MSA量測系統(tǒng)分析簡體

1、1 12 2課程大綱：課程大綱：一、量測數(shù)據(jù)的質(zhì)量一、量測數(shù)據(jù)的質(zhì)量 二、量測過程二、量測過程三、量測系統(tǒng)的統(tǒng)計特性三、量測系統(tǒng)的統(tǒng)計特性四、變異的來源四、變異的來源五、變異的類型五、變異的類型六、量測不確定性六、量測不確定性七、量測系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備七、量測系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備八、如何進(jìn)行量測系統(tǒng)分析八、如何進(jìn)行量測系統(tǒng)分析九、量測系統(tǒng)分析九、量測系統(tǒng)分析- -計量值示范計量值示范十、量具重復(fù)性與再現(xiàn)性之比較十、量具重復(fù)性與再現(xiàn)性之比較十一、量測系統(tǒng)分析判定十一、量測系統(tǒng)分析判定- -計量值計量值十二、量測系統(tǒng)分析十二、量測系統(tǒng)分析- -計數(shù)值示范計數(shù)值示范十三、十三、work shopwork sh

2、op3 3你了解你的量測系統(tǒng)嗎你了解你的量測系統(tǒng)嗎? ?產(chǎn)品各項質(zhì)量特性數(shù)據(jù)，均須透過量測系統(tǒng)取得產(chǎn)品各項質(zhì)量特性數(shù)據(jù)，均須透過量測系統(tǒng)取得量測系統(tǒng)可靠嗎？量測系統(tǒng)可靠嗎？它會不會扭曲它會不會扭曲“制程聲音制程聲音”？4 4二、量測過程二、量測過程：標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：零件：零件：儀器：儀器：人：人/ /程序程序：環(huán)境：環(huán)境s s w wi ip pe e量測量測數(shù)數(shù)值值分析分析輸入輸入輸出輸出可接受可接受可能可接受可能可接受須改善須改善量量 測測 系系 統(tǒng)統(tǒng)5 5三、量測系統(tǒng)的統(tǒng)計特性三、量測系統(tǒng)的統(tǒng)計特性1.1.量測系統(tǒng)均須在統(tǒng)計管制下而其所生成之變異應(yīng)根源量測系統(tǒng)均須在統(tǒng)計管制下而其所生成之變異

3、應(yīng)根源于共同原因，而非特殊原因。于共同原因，而非特殊原因。2. 2. 量測系統(tǒng)之最小刻度須相對小于制程變異或規(guī)格界量測系統(tǒng)之最小刻度須相對小于制程變異或規(guī)格界限之較小者。限之較小者。6 6四、變異的來源四、變異的來源( (一一) )儀器儀器( (量具量具) )工作件工作件( (零件零件) )擴(kuò)大擴(kuò)大量測系統(tǒng)變異量測系統(tǒng)變異變異性變異性敏感性敏感性接觸幾何接觸幾何變形效應(yīng)變形效應(yīng)一致性一致性單一性單一性重復(fù)性重復(fù)性再現(xiàn)性再現(xiàn)性使用假設(shè)使用假設(shè)穩(wěn)健設(shè)計穩(wěn)健設(shè)計偏移偏移線性線性穩(wěn)定性穩(wěn)定性校準(zhǔn)校準(zhǔn)預(yù)防性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)維護(hù)維護(hù)創(chuàng)建公差創(chuàng)建公差發(fā)展的變異發(fā)展的變異發(fā)展發(fā)展設(shè)計變異設(shè)計變異夾持夾持位置位置

4、測量站測量站測量探測器測量探測器相互關(guān)連相互關(guān)連的特性的特性清潔清潔適合的適合的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)工作的工作的定義定義彈性變形彈性變形質(zhì)量質(zhì)量彈性特性彈性特性支撐特性支撐特性隱藏的幾何隱藏的幾何可追溯性可追溯性校準(zhǔn)校準(zhǔn)熱擴(kuò)散系數(shù)熱擴(kuò)散系數(shù)彈性特性彈性特性人員人員/ /程序程序環(huán)境環(huán)境教育教育身體的身體的限制限制程序程序目視標(biāo)準(zhǔn)目視標(biāo)準(zhǔn)工作規(guī)定工作規(guī)定工作態(tài)度工作態(tài)度經(jīng)驗經(jīng)驗培訓(xùn)培訓(xùn)經(jīng)驗經(jīng)驗培訓(xùn)培訓(xùn)理解理解技能技能人因工程人因工程照明照明壓力壓力振動振動空氣污染空氣污染幾何的兼容性幾何的兼容性陽光陽光人工光陽人工光陽光陽光陽溫度溫度人員人員空氣流程空氣流程熱的系統(tǒng)熱的系統(tǒng)平等化平等化系統(tǒng)構(gòu)成要素系統(tǒng)構(gòu)成要

5、素周期周期標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境的關(guān)系的關(guān)系標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)7 7四、變異的來源四、變異的來源( (二二) )8 8五、變異的類五、變異的類 型：型：( (一一) ) 位置變異位置變異 (location variation)(location variation)( (二二) ) 寬度變異寬度變異 (width variation)(width variation)( (三三) ) 量測系統(tǒng)變異量測系統(tǒng)變異 (measurement system variation)(measurement system variation)位置位置(location )(location )寬度寬度 (width

6、 )(width )9 9( (一一) ) 位置變異位置變異準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度 (accuracy)(accuracy)：指一個或多個量測結(jié)果的平均：指一個或多個量測結(jié)果的平均數(shù)與參考值之間一致的接近程度。數(shù)與參考值之間一致的接近程度。1010偏倚偏倚 (bias)(bias)偏倚偏倚 (bias) (bias) ：通常被稱為準(zhǔn)確性，但準(zhǔn)確性：通常被稱為準(zhǔn)確性，但準(zhǔn)確性有多種解釋，故有不同涵蓋意思。有多種解釋，故有不同涵蓋意思。偏倚是指對相同零件上量測多次所得平均值與真值之偏倚是指對相同零件上量測多次所得平均值與真值之差異。差異。偏倚偏倚(bias)(bias)vavavtvtvtvt：真值（可由較

