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1、测测 量量 系系 统统 分分 析析Measurement Systems AnalysisMeasurement Systems Analysis12课程大纲课程大纲一、一、MSA MSA 和和 TS16949 TS16949的关系的关系二、测量系统分析（二、测量系统分析（MSAMSA）概述）概述三、测量系统的统计特性三、测量系统的统计特性四、灵敏度四、灵敏度 、分辨力、分辨力五、偏倚、线性、稳定性五、偏倚、线性、稳定性六、进行量具的重复性和再现性分析六、进行量具的重复性和再现性分析(GR&R)(GR&R)七、计数型测量系统研究七、计数型测量系统研究八、八、MSA MSA 技术总结技术总结3使
2、参加培训的人员：使参加培训的人员： 了解本手册的目的是为评估测量系统的质量提供指南，了解本手册的目的是为评估测量系统的质量提供指南，主要用于那些对于每个零件的数据可重复读取的测量主要用于那些对于每个零件的数据可重复读取的测量系统，但对于更复杂的或不长用的方法本手册没有讨系统，但对于更复杂的或不长用的方法本手册没有讨论论 理解理解MSAMSA在控制和改进过程中的重要性在控制和改进过程中的重要性 具备开展测量系统分析所需要的统计方法的实用知识具备开展测量系统分析所需要的统计方法的实用知识MSA MSA 课程目的课程目的4一、一、MSAMSA和和TS16949TS16949的关系的关系5请问：我公司
3、的计量器具都经过检定，为什么请问：我公司的计量器具都经过检定，为什么 要进行要进行MSAMSA？两个人测量结果不一致；两个人测量结果不一致；公司和顾客测量结果不一致；公司和顾客测量结果不一致；不同的测量设备测量结果不一致；不同的测量设备测量结果不一致；TS16949TS16949条款条款7.6.17.6.1要求测量系统分析要求测量系统分析; ;67.6.1 7.6.1 测量系统分析测量系统分析 为分析各种测量系统测量结果中出现的差异为分析各种测量系统测量结果中出现的差异, ,应进行应进行统计研究统计研究. . 此要求应适于控制计划中提及的测量系统此要求应适于控制计划中提及的测量系统. .所用所
4、用的分析方法及接收准则应符合顾客测量系统分析手册要的分析方法及接收准则应符合顾客测量系统分析手册要求求. .如果得到顾客批准如果得到顾客批准, ,也可用其他分析方法和接收准则也可用其他分析方法和接收准则. .7实施要点说明实施要点说明对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。测量分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一致。测量分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一致。经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。强调要有证据证明上述要求已达到。强调要有证据证明上述要求已达到。PPAPPPAP手册中规定
5、：对新的或改进的量具、测量和试验设手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备应参考备应参考MSAMSA手册进行变差研究。手册进行变差研究。APQPAPQP手册，手册，MSAMSA为为“产品产品/ /过程确认过程确认”阶段的输出之一。阶段的输出之一。SPCSPC手册指出手册指出MSAMSA是控制图必需的准备工作。是控制图必需的准备工作。8实施要点说明实施要点说明标识、监视与测量设备及其校准状态标识、监视与测量设备及其校准状态确定量具准确度和精确度确定量具准确度和精确度当量具被发现处于非校准状态时，应对其以前的测量结当量具被发现处于非校准状态时，应对其以前的测量结果作确认。果作确认。确保所有的
6、量具的搬运、保护、清洁、维护和存放确保所有的量具的搬运、保护、清洁、维护和存放校准记录应包括个人量具校准记录应包括个人量具应用应用MSAMSA手册中规定的方法手册中规定的方法01234确定范围确定范围012345计划和定义计划和定义产品产品设计和开发设计和开发过程过程设计和开发设计和开发产品和过程产品和过程 确认确认反馈、反馈、评定和评定和纠正措施纠正措施5DFMEAPFMEAMSASPCPPAPAPQP9与五大工具的关系与五大工具的关系10五大五大技术手册产品质量先期策划和控制计划（APQP&CP）潜在失效模式和后果分析参考手册（FMEA）测量系统分析参考手册（MSA）-第四版第四版 200
