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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：錢**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：江蘇 上傳時(shí)間：2022-09-25 格式：DOC 頁(yè)數(shù)：225 大?。?.22MB 積分：50 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、第章通用測(cè)量系統(tǒng)指南第一節(jié)引言、目的和術(shù)語(yǔ)引 言測(cè)量數(shù)據(jù)的使用比往常更頻繁、更廣泛。例如，是否調(diào)整制造過程現(xiàn)在普遍依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)來決定。把測(cè)量數(shù)據(jù)或由它們計(jì)算出的一些統(tǒng)計(jì)量，與這一過程的統(tǒng)計(jì)操縱限值相比較，假如比較結(jié)果表明這一過程在統(tǒng)計(jì)操縱之外，那么要做某種調(diào)整，否則，這一過程就同意運(yùn)行而勿須調(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，人們能夠推測(cè)一模制塑料件的關(guān)鍵尺寸與澆注材料溫度有關(guān)系。這種可能的關(guān)系可通過采納所謂回歸分析的統(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。探究象這類關(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

2、常，分析研究是增加關(guān)于有關(guān)阻礙過程的各種緣故的系統(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程。應(yīng)用以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的方法的益處，專門大程度上決定于所用測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。假如測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量低，則這種方法的益處專門可能低，類似地，假如測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量高，這一方法的益處也專門可能高。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。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。假如這些測(cè)量數(shù)據(jù)與這一特性的標(biāo)準(zhǔn)值都

3、專門“接近”，那么能夠講這些測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量“高”，類似地，假如一些或全部測(cè)量結(jié)果“遠(yuǎn)離”標(biāo)準(zhǔn)值，那么能夠講這些數(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，然而，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)?。低質(zhì)量數(shù)據(jù)最一般的緣故之一是數(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)境之間的交互作用造成的

4、。假如這種交互作用產(chǎn)生太大的變差，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會(huì)專門低，以致這些數(shù)據(jù)是無用的。例如，一個(gè)具有大量變差的測(cè)量系統(tǒng)，用來分析一個(gè)制造過程，可能是不恰當(dāng)?shù)?，因?yàn)檫@一測(cè)量系統(tǒng)的變差，可能會(huì)掩蓋制造過程中的變差。治理一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的許多工作是監(jiān)視和操縱變差。這確實(shí)是講，在這些情況中應(yīng)著重于環(huán)境對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的阻礙，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。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，那個(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)。假如數(shù)據(jù)的質(zhì)量是不可同意的，則必須改進(jìn)，通常是通過改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)來完

5、成，而不是改進(jìn)數(shù)據(jù)本身。測(cè)量過程在本手冊(cè)中，術(shù)語(yǔ)“測(cè)量”定義為“賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于專門特性的關(guān)系”。那個(gè)定義由C. Eisenhart（1963）首次給出。賦值過程定義為測(cè)量過程，而給予的值定義為測(cè)量值。從這些定義得出，應(yīng)將一種測(cè)量過程看成一個(gè)制造過程，它產(chǎn)生數(shù)字（數(shù)據(jù)）作為輸出。如此看待測(cè)量系統(tǒng)是有用的。因?yàn)樗馕覀兺饽切┰缫驯砻魉鼈冊(cè)诮y(tǒng)計(jì)過程操縱領(lǐng)域用途的所有概念、原理和工具。目 的本手冊(cè)的目的是介紹選擇各種方法來評(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)，但它們要緊用于工業(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，它要緊的焦點(diǎn)是對(duì)每個(gè)零件能重

6、復(fù)讀數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。許多分析關(guān)于其它形式的測(cè)量系統(tǒng)也是專門有用的，同時(shí)該手冊(cè)的確包含了參考意見和建議。盡管如此，假如你有如此的系統(tǒng)，依舊建議你從適宜的統(tǒng)計(jì)資源中尋求關(guān)心。術(shù) 語(yǔ)量具：任何用來獲得測(cè)量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來特指用在車間的裝置；包括用來測(cè)量合格不合格的裝置。測(cè)量系統(tǒng)：用來對(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；用來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。第二節(jié)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“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（見戴明，1986，281頁(yè)）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

7、零概率的統(tǒng)計(jì)特性。遺憾的是，具有如此理想的統(tǒng)計(jì)特性的測(cè)量系統(tǒng)幾乎不存在，因此過程治理者必須采納具有不太理想的統(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)也專門重要。然而，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)座標(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)具有這些特性的CMM將產(chǎn)生與證明過的標(biāo)準(zhǔn)值“專門近”的測(cè)量結(jié)果，該標(biāo)準(zhǔn)值能追溯到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)局（NIST）。從如此一臺(tái)儀器所得

8、到的數(shù)據(jù)對(duì)分析一個(gè)制造過程可能是十分有用的。然而，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)品間做可同意的分辨工作。因此，在那些常用條件下，該CMM機(jī)對(duì)分析制造過程是可同意的，與此同時(shí)對(duì)做最后項(xiàng)目檢查是不可同意的。治理階層有責(zé)任識(shí)不對(duì)數(shù)據(jù)最終使用最重要的統(tǒng)計(jì)特性。治理階層也有責(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)量它們的可同意的方法。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)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)操縱中，這意味著測(cè)量系統(tǒng)中

9、的變差只能是由于一般緣故而不是由于專門緣故造成的。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程的變異??；3）變異應(yīng)小于公差帶；4）測(cè)量精度應(yīng)高于過程變異和公差帶兩者中精度較高者，一般來講，測(cè)量精度是過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。若確實(shí)如此，則測(cè)量系統(tǒng)最大的（最壞）變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者。第三節(jié)標(biāo) 準(zhǔn)背景國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)局（NIST）在美國(guó)是要緊的標(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。往常稱為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）的NIST協(xié)調(diào)與