7、高等級量：真值（可由較高等級量 具多次量測之平均值）具多次量測之平均值）vava：量測平均值：量測平均值1111造成過大偏倚的可能原因：造成過大偏倚的可能原因： 儀器需要校正；儀器需要校正； 線性誤差；線性誤差； 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)偏差；基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)偏差； 不適當(dāng)?shù)男Ｕ蚴褂没鶞?zhǔn)設(shè)置；不適當(dāng)?shù)男Ｕ蚴褂没鶞?zhǔn)設(shè)置； 儀器質(zhì)量不良設(shè)計或符合性；儀器質(zhì)量不良設(shè)計或符合性； 儀器、設(shè)備或夾具磨損；儀器、設(shè)備或夾具磨損； 使用了錯誤的量具；使用了錯誤的量具； 不同的測量方法作業(yè)準(zhǔn)備、裝入、夾緊、技巧；不同的測量方法作業(yè)準(zhǔn)備、裝入、夾緊、技巧； 量測的特性不對；量測的特性不對； 變形變形 (

8、 (量具或零件量具或零件) )； 環(huán)境溫度、濕度、振動、清潔；環(huán)境溫度、濕度、振動、清潔； 錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的參數(shù)不對錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的參數(shù)不對 應(yīng)用零件數(shù)、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差應(yīng)用零件數(shù)、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差 ( (易讀性、易讀性、視差視差) )。1212穩(wěn)定性穩(wěn)定性 (stability)(stability)穩(wěn)定性穩(wěn)定性 (stability)(stability)：又稱漂移：又稱漂移 (drift)(drift)，指經(jīng)過一，指經(jīng)過一 段長期時間下，用相同的量測系統(tǒng)標(biāo)段長期時間下，用相同的量測系統(tǒng)標(biāo) 準(zhǔn)，對同一基準(zhǔn)，對同一基準(zhǔn)或零件的同一特性準(zhǔn)或零件的同一特性 ，

9、量測所得到的變異。，量測所得到的變異。時間時間1313造成穩(wěn)定性的可能原因：造成穩(wěn)定性的可能原因： 儀器需要校正，縮短校正周期；儀器需要校正，縮短校正周期； 儀器、設(shè)備或夾具的磨損；儀器、設(shè)備或夾具的磨損； 正常的老化或損壞；正常的老化或損壞； 維護(hù)保養(yǎng)不好空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔；維護(hù)保養(yǎng)不好空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔； 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差；基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差； 不適當(dāng)?shù)男Ｕ蚴褂没鶞?zhǔn)設(shè)置；不適當(dāng)?shù)男Ｕ蚴褂没鶞?zhǔn)設(shè)置； 儀器質(zhì)量不好設(shè)計或符合性；儀器質(zhì)量不好設(shè)計或符合性； 儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計或方法；儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計或方法； 不同的測量方

10、法作業(yè)準(zhǔn)備、裝入、夾緊、技巧；不同的測量方法作業(yè)準(zhǔn)備、裝入、夾緊、技巧； 變形變形 ( (量測或零件量測或零件) )； 環(huán)境變化溫度、濕度、振動、清潔；環(huán)境變化溫度、濕度、振動、清潔； 錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的參數(shù)不對；錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的參數(shù)不對； 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差( (易讀性、易讀性、視差視差) )。 1414線性線性 (linearity)(linearity)線性線性 (linearity)(linearity)：線性是指量具在工作范圍內(nèi)，偏：線性是指量具在工作范圍內(nèi)，偏倚量之差異分布狀況。倚量之差異分布狀況。數(shù)值數(shù)值

11、a a偏倚偏倚數(shù)值數(shù)值b b偏倚偏倚1515造成線性誤差的可能原因：造成線性誤差的可能原因： 儀器需要校正，縮短校正周期；儀器需要校正，縮短校正周期； 儀器、設(shè)備或夾具的磨損；儀器、設(shè)備或夾具的磨損； 維護(hù)保養(yǎng)不好空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔；維護(hù)保養(yǎng)不好空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔； 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差最小最大；基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)的誤差最小最大； 不適當(dāng)?shù)男Ｕ贿m當(dāng)?shù)男Ｕ?( (沒有涵蓋操作范圍沒有涵蓋操作范圍) ) 或使用基準(zhǔn)設(shè)置；或使用基準(zhǔn)設(shè)置； 儀器質(zhì)量不好設(shè)計或符合性；儀器質(zhì)量不好設(shè)計或符合性； 缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或方法；缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或

12、方法； 應(yīng)用了錯誤的量具；應(yīng)用了錯誤的量具； 不同的測量方法作業(yè)準(zhǔn)備、裝入、夾緊、技巧；不同的測量方法作業(yè)準(zhǔn)備、裝入、夾緊、技巧； 隨著測量尺寸不同，（量具或零件）變形量不同；隨著測量尺寸不同，（量具或零件）變形量不同； 環(huán)境溫度、濕度、振動、清潔；環(huán)境溫度、濕度、振動、清潔； 錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的常量不對錯誤的假設(shè)，應(yīng)用的常量不對 應(yīng)用零件數(shù)、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差應(yīng)用零件數(shù)、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差 ( (易讀性、視易讀性、視差差) )。 1616( (二二) ) 寬度變異寬度變異精密度精密度 (precision)(precision)：量測系統(tǒng)整個作業(yè)量測范圍內(nèi)：量測系

