TS16949MSAtrainingmaterialsRev31

1、測(cè)量系統(tǒng)分析Measurement Systems AnalysisMSAThird EditionTraining Material目 錄0.ISO/TS16949與MSA 第一章 測(cè)量系統(tǒng)總指南1.1引言、目的和術(shù)語(yǔ) 引言 測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量目的 術(shù)語(yǔ) 標(biāo)準(zhǔn)的傳遞1.2測(cè)量過(guò)程測(cè)量過(guò)程測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性變差的來(lái)源測(cè)量系統(tǒng)變差的影響1.3測(cè)量問(wèn)題第二章 用于評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)的基本概念2.1測(cè)量系統(tǒng)評(píng)定的兩個(gè)階段2.2測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備2.3結(jié)果分析第三章 對(duì)簡(jiǎn)單測(cè)量系統(tǒng)的推薦實(shí)施辦法3.1計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究指南3.2計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究附錄1 變差源矩陣附錄2 測(cè)量系統(tǒng)分析時(shí)機(jī)附錄A 表0.ISO/

2、TS16949與MSA要求條文ISO/TS16949 技術(shù)規(guī)范 · 為分析當(dāng)前的各種測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的變差，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)研究。此要求應(yīng)用于控制計(jì)劃中提及的測(cè)量系統(tǒng)。· 所有的分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與測(cè)量系統(tǒng)分析參考手冊(cè)一致。(如：偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性研究)。如經(jīng)顧客批準(zhǔn)，也可采用其它分析方法及接受準(zhǔn)則。條文解釋· 對(duì)控制計(jì)劃中列入的測(cè)量系統(tǒng)要進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。· 分析變差為偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性研究；· 測(cè)量分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與測(cè)量系統(tǒng)分析參考手冊(cè)一致。· 經(jīng)顧客批準(zhǔn)，可以采用其它方法及接受準(zhǔn)則

3、。為什么要做MSA· PPAP手冊(cè)中規(guī)定：1）I.初始過(guò)程研究：為了了解測(cè)量誤差是如何影響被研究的測(cè)量值，供方必須進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。2）新的或改進(jìn)的量具、測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)參考MSA手冊(cè)進(jìn)行變差研究。· APQP手冊(cè)中，MSA為“產(chǎn)品/過(guò)程確認(rèn)”階段的輸出之一。· SPC手冊(cè)指出MSA是控制圖必需的準(zhǔn)備工作。第一章 測(cè)量系統(tǒng)總指南1.1 引言、目的和術(shù)語(yǔ)引言1) 測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用比以前更多、更廣泛。例如:現(xiàn)在,是否對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行調(diào)整的決定通常以測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。2) 測(cè)量數(shù)據(jù)的另一個(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。3) 應(yīng)用以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的方法，很大程度

4、上決定于所用數(shù)據(jù)的質(zhì)量，必須把注意力集中在數(shù)據(jù)的質(zhì)量上。4) 本手冊(cè)的方法適用于可重復(fù)測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量1) 數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)· 數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于從處于穩(wěn)定條件下進(jìn)行操作的測(cè)量系統(tǒng)中，多次測(cè)量的統(tǒng)計(jì)特性。測(cè)量結(jié)果與“真”值的差越小越好。· 通常用來(lái)描述測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特性是某測(cè)量系統(tǒng)的偏倚(bias)及變差(variance)。2) 計(jì)量型數(shù)據(jù)的質(zhì)量· 均值與真值(基準(zhǔn)值)之差。· 變差大小。3) 計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)的質(zhì)量· 對(duì)產(chǎn)品特性產(chǎn)生錯(cuò)誤分級(jí)的概率。4) 可以用精密度和準(zhǔn)確度來(lái)表示數(shù)據(jù)的質(zhì)量。· 精密度：指多次重復(fù)測(cè)量同一個(gè)特性時(shí)各測(cè)