10、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的要緊服務(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。傳遞過程通常包括一個(gè)傳遞等級(jí)體系。其中的每一等級(jí)依靠于自己的標(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)，那個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通常為NIST所擁有，然而在某些情況下，可能由象Los Alamos科學(xué)試驗(yàn)室如此的某些其它機(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)行最佳的校準(zhǔn)程序傳遞到第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。一旦建

11、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)，不管什么目的都可從NIST得到它。第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)用來直接連接擁有第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)和NIST的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在某些情況下，第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)常用來校準(zhǔn)其它測(cè)量系統(tǒng)。然而通常第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)日常使用來講太昂貴且易損壞。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。然而，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)果也能夠從第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到另一級(jí)稱為工

12、作標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)。工作標(biāo)準(zhǔn)通常用來校準(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，可返回到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)家同意的測(cè)量系統(tǒng)相聯(lián)系的能力”（美國(guó)國(guó)防部，軍標(biāo)45662）一般來講，越是遠(yuǎn)離國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)就越是耐其環(huán)境的變化，因此保持它也就越廉價(jià)和容易。然而，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)沒有自己的計(jì)量部門時(shí)就能夠選擇利用不處機(jī)構(gòu)的設(shè)備，這種機(jī)構(gòu)稱為“校準(zhǔn)試驗(yàn)室”。標(biāo)準(zhǔn)的使用一般地，不使

13、用可溯源標(biāo)準(zhǔn)來確定一套測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度是困難的。關(guān)于完成破壞性測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)尤其困難。關(guān)于許多非破壞性的測(cè)量系統(tǒng)也是困難的。幸運(yùn)的是，關(guān)于某些系統(tǒng)，精度不象重復(fù)性那樣重要。然而關(guān)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)的使用特不有助于減少有時(shí)生產(chǎn)者和顧客之間的測(cè)量結(jié)果不一致時(shí)而產(chǎn)生的矛盾。第四節(jié)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。假如一直在測(cè)量錯(cuò)誤的變量，那么不管該測(cè)量系統(tǒng)多么準(zhǔn)確或周密，都將是徒勞無益的。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)必須具有什么樣可同意的統(tǒng)計(jì)特性。為了作出上述確定，明白

14、如何使用數(shù)據(jù)是重要的。不了解這一點(diǎn)是不能夠確定恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性的，在差不多確定統(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)時(shí)期，稱為第一時(shí)期和第二時(shí)期。在第一時(shí)期，我們要明白該測(cè)量過程并確定該測(cè)量系統(tǒng)能否滿足我們的需要。第一時(shí)期試驗(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)在那個(gè)機(jī)構(gòu)實(shí)際使用該測(cè)量系統(tǒng)之前進(jìn)行。假如試驗(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)期的使用中具有可同意的質(zhì)量，同時(shí)該系統(tǒng)能夠被那個(gè)機(jī)構(gòu)所使用。另一方面，假如顯示測(cè)量系統(tǒng)不具備正確的特性，則那個(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)來確定

15、一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是否可同意。第一時(shí)期試驗(yàn)的第二個(gè)目的是發(fā)覺哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著阻礙。例如，一個(gè)第一時(shí)期的試驗(yàn)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。假如第一時(shí)期試驗(yàn)表明環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量的質(zhì)量有顯著阻礙，那么，該機(jī)構(gòu)可選擇在大氣可操縱的環(huán)境下操作該測(cè)量系統(tǒng)，另一方面，假如試驗(yàn)表明周圍環(huán)境溫度沒有明顯的阻礙，那么該測(cè)量系統(tǒng)可放心地在車間里使用。第二時(shí)期試驗(yàn)的目的是驗(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。常見的被稱為“量具R&R”的這種研究是第二時(shí)期試驗(yàn)的一種形式。第二時(shí)期試驗(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完成，然而也能夠相互

16、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)是采納試驗(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)講明；關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和概念可操作的定義；假如程序需要使用專門標(biāo)準(zhǔn)，例如從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)和使用的講明。評(píng)定的時(shí)刻，進(jìn)行評(píng)定的機(jī)構(gòu)職責(zé)，對(duì)評(píng)定結(jié)果反應(yīng)的方式及責(zé)任應(yīng)由該機(jī)構(gòu)治理部門明確授權(quán)。第五節(jié)選擇制定試驗(yàn)程序“只要理解并遵守限制，則任何技術(shù)都可能是有用的?！痹u(píng)價(jià)的邏輯W.E.戴明評(píng)價(jià)研究手冊(cè)，第一卷編者 Elmer L，Struening和 Marcia Gutte

17、ntag。有許多適當(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)專門的測(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)討論的第一時(shí)期試驗(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)？假如是，什么等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)是合適的？標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常是評(píng)定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度所必須的。假如不使用標(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。缺乏如此的可信性可能是一個(gè)問題，例如，試圖解決生產(chǎn)測(cè)量系統(tǒng)和顧客測(cè)量系統(tǒng)之間明

18、顯的差不確實(shí)是如此；2）關(guān)于第二時(shí)期正在進(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，通過適當(dāng)?shù)闹卫恚勒彰y(cè)得到的試驗(yàn)結(jié)果通常不受眾所周知的霍桑效應(yīng)”所干擾；3）試驗(yàn)成本；4）試驗(yàn)所需要的時(shí)刻；5）任何其定義沒有被普遍同意的術(shù)語(yǔ)應(yīng)作出可操作的定義。這些術(shù)語(yǔ)如準(zhǔn)確度、周密度、重復(fù)性和再現(xiàn)性等。6）是否由那個(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？假如對(duì)比，應(yīng)考慮使用依靠諸如上面第一步討論的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。假如不用標(biāo)準(zhǔn)，仍有可能確定兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是否能夠同時(shí)正常工作。然而，假如兩個(gè)系統(tǒng)一起工作不正常，那么

