仪器校验及管理标准讲义.ppt

1 仪器校正和管理培训讲义 2 课程大纲 计量概述 测量 ISO9000的要求 测量设备管理 校正 仪校管理常见的问题和缺失 MSA 3 计量概述 计量及计量学 计量：是指实现单位统一，量值准确可靠的活 动。 计量学：是指关于计量的科学，包括： -测量的理论 -测量的实践 4 计量的起源 古稱“度量衡”计量起源于商品交换。 -中国古代的长度、容量及重量测量称为度量 衡 -秦始皇统一度量衡法令的颁布开始了计量的 法 制管理 -计量学的内容来自测量的需要，并隨测量的 需 要不断发展 计量概述 5 现代计量学的内容 -研究计量单位及其基准、标准的建立、复制、保存和 使用 -研究计量方法和计量器具的计量特性 -研究计量的不确定度 -研究计量人员的能力 -研究计量法制和管理 -研究计量和一切理论和实际问题 -基于物理常数、标准物质及材料特性等的准确测定 计量概述 6 计量学的分类，就学科性质而论可分为 -通用计量学 -技术计量学 -理论计量学 -品质计量学 -法制计量学 -经济计量学 计量概述 7 计量的范围 -几何 -力学 -热工 -电磁 -电子(无线电) -时间频率 计量概述 -声学 -光学 -化学 -电离辐射 -振动转速 -气象 8 12 大 計 量 No 分類 范疇 No 分類 范疇 1几何量長度 角度 工程參量 7聲學聲壓(速強 速率) 2力學質量 密度 力 功 能 流量 8光學發光強度 照度 光通量 輻射(強度 照度 通量) 3熱工溫度 熱/容量 熱導率 9化學物質的量 摩 爾 滲透壓 阿伏加德羅常數 4電磁電流 (勢 壓 容) 磁通/導 10電離輻射活度 吸收劑量 粒子通量密度 5電子脈沖 失真 衰減 陰抗 噪音 功率 調制 11振動轉速振動輻度(頻率) 轉速 6時間頻率時間 頻率 波長 振幅 阻尼系數 12氣象氣溫 氣壓風速 相對 溫度 9 國 際 單 位 制 (續) NO量的名稱單位名稱單位符號 1長度米m 2質量千克(公斤)kg 3時間秒s 4電流安(培)A 5熱力學溫度開(爾文)K 6物質的量摩(爾)mol 7發光強度坎(德拉)cd 10 計 量 之 特 點 測 量 值 的 准 確 性 計 量 溯 源 性 准 確 性 統 一 性 法 制 性 計量單位的統一 法制制度的保障 (社會性) 量值 的傳遞 11 统一性 -计量的本质特性 -计量是世界范围的 -国际米制公约(1875年)、国际计量局 (1875) 国际法制计量组织 -在更广泛的范围内实现计量统一 计量的特点 12 准确性 -计量的核心 -计量的权威象征 -计量保证的作用和价值 无论何时、何地、何人、用何方法、器具 进行同类测量结果是可比较的 计量的特点 13 社会性 -计量涉及社会生活的各个方面、各个领域 法制性 -计量的另一个特征 -计量的社会性取决于计量的法制性 -社会性、统一性及准确性是通过立法来保 障的 计量的特点 14 计量与科学技术 -计量是所有验证的技术基础和重要手段 -三大技术革命促进了计量的发展 -计量学的成就也反过来促进的科学的发展 计量与工业生产 -科学的社会化大生产要求计量的保障 -计量的科学生产的技术基础 -计量贯穿于生产的全过程 计量的作用与意义 15 计量与国防 -计量对国防、特别是对尖端技术的重要性 计量与生活 -人类的一切都与计量有关的 计量的作用与意义 16 准 確 度 (Accuracy) 實際測量值偏離真值的程度。 假設一工件的實際尺寸為cm。使用2 量具測量值。 A team: 15.0 15.1 14.9 15.0 15.1 B team:16.2 17.8 15.5 16.5 17.2 基准值 觀測的平均值 17 精 密 度(Precision) 代 表 量 測 儀 器 對 同 一 待 測 工 件 以 相同測量 過 程 作 重 復 量 測 時各 測 量 結 果 的 差異 程 度 。 