5、量值之間彼此相符合的程度，它表示測(cè)量過(guò)程中隨機(jī)誤差的大小，常用標(biāo)準(zhǔn)差表示。· 準(zhǔn)確度：指多次測(cè)量的平均值與直值相符合的程度，它表征測(cè)量系統(tǒng)中系統(tǒng)誤差的大小，常用絕對(duì)誤差表示，即就是偏倚。· 精密度與準(zhǔn)確度分別對(duì)應(yīng)著變差與偏倚。目的1) 本手冊(cè)MSA的方法，主要用于工業(yè)界的測(cè)量系統(tǒng)。2) 不作為所有測(cè)量系統(tǒng)分析的概念，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)。術(shù)語(yǔ)1) 測(cè)量(Measurement)：賦值給具體事物,以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。2) 量具(Gage)：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來(lái)特指用在工廠現(xiàn)場(chǎng)的裝置；包括通/止規(guī)（go/no device）。

6、3) 測(cè)量過(guò)程(Measurement process)：賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程。人設(shè)備材料測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)方法環(huán)境輸入輸出圖114) 測(cè)量系統(tǒng)(Measurement system)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件及操作人員的集合，用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)具備的特性：· 處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，即只存在變差的普通原因。· 測(cè)量系統(tǒng)的變異性(Variability)小于過(guò)程變異性。· 測(cè)量系統(tǒng)的變異性小于技術(shù)規(guī)范界限。· 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。· 當(dāng)被測(cè)項(xiàng)目變化時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)

7、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。5) 標(biāo)準(zhǔn)(Standard)· 用于比較的可接受偏倚· 接收的準(zhǔn)則· 一已知的值,在不確定度(uncertainty)的指定范圍內(nèi),被接受而為一真值(true value)· 參考值(reference value)6) 分辨力（Discrimination）、解析度(Resolution)· 別名:最小可讀單位、測(cè)量分辨率、最小刻度極限· 由設(shè)計(jì)所確定的固有特征· 一個(gè)儀器測(cè)量的最小刻度單位· 通常被顯示為測(cè)量單位7) 參考值(reference value)&#

8、183; 某一個(gè)物品的可接受數(shù)的值· 常被用來(lái)替代真值使用8) 位置變差(Location variation)類型定義圖示準(zhǔn)確度(Accurace)· 與真值或可接受的參考值“接近”的程度。偏倚Bias· 是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與參考值的差值。· 是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成。· 其中基準(zhǔn)值可以通過(guò)更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值來(lái)確認(rèn)。偏倚參考值測(cè)量系統(tǒng)的平均值穩(wěn)定性Stability· 隨時(shí)間變化的偏倚值。· 一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量過(guò)程在位置方面是處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)。· 別名:漂移(drift)。時(shí)間線性Lin

9、earity· 在量具正常工作量程內(nèi)的偏倚值的差值。· 多個(gè)獨(dú)立的偏倚誤差在量具工作量程內(nèi)的關(guān)系。· 是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成。無(wú)偏倚基準(zhǔn)值觀測(cè)的平均值9) 寬度變差(Width variation)類型定義圖示精確度(Precision)· 每個(gè)重復(fù)讀數(shù)之間的“接近”程度。· 是測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差所構(gòu)成。重復(fù)性Repeatability· 同一評(píng)價(jià)人，使用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得測(cè)量值變差。· 是在固定的和已定義的測(cè)量條件下,連續(xù)(短期內(nèi))多次測(cè)量中的變差。· 通常被稱為EV設(shè)備變差(Eq

10、uipment Variation)· 設(shè)備(量具)能力或潛能。· 系統(tǒng)內(nèi)部變差。重復(fù)性再現(xiàn)性Reproducibility· 不同評(píng)價(jià)人使用相同的測(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。· 在對(duì)產(chǎn)品和過(guò)程進(jìn)行鑒定時(shí),誤差可能是評(píng)價(jià)人、環(huán)境(時(shí)間)、或方法。· 通常被稱為AV評(píng)價(jià)人變差(Appraiser Variation)。· 系統(tǒng)之間(條件)的變差再現(xiàn)性操作者C操作者B操作者AGRR(或量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性)(Gage R&R)· 量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性:測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性聯(lián)合估計(jì)值·