19、不用標(biāo)準(zhǔn)，就不可能確定哪個(gè)系統(tǒng)需要改進(jìn)；7）第二時(shí)期試驗(yàn)應(yīng)每隔多久進(jìn)行一次？那個(gè)問題應(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)備阻礙和使用該設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的顧客來決定，事實(shí)上該生產(chǎn)過程由于一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)沒有正常工作而未受監(jiān)控；除了這些一般性的問題外，其它正在試驗(yàn)的專門測(cè)量系統(tǒng)的專門問題也可能重要。發(fā)覺對(duì)專門測(cè)量系統(tǒng)重要的具體問題是第一時(shí)期試驗(yàn)的兩個(gè)目的之。第章測(cè)定測(cè)量系統(tǒng)的程序第一節(jié)引 言第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)，特不是這些程序用于評(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講來，這些程序有時(shí)被稱為“量具R&R”程序。這是因?yàn)樗鼈兂３Ｖ皇怯脕碓u(píng)

20、價(jià)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，盡管他們是統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，但非統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域的人同樣能夠使用。但應(yīng)指出，由于試驗(yàn)方式的緣故，該程序用于評(píng)價(jià)量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)特性。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)中正常使用該測(cè)量系統(tǒng)更認(rèn)真。通常這種情況可不能是一個(gè)問題，但是假如出現(xiàn)問題，那么就應(yīng)采納其它的方法，或者應(yīng)改進(jìn)那個(gè)地點(diǎn)介紹的程序。在某些情況下，唯一需要的改進(jìn)也許是采納標(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)就能夠用來分析，以評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性和重復(fù)性。然而，通常

21、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)精通的人來進(jìn)行。本節(jié)介紹的程序可解決許多問題，但不可能覆蓋所有的實(shí)際問題。因?yàn)檫@些程序集中在重復(fù)性、再現(xiàn)性、偏倚、穩(wěn)定性和線性這些統(tǒng)計(jì)特性上，因此它們對(duì)第2時(shí)期中進(jìn)行的大多數(shù)試驗(yàn)及第l時(shí)期中進(jìn)行的部分試驗(yàn)可能是合理的選擇方法。然而，通常由于這些方法不同意用來研究其它要素的阻礙，如溫度及光線等對(duì)測(cè)量系統(tǒng)變差的阻礙，也許需要其它統(tǒng)計(jì)方法完成第1時(shí)期試驗(yàn)，用于第l時(shí)期試驗(yàn)的可同意的統(tǒng)計(jì)方法專門容易在常用的統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)中查到。測(cè)量有關(guān)的問題在評(píng)價(jià)一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)需要確定三個(gè)差不多問題。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)

22、在一定時(shí)刻內(nèi)是否在統(tǒng)計(jì)上保持一致？第三，這些統(tǒng)計(jì)性能在預(yù)期范圍內(nèi)是否一致，同時(shí)用于過程分析或操縱是否可同意？對(duì)這些問題的確定同過程的變差聯(lián)系起來是專門有意義的。長(zhǎng)期存在的把測(cè)量誤差只作為公差范圍百分率來報(bào)告的傳統(tǒng)，是不能面臨以后重點(diǎn)在于持續(xù)過程改進(jìn)的市場(chǎng)挑戰(zhàn)。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)論也常常基于這種假設(shè)。一個(gè)人也許沒有意識(shí)到測(cè)量系統(tǒng)中存在著阻礙單次測(cè)量結(jié)果的變差，它進(jìn)而又阻礙基于這些數(shù)據(jù)的結(jié)論。測(cè)量系統(tǒng)誤差能夠分成五種類型：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)，該系統(tǒng)有關(guān)測(cè)量變差量和類型的信息。那個(gè)信息是有價(jià)值的

23、，因?yàn)殛P(guān)于一般的生產(chǎn)過程，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，比提供具有特不高重復(fù)性的；特不準(zhǔn)確的量具更實(shí)際。應(yīng)用這種研究可提供：1）同意新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則；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依照；4）維修前后測(cè)量設(shè)備的比較；5）計(jì)算過程變差所需的方法，以及生產(chǎn)過程的可同意性水平；6）作出量具特性曲線（GPC）的必要信息。GPC指示同意某一真值零件的概率。下列定義關(guān)心描述與測(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晰地理解各個(gè)術(shù)語(yǔ)，每種定義都給出了一個(gè)示意圖，它以圖形顯示各個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思。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，也稱為可同意的基

24、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)值能夠通過采納更高級(jí)不的測(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，取其平均值來確定。偏倚常被稱為“準(zhǔn)確度”。因?yàn)椤癮ccuracy”在字面上有許多意思，用它替代“偏倚”是不可取的。圖1 偏倚重復(fù)性重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采納一種測(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。圖2 重復(fù)性再現(xiàn)性再現(xiàn)性是由不同的評(píng)價(jià)人，采納相同的測(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。圖3 再現(xiàn)性穩(wěn)定性穩(wěn)定性（或飄移），是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)刻內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。圖4 穩(wěn)定性線性線性是在量具預(yù)期

25、的工作量程內(nèi)，偏倚值的差值。圖5a 線性圖5b 線性（變化的線性偏倚）第二節(jié)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源，這些來源能夠阻礙系統(tǒng)產(chǎn)生的結(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（見第1章第2節(jié)）。象每個(gè)過程一樣，對(duì)用來描述測(cè)量系統(tǒng)變差的分布能夠給予下列特性：1）位置 穩(wěn)定性； 偏倚； 線性。2）寬度或范圍 重復(fù)性； 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)變差的阻礙。盡管可采納數(shù)值技術(shù)來確定測(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

