測(cè)量系統(tǒng)分析-R-R

1、測(cè)量系統(tǒng)分析R&R2022/10/171什么是重重復(fù)性？傳統(tǒng)上把把重復(fù)性性看作“評(píng)價(jià)人人內(nèi)變異異性”。重復(fù)性性是由一個(gè)評(píng)價(jià)價(jià)人，采采用同一一種測(cè)量量?jī)x器，多次測(cè)測(cè)量同一一零件的的同一特特性時(shí)獲獲得的測(cè)測(cè)量變差差 。它是設(shè)備備本身固固有的變變差或性性能。重復(fù)性一一般指儀儀器的變變差（EV）。事實(shí)上，重復(fù)性性是從規(guī)規(guī)定的測(cè)測(cè)量條件件下連續(xù)續(xù)試驗(yàn)得得到的普普通原因因（隨機(jī)機(jī)誤差）變差。當(dāng)測(cè)量量環(huán)境是是固定的的 ，并并且被規(guī)規(guī)定了 即固固定的零零件、儀儀器、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、方方法、操操作者、環(huán)境和和假設(shè)時(shí)時(shí)，對(duì)于于重復(fù)性性最好的的術(shù)語(yǔ)是是系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部變差差。2020-02-082什么是重重復(fù)性？重復(fù)性是是由一個(gè)

2、個(gè)評(píng)價(jià)人人，采用用同一種種測(cè)量?jī)x儀器，多多次測(cè)量量同一零零件的同同一特性性時(shí)獲得得的測(cè)量量變差。2020-02-083重復(fù)性不不好的可可能原因因是什么么？重復(fù)性不不好的可可能原因因包括：零件內(nèi)部部：形狀狀、位置置、表面面加工、錐度、樣品的的一致性性問(wèn)題；儀器內(nèi)部部：磨損損、設(shè)備備和夾緊緊裝置故故障、質(zhì)質(zhì)量差或或維護(hù)不不當(dāng)；基準(zhǔn)內(nèi)部部：質(zhì)量量、級(jí)別別、磨損損；方法內(nèi)內(nèi)部：在在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)調(diào)整、夾夾緊、點(diǎn)點(diǎn)密度的的變差；評(píng)價(jià)人內(nèi)內(nèi)部：技技術(shù)、缺缺乏經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)、操作作技能、培訓(xùn)、疲勞、感覺(jué)；環(huán)境內(nèi)部部：溫度度、濕度度、振動(dòng)動(dòng)、亮度度、清潔潔度的短短期起伏伏變化；違背假定定：在穩(wěn)穩(wěn)定、正正確操作作方

3、面；儀器設(shè)計(jì)計(jì)或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性，一致性性不好；應(yīng)用錯(cuò)誤誤的量具具；（量具或或零件）變形，硬度不不足；應(yīng)用-零零件尺寸寸、位置置、操作作者技能能、疲勞勞、觀察察誤差（易讀性性、視差差）。2020-02-084什么是再再現(xiàn)性？傳統(tǒng)上把把再現(xiàn)性性看作“評(píng)價(jià)人人之間”的變異異。再現(xiàn)現(xiàn)性通常常定義為為 由不不同的評(píng)評(píng)價(jià)人，采用相相同的測(cè)測(cè)量?jī)x器器，測(cè)量量同一零零件的同同一特性性時(shí)測(cè)量量平均值值的變差差。ASTM（美國(guó)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)及材料料協(xié)會(huì)）的定義義超出上上述定義義范圍，它不僅僅包括評(píng)評(píng)價(jià)人不不同，而而且量具具、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室和環(huán)環(huán)境（溫溫度、濕濕度）也也不同，同時(shí)再再現(xiàn)性計(jì)計(jì)算中還還包括重重復(fù)性。2020-0