13、統(tǒng)整個作業(yè)量測范圍內(nèi) ( (尺寸、范圍和時間尺寸、范圍和時間) ) 的分辨力、敏感度和重復(fù)性的的分辨力、敏感度和重復(fù)性的 最終影響。最終影響。1717重復(fù)性重復(fù)性 (repeatability)(repeatability)重復(fù)性重復(fù)性 (repeatability)(repeatability)：又稱量具變異：又稱量具變異 (equipment variation(equipment variation，ev ) ev ) 同一位作業(yè)者，多次同一位作業(yè)者，多次量測相同零件之指定特性時所得的變異。量測相同零件之指定特性時所得的變異。重復(fù)性重復(fù)性參考值參考值1818造成重復(fù)性的可能原因：造成重復(fù)

14、性的可能原因： 零件內(nèi)部零件內(nèi)部( (抽樣樣本抽樣樣本):):形狀、位置、表面亮度、錐度、樣本的一致性形狀、位置、表面亮度、錐度、樣本的一致性零件內(nèi)部零件內(nèi)部: :維修、磨損、設(shè)備或夾具的失效、質(zhì)量或保養(yǎng)不好維修、磨損、設(shè)備或夾具的失效、質(zhì)量或保養(yǎng)不好 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部: :質(zhì)量、等級、磨損質(zhì)量、等級、磨損 方法內(nèi)部方法內(nèi)部: : 作業(yè)準(zhǔn)備、技巧、歸零、固定、夾持、點密度的變異作業(yè)準(zhǔn)備、技巧、歸零、固定、夾持、點密度的變異 評價者內(nèi)部評價者內(nèi)部: : 技巧、位置、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓(xùn)、意識、疲勞技巧、位置、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓(xùn)、意識、疲勞 環(huán)境內(nèi)部環(huán)境內(nèi)部: : 對溫度、濕度、震動、清

15、潔的小幅度波動對溫度、濕度、震動、清潔的小幅度波動 錯誤的假設(shè)錯誤的假設(shè): : 穩(wěn)定，適當(dāng)?shù)牟僮鞣€(wěn)定，適當(dāng)?shù)牟僮?缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或方法，一致性不好缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或方法，一致性不好 量具誤用量具誤用 失真失真( (量具或零件量具或零件) )、缺乏堅固性、缺乏堅固性 應(yīng)用應(yīng)用: : 零件數(shù)量、位置、觀測誤差零件數(shù)量、位置、觀測誤差( (易讀性、視差易讀性、視差) )1919再現(xiàn)性再現(xiàn)性 (reproducibility)(reproducibility)再現(xiàn)性再現(xiàn)性 (reproducibility)(reproducibility)：又稱評價者變異：又稱評價者變異 (appraiser

16、variation, av)(appraiser variation, av)，指不同評價者以相同量具，指不同評價者以相同量具，量測相同產(chǎn)品之特性時，量測平均數(shù)之變異。量測相同產(chǎn)品之特性時，量測平均數(shù)之變異。 再現(xiàn)性再現(xiàn)性評價者評價者a a評價者評價者c c評價者評價者b b2020造成再現(xiàn)性誤差的可能原因：造成再現(xiàn)性誤差的可能原因： 零件之間零件之間 ( (抽樣樣本抽樣樣本) )：使用相同的儀器、操作者和方法量測：使用相同的儀器、操作者和方法量測a a、b b、c c零件類型時的平均差異。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)境下使用儀器之間：在相同零件、操作者和環(huán)境下使用

17、a a、b b、c c儀器量測的平均儀器量測的平均數(shù)的差異。注意：在這種情況下，再現(xiàn)性誤差通常還混有方法和或操數(shù)的差異。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。作者的誤差。 標(biāo)準(zhǔn)之間：在量測過程中，不同的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的平均影響。標(biāo)準(zhǔn)之間：在量測過程中，不同的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的平均影響。 方法之間：由于改變量測點密度、手動或自動系統(tǒng)、歸零、固定或夾方法之間：由于改變量測點密度、手動或自動系統(tǒng)、歸零、固定或夾緊方法等所造成的平均數(shù)差異。緊方法等所造成的平均數(shù)差異。 評價者評價者 ( (操作者操作者) ) 之間：評價者之間：評價者a a、b b、c c之間由于培訓(xùn)、技巧、技能和之間由于培訓(xùn)

18、、技巧、技能和經(jīng)驗所造成的平均數(shù)的差異。推薦在為產(chǎn)品和過程鑒定和使用手動量測經(jīng)驗所造成的平均數(shù)的差異。推薦在為產(chǎn)品和過程鑒定和使用手動量測儀器時使用這種研究方法。儀器時使用這種研究方法。2121造成再現(xiàn)性誤差的可能原因造成再現(xiàn)性誤差的可能原因( (續(xù)續(xù)) )： 環(huán)境之間：在經(jīng)過環(huán)境之間：在經(jīng)過1 1、2 2、3 3等時段所進(jìn)行的測量，由于環(huán)境周期所等時段所進(jìn)行的測量，由于環(huán)境周期所造成的平均數(shù)的差異。這種研究常用在使用高度自動化測量系統(tǒng)造成的平均數(shù)的差異。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。對產(chǎn)品和過程的鑒定。 研究中的假設(shè)有誤。研究中的假設(shè)有誤。 缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或方法

19、。缺乏穩(wěn)健的儀器設(shè)計或方法。 操作者培訓(xùn)的有效性。操作者培訓(xùn)的有效性。 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、觀測誤差應(yīng)用零件數(shù)量、位置、觀測誤差 ( (易讀性、視差易讀性、視差) )。2222量具量具r&rr&r或或grrgrr量具量具r&rr&r或或grrgrr：r&rr&r是結(jié)合重復(fù)性和再現(xiàn)性變異是結(jié)合重復(fù)性和再現(xiàn)性變異 的估計值。的估計值。 2grr=+2重復(fù)性重復(fù)性2再現(xiàn)性再現(xiàn)性2grr2重復(fù)性重復(fù)性2再現(xiàn)性再現(xiàn)性2323敏感性敏感性 (sensitivity)(sensitivity)敏感性敏感性(sensitivity): (sensitivity)