26、于預(yù)期的變差要緊來源。但在對(duì)范圍寬廣的各種測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，依舊有許多適用的技術(shù)。本節(jié)將討論這些技術(shù)以及包含在第四節(jié)的執(zhí)行指南。這些技術(shù)的最要緊假設(shè)是被測(cè)零件或特性不受測(cè)量改變或破壞。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)懷的是測(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)特性中微小變化的能力也稱為分辨率。由于經(jīng)濟(jì)及物理上的限制，測(cè)量系統(tǒng)將不能識(shí)不差不多過程分布中所有零件具有獨(dú)立的或不同的被測(cè)特性。被測(cè)特性將依照測(cè)量值來分為不同的數(shù)據(jù)組。在同一數(shù)據(jù)分級(jí)中的所有零件關(guān)于被測(cè)特性來講具有同一數(shù)值。假如測(cè)量系統(tǒng)沒有足夠的分辨力，它可能不是識(shí)只是程變差或定量表示單個(gè)零件特性值的合適系統(tǒng)。假如

27、情況是如此，應(yīng)使用更好的測(cè)量技術(shù)。假如不能測(cè)定出過程的變差，這種分辨力用于分析是不可同意的，假如不能測(cè)定出專門緣故的變差，它用于操縱也是不可同意的。（見圖6）控 制分 析只有下列條件才可用于操縱： 與規(guī)范相比過程變差較小 對(duì)過程參數(shù) 預(yù)期過程變差上的損失函數(shù)專門平緩 只能表明過程是否正在產(chǎn)生合格零件 過程變差的要緊緣故導(dǎo)致均值偏移 依據(jù)過程分布可用半計(jì)量操縱技術(shù) 一般來講對(duì)過程參數(shù)及指數(shù)的可能不可同意 可產(chǎn)生不敏感的計(jì)量操縱圖 只提供粗劣的可能 可用于計(jì)量操縱圖 建議使用圖6 不重疊的過程分布的數(shù)據(jù)分級(jí)對(duì)操縱與分析活動(dòng)的阻礙不可同意的分辨力可能會(huì)在極差圖中出現(xiàn)。圖7包括從相同數(shù)據(jù)中得出的兩組操

28、縱圖。操縱圖（a）顯示精確至最接近的千分之一英寸的原始測(cè)量值；操縱圖（b）表示這些數(shù)據(jù)圓整至百分之一英寸。操縱圖（b）由于人為的嚴(yán)格限值仿佛是失控的。零極差與其講是子組變差的表示，不如講是四舍五入的結(jié)果。不適合的分辨力可通過極差圖最好地顯示出來。尤其是，當(dāng)極差圖顯示可能只有一、二或三個(gè)極差值在操縱限值內(nèi)時(shí)，這種測(cè)量正是在分辨力木足情況下進(jìn)行的。假如極差圖顯示可能4個(gè)極差值在操縱限值內(nèi)且超過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?；氐綀D7，操縱圖（b），我們只看到可能只有兩個(gè)極差值在操縱限值內(nèi)（值0.00和0.01），因此，上述規(guī)則正確地識(shí)不出失控的緣故是分辨力不足。因此

29、這一問題能夠糾正，通過提高測(cè)量分辨率來改變測(cè)出于組內(nèi)變差的能力。假如相關(guān)于過程變差，可視分辨率較小，測(cè)量系統(tǒng)將具有足夠的分辨力。因此為得到足夠分辨力，建議可視分辨率最多是總過程的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。圖7 過程操縱圖穩(wěn)定性研究與測(cè)量系統(tǒng)相關(guān)的穩(wěn)定性問題時(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，即關(guān)于其給定零件或標(biāo)準(zhǔn)零件隨時(shí)刻變化系統(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)更常用的術(shù)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、一般過程等。確實(shí)是講，重要的是認(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

30、示統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性，然而一個(gè)系統(tǒng)的偏倚隨時(shí)刻變化可能明顯高于另一個(gè)。從統(tǒng)計(jì)角度來講，他們是“同樣”地穩(wěn)定。從傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器穩(wěn)定性來講，隨時(shí)刻變化具有較大偏倚變化的系統(tǒng)被認(rèn)為沒有較低偏倚變化的系統(tǒng)穩(wěn)定。盡管用數(shù)量來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)定性才如此做，其緣故在下列幾段中討論。過程（或系統(tǒng)）統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性，結(jié)合專業(yè)知識(shí)，同意我們預(yù)測(cè)今后的過程性能。假如不了解一個(gè)測(cè)量過程操縱狀態(tài)的數(shù)據(jù)，則只有用重復(fù)性，再現(xiàn)性等的數(shù)字來描述研究中可得到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)字關(guān)于今后的性能沒有任何意義。在不知測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，評(píng)價(jià)該系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性可能弊大于利。假如分析的結(jié)果是要采取

31、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l時(shí)期試驗(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)定的方式來關(guān)心做決定。這一結(jié)果不能用于預(yù)測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的今后性能。當(dāng)談到測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)，討論的要緊問題常常是系統(tǒng)處于穩(wěn)定的時(shí)刻長(zhǎng)度。如“短期穩(wěn)定性”及“長(zhǎng)期穩(wěn)定性”如此的術(shù)語(yǔ)有時(shí)被指明作為測(cè)量系統(tǒng)分析方法的假設(shè)。盡管在分析任何過程的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性時(shí)，時(shí)刻是重要因素，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，沒有專業(yè)知識(shí)，不可能確定用于穩(wěn)定性分析的時(shí)刻表。假如