4、2-085再現(xiàn)性錯(cuò)錯(cuò)誤的潛潛在原因因再現(xiàn)性錯(cuò)錯(cuò)誤的潛潛在原因因包括：零件（樣樣品）之之間：使用相相同的儀儀器、操操作者和和方法，測(cè)量零零件為A、B、C時(shí)所造成成的均值值差；儀器之間間：同樣樣的零件件、操作作者和環(huán)環(huán)境，使使用儀器器為A、B、C時(shí)所造成成的均值值差；標(biāo)準(zhǔn)之間間：測(cè)量量過(guò)程中中不同的的設(shè)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的平平均影響響；方法之間間：改變變點(diǎn)密度度，手動(dòng)動(dòng)與自動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)相相比，零零點(diǎn)調(diào)整整，夾持持或加緊緊方法等等導(dǎo)致的的的均值值差；評(píng)價(jià)人之之間：不同評(píng)評(píng)價(jià)人A、B、C在培訓(xùn)、技術(shù)、技能和和經(jīng)驗(yàn)方方面的不不同所造造成的均均值差。對(duì)于產(chǎn)產(chǎn)品及過(guò)過(guò)程中使使用一臺(tái)臺(tái)手動(dòng)測(cè)測(cè)量?jī)x器器的情況況，常進(jìn)進(jìn)行這種

5、種研究。2020-02-086再現(xiàn)性錯(cuò)錯(cuò)誤的潛潛在原因因環(huán)境之間間：在A、B、C不同的時(shí)時(shí)間段內(nèi)內(nèi)測(cè)量，由于環(huán)環(huán)境變化化引起的均值差差。對(duì)較較高自動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)在產(chǎn)品品和過(guò)程程中的測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)常進(jìn)行行這種研研究；違背研究究中的假假定；儀器設(shè)計(jì)計(jì)或方法法缺乏穩(wěn)穩(wěn)健性；操作者的的訓(xùn)練效效果；應(yīng)用-零零件尺寸寸、位置置、觀察察誤差（易讀性性、視差差）。需要說(shuō)明明ASTM采用的定定義與MSA手冊(cè)的的定義有有不同之之處。按照ASTM標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)設(shè)備保持持在原有有狀態(tài)時(shí)時(shí)（一名名操作者者，一個(gè)個(gè)量具，小段時(shí)間間內(nèi)），重復(fù)性性就會(huì)是是好的，而再現(xiàn)現(xiàn)性則體體現(xiàn)更典典型的，有多種來(lái)源源的變差差的操作作環(huán)境。2020-

6、02-087量具R&R或GRR量具R&R是重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性合成成變差的的一個(gè)估估計(jì)。換換句話說(shuō)說(shuō)，GRR等于系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部和和系統(tǒng)之之間的方方差的總總和。2020-02-088測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R對(duì)量具重重復(fù)性和和再現(xiàn)性性的分析析方法有有多種，此處規(guī)規(guī)定均值值和極差差法的分分析方法法。值得得注意的的是，均均值和極極差分析析方法忽忽略了被被測(cè)量的的對(duì)象零零件的內(nèi)內(nèi)變差（如零件件的圓度度、錐度度、平面面度等）。均值和極極差法（XR）是一種提提供測(cè)量量系統(tǒng)重重復(fù)性和和再現(xiàn)性性估計(jì)的的數(shù)學(xué)方方法。不不象極差差法，它它允許把把測(cè)量系系統(tǒng)分成成兩部分分，重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性，而不是是它們的的交互作作用。202