20、: 指能生成一個可檢測到最小的輸出信指能生成一個可檢測到最小的輸出信號。號。影響敏感性的因素：影響敏感性的因素： 一個儀器的衰減能力一個儀器的衰減能力 操作者的技能操作者的技能量測裝置的重復(fù)性量測裝置的重復(fù)性 對于電子或氣動量具，提供無漂移操作的能力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、濕度儀器使用所處的條件，例如：大氣條件、塵土、濕度2424一致性一致性 (consistency)(consistency)一致性一致性(consistency)(consistency)：量測系統(tǒng)隨著時間變化，量：量測系統(tǒng)隨著時間變化，量測變異的差值。測變異的差值

21、。影響一致性的因素：影響一致性的因素： 零件的溫度零件的溫度 電子設(shè)備必要的熱機(jī)電子設(shè)備必要的熱機(jī) 設(shè)備磨損設(shè)備磨損uclucllcllcl平均全距平均全距2525均一性均一性 (uniformity)(uniformity)均一性均一性(uniformity)(uniformity)：是量具整個工作范圍內(nèi)變異的：是量具整個工作范圍內(nèi)變異的差值。差值。影響均一性的因素：影響均一性的因素： 由于位置不同，夾具能允許更小由于位置不同，夾具能允許更小更大的尺寸更大的尺寸 刻度的可讀性不夠刻度的可讀性不夠 讀數(shù)的視差讀數(shù)的視差尺寸尺寸a a尺寸尺寸a a尺寸尺寸b b2626( (三三) )量測系統(tǒng)變

22、異量測系統(tǒng)變異量測系統(tǒng)能力量測系統(tǒng)能力 (capability)(capability)： 是指短期評估中量測系統(tǒng)變異是指短期評估中量測系統(tǒng)變異 ( (隨機(jī)的和系統(tǒng)的隨機(jī)的和系統(tǒng)的) ) 組合組合 的估計值。的估計值。組成要素：組成要素：不準(zhǔn)確的偏倚或線性不準(zhǔn)確的偏倚或線性重復(fù)性或再現(xiàn)性重復(fù)性或再現(xiàn)性 (grr)(grr)，包括短期的一致性。，包括短期的一致性。=+2重復(fù)性重復(fù)性2再現(xiàn)性再現(xiàn)性2grr2能力能力s2grrgrr2偏倚偏倚 ( (線性線性) )2727量測系統(tǒng)性能量測系統(tǒng)性能 (performance)(performance)量測系統(tǒng)性能指組合量測系統(tǒng)變異的長期評估值。量測系統(tǒng)

23、性能指組合量測系統(tǒng)變異的長期評估值。長期變異要素：長期變異要素： 能力能力 ( (短期變異短期變異) ) 穩(wěn)定性和一致性穩(wěn)定性和一致性量測裝置的重復(fù)性量測裝置的重復(fù)性=+穩(wěn)定性穩(wěn)定性2能力能力2性能性能2+一致性一致性22828六、量測不確定性六、量測不確定性 (uncertainty)(uncertainty)不確定性不確定性 (uncertainty) (uncertainty) ：是一個與量測結(jié)果有關(guān)的參數(shù)，：是一個與量測結(jié)果有關(guān)的參數(shù)， 其特性是由于被測物特征所可能合理造成的數(shù)值離散。其特性是由于被測物特征所可能合理造成的數(shù)值離散。再現(xiàn)性再現(xiàn)性重復(fù)性重復(fù)性2 2平行性平行性2 2線性線

24、性2 2穩(wěn)定性穩(wěn)定性2 2校正標(biāo)準(zhǔn)校正標(biāo)準(zhǔn)時間時間2 2產(chǎn)品產(chǎn)品2 2溫度溫度2 2電性改變電性改變2 22 2量測系統(tǒng)量測系統(tǒng)不確定性不確定性2 22 22929量測不確定性量測不確定性 (uncertainty)(uncertainty)計算量測系統(tǒng)不確定性計算量測系統(tǒng)不確定性95%95%之信賴區(qū)間之信賴區(qū)間t = t = 真值真值m=m=量測值量測值t = m t = m 2 2量測系統(tǒng)量測系統(tǒng)不確定性不確定性3030七、量測系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備七、量測系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備1.1.標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) (standard)(standard)：應(yīng)該創(chuàng)建一個可操作的定義，該定義不：應(yīng)該創(chuàng)建一個可操作的定義，該定義

25、不論在供應(yīng)商、顧客或?qū)頃r間上都有相同之含義。論在供應(yīng)商、顧客或?qū)頃r間上都有相同之含義。 用于比較可接受用于比較可接受1.51.5偏倚偏倚 接受的準(zhǔn)則接受的準(zhǔn)則 ( (量具允收條件量具允收條件) ) 在不確定度的指定范圍內(nèi)可接受的已知值。在不確定度的指定范圍內(nèi)可接受的已知值。 參考值參考值 (reference )(reference )3131量測系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備量測系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備( (續(xù)續(xù)) )2.2.基本設(shè)備條件基本設(shè)備條件 (basic equipment)(basic equipment) 分辨力分辨力(discrimination)(discrimination)、分辨率、分辨率

26、(resolution)(resolution)： (1)(1)最小可讀單位。最小可讀單位。 (2)10/1(2)10/1的比例法則的比例法則 有效分辨率有效分辨率 (effective resolution)(effective resolution) (1) (1)特定應(yīng)用條件下，一個量測系統(tǒng)對過程變異的敏感度。特定應(yīng)用條件下，一個量測系統(tǒng)對過程變異的敏感度。 參考值參考值 (reference value)(reference value) (1) (1)某一對象可接受的數(shù)值某一對象可接受的數(shù)值 (2)(2)常被用來替代真值。常被用來替代真值。 真值真值 (true value)(tru