11、測(cè)量系統(tǒng)的能力:取決于所用的方法,可能包括或不包括時(shí)間的影響再現(xiàn)性參考值CBA測(cè)量系統(tǒng)能力(Measurement System Capability)· 測(cè)量系統(tǒng)變差的短期估計(jì)值(例:“GRR”,包括圖表法)測(cè)量系統(tǒng)性能(Measurement System Performence)· 測(cè)量系統(tǒng)變差的長(zhǎng)期估計(jì)值(例:長(zhǎng)期控制圖法)10) 測(cè)量系統(tǒng)變差(System Variation)測(cè)量系統(tǒng)的變差可分類為:· 能力(Capability):短期內(nèi)讀數(shù)的變化量。· 性能(Performance):長(zhǎng)期讀數(shù)的變化量,以總變差(Total variatio

12、n)為基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)的傳遞1) 標(biāo)準(zhǔn)傳遞等級(jí)系統(tǒng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室國(guó)家認(rèn)可的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)企業(yè)的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備制造廠國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)公司標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果圖12標(biāo)準(zhǔn)的傳遞2) 追溯性：通過(guò)應(yīng)用連接標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)體系的適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)程序，使單個(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。3) 校準(zhǔn)程序：用來(lái)傳遞測(cè)量的程序。1.2 測(cè)量過(guò)程 測(cè)量過(guò)程1) 一般過(guò)程 操作 輸入 輸出2) 測(cè)量過(guò)程 分析 測(cè)量被管理的過(guò)程 決定 數(shù)值· 測(cè)量和分析活動(dòng)是一個(gè)過(guò)程測(cè)量過(guò)程· 測(cè)量：通過(guò)與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)相比較來(lái)確定用多少單位(英寸、克等)來(lái)描述一個(gè)零件的過(guò)程。測(cè)量結(jié)果由一個(gè)數(shù)字和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量單位構(gòu)

13、成。測(cè)量結(jié)果是測(cè)量過(guò)程的輸出。· 應(yīng)將測(cè)量看成一個(gè)制造過(guò)程，它產(chǎn)生數(shù)據(jù)作為輸出。測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性1) 一個(gè)理想的測(cè)量系統(tǒng)是每次使用時(shí)均能產(chǎn)生“正確的”測(cè)量結(jié)果,每個(gè)測(cè)量都會(huì)遵循某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。能夠產(chǎn)生這樣的測(cè)量結(jié)果的測(cè)量系統(tǒng)被稱為具有如下的統(tǒng)計(jì)特性:零變差、零偏倚,及對(duì)其所測(cè)量的產(chǎn)品被錯(cuò)誤分析的可能性為零。2) 盡管每個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可能被要求具有不同的統(tǒng)計(jì)特性,有一些基本的特性來(lái)定義一個(gè)“好”的測(cè)量系統(tǒng),包括:· 具有足夠的分辨力和敏感度。測(cè)量的增量(increment)應(yīng)該小于相應(yīng)的過(guò)程變差或規(guī)范限值(specification limit) 的較小者。通常被稱為10比1規(guī)則,也

14、就是說(shuō)儀器的分辨力應(yīng)該能將公差(或過(guò)程變差)劃分為10等份或者更多。· 測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)。這意味著在重復(fù)測(cè)量條件下,測(cè)量系統(tǒng)中的變差只能由普通原因(common cause)造成,而不能由特殊原因(special cause)造成。這種情況下可稱之為具有統(tǒng)計(jì)的穩(wěn)定性,并且可以通過(guò)控制圖法進(jìn)行評(píng)價(jià)。· 為了產(chǎn)品控制,測(cè)量系統(tǒng)的變差必須小于規(guī)范限值。· 為了過(guò)程控制測(cè)量系統(tǒng)的變差應(yīng)該能證明具有有效的分辨率（解析度）,并且小于制造過(guò)程的變差。· 測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性隨著被測(cè)量的項(xiàng)目不同可能會(huì)發(fā)生變化時(shí),測(cè)量系統(tǒng)最大(最壞)的變差必須小于過(guò)程變差或規(guī)范限