7、8年年6月月-第四版第四版 2010年年6月月统计过程控制参考手册（SPC）-第二版 2005年7月生产件批准程序（PPAP）-第四版 2006年6月-第二版 2008年7月重要的顾客手册重要的顾客手册-AIAG-AIAG11优胜者方法优胜者方法最大限度的减少量具种类最大限度的减少量具的数量根据产品族添置量具只采用符合MSA要求的量具不允许个人量具用6过程分布计算结果，而不是规范或公差12 福特福特Q1Q1要求：要求： 量具完成了当前的图样和产品规格。量具完成了当前的图样和产品规格。 针对每项针对每项MSAMSA要求做量具要求做量具R&RR&R研究研究 对于用于检查福特产品的所有量具进行量具对
8、于用于检查福特产品的所有量具进行量具R&RR&R研究，无论测量系统研究，无论测量系统的类型是什么。量具的类型是什么。量具R&RR&R研究与研究与AIAGAIAG测量系统分析手册的方针相一致。测量系统分析手册的方针相一致。当量具当量具R&RR&R不满足这些方针的时候，采取规定的措施。不满足这些方针的时候，采取规定的措施。注：计量重复性和再现性的接收准则为，根据注：计量重复性和再现性的接收准则为，根据MSAMSA第第6060页：页：误差低于误差低于10% - 10% - 测量系统可以接受测量系统可以接受误差在误差在10%10%到到30%30%之间之间- - 根据使用的重要性，测量成本，修理成本等可
9、根据使用的重要性，测量成本，修理成本等可能接受能接受误差超过误差超过30%- 30%- 测量系统需要改进。想办法识别问题并改正。测量系统需要改进。想办法识别问题并改正。注：建议测量误差控制在可以接受的水平之内。测量误差大于注：建议测量误差控制在可以接受的水平之内。测量误差大于10%10%的必的必须审核相应的公差和风险。须审核相应的公差和风险。汽车公司的汽车公司的要求要求13本公司的顾客对本公司的顾客对MSAMSA是如何要求的是如何要求的？14二、测量系统分析（二、测量系统分析（MSAMSA）概述）概述15测量系统分析的目的测量系统分析的目的 确定所使用的数据是否可靠确定所使用的数据是否可靠:
10、: 测量系统分析还可以：测量系统分析还可以：评估新的测量仪器评估新的测量仪器将两种不同的测量方法进行比较将两种不同的测量方法进行比较对可能存在问题的测量方法进行评估对可能存在问题的测量方法进行评估确定并解决测量系统误差问题确定并解决测量系统误差问题16术语术语测量：测量：赋值给具体事物以表示他们之间的关系。而赋予赋值给具体事物以表示他们之间的关系。而赋予的值定义为测量值。的值定义为测量值。量具：量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置，包括用来测量合格不合格的装置。在车间的装置，包括用来测量合格不合格的装置。测量系统：测量系统：用来
11、对被测特性定量测量或定性评价的仪器用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、方法、夹具、软件、人员、环境的集合；或量具、标准、方法、夹具、软件、人员、环境的集合；用来获得测量结果的整个过程。用来获得测量结果的整个过程。17制造过程制造过程原辅料原辅料人人机机法法环环测量测量测量测量结果结果合合 格格不合格不合格测量测量测量存在误差，误差导致误判。测量存在误差，误差导致误判。 要保证测量结果的准确性和可信度。要保证测量结果的准确性和可信度。为什么要进行测量系统分析？18量测过程量测过程：标准：标准：零件：零件：仪器：仪器：人：人/ /程序程序：环境：环境S W IPE量测量测数数值值分
12、析分析输入输入输出输出可接受可接受可能可接受可能可接受需改善需改善量量 测测 系系 统统如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏如果测量的方式不对，那么好的结果可能被测为坏的结果，坏的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过的结果也可能被测为好的结果，此时便不能得到真正的产品或过程特性。程特性。19测量系统范例：测量系统范例：如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统如果要测量一个轴承孔的内径，那么这个测量系统应包括：应包括： 被测量的零件被测量的零件 人员人员 测量仪器测量仪器 仪器使用方法仪器使用方法 进行测量的环境条件进行测量的环境条件作为测量活动的结果，我