27、e value) (1) (1)某一對象的真實數(shù)值。某一對象的真實數(shù)值。 (2)(2)不可知且無法知道。不可知且無法知道。3232分辨率分辨率( (分辨力分辨力) )：分辨率不足分辨率不足分辨率良好分辨率良好3333八、如何進(jìn)行量測系統(tǒng)分析八、如何進(jìn)行量測系統(tǒng)分析1.1.創(chuàng)建必要之指導(dǎo)書文檔，例如分析指導(dǎo)書等。創(chuàng)建必要之指導(dǎo)書文檔，例如分析指導(dǎo)書等。2.2.創(chuàng)建必要之程序書，以管制所有量測系統(tǒng)維持在正常及最創(chuàng)建必要之程序書，以管制所有量測系統(tǒng)維持在正常及最 佳狀態(tài)。佳狀態(tài)。3.3.須有合格之分析人員，待分析之量具，以及必要之環(huán)境。須有合格之分析人員，待分析之量具，以及必要之環(huán)境。4.4.依據(jù)相

28、關(guān)之指導(dǎo)書運行分析作業(yè)。依據(jù)相關(guān)之指導(dǎo)書運行分析作業(yè)。5.5.搜集足夠之?dāng)?shù)據(jù)，再依據(jù)所使用之分析表單運行分析作搜集足夠之?dāng)?shù)據(jù)，再依據(jù)所使用之分析表單運行分析作 業(yè)。業(yè)。6.6.應(yīng)有分析結(jié)論判定此量測系統(tǒng)是處于可接受、勉強(qiáng)接受或應(yīng)有分析結(jié)論判定此量測系統(tǒng)是處于可接受、勉強(qiáng)接受或 不能接受。不能接受。3434九、量測系統(tǒng)分析九、量測系統(tǒng)分析- -計量值示范：計量值示范：1.1.偏倚示范：偏倚示范： 一個制造工程師對量測設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行分析，一個制造工程師對量測設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行分析，證明該量測系統(tǒng)應(yīng)該沒有線性誤差的考量，所以證明該量測系統(tǒng)應(yīng)該沒有線性誤差的考量，所以該工程師只對偏倚進(jìn)行評價。他在這量測系統(tǒng)范

29、該工程師只對偏倚進(jìn)行評價。他在這量測系統(tǒng)范圍內(nèi)選定了一個零件；并對該零件進(jìn)行量測圍內(nèi)選定了一個零件；并對該零件進(jìn)行量測1515次次來確定它的參考值。來確定它的參考值。3535偏倚數(shù)據(jù)：偏倚數(shù)據(jù)：( (續(xù)續(xù)) )測量次數(shù)測量次數(shù)零件編號零件編號參考值參考值=16.00量測值量測值偏倚偏倚115.8-0.2215.7-0.3315.9-0.1415.9-0.1516.00.0616.10.1716.00.0816.10.1916.40.41016.30.31116.00.01216.10.11316.20.21415.6-0.41516.00.03636偏倚數(shù)值分析：偏倚數(shù)值分析：1.1.計算計算

30、 n n 個讀值的平均數(shù)個讀值的平均數(shù)2.2.計算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差：計算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差： 式中式中d2d2* *可查表得知，可查表得知，g=1g=1，且，且m=nm=nnxixn1ir最大值最大值(xi)-(xi)-最小值最小值(xi)(xi)d2d2* *3737偏倚數(shù)值分析：偏倚數(shù)值分析：3.3.確定偏倚的確定偏倚的t t統(tǒng)計量統(tǒng)計量 (t-statistic)(t-statistic) 偏倚偏倚= =觀測到的平均測量值一參考值觀測到的平均測量值一參考值 t =t =4.4.如果如果0 0落在偏倚值附近落在偏倚值附近95%95%自信度界限內(nèi)，則偏倚在自信度界限內(nèi)，則偏倚在5%5%的的水平水平 上

31、是可接受的。上是可接受的。 偏倚偏倚偏倚偏倚式中，式中，d2d2及及d2d2* *及及v v可從附錄中查到，令可從附錄中查到，令g=1g=1，且，且m=nm=n，tv,1-tv,1-/2/2可以利用標(biāo)準(zhǔn)可以利用標(biāo)準(zhǔn)t t分配查到。分配查到。nrb偏倚偏倚b02122)(tdd/v, *b)(tdd/v , *b21223838偏倚直方圖：偏倚直方圖：( (續(xù)續(xù)) )4 43 32 21 10 0量測值量測值次數(shù)次數(shù)15.615.6 15.715.7 15.815.8 15.915.9 16.016.0 16.116.1 16.216.2 16.316.3 16.416.43939偏倚分析表：偏

32、倚分析表：( (續(xù)續(xù)) )n(m)n(m)平均值，平均值， 標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值，標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值，測量值測量值151516.006716.0067.2120.2120.0547.0547參考值參考值=16.00=16.00， =.05=.05，g=1g=1，d d2 2=3.55=3.55統(tǒng)計的統(tǒng)計的t t值值dfdf顯著的顯著的t t值值(2-(2-有尾數(shù)的有尾數(shù)的) )偏倚偏倚偏倚的偏倚的95%95%置信度置信度下限下限上限上限測量值測量值.1153.115310.810.8.22514.22514.0067.0067-.1107-.1107.1241.1241xrb4040

33、2.2.穩(wěn)定性示范：穩(wěn)定性示范：某工廠為了確定某一新量測儀器的穩(wěn)定性是否為可某工廠為了確定某一新量測儀器的穩(wěn)定性是否為可接受，評價人員選定了接近中間值的一個零件。該接受，評價人員選定了接近中間值的一個零件。該零件被送到了量測實驗室，經(jīng)量測其參考值確定為零件被送到了量測實驗室，經(jīng)量測其參考值確定為6.016.01。評價人員量測該零件。評價人員量測該零件5 5次，共量測了一個月次，共量測了一個月(20(20個小組個小組) )；收集到所有數(shù)據(jù)后，畫出了；收集到所有數(shù)據(jù)后，畫出了&r&r圖。圖。x4141穩(wěn)定性示范：穩(wěn)定性示范：( (續(xù)續(xù)) )ucl=1.010ucl=1.010lcl