15、值的較小者。變差的來(lái)源1) 與所有過(guò)程類似,測(cè)量系統(tǒng)受到變差的隨機(jī)原因和系統(tǒng)原因的影響,這些變差的來(lái)源是由于普通原因和特殊原因造成的,為了控制測(cè)量系統(tǒng)的變差:· 識(shí)別潛在的變差來(lái)源。· 消除(如有可能)或監(jiān)控這些變差的來(lái)源。2) S.W.I.P.E分別代表標(biāo)準(zhǔn)、工作件、儀器、人和程序、環(huán)境的影響因素,作為整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的誤差模型測(cè)量數(shù)據(jù)變差來(lái)源儀器：精度、校準(zhǔn)、讀數(shù)系統(tǒng)等工作件：本身波動(dòng)、溫度、濕度等人(評(píng)價(jià)人)：方法、經(jīng)驗(yàn)、技能、讀數(shù)、體力、精神狀態(tài)、判斷力等標(biāo)準(zhǔn)：校準(zhǔn)、可追溯性等測(cè)量程序：適當(dāng)性等環(huán)境：溫度、濕度、振動(dòng)、光線、輻射、電磁、防靜電等測(cè)量系統(tǒng)變差的影響1) 由

16、于測(cè)量系統(tǒng)會(huì)被不同的變差來(lái)源影響,相同零件的重復(fù)讀數(shù)不會(huì)有相同的結(jié)果,每個(gè)讀值之間不同是因?yàn)槠胀ê吞厥庠蜃儾钤斐傻摹?) 對(duì)測(cè)量系統(tǒng)變差的不同變差來(lái)源影響應(yīng)該進(jìn)行短期和長(zhǎng)期的評(píng)價(jià)。3) 由于我們是用測(cè)量系統(tǒng)的輸出來(lái)對(duì)某產(chǎn)品和過(guò)程作出決策,這所有變差來(lái)源的累積后果通常被稱為測(cè)量系統(tǒng)誤差。4) 對(duì)決策的影響:· 測(cè)量一個(gè)零件后,一般來(lái)說(shuō),可以用來(lái)確定該零件是否可接受(在規(guī)范內(nèi))或不可接受(超出規(guī)范)。5) 對(duì)產(chǎn)品決策的影響:· 為了更好的理解測(cè)量系統(tǒng)誤差對(duì)產(chǎn)品決策的影響,考慮的案例是假設(shè)對(duì)某一個(gè)單一零件的多次讀數(shù)的所有變差是由于量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性引起的。也就是說(shuō),測(cè)量過(guò)程處

17、于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài),并且零偏倚量。· 任何零件的測(cè)量分布區(qū)域與規(guī)范限值重迭時(shí),可能做出錯(cuò)誤的決定。例如,如果出現(xiàn)以下情況,一個(gè)好的零件有時(shí)會(huì)被稱為“壞”的(第類誤差)：LSLUSL或者如果出現(xiàn)以下情況,一個(gè)壞的零件有時(shí)會(huì)被稱為“好”的(第類誤差)：LSLUSL或者· ,考慮到規(guī)范限值,只要當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)誤差與規(guī)范限值相交時(shí)，可能發(fā)生潛在的錯(cuò)誤決定。以下提出三個(gè)明顯的區(qū)域:目標(biāo)USLLSL圖中:第類區(qū): 壞零件永遠(yuǎn)被稱為壞零件第類區(qū): 可能做出潛在的錯(cuò)誤決定第類區(qū): 好零件永遠(yuǎn)是好零件· 目標(biāo)是盡可能地對(duì)產(chǎn)品狀態(tài)做出正確的決定,有以下兩個(gè)選擇:a)改進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程:減少過(guò)程變差