13、们产生一个数值，以此表作为测量活动的结果，我们产生一个数值，以此表示这个轴承孔的内径。示这个轴承孔的内径。20什么是数据的质量什么是数据的质量数据的类型：数据的类型： 类别类别定义定义举举 例例 1 1、计量、计量型数据型数据通过测量过程可以定量的通过测量过程可以定量的得出实际测量数值，其数得出实际测量数值，其数值可与基准值比较值可与基准值比较数量级测试结果数量级测试结果2 2、计数、计数型数据型数据通过测量过程无法得出具通过测量过程无法得出具体测量数值，只可定性的体测量数值，只可定性的得出测量结果的。得出测量结果的。好与坏，好与坏，通过与不通过通过与不通过接收与不接收接收与不接收21什么是数
14、据的质量什么是数据的质量如何评定数据质量如何评定数据质量- - 测量结果与测量结果与“真真”值的差越小越好。值的差越小越好。- - 数据质量是用多次测量的统计结果进行评定。数据质量是用多次测量的统计结果进行评定。计量型数据的质量计量型数据的质量- - 均值与真值（基准值）之差。均值与真值（基准值）之差。- - 方差大小。方差大小。计数型数据的质量计数型数据的质量- - 对产品特性产生错误分级的概率。对产品特性产生错误分级的概率。22用测量系统所收集的数据用于：用测量系统所收集的数据用于： 控制过程控制过程 评估影响过程结果的变量及其相互关系评估影响过程结果的变量及其相互关系利用数据分析，增进对
15、测量系统中因果关系和对过程的利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影响的了解影响的了解把注意力放在测量系统上，以获得重复性和再现性把注意力放在测量系统上，以获得重复性和再现性测量系统数据分析和使用测量系统数据分析和使用23国际标准国际标准国际实验室国际实验室国家标准国家标准国家实验室国家实验室地方标准地方标准国家认可的国家认可的校准机构校准机构公司标准公司标准企业的校准企业的校准实验室实验室测量结果测量结果生产现场生产现场检测设备检测设备制造厂制造厂标准的传递标准的传递/ /溯源性：溯源性： 24追溯性：追溯性： 通过应用连接标准等级体系的适当标准程序，通过应用连接标准等级体系的适当
16、标准程序，使单个测量结果与国家标准或国家接受的测使单个测量结果与国家标准或国家接受的测量系统相联系。量系统相联系。25 使用一个可追溯的标准以提供：使用一个可追溯的标准以提供： 比较的共同点 测量系统有效性 测量系统准确性评价 解决零件间的冲突 最直接的验证指导26可追溯标准的局限：可追溯标准的局限：在破坏性测试中很难使用在破坏性测试中很难使用有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准有些测试没有行业或国家标准有些测试没有行业或国家标准在设计和开发、合同评审和在设计和开发、合同评审和APQPAPQP期间讨论这些局限性期间讨论这些局限性. .27测量系统
17、分析测量系统分析(MSA)(MSA) MSAMSA用于分析测量系统对测量值的影响用于分析测量系统对测量值的影响 强调仪器和人的影响强调仪器和人的影响我们对测量系统作分析，以确定测量系统的统计特我们对测量系统作分析，以确定测量系统的统计特性的量化值，并与认可的标准相比较。性的量化值，并与认可的标准相比较。什么是测量系统分析什么是测量系统分析28测量系统评定的两个阶段测量系统评定的两个阶段 第一阶段（使用前）第一阶段（使用前） 确定统计特性是否满足确定统计特性是否满足需要需要？ 确认环境因素是否有影响？确认环境因素是否有影响？ 第二阶段（使用过程）第二阶段（使用过程） 确定是否持续地具备恰当的统计
18、特性？确定是否持续地具备恰当的统计特性？这个“需要”指的什么？29评价测量系统的基本问题评价测量系统的基本问题 是否有足够的分辨力和灵敏度？是否有足够的分辨力和灵敏度？（ 10 10比比1 1规则规则: :测量设备要能分辨出公差或过程变差的至测量设备要能分辨出公差或过程变差的至少十分之一以上。）少十分之一以上。） 是否具备时间意义的统计稳定？是否具备时间意义的统计稳定？ 统计特性是否在期望的范围内具备一致性，用于过程统计特性是否在期望的范围内具备一致性，用于过程控制和分析是否可接受？控制和分析是否可接受？ 所有的变差总和是否在一个可接受的测量不确定度的所有的变差总和是否在一个可接受的测量不确定
19、度的水平？水平？30MSAMSA总目标总目标测量不确定度 一个特性的估计真值所处的范围，这类数据可表达为一系列测量值的统计分布、标准差、概率、百分比及实测值与真值的差，在控制图或曲线图表上的点等。真值存在吗真值存在吗？31只有与过程变差相关联，使测量系统分析对上述基本问只有与过程变差相关联，使测量系统分析对上述基本问题的确定变得更有意义。题的确定变得更有意义。针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公差的百分比来表达测量误差是不够的，而应该使用过程差的百分比来表达测量误差是不够的，而应该使用过程变差。变差。优胜者的方法持续改进优胜者的方法持