34、=0lcl=00.47790.47791.01.00.50.50.00.0樣本全距樣本全距6.36.36.26.26.16.16.06.05.95.95.85.85.75.7ucl=6.267ucl=6.267lcl=5.746lcl=5.7466.0216.0210 010102020樣本平均樣本平均子組子組42421.1.計算零件每次量測的偏倚，以及平均數(shù)。計算零件每次量測的偏倚，以及平均數(shù)。 偏倚偏倚i,j=xi,ji,j=xi,j（參考值）（參考值）2.2.在線性圖上劃出相對參考值的每個偏倚及偏倚平均數(shù)在線性圖上劃出相對參考值的每個偏倚及偏倚平均數(shù)。3.3.計算并劃出最適當(dāng)?shù)木€及該線的

35、自信度區(qū)間。計算并劃出最適當(dāng)?shù)木€及該線的自信度區(qū)間。3.3.線性分析：線性分析：( (圖標(biāo)法圖標(biāo)法) ) m1j偏倚偏倚i,ji,jm m偏倚偏倚i i4343yi=axi+byi=axi+b式中式中xi=xi=參考值，參考值，yiyi偏倚平均數(shù)，偏倚平均數(shù)，而而對一個已知對一個已知x0x0，自信度區(qū)間為：自信度區(qū)間為：線性分析：線性分析：( (圖標(biāo)法圖標(biāo)法) ) 22x)(gm1xy)xgm1(xya斜率斜率(slope)(slope)xayb中心中心22gmyxaybysiiii4444上限：上限：b+ax0b+ax0下限：下限：b+ax0b+ax04.4.劃出偏倚劃出偏倚=0=0的線，并

36、對圖進(jìn)行審查，以觀察是的線，并對圖進(jìn)行審查，以觀察是否存在特殊原因，以及線性是否可接受。否存在特殊原因，以及線性是否可接受。線性分析：線性分析：( (圖標(biāo)法圖標(biāo)法) ) s)x(xi)x(xgm1(t_1/2220/22,1-gms)x(xi)x(xgm1(t1/2220/22,1-gm45455.5.如果偏倚如果偏倚0 0的整個直線都位于自信度區(qū)間以內(nèi)，則的整個直線都位于自信度區(qū)間以內(nèi)，則 該量測系統(tǒng)的線性是可接受。該量測系統(tǒng)的線性是可接受。6.6.若圖標(biāo)法表示線性是可接受的，則以下假設(shè)應(yīng)該為真：若圖標(biāo)法表示線性是可接受的，則以下假設(shè)應(yīng)該為真： h0h0：a=0 a=0 斜率斜率=0=0 如

37、果下式成立，則不能被否定如果下式成立，則不能被否定線性分析：線性分析：( (圖標(biāo)法圖標(biāo)法) ) 2/1 , 22)(gmtxxjsat46467.7.若以上假設(shè)為真，則量測系統(tǒng)對所有參考值具有相同的若以上假設(shè)為真，則量測系統(tǒng)對所有參考值具有相同的偏偏 倚。這個偏倚必為倚。這個偏倚必為0 0，該線性才可被接受。，該線性才可被接受。 h0h0：b=0 b=0 中心（偏倚）中心（偏倚）0 0線性分析：線性分析：( (圖標(biāo)法圖標(biāo)法) ) 2/1 , 222)(1gmtsxxixgmbt4747線性示范：線性示范：某工廠進(jìn)行量測系統(tǒng)線性分析，評價人員挑選某工廠進(jìn)行量測系統(tǒng)線性分析，評價人員挑選 5 5

38、個個不同長度的零件，并量測不同長度的零件，并量測 1010 次，所得觀測值，運次，所得觀測值，運用用 minitab minitab 系統(tǒng)進(jìn)行分析。系統(tǒng)進(jìn)行分析。 minitab： 數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)輸入到 minitab， 使用使用 quality tools gage linearity study 4848線性示范：線性示范：(minitab)(minitab)4949線性示范：線性示范：( (續(xù)續(xù)) )5050線性示范：線性示范：( (續(xù)續(xù)) )5151線性示范：線性示范：( (續(xù)續(xù)) )5252 示范：示范：msamsa搜集數(shù)據(jù)的規(guī)劃搜集數(shù)據(jù)的規(guī)劃 項次項次搜集點搜集點搜集要項搜集要項評

39、估人員評估人員搜集數(shù)量搜集數(shù)量1噴 嘴 封 口噴 嘴 封 口內(nèi)徑大小內(nèi)徑大小33.0 0.5mm張三張三 李四李四王五王五10個個2噴 嘴 封 口噴 嘴 封 口外觀檢驗外觀檢驗外觀檢驗外觀檢驗(毛邊毛邊、刮傷、變形、刮傷、變形)志明志明小寶小寶15個個3容 器 封 口容 器 封 口外側(cè)大小外側(cè)大小32.0 0.5mm張三張三李四李四10個個4噴 嘴 封 口噴 嘴 封 口壓力測試壓力測試5000kg f/cm2 張三張三 李四李四10個個5353零件零件人員人員12345678910a133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.60a233.