18、,不會(huì)生產(chǎn)出落在區(qū)域的產(chǎn)品。b)改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng):減少測(cè)量系統(tǒng)誤差,以減低區(qū)域的產(chǎn)品,這樣,生產(chǎn)出的所有產(chǎn)品全部落在區(qū)域內(nèi),且就能減少做出錯(cuò)誤決定的風(fēng)險(xiǎn)。6) 對(duì)過(guò)程決策的影響· 如上所述測(cè)量誤差可能造成對(duì)產(chǎn)品的錯(cuò)誤決定。同樣測(cè)量誤差對(duì)過(guò)程決定的影響如下:a)將普通原因識(shí)別為特殊原因b)將特殊原因識(shí)別為普通原因· 測(cè)量系統(tǒng)變差能影響對(duì)于一個(gè)過(guò)程的穩(wěn)定性的決定。實(shí)際的與觀測(cè)到的過(guò)程變差之間的基本相互關(guān)系為:=其中:觀測(cè)到的過(guò)程變差值實(shí)際的過(guò)程變差測(cè)量系統(tǒng)的變差· 能力指數(shù)由下式計(jì)算:=公差范圍6將上述公式進(jìn)行替換可以得出觀察過(guò)程能力指數(shù)與實(shí)施過(guò)程能力指數(shù)之間的關(guān)系如下:

19、(Cp)-2觀 = (Cp)-2實(shí) + (Cp)-2測(cè)觀察到的過(guò)程能力結(jié)合了實(shí)際過(guò)程能力加上測(cè)量過(guò)程造成的誤差。所以要達(dá)到某一特定的過(guò)程能力目標(biāo),需要考慮測(cè)量變差中的因素。7) 新過(guò)程的接受· 當(dāng)(較高分辨力)測(cè)量系統(tǒng)被使用在驗(yàn)收期間,其GRR為10%,且實(shí)際過(guò)程Cp為2.0,那么在驗(yàn)收期間觀察到的Cp值將為1.96。當(dāng)這過(guò)程是在生產(chǎn)場(chǎng)地使用生產(chǎn)用的量具來(lái)研究時(shí),會(huì)觀察到更大的變差(較小的Cp值),例如,如果測(cè)量系統(tǒng)的GRR為30%,而實(shí)際過(guò)程Cp還是2.0,則觀察到的過(guò)程能力Cp值將為1.71。觀察到的Cp值由1.96到1.71之間的區(qū)別就是由測(cè)量系統(tǒng)的不同所造成的。實(shí)際的過(guò)程變差

20、觀察到的過(guò)程變差生產(chǎn)用量具的變差生產(chǎn)用量具的變差1.3測(cè)量問(wèn)題評(píng)估一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)基本問(wèn)題1) 測(cè)量系統(tǒng)必須證明有足夠的分辨力· 是否有足夠的分辨力？選擇測(cè)量系統(tǒng)的基本開(kāi)始點(diǎn)是由設(shè)計(jì)所決定的分辨力(或等級(jí))。通常應(yīng)用10:1的原則,也就是說(shuō),儀器的的分辨力應(yīng)該把公差(或過(guò)程變差)細(xì)分為十分之一或更多。2) 測(cè)量系統(tǒng)是否穩(wěn)定？· 在重復(fù)性狀態(tài)下測(cè)量系統(tǒng)變差有普通原因而不是由特殊原因產(chǎn)生。3) 統(tǒng)計(jì)的特性(誤差)要一直保持在期望的范圍內(nèi),并且足以滿足測(cè)量的目的(產(chǎn)品控制或過(guò)程控制。 測(cè)量系統(tǒng)變差的類型1) 測(cè)量系統(tǒng)變差可分為五類:偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性、穩(wěn)定性和線形。2) 測(cè)量