32、測(cè)量系統(tǒng)在預(yù)熱期間漂移，通過采納操縱限評(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)刻才表現(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、使用者、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，因此專門重要的是，評(píng)價(jià)

33、測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性之前，決定并優(yōu)先考慮哪種因素可阻礙測(cè)量系統(tǒng)并把研究中高度優(yōu)先因素包括到里面去。過程改進(jìn)工具如因果圖、過程流程圖和過程模型，在確定這些因素中是有用的。通過使用操縱圖來確定統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。操縱圖可提供方法來分離阻礙所有測(cè)量結(jié)果的緣故產(chǎn)生的變差（一般緣故變差）和專門條件產(chǎn)生的變差（專門緣故變差）。操縱圖法可在質(zhì)量與統(tǒng)計(jì)過程操縱（SPC）一書中找到。需要著重指出的是，使用操縱圖時(shí)，我們不僅必須注意落在操縱限以外的點(diǎn)，還應(yīng)注意其他專門緣故信號(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)及操縱限外一點(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

34、個(gè)方法是按常規(guī)畫出基準(zhǔn)或基準(zhǔn)件重復(fù)讀數(shù)的平均值和極差。從這種分析中能夠確定，例如，失控信號(hào)是需要校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)志。沒有失控信號(hào)的校準(zhǔn)專門可能增加測(cè)量系統(tǒng)讀數(shù)的變差。還有可能由于基準(zhǔn)或基準(zhǔn)件變臟而出現(xiàn)失控信號(hào)。不管哪種情況，包含在操縱信號(hào)內(nèi)的信息的解釋取決于對(duì)過程的了解。用于測(cè)量系統(tǒng)操縱圖的樣本容量及抽樣頻率偽確定也應(yīng)依靠于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。要緊考慮的依舊使用過程中測(cè)量系統(tǒng)所有的外部條件。例如，假如確信使用者在使用系統(tǒng)之前提供足夠的預(yù)熱時(shí)刻，則應(yīng)預(yù)熱后才進(jìn)行抽樣。例如，假如花費(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，則合理的樣本容量能夠是1。設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)操縱圖時(shí)必須慎重，以確保

35、基準(zhǔn)或參考基準(zhǔn)值抽樣時(shí)刻不給最后結(jié)果帶來偏倚。例如，抽樣只在早晨校準(zhǔn)后進(jìn)行，可能不代表測(cè)量系統(tǒng)所暴露的所有一般條件。在任一操縱圖下，由于樣本容量及抽樣頻率中的問題而可能出現(xiàn)失控的信號(hào)，因此認(rèn)真打算操縱圖技術(shù)專門重要。關(guān)于操縱圖設(shè)計(jì)的更多信息可在有關(guān)SPC出版物中找到。沒有必要計(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)來度量，但有了操縱圖，系統(tǒng)的改進(jìn)可在圖上看出來。改進(jìn)的一種形式可能是從過程中排除專門緣故，從而形成穩(wěn)定的測(cè)量過程。進(jìn)一步的改進(jìn)可視為變窄了操縱極限，表明差不多縮減了系統(tǒng)變差的一般緣故。對(duì)統(tǒng)計(jì)過程操縱的理論的學(xué)習(xí)及實(shí)踐將提高使用者對(duì)操縱圖的理解。穩(wěn)定性示例一名領(lǐng)班決定監(jiān)視測(cè)量粘度的

36、測(cè)量系統(tǒng)。他沒有已知粘度值的標(biāo)準(zhǔn)，但他保持著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本。以一周為基礎(chǔ)，他把樣本分為三個(gè)子樣，測(cè)定每部分的粘度，結(jié)果顯示在操縱圖上。操縱圖（圖8）顯示只有一個(gè)樣本落在操縱限外，但7周后的平均值顯示缺少變化。這位領(lǐng)班懷疑由于粘度用三種不同定時(shí)裝置檢查，數(shù)據(jù)出現(xiàn)分層。假如對(duì)這三個(gè)定時(shí)裝置的每一個(gè)作出操縱圖，可對(duì)它們進(jìn)行比較。比較包括分析每個(gè)圖的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性、平均值的位置、，以及通過查看操縱限值間的范圍分布得出的變差。假如認(rèn)為有必要接著使用這三種定時(shí)裝置，改進(jìn)可集中在使定時(shí)裝置這些特性盡可能相似。由于在R（或S）圖表中沒有失去操縱的信號(hào)，通過可能測(cè)量過程隨時(shí)刻的變差（量具穩(wěn)定性），我們能夠定量表示過程

37、的穩(wěn)定性。給定測(cè)量過程標(biāo)準(zhǔn)偏差可能為。這可與過程標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較（或與方差比較）來確定測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否適于應(yīng)用。幾點(diǎn)附加講明：1）假如使用操縱圖，則可計(jì)算并相應(yīng)地確定操縱限值。（C4可在操縱圖文獻(xiàn)中查出）；2）R（s）圖中的失控狀態(tài)表明不穩(wěn)定的重復(fù)性（也許什么東西松動(dòng)、氣路部分堵塞電壓變化等）；3）圖中失控表明測(cè)量系統(tǒng)不再正確地測(cè)量（偏倚差不多改變）。努力確定改變的緣故，然后糾正。假如緣故是磨損，則可能要重新校準(zhǔn)；4）能夠希望備有對(duì)應(yīng)于預(yù)期測(cè)量結(jié)果的下端、上端和中間值的基準(zhǔn)件或基準(zhǔn)的測(cè)量系統(tǒng)操縱圖。圖8 計(jì)量值操縱圖（ 和 R）偏倚為了在過程范圍內(nèi)指定的位置確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚，得到一個(gè)零件