20、续改进32 盲测法盲测法 在实际测量环境下，在操作者事先不知正在在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。 向传统观念挑战向传统观念挑战 长期存在的把测量误差只作为公差范围百分长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报告的传统，是不能面临未来持续改进的市率来报告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。场挑战。评价测量系统的关键注意点评价测量系统的关键注意点33 测量过程的构成因子（测量过程的构成因子（S S、W W、I I、P P、E E）及其相互）及其相互作用，产生了测量结果或数值的变差。作用，产生了测量
21、结果或数值的变差。测量值测量值变差变差环境（环境（E E）方法（方法（P P）（程序）（程序）仪器（仪器（I I）( (机器机器) )工件（工件（W W）人员（人员（P P）标准（标准（S S）测量值变差来源测量值变差来源34温度变化引起热涨冷缩，使同一零件的同一特性产生温度变化引起热涨冷缩，使同一零件的同一特性产生不同的读数不同的读数光线不足妨碍正确读值光线不足妨碍正确读值刺眼的光导致读值不正确刺眼的光导致读值不正确受时间影响的材料受时间影响的材料- -如铝、塑料、玻璃如铝、塑料、玻璃湿度湿度污染污染- -如电磁、灰尘如电磁、灰尘环境如何影响测量数据环境如何影响测量数据35测量仪器如何影响测
22、量结果测量仪器如何影响测量结果测量仪器的精度必须小于规范值测量仪器的精度必须小于规范值测量仪器的种类，如千分尺，卡尺测量仪器的种类，如千分尺，卡尺测量仪器的准确度和精密度测量仪器的准确度和精密度偏倚和线性偏倚和线性重复性和再现性重复性和再现性稳定性稳定性36材料、方法、人员如何影响测量结果材料、方法、人员如何影响测量结果37测量值并不总是精确的测量值并不总是精确的测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作的判定所作的判定测量系统的误差可分为五类：偏倚、线性、稳定性、测量系统的误差可分为五类：偏倚、线性、稳定性、重复性和再现性重复性和再现性在
23、使用一个测量系统前必须知道其测量变差在使用一个测量系统前必须知道其测量变差38MSA MSA 应用应用建立新量具的适用性和可接受性标准建立新量具的适用性和可接受性标准把一个量具和另一个量具作比较把一个量具和另一个量具作比较评估可疑的量具评估可疑的量具量具维修前后的性能比较量具维修前后的性能比较计算测量系统变差计算测量系统变差确定制造过程可接受性确定制造过程可接受性39过程变差剖析过程变差剖析长期过程变差短期抽样产生的变差实际过程变差稳定性线性重复性重复性 准确度 量具变差操作员造成的变差测量误差过程变差观测值“重复性” 和 “再现性” 是测量误差的主要来源再现性再现性过程变差40测量系统变差的
24、影响测量系统变差的影响测量零件后测量零件后: : 1) 1)确定零件是否可接受（在公差内）或不可接受确定零件是否可接受（在公差内）或不可接受 （在公差外）。（在公差外）。 2) 2)零件进行规定的分类零件进行规定的分类产品控制原理产品控制原理: :测量零件进行分类活动。测量零件进行分类活动。过程控制原理过程控制原理: :零件变差是由过程中的普通原因还零件变差是由过程中的普通原因还 是特殊原因造成的。是特殊原因造成的。 控制原理控制原理驱动兴趣点驱动兴趣点产品控制产品控制零件是否在明确的目录之内？零件是否在明确的目录之内？过程控制过程控制过程是否稳定和可接受？过程是否稳定和可接受？4141LSL
25、USL对产品决策的影响对产品决策的影响 I I型错误型错误: : 生产者风险误发警报生产者风险误发警报 好零件有时会被判为好零件有时会被判为“坏坏”的的 IIII型错误型错误: :消费者风险或漏发警报消费者风险或漏发警报坏零件有时会被判为坏零件有时会被判为“好好”的的LSLUSLI I型错误型错误II型错误型错误42Bad is badLSLUSLIIIIIIIIIBad is badGood is goodConfused areaConfused area对产品决策的影响对产品决策的影响错误决定的潜在因素错误决定的潜在因素: :测量系统误差与公差交叉时测量系统误差与公差交叉时产品状况判定产