7、0-02-089測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）由分析人人員從現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)抽取取10個(gè)個(gè)零件，作為樣樣本，代代表過(guò)程程變差的的實(shí)際或或預(yù)期范范圍。指定三位位在生產(chǎn)產(chǎn)中實(shí)施施測(cè)量的的檢驗(yàn)人人員作為為評(píng)價(jià)人人。對(duì)抽抽取的10個(gè)個(gè)零件進(jìn)進(jìn)行編號(hào)號(hào)，評(píng)價(jià)價(jià)人應(yīng)不不能看到到這些編編號(hào)。2020-02-0810測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）請(qǐng)?jiān)u價(jià)人人A以隨機(jī)的的順序測(cè)測(cè)量抽取取的10個(gè)零件件，由分分析人員員依據(jù)零零件的編編號(hào)將測(cè)測(cè)量結(jié)果果記錄在在量具具重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性數(shù)據(jù)據(jù)表上上。請(qǐng)?jiān)u評(píng)價(jià)人B和C分別對(duì)這這10個(gè)個(gè)零件按按隨機(jī)的的順序進(jìn)進(jìn)行測(cè)量量，并讓讓他們互互不知道道對(duì)方的的測(cè)量結(jié)結(jié)果

8、。由由分析人人員將評(píng)評(píng)價(jià)人B和C的測(cè)量結(jié)結(jié)果分別別按量量具重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性數(shù)數(shù)據(jù)表的對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)系填填寫(xiě)記錄錄數(shù)據(jù)。2020-02-0811測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法2020-02-08122020-02-0813收集數(shù)據(jù)據(jù)后的計(jì)計(jì)算依據(jù)表格格量具具重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性數(shù)據(jù)據(jù)表進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算。a）用第1、2、3行中的的最大值值減去它它們中的的最小值值，把結(jié)結(jié)果記入入第5行行。用第第6、7、8行行中的最最大值減減去它們們中的最最小值，把結(jié)果果記入第第10行行。用第第11、12、13行行中的最最大值減減去它們們中的最最小值，把結(jié)果果記入第第15行行；X=（X1+X2+X3+X4+X5）/5R=X

9、最大X最小2020-02-0814收集數(shù)據(jù)據(jù)后的計(jì)計(jì)算b）把填入5、10、15行的數(shù)數(shù)據(jù)總是是正數(shù)；c）把第5行行的數(shù)據(jù)據(jù)相加并并除以零零件數(shù)量量，得到到評(píng)價(jià)人人A的測(cè)量平平均極差差Ra。同樣對(duì)第第10行行、第15行的的數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行處理理得到Rb和Rc；Ra=( Ra1+Ra2+Ra3+Ra10)/10Rb=(Rb1+Rb2+Rb3+Rb10)/10Rc=(Rc1+Rc2+Rc3+Rc10)/102020-02-0815收集數(shù)據(jù)據(jù)后的計(jì)計(jì)算d）將第5、10、15行行的測(cè)量量平均極極差（Ra、Rb、Rc）轉(zhuǎn)記到第第17行行，將它它們相加加并除以以評(píng)價(jià)人人數(shù)，將將結(jié)果記記為R（所有極差差的平均均值）

10、；R=（Ra+Rb+Rc）/32020-02-0816測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）e）將R（所有極差差的平均均值）記記入第19行、20行行并與D3和D4（控制圖常常數(shù)）相相乘，得得到極差差圖的控控制下限限和上限限。如果果進(jìn)行2次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)則D3值為零，D4值為3.27。將計(jì)算算出的單單個(gè)極差差的上限限值（UCLR）填入第19行。少于7次測(cè)量量的控制制下限極極差值（LCLR）等于零。UCLR=D4RLCLRD3R2020-02-0817測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）f）以計(jì)算出出的極差差上限值值（UCLR）為對(duì)照，對(duì)那些些大于計(jì)計(jì)算極差差的數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行分分析并采采用原來(lái)來(lái)的量

11、具具、零件件和評(píng)價(jià)價(jià)人重新新進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn)，或或剔除那那些數(shù)據(jù)據(jù)并重新新計(jì)算平平均值；根據(jù)修修改過(guò)的的樣本容容量重新新計(jì)算所所有極差差的平均均值R及極差的的上限值值（UCLR）；這樣做的的目的是是糾正造造成失控控狀態(tài)的的特殊原原因。2020-02-0818測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）g）將1、2、3/6、7、8/11、12、13行行中數(shù)值值相加。把每行行數(shù)值之之和除以以零件數(shù)數(shù)并將結(jié)結(jié)果填入入量具具重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性數(shù)據(jù)據(jù)表中中最右邊邊“平均均值”欄欄內(nèi)。2020-02-0819測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）h）將第1、2、3行的“平均值值”相加加，除以以實(shí)驗(yàn)次次數(shù)，并并