38、可同意的基準(zhǔn)值是必要的。通?？稍诠ぞ呤一蛉叽鐧z驗(yàn)設(shè)備上完成?；鶞?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)人的觀看平均值（定為，）進(jìn)行比較。假如不可能按這種方法對(duì)所有樣件進(jìn)行測(cè)量，可采納下列替代的方法：1）在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行周密測(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（見線性一節(jié)）。假如需要一個(gè)指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過程變差（或公差），就把偏倚轉(zhuǎn)化為過程變差（或公差）的百分比。假如偏倚相對(duì)比較大，查看這些可能的緣故：1）基準(zhǔn)的誤差；2）磨損的零件；3）制造的儀器

39、尺寸不對(duì)；4）儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性；5）儀器校準(zhǔn)不當(dāng)；6）評(píng)價(jià)人員使用儀器不當(dāng)。偏倚示例偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀測(cè)平均值之間的差值確定。為此，一位評(píng)價(jià)人對(duì)一個(gè)樣件測(cè)量10次。10次測(cè)量值如下所示。由全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備確定的基準(zhǔn)值為0.80mm，該零件的過程變差為0.70mm。X1=0.75 X6=0.80X2=0.75 X7=0.75X3=0.80 X8=0.75X4=0.80 X9=0.75X5=0.65 X10=0.70觀測(cè)平均值為測(cè)量結(jié)果總和除以10如圖9所示，偏倚是基準(zhǔn)值與觀看平均值間的差值。圖9 偏倚示例偏倚觀看平均值基準(zhǔn)值偏倚0.750.800.05偏倚占過程變差的百分比計(jì)算如下：偏倚10

40、0偏倚過程變差偏倚1000.050.707.1偏倚占公差百分比采納同樣方法計(jì)算，式中用公差代替過程變差。因此，在量具R&R研究中使用的厚度儀的偏倚為-0.05mm。這意味著測(cè)量觀測(cè)值平均比基準(zhǔn)值小0.05mm，是過程變差的7.1。重復(fù)性測(cè)量過程的重復(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導(dǎo)致的測(cè)量變差是重復(fù)性誤差的兩個(gè)一般緣故。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)量過程的一致性。假如極差圖失控，通常測(cè)量過程的一致性有問題。應(yīng)調(diào)查識(shí)不為失控的點(diǎn)的不一致性緣故加以糾正。唯一的例外是前面討論過的當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)分辨力不足時(shí)出現(xiàn)的情況。假如極差圖受控，則儀

41、器變差及測(cè)量過程在研究期間是一致的。重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差（e）的可能為，式中為重復(fù)測(cè)量的平均極差。儀器變差或重復(fù)性（假定為兩次重復(fù)測(cè)量，評(píng)價(jià)人數(shù)乘以零件數(shù)量大于15）將為5.15或4.65，代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99。D2*等于l.128，可從表2中查出。重復(fù)性示例從生產(chǎn)過程中選取5件樣品。選擇兩名經(jīng)常進(jìn)行該測(cè)量的評(píng)價(jià)人參與研究。每一位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量三次，測(cè)量結(jié)果記錄在數(shù)據(jù)表格上（見表1）。評(píng)價(jià)人1評(píng)價(jià)人2零件試驗(yàn)12345123451217220217214216216216216216220221621621621221921921621521222032162182162122

42、20220220216212220均值216.3218.0216.3212.7218.3216.3218.3217.3215.7213.3220.0216.9極差1.04.01.02.04.04.04.01.04.00.0表1 數(shù)據(jù)表通過計(jì)算每個(gè)子組的均值（）及極差（R）來分析數(shù)據(jù)。極差值標(biāo)繪在極差操縱圖上（見圖10）并計(jì)算平均極差（）。依照試驗(yàn)次數(shù)（3）得出的D3及D4因子（見表3）用來計(jì)算極差圖的操縱限值。畫出操縱限值來確定所有數(shù)值是否受控。如同那個(gè)地點(diǎn)顯示的假如所有極差都受控，則所有評(píng)價(jià)人看起來“相同”。假如一名評(píng)價(jià)人失控，那么他的方法與其他人的不同。假如所有評(píng)價(jià)人都有一些失控的極差，則

43、測(cè)量系統(tǒng)對(duì)評(píng)價(jià)人的技術(shù)是敏感的，需要改進(jìn)以獲得有用數(shù)據(jù)。圖10 重復(fù)性極差操縱圖25/102.5R圖操縱限： D30.000 D42.575（見表3）UCLRD42.52.5756.4LCLRD30.000重復(fù)性或量具變差的可能：e1.45式中d2*從表2中查得，它是依靠于試驗(yàn)次數(shù)（m3）及零件數(shù)量乘以評(píng)價(jià)人數(shù)量（g5210）。本次研究得出的重復(fù)性計(jì)算為5.15e5.15l.457.5，式中5.15代表正態(tài)分布的99測(cè)量結(jié)果。m2345678910111213141511.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.5521.281.