26、品状况判定: :目标是最大限度地做出正确决定有二种选择：目标是最大限度地做出正确决定有二种选择： 改进生产区域改进生产区域：减少过程变差，没有零件产生在：减少过程变差，没有零件产生在IIII区。区。 改进测量系统改进测量系统：减少测量系统误差从而减小：减少测量系统误差从而减小IIII区域的面积，区域的面积， 这样就可以最小限度地降低做出错误决定的风险。这样就可以最小限度地降低做出错误决定的风险。43对过程决策的影响对过程决策的影响对过程决策的影响如下对过程决策的影响如下: : 1) 1)普通原因报告为特殊原因普通原因报告为特殊原因 2) 2)特殊原因报告为普通原因特殊原因报告为普通原因测量系统
27、变异性可能影响过程的稳定性、目标以测量系统变异性可能影响过程的稳定性、目标以 及变差的决定。及变差的决定。442 2、对过程决策的影响、对过程决策的影响45新过程的接受新过程的接受新过程：如机加工、制造、冲压、材料处理、热新新过程：如机加工、制造、冲压、材料处理、热新 过程的接受处理，或采购总成时，作为采购过程的接受处理，或采购总成时，作为采购活动的一部分，经常要完成一系列步骤。活动的一部分，经常要完成一系列步骤。供应商处对设备的研究以及随后在顾客处对设备的供应商处对设备的研究以及随后在顾客处对设备的 研究。研究。如果生产用量具不具备资格却被使用。如果不知道是如果生产用量具不具备资格却被使用。
28、如果不知道是 仪器问题，而在寻找制程问题，就会白费努力了。仪器问题，而在寻找制程问题，就会白费努力了。46三、测量系统的统计特性三、测量系统的统计特性47理想的测量系统理想的测量系统每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与标准每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与标准值一致值一致有如下统计特性：有如下统计特性： “零零”变差变差 “零零”偏倚偏倚 对被测量产品错误分类为对被测量产品错误分类为“零零”概率概率4848测量系统特性及变差类型和定义测量系统特性及变差类型和定义类型定义图示分辨力Discrimination(Resolution)测量系统检出并如实指出被测定特性微小变化的能力。偏倚B
29、ias观测平均值与基准值的差。稳定性Stability在某种持续时间内测量同一基准或零件单一特性结果的总变差。线性Linearity量具的预期工作范围内偏倚的变化。重复性Repeatability同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差。再现性Reproducibity不同评价人，测量同一特性观测平均值的变差。操作者B操作者C操作者A再现性基准值无偏倚有偏倚观测的平均值49测量系统数据测量系统数据50变差数学表达变差数学表达 过程控制中所收集的数据包含二种不同的，相对独立的过程控制中所收集的数据包含二种不同的，相对独立的变差来源：变差来源： 制造过程变差制造过程变差 (MPV) (MPV) 测
30、量系统变差测量系统变差 (MSV) (MSV) 总变差总变差 (TV) = MPV + MSV (TV) = MPV + MSV51测量系统的变差必须小于制造过程变差测量系统的变差必须小于制造过程变差MSV MPVMSV MPV 注：测量系统的变差必须尽可能小注：测量系统的变差必须尽可能小 变差关系变差关系+ +MSVMSVMPVMPV 总变差总变差 (TV) (TV) 规范公差规范公差52 1、测量系统必须处于稳定统计状态，也就是说，测量系统、测量系统必须处于稳定统计状态，也就是说，测量系统的变差不受特殊原因的支配的变差不受特殊原因的支配； 统计稳定性统计稳定性u一般说来，当没有数值一般说来
31、，当没有数值( (点点) )落在特殊原因区域内时，测量系落在特殊原因区域内时，测量系统便处于统计控制状态统便处于统计控制状态u如果没有如如果没有如SPCSPC手册中描述的数据趋势或漂移时，我们也可认手册中描述的数据趋势或漂移时，我们也可认为是统计控制状态为是统计控制状态 普通原因区域普通原因区域特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域531 1、处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因。、处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因。2 2、测量系统的变异性（、测量系统的变异性（VariabilityVariability）小于过程变异性。）小于过程变异性。3 3、测量系统的变异性小于技术