12、將結(jié)果果填入第第4行的的Xa欄內(nèi)。同同樣，將將第6、7、8行的“平均值值”相加加，將11、12、13行的的“平均均值”相相加，然然后分別別除以實(shí)實(shí)驗(yàn)次數(shù)數(shù)，并將將結(jié)果填填入第9行、14行的的Xb、Xc欄內(nèi)。2020-02-0820測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）i）將第4行行、第9行、第第14行行的平均均值中的的最大值值和最小小值相減減，將差差值填入入第18行中標(biāo)標(biāo)有XDiff的欄內(nèi)。2020-02-0821測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）j）將每個(gè)零零件的所所有測(cè)量量值相加加并除以以總的測(cè)測(cè)量次數(shù)數(shù)（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)次數(shù)乘乘以評(píng)價(jià)價(jià)人）；將結(jié)果果填入第第16行行零件平平均值的的欄中

13、。用此行中中最大的的零件平平均值減減去最小小的零件件平均值值，求出出零件平平均值的的極差Rp，也填入表表格16行最右右邊的“平均值值”欄內(nèi)內(nèi)。2020-02-0822測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）k）將所有極極差的平平均值R，平均值中中的最大大值和最最小值之之差Xdiff和零件平平均值的的極差Rp的計(jì)算結(jié)結(jié)果轉(zhuǎn)填填入量量具重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性報(bào)報(bào)告表表格。2020-02-0823測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）l）填寫(xiě)表格格量具具重復(fù)性性和再現(xiàn)現(xiàn)性報(bào)告告文頭頭所要求求的內(nèi)容容。2020-02-0824測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）m）在表格左左邊標(biāo)有有“測(cè)量量系

14、統(tǒng)分分析”的的欄內(nèi)，依據(jù)給給定的公公式，選選擇適當(dāng)當(dāng)?shù)膮?shù)數(shù)，進(jìn)行行計(jì)算。2020-02-0825計(jì)算重復(fù)復(fù)性設(shè)設(shè)備總變變差（EV）2020-02-0826再現(xiàn)性評(píng)價(jià)人人的變差差（AV）2020-02-0827重復(fù)性和和再現(xiàn)性性GRR2020-02-0828零件變差差（PV）PVRPK31.14612020-02-0829總變差（TV）2020-02-0830測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）n）在表格右右邊標(biāo)有有“總變變差%”的欄內(nèi)內(nèi)，依據(jù)據(jù)給定的的公式進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算。2020-02-0831計(jì)算重復(fù)復(fù)性占總總變差的的比例2020-02-0832再現(xiàn)性占占總變差差的比例例2020-02-0833重復(fù)性和和再現(xiàn)性性占總變變差的比比例2020-02-0834零件變差差占總變變差的比比例2020-02-0835計(jì)算分辨辨率ndc2020-02-0836測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）o）檢查計(jì)算算結(jié)果，確認(rèn)沒(méi)沒(méi)有計(jì)算算和其它它錯(cuò)誤。2020-02-0837測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析R&R均值和極極差法（XR）結(jié)果- 數(shù)值值分析根據(jù)量量具重復(fù)復(fù)性和再再現(xiàn)性報(bào)報(bào)告的的計(jì)算結(jié)結(jié)果，對(duì)對(duì)設(shè)備變變差、評(píng)評(píng)價(jià)人變變差、重重復(fù)性和和再現(xiàn)性性變差、零件變變差占整整個(gè)測(cè)量量系統(tǒng)的的過(guò)程變變差的百百分比進(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià)價(jià)，以確確定測(cè)量量系統(tǒng)是是否被允允許用于