您 的 選 擇? 哪 組 精 密 度 高。 A team :10 16 13 20 19 B team :15 13 14 16 15 18 上述兩者之關系 准確 不准確 精密不精密 ab cd 19 靈敏度 量規儀器響應的變化與影響該變化的 被測值的比值。 解析度 量規儀器可響應的最小變化量。 游標卡尺千分尺 靈敏度與解析度 20 誤 差 量測時實際量測值（或量測平均值） 與真值 之間的差異稱為誤差(測量誤差=測量結果 -真 值) 造成誤差的原因 誤 差 環境誤差 方法誤差 人為誤差 儀器誤差 21 測量不確定度 測量結果常有的一個參數。用以表示合理地賦予 被測量的值的分散性。 不確定度愈小測量結果的質量愈高不確定度 愈大測量結果的質量低。 測量不確定度的分類 -標准不確定度 -合成不確定度 -擴展不確定度 22 -测量人 -测量方法 -测量工具 -测量环境 -其它 影响测量的因素及其控制 23 校驗 一種比較的過程藉由已知的且更精確准之測量 儀器對未知量測儀器進行量測以了解被測量之 儀器之精准度。 校正 校正通過常包括兩方面的含義一即校驗 二即變異的修正調整。校驗之目的在于証 實是否符合乎要求變異的修正調整是指對偏移 加以修正使恢復原有的規格特性。因此校正是指將 儀器或設備與已知較高精確度的標准儀器進行比較 以得到修正值或經由調整以達到原有精確度之 過程。 校驗與校正 24 什麼是測量 所謂測量是人類對自然界中的物質 或現 象予以量的掌握，經由這個量化的過程，我 們才能對此物質或現象得到較準確的描述； 也可以說測量就是一系列的操作，為的是要 決定物件的特性的數值 25 測量的目的 保証品質 -以測量所得之結果作為生產管制之依據掌 握現狀確保產品品質的一致性 降低成本 -由測量結果得到一最佳之制造條件避免不必 要的浪費降低生產成本 確保安全 -對制造過程中的參數之測量確認生產中之安 全問題（如壓力過高將發生爆炸）適時做好處理 以保障人員和設備之安全 26 直接推定法 -直接评定法将被测量量与已知的同类量直 接比较从而得出被测量量的值 -微差法测量被测量量与已知量之间的微小 差值从而得出被测量量的值 -零位法将被测量量与已知量相比较并使两 者的差值为零的一种测量法 测量检定方法 27 间接推定法 -是通过对被测量量有已知函数关系的其它量的测量而 导出被测量量值的检定方位 综合检定法 -又称为整体检定法是直接用计量基准计量标准来标明 和确认计量器具是否符合法定要求 分项检定法 -又称为部件检定法它分别分析与测量影响受检计量器 具不确定度的各项因素或分量然后通过计算求出合成不 确定度或扩展不确定度以查明和确认计量器具是否合格 测量检定方法 28 外观与正常性检查 检查计量器具有否致命缺陷和和能否正常工作 -计量基准 -计量基准 -工作计量器具 计量特性的检定按有关检定规程的检定方法进行 对检定结果的数据进行处理和分析例如算出平均值求出不确定 度给出修正值等必要时画出误差曲线图进行分析 检定结果的处理检定结果合格出具检定证书不合格的出具不合 格通知书 测量检定步骤 29 ISO9001:2000关于仪校的要求 7.6条款 (tbc) 组织应确定需实施的监视和测量以及所需 的监视和测量装置，为产品符合确定的要求（ 见7.2.1）提供证据。 组织应建立过程，以确保监视和测量活动 可行并以与监视和测量的要求相一致的方式实 施。 当有必要确保结果有效的场合时，测量设 备应： ISO9000关于仪样的要求 30 ISO9001:2000关于仪校的要求 7.6条款(bc) a 对照能溯源到国际或国家标准的测量标准 ，按照规定的时间间隔或在使用前进行校准或 检定。