21、系統(tǒng)研究可提供:· 接受一新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則。· 一個(gè)測(cè)量裝置與另一個(gè)測(cè)量裝置的比較。· 評(píng)價(jià)一個(gè)疑似不充分量具的依據(jù)。· 測(cè)量設(shè)備 維修前后的比較。· 為計(jì)算過(guò)程變差以及生產(chǎn)過(guò)程可接受程度的必要構(gòu)成元素。· 描繪量具性能曲線(Gage Performance Curve,GPC)必要的信息。量具性能曲線是指接受某一零件真值的概率。分辨力和過(guò)程分布的區(qū)別分類數(shù)1) 分辨力(Discrimination):是指一測(cè)量?jī)x器能夠檢測(cè)并真實(shí)地顯示相對(duì)于參考值的變化量。· 通常也被稱為解析度。· 測(cè)量的能力通常是某一測(cè)量?jī)x器上

22、最小刻度的值，如果儀器的刻度較“粗略”，則可以使用刻度值的一半作為解析度。· 10:1規(guī)則解釋為:測(cè)量設(shè)備要能分辯出過(guò)程變差或規(guī)范公差較小者的至少十分之一以上。2) 過(guò)程分布的數(shù)據(jù)分級(jí)對(duì)控制與分析活動(dòng)的影響· 如果測(cè)量系統(tǒng)的分辨力不能檢測(cè)到過(guò)程的變差,則用于過(guò)程分析是不可接受的；· 如果不能檢測(cè)出特殊原因的變差,則用于過(guò)程控制是不可接受的(見(jiàn)圖1-3)一組數(shù)據(jù)分類2-4組數(shù)據(jù)分類五或更多組數(shù)據(jù)分類分類數(shù)控制只有下列條件才可用于控制：· 與規(guī)范相比過(guò)程變差較小· 預(yù)期過(guò)程變差上的損失函數(shù)很平緩· 過(guò)程變差的主要原因?qū)е戮灯品治?#1

23、83; 對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)估計(jì)不可接受· 只能表明過(guò)程是否正在產(chǎn)生合格零件· 依據(jù)過(guò)程分布可用半計(jì)量控制技術(shù)· 可產(chǎn)生不敏感的計(jì)量控制圖· 一般來(lái)講對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)的估計(jì)不可接受· 只提供粗劣的估計(jì)· 可用于計(jì)量控制圖· 建議使用圖13過(guò)程分布的區(qū)別分類數(shù)對(duì)控制與分析活動(dòng)的影響3) 不可接受的分辨力在控制圖中的表現(xiàn)· 不可接受的分辨力可能會(huì)在極差圖上出現(xiàn)。圖14是包含了從相同數(shù)據(jù)中取得的兩組控制圖?？刂茍D(a)顯示精確至千分之一英寸的原始測(cè)量值；控制圖(b)顯示精確至百分之一英寸的原始測(cè)量值是四舍五入的。由于人為的緊

24、縮限制, 控制圖(b)顯示是失控的；這四舍五入的零極差超越了描述一產(chǎn)品的子組變差的象征。· 不適合的分辨力可通過(guò)過(guò)程變差的SPC極差圖顯示出來(lái)。尤其是當(dāng)極差圖中顯示可能只有一、二或三個(gè)極差值在控制限值內(nèi)時(shí)，這種測(cè)量正是分辨力不足情況下進(jìn)行的結(jié)果。· 另外,如果極差圖顯示可能4個(gè)極差值在控制限值內(nèi)且超過(guò)四分之一以上的極差為零，則該測(cè)量也是在分辨力不足情況下進(jìn)行的。· 為了得到足夠的分辨力，建議的可視解析度是總過(guò)程的6（標(biāo)準(zhǔn)偏差）的十分之一，即6/10，以取代傳統(tǒng)上設(shè)定可視解析度最多為公差范圍的十分之一的規(guī)則。圖1-4 過(guò)程控制圖 測(cè)量過(guò)程變差的定義和潛在的影響原因圖