32、规范界限。、测量系统的变异性小于技术规范界限。4 4、测量增量（、测量增量（incrementsincrements）小于过程变异性和技术规）小于过程变异性和技术规范宽度的范宽度的1/101/10。5 5、当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差、当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于过程变差和规范宽度较小者。小于过程变差和规范宽度较小者。测量系统应具备的特性测量系统应具备的特性54MSAMSA分析时机分析时机 新生产之产品PV(零件)有不同时 新仪器，EV(设备)有不同时 新操作人员，AV(人员)有不同时 校准周期(文件规定)。55重复性；重复性； (精密度精密度) 再现性再现
33、性偏倚偏倚(准确性准确性)测量系统测量系统统计特性统计特性分为分为 线性；线性；稳定性。稳定性。通常使用测量数据的统计特性来衡量测量系统的质量！通常使用测量数据的统计特性来衡量测量系统的质量！分辨力分辨力56四、灵敏度四、灵敏度 、分辨率、分辨率57灵敏度灵敏度敏感度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信号的敏感度是指能产生一个可检测到（有用的）输出信号的最小输入。它是测量系统对被测特性变化的回应。敏感最小输入。它是测量系统对被测特性变化的回应。敏感度由量具设计（分辨力）、固有质量（度由量具设计（分辨力）、固有质量（OEMOEM）、使用）、使用中保养，以及仪器操作条件和标准来确定。它通常被表中
34、保养，以及仪器操作条件和标准来确定。它通常被表示为一测量单位。示为一测量单位。影响敏感度的因素包括：影响敏感度的因素包括： 一个仪器的衰减能力一个仪器的衰减能力 操作者的技能操作者的技能 测量装置的重复性测量装置的重复性 对于电子或气动量具，提供无漂移操作的能力对于电子或气动量具，提供无漂移操作的能力 仪器使用所处的条件，例如：大气条件、尘土、湿度仪器使用所处的条件，例如：大气条件、尘土、湿度58分辨率分辨率59理解分辨率理解分辨率例：测量一个硬币的厚度 - 哪个测量系统对这三个硬币提供更好的变差信息?分辨力分辨力: “系统检测并如实显示的参考值的变化量。也可称为可读性或分辨率.”60分辨率和
35、控制图分辨率和控制图范例：范例： 用二个系统测量同一组样本用二个系统测量同一组样本 建立如下所示的均值和极差图建立如下所示的均值和极差图(X&R (X&R 图图) ) 观察分辨率分别为观察分辨率分别为0.0010.001和和0.010.01的二个测量系统之的二个测量系统之间的差别间的差别6162分辨率不足分辨率不足当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨率不足：率不足： 只有一、二或三个极差值可读只有一、二或三个极差值可读 四分之一以上极差为零四分之一以上极差为零选择分辨力按比例小于规范或过程变差，以获得选择分辨力按比例小于规范或过程变差，以获得足够
36、的分辨率足够的分辨率63分辨率的决定原则分辨率的决定原则分辨力应为（容限）公差或分布的十分之一。分辨力应为（容限）公差或分布的十分之一。在在PPAPPPAP之前，之前，APQPAPQP和测试期间进行量具分辨力的研和测试期间进行量具分辨力的研究，研究制造过程或相似过程的极差图，根据前页和范究，研究制造过程或相似过程的极差图，根据前页和范例从不断改进的角度看，公差值的十分之一可能不够，例从不断改进的角度看，公差值的十分之一可能不够，MSAMSA建议用建议用66（总的）制造标准偏差的十分之一。（总的）制造标准偏差的十分之一。64测量系统的分辨力测量系统的分辨力 建议的可视分辨率建议的可视分辨率 6
37、10 - 过程的标准差 (不是公差宽度的1/10)65基准值基准值为了比较的一个一致认可的值有时也称为：为了比较的一个一致认可的值有时也称为： 可接受的值可接受的值 常规值常规值 指定值指定值 最佳估算值最佳估算值 标准测量标准测量 测量的标准测量的标准66基准件基准件具有非常精确制定的一个或更具有非常精确制定的一个或更多特性的一种材料或物质，用多特性的一种材料或物质，用于仪器的校准、测量方法的评于仪器的校准、测量方法的评估或给材料赋值。估或给材料赋值。67五、偏倚、线性、稳定性五、偏倚、线性、稳定性68测量系统研究的准备工作测量系统研究的准备工作人员选择人员选择: :由于测量系统研究的目的之