40、6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.70b133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.55b233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.50c133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.85c233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.80搜集搜集grrgrr的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)示范：量測系統(tǒng)分析示范：量測系統(tǒng)分析 計量計量 5454示

41、范示范：grrgrr作業(yè)者/量測次數(shù)零 件平均數(shù)123456789101.張三 133.6533.6533.0033.0032.8532.8532.8532.8533.5533.5533.0033.0032.9532.9532.8532.8533.0033.0033.6033.602. 233.6033.6033.0033.0032.8032.8032.9532.9533.4533.4533.0033.0032.9532.9532.8032.8033.0033.0033.7033.703.平均數(shù)33.6333.6333.0033.0032.8332.8332.9032.9033.5033.50

42、33.0033.0032.9532.9532.8332.8333.0033.0033.6533.65 =33.13 =33.134.全距0.050.050.000.000.050.050.100.100.100.100.000.000.000.000.050.050.000.000.100.10ra =0.05ra =0.055.李四 133.5533.5533.0533.0532.8032.8032.8032.8033.4033.4033.0033.0032.9532.9532.7532.7533.0033.0033.5533.556. 233.5533.5532.9532.9532.753

43、2.7532.7532.7533.4033.4033.0533.0532.9032.9032.7032.7032.9532.9533.5033.507.平均數(shù)33.5533.5533.0033.0032.7832.7832.7832.7833.4033.4033.0333.0332.9332.9332.7332.7332.9832.9833.5333.53 =33.07 =33.078.全距0.000.000.100.100.050.050.050.05.00.000.050.050.050.050.050.050.050.050.050.05rb =0.04rb =0.049.王五 133.

44、5033.5033.0533.0532.8032.8032.8032.8033.4033.4033.0033.0032.9532.9532.8032.8033.0533.0533.8533.8510. 233.5533.5533.0033.0032.8032.8032.8032.8033.5033.5033.0533.0532.9532.9532.8032.8033.0533.0533.8033.8011.平均數(shù)33.5333.5333.0333.0332.8032.8032.8032.8033.4533.4533.0333.0332.9532.9532.8032.8033.0533.0533

45、.8333.83 =33.13 =33.1312.全距0.050.050.050.050.000.000.000.000.100.100.050.050.000.000.000.000.000.000.050.05rc =0.03rc =0.0313.零件平均數(shù)33.5733.5733.0133.0132.8032.8032.8332.8333.4533.4533.0233.0232.9432.9432.7832.7833.0133.0133.6733.67rp=0.89rp=0.8914.公式：0.05+0.04+0.03/作業(yè)者人數(shù)= = 0.040 = 0.040量具再現(xiàn)性及再生性數(shù)據(jù)表

46、量具再現(xiàn)性及再生性數(shù)據(jù)表 頁數(shù)頁數(shù) : 1 /2: 1 /2零件件名：零件件名：瓶嘴封口瓶嘴封口量具名稱：量具名稱：作成日期：作成日期：零件件號：零件件號：量具編號：量具編號：#001#001作成單位：作成單位：特性：特性：內(nèi)徑尺寸內(nèi)徑尺寸量具精度：量具精度：作成者：作成者：規(guī)格：規(guī)格：32.533.5mm32.533.5mm量具范圍：量具范圍：審查者：審查者：abcxrrrx5555零件件名：瓶嘴封口零件件名：瓶嘴封口零件件號：零件件號：特性：特性： 重量重量規(guī)格：規(guī)格： 32.533.5mm 32.533.5mm 由數(shù)據(jù)表得：由數(shù)據(jù)表得： r 0.04 xdiff= 0.060 r 0.0

47、4 xdiff= 0.060 rp=0.89rp=0.89公式：公式：%av = 100 av/tv%av = 100 av/tv %av = %av = 10.79% 10.79% n = n = 零件數(shù)零件數(shù) r = r = 量測次數(shù)量測次數(shù) 再現(xiàn)性再現(xiàn)性作業(yè)者變異（作業(yè)者變異（avav）公式：公式：av =av = n = 10 n = 10 r = 2 r = 2 av = 0.0304 av = 0.0304公式：公式：%ev = 100 ev/tv%ev = 100 ev/tv %ev = %ev = 12.59% 12.59% 重復(fù)性重復(fù)性設(shè)備變異（設(shè)備變異（evev）公式：公式

48、：ev =rev =r* * k1 k1 ev =0.0355 ev =0.0355 制程變異制程變異量測單元分析量測單元分析量測次數(shù)量測次數(shù)k1k12 23 30.88620.88620.59080.5908作業(yè)者人數(shù)作業(yè)者人數(shù)2 23 3k2k20.7070.7071 10.5230.5231 1/nr)/nr)( () )k k(xdiff(xdiffev222量具重復(fù)性及再現(xiàn)性報告量具重復(fù)性及再現(xiàn)性報告量具名稱：量具名稱：量具編號：量具編號： #001#001量具精度：量具精度：量具范圍：量具范圍：作成日期：作成日期：作成單位：作成單位：作作 成成 者：者：審審 審審 查：查：5656

49、 全變異（全變異（tvtv） 公式：公式：tv =tv = tv= 0.2839 tv= 0.2839 公式：公式：%pv=100pv/tv%pv=100pv/tv pv =98.62%pv =98.62%公式：公式：ndc=1.41pv/grr ndc=1.41pv/grr ndc=8.3978 ndc=8.3978 零件變異（零件變異（pvpv） 公式：公式：pv=rppv=rp* *k3k3 pv= 0.2800 pv= 0.2800 公式：公式：%r&r=100grr/tv%r&r=100grr/tv %r&r = 16.58%r&r = 16.58%

50、重復(fù)性重復(fù)性& &再現(xiàn)性（再現(xiàn)性（grrgrr） 公式：公式：grr=grr= grr= 0.04668grr= 0.04668 制程變異制程變異量測單元分析量測單元分析 avav(ev(ev220.70710.70710.52310.52310.44670.44670.40300.40300.37420.37420.35340.35340.33750.33750.32490.32490.31460.31462 23 34 45 56 67 78 89 91010k3k3零件數(shù)零件數(shù)全部的計算是基于全部的計算是基于5.155.15標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差()()的預(yù)側(cè)，（在常態(tài)分配曲線下的