44、812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.453.5131.231.772.122.382.582.752.893.013.113.213.293.373.433.5041.211.752.112.372.572.742.883.003.103.203.283.363.433.4951.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.283.353.423.4961.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4971.171.732.092.352.552

45、.722.872.993.103.193.273.353.423.48g81.171.722.082.352.552.722.872.983.093.193.273.353.423.4891.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48101.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.343.423.48111.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.343.413.48121.151.712.072.342.552.722.852.98

46、3.093.183.273.343.413.48131.151.712.072.342.552.712.852.983.093.183.273.343.413.48141.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.343.413.48151.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.263.343.413.48151.1282.0592.5342.8473.0783.2583.4071.6932.3262.7042.9073.1733.3363.472表2 平均極差分布的d2*值（d2*值 g15）的子組內(nèi)觀看

47、次數(shù)A2D3D421.88003.26731.02302.57540.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.2231.777110.2850.2561.744120.2660.2841.716130.2490.3081.692140.2350.3291.671150.2230.3481.652表3操縱圖常數(shù)再現(xiàn)性測(cè)量過程的再現(xiàn)性表明評(píng)價(jià)人的變異性是一致的?？紤]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。假如這種偏倚或評(píng)價(jià)人的變異性真正

48、存在，每位評(píng)價(jià)人的所有平均值將會(huì)不同，這能夠通過比較評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件的平均值，在均值操縱圖上看出。評(píng)價(jià)人的變異性或再現(xiàn)性可通過確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值，然后從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差（R0）來可能。再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差（0）可能為。再現(xiàn)性（假定2名評(píng)價(jià)人）為5.15或3.65R。代表正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99，等于1.41（見表2）。再現(xiàn)性示例依照表l所示數(shù)據(jù)，通過平均每位評(píng)價(jià)人獲得的所有樣品值來計(jì)算各位評(píng)價(jià)人平均值，確定評(píng)價(jià)人平均值的極差（R0）由最大減去最小值得出。R0216.9-216.30.6可能的評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)偏差0.4式中從表2查出，它取決于評(píng)價(jià)人的人數(shù)（m2）和g，那個(gè)地點(diǎn)g為1，

49、因?yàn)橹挥?個(gè)極差計(jì)算。再現(xiàn)性5.152.2由于量具變差阻礙了該可能值，必須通過減去重復(fù)性部分來校正。校正過的再現(xiàn)性1.0式中：n零件數(shù)量，r試驗(yàn)次數(shù)。校正的評(píng)價(jià)人標(biāo)準(zhǔn)偏差 00.19零件間變差在均值操縱圖中可看出零件間的變差。對(duì)每一位評(píng)價(jià)人來講，子組平均值反映出零件間的差異。由于零件平均值的操縱限值以重復(fù)性誤差為基礎(chǔ)，而不是零件間的變差，因此許多子組的平均值在限值以外。假如沒有一個(gè)子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)量變差支配著過程變差假如這些零件用來代表過程變差，則此測(cè)量系統(tǒng)用于分析過程是不可同意的。相反地，假如越多的平均值落在限值之外，同時(shí)評(píng)價(jià)人一致同意哪些零件與總平均

50、值不相同，則該測(cè)量越有用。假如大多數(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操縱限值之外，那么一般認(rèn)為測(cè)量系統(tǒng)是適當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，圖表明測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量零件的相對(duì)能力。在某些情況下，這種評(píng)價(jià)足夠用來確定測(cè)量系統(tǒng)是否合適。一旦測(cè)量過程是一致的（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)在操縱限值外），那么可確定測(cè)量系統(tǒng)占過程變差的百分比。測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差（m）可能為m式中e為量具標(biāo)準(zhǔn)偏差，0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)立的過程能力研究確定。假如采納測(cè)量系統(tǒng)研究，則零件標(biāo)準(zhǔn)偏差（P）的可能是通過確定每一零件平均值，然后找出樣品平均值極差（RP）。零

51、件間標(biāo)準(zhǔn)偏差（P）可能為。零件間變差（假定5個(gè)零件）將為5.15或2.08RP，代表正態(tài)分布的99測(cè)量結(jié)果，（見表2）等于2.48。與測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性與重復(fù)性相關(guān)的過程變差百分比一般稱為R&R，由100來可能，式中t為總過程變差標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過測(cè)量研究計(jì)算得出的t稱為研究變差標(biāo)準(zhǔn)偏差，由t計(jì)算得出。假如t由獨(dú)立的過程能力研究決定，那么過程標(biāo)準(zhǔn)偏差自身也將用來確定R&R。P也可由過程能力研究確定為：p與測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的公差的百分比可能為5.15100。產(chǎn)品尺寸的分級(jí)（數(shù)據(jù)分級(jí)）數(shù)（可由圖6中數(shù)據(jù)可靠地得到），能夠依照1.41或1.41（PVR&R）確定。假如數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)量少于2個(gè)，測(cè)量系

52、統(tǒng)用于操縱過程沒有任何意義。它全是干擾，不能講一個(gè)零件不同于另一個(gè)。假如數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)為2，則數(shù)據(jù)可分為高和低兩組，這與計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)等同。關(guān)于過程分析來講，數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)必須為5個(gè)，最好更多，如此測(cè)量系統(tǒng)才是可同意的。因此，公差百分率，過程變差百分率，數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)是可能測(cè)量系統(tǒng)可同意性的不同量度。零件間變差示例依照表1所示數(shù)據(jù)，在均值圖上對(duì)各位評(píng)價(jià)人以相同的零件號(hào)順序標(biāo)繪每個(gè)子組的平均值（）（見圖11）。平均值代表零件變差及測(cè)量變差?？偲骄?16.6。本圖所用操縱限值計(jì)算如下： 式中試驗(yàn)次數(shù)（3）用的（A2）系數(shù)（來自表3）等于1.023。30的零件平均值在限值外，測(cè)量過程不足以檢測(cè)出零件間變差圖11

53、零件評(píng)價(jià)人均值圖由于只有30或少于一半的平均值在限值外，本例中的測(cè)量系統(tǒng)不足以檢測(cè)出零件間變差。注：本分析假定研究中使用的零件代表總的過程變差。假如所有零件是相似的（例如，聚攏在過程平均值附近），50規(guī)則將無效。測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差（m）測(cè)量系統(tǒng)變差或量具R&R5.15m5.151.477.6式中區(qū)間5.15m包括正態(tài)分布測(cè)量結(jié)果的99。為計(jì)算表1中數(shù)據(jù)的零件變差，通過平均所有評(píng)價(jià)人對(duì)每一樣本的測(cè)量值來計(jì)算每一零件的樣本平均值。在那個(gè)例子中，零件1至5的零件平均值分不為217.3，217.7，216.0，213.0，及219.2。依照樣本平均值，樣本平均值極差（RP）是通過最高（219.2）減去最