38、一是评价整个测由于测量系统研究的目的之一是评价整个测量系统量系统, ,因而，评价人应从日常操作该仪器的人员中选因而，评价人应从日常操作该仪器的人员中选择。择。样品选择样品选择: :必须是选自于过程并且代表整个的生产的范必须是选自于过程并且代表整个的生产的范围。例如，在生产线上，每一天取一个样本，持续若干围。例如，在生产线上，每一天取一个样本，持续若干天；天；确定测量的特性：如，确定测量的特性：如，22.1222.120.05mm0.05mm的尺寸。的尺寸。测量方法测量方法( (即评价人和仪器即评价人和仪器) )应保证各次读数的随机性、统计的独立性应保证各次读数的随机性、统计的独立性. .即采用
39、盲测即采用盲测法法( (见定义见定义). ).每一位评价人应采用相同的方法和步骤来获得读数。每一位评价人应采用相同的方法和步骤来获得读数。69准确度和精密度准确度和精密度 准确度准确度 ( Accuracy ) X ( Accuracy ) X或称偏移或称偏移(BIAS):(BIAS): 量测实际值与工件真值间之差异量测实际值与工件真值间之差异, ,是指数据相对基准（标准）是指数据相对基准（标准） 值的位置。值的位置。 精密度精密度 ( Precision ) ( Precision ) 或称或称变差变差(Variation): 利用同一量具，重复量测相同工件同一质量特性，所得数利用同一量具，
40、重复量测相同工件同一质量特性，所得数 据之变异性。是指数据的分布。据之变异性。是指数据的分布。位置位置(Location )(Location )宽度宽度 (Width )(Width )70准确度和精密度范例准确度和精密度范例量具 A量具 B量具 CA A 具有最佳准确度具有最佳准确度B B 具有最佳精密度具有最佳精密度C C 的准确度好于的准确度好于B B 量具 A的均值量具 B的均值量具 C的均值71偏倚偏倚基准值偏倚倚基准值 观测平均值 偏倚：测量结果的观测平均值与基准值偏倚：测量结果的观测平均值与基准值之间的差异。又称为之间的差异。又称为“准确度准确度”。注：基准值可通过更高级别的测
41、量设备注：基准值可通过更高级别的测量设备进行多次测量取平均值。进行多次测量取平均值。72量具偏倚的工作指南量具偏倚的工作指南1.1. 用标准值或高等级量具，如全尺寸检验设备，获得可接受用标准值或高等级量具，如全尺寸检验设备，获得可接受基基 准值准值2.2. 用测量室或全尺寸检验设备用测量室或全尺寸检验设备3.3. 由同一评价人对同一零件作至少由同一评价人对同一零件作至少1010次测量次测量4. 4. 相对基准值作直方图，以判断是否存在特殊原因相对基准值作直方图，以判断是否存在特殊原因5.5. 计算：计算： 读数的均值读数的均值 偏倚偏倚= = 观测值均值观测值均值- -基准值基准值 公式公式P
42、74P7473为何做量具偏倚分析为何做量具偏倚分析从比例上讲，不会象从比例上讲，不会象GR&RGR&R那么大，但有助于量化准确度那么大，但有助于量化准确度用于同一量具的稳定性和线性进一步分析用于同一量具的稳定性和线性进一步分析可接受基准值应与其它统计特性评估相同可接受基准值应与其它统计特性评估相同和以后其他评价人作和以后其他评价人作GR&RGR&R分析时，作读数比较分析时，作读数比较 74量具偏倚大的原因量具偏倚大的原因仪器需要校准仪器需要校准仪器、设备或夹紧装置的仪器、设备或夹紧装置的磨损磨损磨损或损坏的基准，基准磨损或损坏的基准，基准出现误差出现误差校准不当或调整基准的使校准不当或调整基准
43、的使用不当用不当仪器质量差仪器质量差设计或一致设计或一致性不好性不好线性误差线性误差应用错误的量具应用错误的量具不同的测量方法不同的测量方法设置、设置、安装、夹紧、技术安装、夹紧、技术测量错误的特性测量错误的特性量具或零件的变形量具或零件的变形环境环境温度、湿度、振动、温度、湿度、振动、清洁的影响清洁的影响违背假定、在应用常量上违背假定、在应用常量上出错出错应用应用零件尺寸、位置、零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察操作者技能、疲劳、观察错误错误75偏倚范例偏倚范例观测次数观测次数 外径观测值外径观测值 Bias Bias 1 5.8 -0.2 2 5.7 -0.3 3 5.9 -0.1 4
