤差的信息. 例如,如果重復(fù)性比再現(xiàn)性大,原因可能是:1) 儀器需要維護(hù);2) 量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度;3) 夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需要改進(jìn);4) 存在過(guò)大的零件內(nèi)變差. 如果再現(xiàn)性比重復(fù)性大,那么可能的原因有:1) 評(píng)價(jià)人需要的培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù);2) 量具刻度盤上的刻度不清楚;3) 需要某種夾具幫助評(píng)價(jià)人提高使用量具的一致性. 當(dāng)不具備計(jì)算器時(shí)建議使用&r法,否則可以反方差分析法編進(jìn)計(jì)算器程序中. c)方差分析法（anova） 方差分析法（anova）是一種標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)技

51、朮可用來(lái)分析測(cè)量系統(tǒng)分析中數(shù)據(jù)的其它變異源。方差分析中變差可分為4個(gè)種類零件評(píng)價(jià)人零件與評(píng)價(jià)人的交亙作用量具造成的重復(fù)誤差。 與均值和極差相比較anova法的優(yōu)點(diǎn)它適用于任何試驗(yàn)調(diào)試可以更精確地估計(jì)方差可以從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中分離更多的信息(例如零件和評(píng)價(jià)人之間的交亙作用)。缺點(diǎn)是數(shù)值計(jì)算需要一臺(tái)計(jì)算器并要求用戶有一定的知識(shí)來(lái)解釋結(jié)果。如果有一臺(tái)計(jì)算器可以使用則特別建議采用下面描述的anova法。隨機(jī)化及統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性 在anova法中數(shù)據(jù)的采集方法是很重要的。如果數(shù)據(jù)不是以隨機(jī)方式采集的。會(huì)產(chǎn)生偏倚值。能夠保證對(duì)（n）零件(k)評(píng)價(jià)人,（r）次試驗(yàn)的平蘅設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)單方式就是通過(guò)隨機(jī)化。一種普通的隨機(jī)化方法是在紙上寫下a1代表第一位評(píng)價(jià)人對(duì)第一個(gè)零件的測(cè)量。這樣寫到an代表第一位評(píng)價(jià)人對(duì)第n個(gè)試件的測(cè)量。對(duì)下一位評(píng)價(jià)人執(zhí)行同樣的程序直到第k位評(píng)價(jià)人。同樣可以使用符號(hào)b1,c1表示第2第3位評(píng)價(jià)人對(duì)第一個(gè)零件的測(cè)量。當(dāng)所有的nk組合都寫下一。這些紙可以放入一個(gè)容器內(nèi)。當(dāng)所有的nk組合被后把它們放回容器中然后重復(fù)執(zhí)行上朮程序?？偣残枰貜?fù)r次確定每次重復(fù)試驗(yàn)的順序。一個(gè)更好的辦法是使用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)表。 通常應(yīng)全力確保分析中的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性。使用pdca循環(huán)分析應(yīng)先