54、小（213.0）計(jì)算得出?；騌P6.2。零件問標(biāo)準(zhǔn)偏差（P）。在表2中給出，它取決于零件總數(shù)（m5）和g，那個(gè)地點(diǎn)gl因只有一個(gè)極差計(jì)算。在正態(tài)曲線下99范圍內(nèi)零件間零件變差PV5.152.5012.8總過程變差的標(biāo)準(zhǔn)偏差t2.90研究得出的總過程變差TV5.152.9014.9R&R100R&RTV1007.614.910050.7數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)PVR&R1.4112.87.61.412研究數(shù)據(jù)提示該測(cè)量系統(tǒng)不適于過程分析但可能只適用于過程操縱（見19頁(yè)的討論）表4列出表1中的示例采納均值和極差法計(jì)算出的量具重復(fù)性及再現(xiàn)性。量具文件：連接件量具R&R均值和極差法研究號(hào)：1研究日期： 年 月 日量

55、具號(hào)：講明：類型：特性：1講明：名稱：特性12名評(píng)價(jià)人5個(gè)零件3次試驗(yàn)備注：5.15標(biāo)準(zhǔn)偏差占研究變差的百分比貢獻(xiàn)百分比重復(fù)性7.550.325.3再現(xiàn)性1.06.90.5量具7.650.825.8零件間12.986.174.2基于數(shù)據(jù)分級(jí)，量具系統(tǒng)可用于計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)注：公差不適用研究變差14.9數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)2表4 R&R均值和極差法線性在測(cè)量?jī)x器的工作范圍內(nèi)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)量觀看平均值之間的差值確定。最佳擬合偏倚平均值與基準(zhǔn)值的直線的斜率乘以零件的過程變差（或公差）是代表量具線性的指數(shù)。為把量具線性轉(zhuǎn)換成過程變差（或公差）的百分率，可將線性乘以100然后除以

56、過程變差（或公差）。至于穩(wěn)定性，建議分析技術(shù)可采納圖形，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寸檢驗(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，確定每一零件的觀看平均值，基準(zhǔn)值與觀看平均值之間的差值為偏倚，要確定各個(gè)被選零件的偏倚。線性圖確實(shí)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。假如線性圖顯示可用一根直線表示這些標(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)之間的線性。線性回歸直線的擬合優(yōu)度（R2）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程變差（或公差）計(jì)算得出。假如回歸線有專門

57、好的線性擬合，那么能夠評(píng)價(jià)線性幅度及線性百分率來確定線性是否是可同意的。假如回歸線沒有專門好的線性擬合，那么可能偏倚平均值與基準(zhǔn)值有非線性關(guān)系。這需要進(jìn)一步分析以判定測(cè)量系統(tǒng)的線性是否可同意。假如測(cè)量系統(tǒng)為非線性，查找這些可能緣故：1）在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒有正確校準(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。線性示例某工廠領(lǐng)班對(duì)確定某測(cè)量系統(tǒng)的線性感興趣。基于該過程變差，在測(cè)量系統(tǒng)工作范圍內(nèi)選定五個(gè)零件。通過全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備測(cè)量每個(gè)零件以確定它們的基準(zhǔn)值。然后一位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量12次。零件隨機(jī)抽取，每個(gè)零件平均值與偏倚平均值的計(jì)算如表5所示。零件偏倚由

58、零件平均值減去零件基準(zhǔn)值計(jì)算得出。零件12345基準(zhǔn)值2.004.006.008.0010.0012.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.30試52.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.50驗(yàn)72.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.50次92.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20數(shù)112.604.106.007.609.30122.403.806.107

59、.709.40零均值2.494.136.037.719.38基準(zhǔn)值2.004。006.008.0010.00偏倚0.490.130.030.290.62極差0.41.30.70.30.5表5 量具數(shù)據(jù)一覽表偏倚與基準(zhǔn)值之間的交點(diǎn)標(biāo)繪見圖12。最佳擬合這些點(diǎn)的線性回歸直線及該直線的擬合優(yōu)度（R2）計(jì)算如下：ybax式中： x基準(zhǔn)值y偏倚a斜率a0.1317b0.7367R20.98偏倚 b十a(chǎn)x0.73670.1317（基準(zhǔn)值）線性 斜率（過程變差）0.13176.000.79線性 100線性過程變差13.17擬合優(yōu)度（R2）0.98圖12 線性圖擬合優(yōu)度可用來推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的線性關(guān)系。我

60、們能夠從它得出它們之間是否有線性關(guān)系的結(jié)論，同時(shí)假如有，是否可同意。然而必須再次強(qiáng)調(diào)，線性是由最佳擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)度（R2）的值確定的。一般地，斜率越低，量具線性越好；相反斜率越大，量具線性越差。第三節(jié)測(cè)量系統(tǒng)研究的預(yù)備就如在任何研究或分析中一樣，實(shí)施測(cè)量系統(tǒng)研究之前應(yīng)先進(jìn)行充分的打算和預(yù)備。實(shí)施研究之前的典型預(yù)備如下：1）先打算將要使用的方法。例如，通過利用工程決策，直觀觀看或量具研究決定，是否評(píng)價(jià)人在校準(zhǔn)或者使用儀器中產(chǎn)生阻礙。有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性阻礙能夠忽略，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