44、 5.9 -0.1 5 6.0 0.0 6 6.1 0.1 7 6.0 0.0 8 6.1 0.1 9 6.4 0.4 10 6.3 0.3 11 6.0 0.0 12 6.1 0.1 13 6.2 0.2 14 5.6 -0.4 15 6.0 0.0均值均值 (X-bar) = 6.0067 (X-bar) = 6.0067偏倚偏倚 = = 观测均值观测均值 - - 基准值基准值 =6.0067- 6.0 = 0.0067 =6.0067- 6.0 = 0.0067标准偏差标准偏差= (6.4-5.6)/3.553 =0.22514= (6.4-5.6)/3.553 =0.22514均值的标
45、准偏差均值的标准偏差= =0.22514/(sqrt15)=0.05813= =0.22514/(sqrt15)=0.05813t=0.0067/0.05813=0.1153t=0.0067/0.05813=0.115395%95%置信区间：置信区间：结论：偏倚是可以接受的，同时假定实际结论：偏倚是可以接受的，同时假定实际使用不会导致附加变差源使用不会导致附加变差源同一作业员对一个轴的外径作了同一作业员对一个轴的外径作了1515次测量，数据如下：次测量，数据如下：, ,基准值为基准值为6.06.0，是一个基准值，即假定产品与原样一致。估计偏倚：，是一个基准值，即假定产品与原样一致。估计偏倚：7
46、6 n（m）平均值，平均值，X标准差，标准差，r平均值的标准误差，平均值的标准误差，b测量值测量值 Xmax-Xmin d2 r/ 参考值参考值= = 0.05 g= 1 d2= 3.55统计的统计的t值值df显著的显著的t值值偏偏 倚倚偏倚的偏倚的95%置信度置信度区间区间测量值测量值下下 限限上上 限限 注：子组大小（测量次数）为注：子组大小（测量次数）为m，子组数量为，子组数量为g。水平是不是用默认值0.05（95置信度）时必须得到顾客的同意。77量程量程基准值观测平均值 基准值观测平均值 线性分析线性分析在测量设备正常操作范围内，偏倚值的差值在测量设备正常操作范围内，偏倚值的差值。78
47、观测平均值 基准值无偏倚有偏倚79量具的线性量具的线性量具的线性可以通过对量具预期的工作范围内的量具的线性可以通过对量具预期的工作范围内的偏倚分析而确定偏倚分析而确定至少要作二次分析，在量具量程范围的下限和上至少要作二次分析，在量具量程范围的下限和上限各一次限各一次量具量程范围的中部也应考虑量具量程范围的中部也应考虑80量具线性分析量具线性分析量具线性工作指南量具线性工作指南1.1. 选择可在测量系统不同工作范围作测量的选择可在测量系统不同工作范围作测量的5-85-8个零件个零件2.2. 用完全尺寸检验设备确定每个零件的基准值用完全尺寸检验设备确定每个零件的基准值3. 3. 由一个评价人和同一
48、量具测量所有零件由一个评价人和同一量具测量所有零件4. 4. 每个零件重复每个零件重复m10m10次测量次测量5. 5. 结果分析结果分析作图法（参见偏倚分析）作图法（参见偏倚分析）81量具线性分析量具线性分析量具线性工作指南量具线性工作指南( (续续) )6.6.计算零件的偏倚和偏倚均值。计算零件的偏倚和偏倚均值。7.7.将计算出的偏倚由小到大排序将计算出的偏倚由小到大排序8.8.以偏倚均值以偏倚均值(Y-(Y-轴轴) )对基准值对基准值(X(X轴轴) )建立散点图建立散点图9.9. 线性由这些点的最佳拟合直线的斜率确定。一般说线性由这些点的最佳拟合直线的斜率确定。一般说来，斜率越小表示线性
49、越好来，斜率越小表示线性越好10.10. 计算量具的线性指数计算量具的线性指数82线性图析线性图析2 23 34 45 56 67 78 89 91010-1-10 01 1倚倚 偏偏偏倚偏倚 = 0 = 0回归回归95%95%置信度区间置信度区间线性研究：图示分析法线性研究：图示分析法83分析线性分析线性- -如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬件或者同时调整两者，再校准以达到件或者同时调整两者，再校准以达到0 0偏倚。偏倚。 - -如果在测量范围内偏倚不能被调整到如果在测量范围内偏倚不能被调整到0 0，只要测量系统，只要测量系统保持稳
50、定，仍可以用于产品保持稳定，仍可以用于产品/ /过程控制，但不能进行分过程控制，但不能进行分析。析。84线性误差的原因线性误差的原因仪器需要校准，需减少校准时间间隔；仪器需要校准，需减少校准时间间隔；仪器、设备或夹紧装置磨损；仪器、设备或夹紧装置磨损；缺乏维护缺乏维护通风、动力、液压、腐蚀、清洁；通风、动力、液压、腐蚀、清洁；基准磨损或已损坏；基准磨损或已损坏；校准不当或调整基准使用不当；校准不当或调整基准使用不当；仪器质量差；仪器质量差；设计或一致性不好；设计或一致性不好；仪器设计或方法缺乏稳定仪器设计或方法缺乏稳定性；性；应用了错误的量具；应用了错误的量具；不同的测量方法不同的测量方法设置