25、1-5 測(cè)量過(guò)程變差的特性位置變差1) 準(zhǔn)確度(Accuracy)· 指一個(gè)或多個(gè)測(cè)量結(jié)果的平均值與一個(gè)參考值之間一致的接近程度。· 準(zhǔn)確度通常與偏倚互用。2) 偏倚(Bias)· 偏倚是指對(duì)相同零件上同一特性的觀測(cè)平均值與真值(參考值)的差異。 · 偏倚是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。· 造成過(guò)大的偏倚的可能原因有：a) 儀器需要校準(zhǔn)b) 儀器、設(shè)備或夾具磨損c) 基準(zhǔn)的磨損或損壞d) 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)e) 儀器質(zhì)量不良f) 線性誤差g) 使用了錯(cuò)誤的量具h(yuǎn)) 不同的測(cè)量方法i) 測(cè)量的特性不對(duì)j) 量具或零件變形k) 環(huán)境溫度、濕度、震動(dòng)等l) 應(yīng)用零件

26、數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差3) 穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性(或漂移)是指經(jīng)過(guò)一段長(zhǎng)期時(shí)間下,用相同的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)同一基準(zhǔn)或零件的同一特性進(jìn)行測(cè)量所獲得的總變差。也就是說(shuō),穩(wěn)定性是整個(gè)時(shí)間的偏倚變化。造成穩(wěn)定性的可能因素有：· 儀器需要校準(zhǔn)· 儀器、設(shè)備或夾具的磨損· 正常的老化或損壞· 維護(hù)保養(yǎng)不好· 基準(zhǔn)的磨損或損壞· 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)· 儀器質(zhì)量不好· 儀器設(shè)計(jì)本身問(wèn)題· 不同的測(cè)量方法· 量具或零件變形· 環(huán)境 溫度、濕度、震動(dòng)等· 應(yīng)用 零件數(shù)量、位置、

27、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差4) 線性(Linearity)線性是指在測(cè)量設(shè)備預(yù)期的工作(測(cè)量)量程內(nèi),偏倚值的差異。線性可被視為偏倚對(duì)于量程大小不同所發(fā)生的變化。造成線性誤差的可能原因如下：· 儀器需要校準(zhǔn)· 儀器、設(shè)備或夾具的磨損· 維護(hù)保養(yǎng)不好· 基準(zhǔn)的磨損或損壞· 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)· 儀器質(zhì)量不好· 儀器設(shè)計(jì)本身問(wèn)題· 應(yīng)用了錯(cuò)誤的量具· 不同的測(cè)量方法· 隨著測(cè)量尺寸不同,(量具或零件)變形量不同· 應(yīng)用 零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測(cè)誤差寬度變差5) 精確度(Precis

28、ion)· 傳統(tǒng)上,將測(cè)量系統(tǒng)整個(gè)作業(yè)量程范圍內(nèi)(尺寸、范圍和時(shí)間)的解析度、敏感度和重復(fù)性的最終影響定義為精確度。· 事實(shí)上,精確度通常用來(lái)描述在測(cè)量范圍內(nèi)重復(fù)測(cè)量的預(yù)期變差。· 精確度也是對(duì)重復(fù)性的線性偏倚量(雖然重復(fù)性是隨機(jī)的,而偏倚是系統(tǒng)的誤差)。· 精確度包括由于不同讀數(shù)、量具、人、試驗(yàn)或條件造成的變差。6) 重復(fù)性(Repeatability)· 傳統(tǒng)的重復(fù)性稱為“評(píng)價(jià)人內(nèi)部”的變差。· 重復(fù)性是用一個(gè)評(píng)價(jià)人使用相同的測(cè)量?jī)x器對(duì)同一零件上的同一特性,進(jìn)行多次測(cè)量所得到的變差。· 重復(fù)性是設(shè)備本身固有變差或能力。&