51、預(yù)側(cè)，（在常態(tài)分配曲線下99%99%的面積）的面積）(5.15/d2(5.15/d2）是由量測次數(shù)）是由量測次數(shù)(m)(m)及零件數(shù)乘以作業(yè)者人數(shù)及零件數(shù)乘以作業(yè)者人數(shù)(g)(g)而決定，此處假設(shè)而決定，此處假設(shè)(g)(g)大于大于1515avav如果在開平方根符號下，其計算值為負(fù)值，則做業(yè)者變異設(shè)置為如果在開平方根符號下，其計算值為負(fù)值，則做業(yè)者變異設(shè)置為0(0)0(0)(5.15/ d2 )(5.15/ d2 )是由作業(yè)者人數(shù)是由作業(yè)者人數(shù)(m)(m)及及(g)(g)而決定，因只計算一個全距故而決定，因只計算一個全距故(g)(g)1 1(5.15/ d2 )(5.15/ d2 )是由零件數(shù)

52、是由零件數(shù)(m)(m)及及(g)(g)而決定，因只計算一個全距故而決定，因只計算一個全距故(g)(g)1 1取自取自a.j.duncana.j.duncan所著所著quality control and industrid statisticsquality control and industrid statistics之表之表3 3量具重復(fù)性及再現(xiàn)性報告量具重復(fù)性及再現(xiàn)性報告pvpvgrrgrr225757minitabminitab：數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)輸入到minitabminitab，使用使用quality tools gage r&r quality tools gage r&a

53、mp;r study study 示范：量測系統(tǒng)分析計量示范：量測系統(tǒng)分析計量 5858minitabminitab： 選擇選擇xbar and rxbar and r的分析的分析試選擇試選擇anovaanova的分析方式，會有何差異？的分析方式，會有何差異？study variation study variation 設(shè)為設(shè)為5.155.15，是以正態(tài)分布曲線下，是以正態(tài)分布曲線下 99% 99% 的機(jī)率為基礎(chǔ)。的機(jī)率為基礎(chǔ)。示范：量測系統(tǒng)分析計量示范：量測系統(tǒng)分析計量 5959gage r&r study - xbar/r methodgage r&r study - x

54、bar/r methodgage r&r for measuresgage r&r for measures %contribution%contribution source source variance (of variance) variance (of variance) total gage r&r total gage r&r 2.18e-03 2.75 2.18e-03 2.75 repeatability repeatability 1.26e-03 1.58 1.26e-03 1.58 reproducibility reproducibil

55、ity 9.24e-04 1.16 9.24e-04 1.16 part-to-part 7.72e-02 97.25 part-to-part 7.72e-02 97.25 total variation 7.93e-02 100.00 total variation 7.93e-02 100.00 stddev study var %study var stddev study var %study varsource (sd) (5.15source (sd) (5.15* *sd) (%sv) sd) (%sv) total gage r&r 0.046706 0.24053

56、16.58 total gage r&r 0.046706 0.24053 16.58 repeatability 0.035461 0.18262 12.59 repeatability 0.035461 0.18262 12.59 reproducibility 0.030396 0.15654 10.79 reproducibility 0.030396 0.15654 10.79 part-to-part 0.277778 1.43056 98.62 part-to-part 0.277778 1.43056 98.62 total variation 0.281677 1.4

57、5064 100.00 total variation 0.281677 1.45064 100.00 minitab:minitab:分析的結(jié)果分析的結(jié)果示范：量測系統(tǒng)分析計量示范：量測系統(tǒng)分析計量 6060minitabminitab：分析的結(jié)果分析的結(jié)果示范：量測系統(tǒng)分析計量示范：量測系統(tǒng)分析計量 6161十、量具重復(fù)性與再現(xiàn)性之比較十、量具重復(fù)性與再現(xiàn)性之比較1.1.重復(fù)性再現(xiàn)性。重復(fù)性再現(xiàn)性。 (1) (1) 量測儀器需加以保養(yǎng)。量測儀器需加以保養(yǎng)。 (2) (2) 產(chǎn)品之變異出現(xiàn)異常。產(chǎn)品之變異出現(xiàn)異常。 (3) (3) 量具之夾緊或定位（量具之夾緊或定位（offsetoffset

58、）不一致。）不一致。2.2.再現(xiàn)性重復(fù)性。再現(xiàn)性重復(fù)性。 (1) (1) 量具之校正未落實。量具之校正未落實。 (2) (2) 作業(yè)者對量具使用不熟。作業(yè)者對量具使用不熟。 (3) (3) 可能需要輔助儀器協(xié)助作業(yè)者使用量具。可能需要輔助儀器協(xié)助作業(yè)者使用量具。6262量具再現(xiàn)性與再生性的判定量具再現(xiàn)性與再生性的判定 1.1.數(shù)值數(shù)值10%10%表示該量具系統(tǒng)可接受。表示該量具系統(tǒng)可接受。2.10% 2.10% 數(shù)值數(shù)值 30% 30%表示該量具系統(tǒng)可接受或表示該量具系統(tǒng)可接受或不接受，決定于該量具系不接受，決定于該量具系統(tǒng)之重要性、修理所需之統(tǒng)之重要性、修理所需之費用等因素。費用等因素。3.

59、3.數(shù)值數(shù)值 30% 30%表示該量具系統(tǒng)不能接受表示該量具系統(tǒng)不能接受，須予以改進(jìn)。，須予以改進(jìn)。十一、量測系統(tǒng)分析判定計量值十一、量測系統(tǒng)分析判定計量值 6363attribute gage r&r (計數(shù)值計數(shù)值) )n計數(shù)值的重複性和再現(xiàn)性可以採用以下二種方法：計數(shù)值的重複性和再現(xiàn)性可以採用以下二種方法：l假設(shè)檢定分析假設(shè)檢定分析(hypothesis test analysis)n1. kappa判定準(zhǔn)則判定準(zhǔn)則n2. 有效性判定準(zhǔn)則有效性判定準(zhǔn)則l信號偵測理論信號偵測理論(signal detection theory) 6464n 使用時機(jī)：使用時機(jī)：l分辨好分辨好/ /壞（壞（go / no-gogo / no-go