29、#183; 重復(fù)性通常被稱為設(shè)備變差(Equipment Variation), EV),但這是一種誤解,事實(shí)上,重復(fù)性是在指定的測(cè)量條件下連續(xù)測(cè)量的普通原因(隨機(jī)誤差)的變差。 參考值重復(fù)性· 造成重復(fù)性的可能原因包括：a) 零件內(nèi)部(抽樣樣本)：形狀、位置、表面光度、樣本的一致性b) 儀器內(nèi)部：維修、磨損、設(shè)備和夾具的失效、質(zhì)量或保養(yǎng)不好c) 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、等級(jí)、磨損d) 方法內(nèi)部：作業(yè)準(zhǔn)備、技巧、歸零、固定e) 評(píng)價(jià)人內(nèi)部：技巧、位置、經(jīng)驗(yàn)、操作技能或培訓(xùn)f) 環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、震動(dòng)g) 儀器設(shè)計(jì)本身問(wèn)題h) 應(yīng)用：零件數(shù)量、位置、觀測(cè)誤差7) 再現(xiàn)性(Reproduci

30、bility)· 傳統(tǒng)上將再現(xiàn)性稱為“評(píng)價(jià)人之間”的變差。· 通常將再現(xiàn)性定義為用不同評(píng)價(jià)人使用相同的測(cè)量?jī)x器對(duì)同一產(chǎn)品上的同一特性，進(jìn)行測(cè)量所得的的平均值的變差。· 造成再現(xiàn)性誤差的潛在原因包括：a) 零件之間（抽樣樣本）：使用相同的儀器、操作者和方法測(cè)量A、B、C零件類型時(shí)的平均差異。b) 儀器之間：在相同的零件、操作者和環(huán)境下使用A、B、C儀器測(cè)量的平均值的差異。c) 標(biāo)準(zhǔn)之間d) 方法之間e) 評(píng)價(jià)人之間：評(píng)價(jià)人A、B、C之間由于培訓(xùn)、技巧、技能、經(jīng)驗(yàn)所造成的平均值差異。f) 環(huán)境之間：在經(jīng)過(guò)1、2、3等時(shí)段所進(jìn)行的測(cè)量，由于環(huán)境周期所造成的平均值差異。g

31、) 應(yīng)用：零件數(shù)量、位置、觀測(cè)誤差。8) 量具R&R或GRR· 量具的R&R是結(jié)合了重復(fù)性和再現(xiàn)性變差的估計(jì)值。換句話說(shuō),GRR值等于內(nèi)部變差和系統(tǒng)之間變差的和。= 測(cè)量系統(tǒng)變差的定義1) 能力(Capability)· 一測(cè)量系統(tǒng)的能力是基于在短期評(píng)估中測(cè)量系統(tǒng)誤差(隨機(jī)的和系統(tǒng)的)的組合變差的估計(jì)值。· 簡(jiǎn)單的能力包括:a) 不準(zhǔn)確的偏倚和線性b) 重復(fù)性和再現(xiàn)性(GRR),包括短期的一致性=2) 性能(Performance)· 測(cè)量系統(tǒng)性能是組合了測(cè)量誤差(隨機(jī)的和系統(tǒng)的)的長(zhǎng)期評(píng)估計(jì)算。· 性能包含了以下長(zhǎng)期誤差要素:a) 能力(短期誤差)b) 穩(wěn)定性和一致性· 測(cè)量性能為組合誤差,當(dāng)這些測(cè)量誤差互不相關(guān)時(shí)(隨機(jī)并且獨(dú)立),可由以下公式計(jì)算:=評(píng)論1) 對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度、精密度,大部分操作人員很容易混淆,對(duì)于偏倚和重復(fù)性也有同樣的混淆,了解以下幾點(diǎn)是很重要的:· 偏倚和重復(fù)性是相互獨(dú)立的(見(jiàn)圖1-6)圖1-6偏倚和重復(fù)性第二章 用于評(píng)估測(cè)量系