当不存在上述标准时，应记录校准或检 定的依据； b 必要时进行调整或再调整； c 得到识别，以确定其校准状态； d 防止可能使测量结果失效的调整； e 在搬运、维护和贮存期间防止损坏或失效 ； ISO9000关于仪样的要求 31 ISO9001:2000关于仪校的要求 7.6条款 此外，当发现设备不符合要求时，组织应对以 往测量结果的有效性进行评价和记录。组织应对该设 备和任何受影响的产品采取适当的措施。校准和验证 结果的记录应予保持（见4.2.4）。 当计算机软件用于规定要求的监视和测量时， 应确认其满足预期用途的能力。确认应在初次使用前 进行，并在必要时予以重新确认。 注：作为指南，参见GB/T 19022 .1和GB/19022 .2 。 ISO9000关于仪校的要求 32 测量设备 1 能满足企业的各类测试需要 2 准确度能满足要求，须是被测物的3-10倍 3 配置一定量的备用仪器设备 4 分级管理 5 仪器设备的计划和购置 6 仪器设备的验收、建帐 7 仪器设备的使用、维护和维修 8 闲置和报废 测量设备管理 33 測量設備之購買 儀器采購時機 -工作負荷或項目增加 -引進新技朮 -汰舊換新 確認采購需求 -為何要采購此部儀器 -需要之儀器特性為何 采購儀器的評估 -儀器的規格 -范圍 准確度 精密度 -預算的考量 -保養 維修及環境要求 -售后服務 選擇適當之供應商 -是否投資教育訓練 -價格 -能力 -售后服務 34 組裝和驗收 小心組裝置于預定位置 徹底檢查操作 確定校正時序 系統功能評估與校正 環境測試 儀器組裝 儀器驗收 35 量規儀器編碼 編碼方式 舉例說明 位別QA 001QA-部門/單位001-流水號 單位+類別W - 41 -001W:工作用 41生產產部 C:檢驗用 30研發部 Q:標准件 20品保部 儀器類別卡尺- 001卡尺-儀器種類 001-流水線 36 量規儀器建檔 量測設備管制表的項目 -設備編號 -設備名稱與型號 -放置地點 -校正周期 -校正種類 37 量測儀器之鑒別 管制儀器非管制儀器 與品質判定及制程監控有關 與品質判定及制程監控無關 數值值量 位置 使用狀況 保養 維護生命周期 校正 只需列管 儀校中心/實驗室管理工務或工具單位管理 38 -正確地使用訓練 -保養點檢的實施 -借用早請 -延期校正的申請 -異常報告 儀器的現場管理 39 标识和记录 -标识(状态标识及使用标识) -记录 讨论需要的记录 标识和记录 40 校正和溯源 1 须校正和溯源 2 校正的目的 3 校正的渠道 4 校正的周期 5 如何降低企业的仪器校验成本 校正 41 国际标准 国家标准 行业标准 组织标准 计量溯源 A B C D 42 儀器校正目的 自發性的要求 -因為量測儀器的誤差將會隨著時間而增加因此須按時加 以校正以確保儀器之精度。 外部環境的需求 -為確保進料的產品品質和生產交付給顧客滿意的產品 國際交易的需求 -為確保產品品質的一致性保証買方雙方 共同認定的品質制 度與規范標准應運而生如ISO9000 CEMARK UL 法規的要求 -政府為確保公共安全衛生醫療與公平交易之維系所訂定之 度量衡法之要求例血壓計 電表 水表 瓦斯表計費表 電子稱等。 43 儀器的校正方式 外 校 免 校 內 校 游 校 44 校正周期的確定 校正是為了避免儀器偏差而制定校正周期則是 為了使儀器或標准件能時時保持穩定。 因此校正周期乃系根據使用之目的程序及准 確度要求以統計方法及經驗判斷所推導出最具信 賴度的一送校間隔時間。 兩類校正周期的確定方式。 45 美國NCSL法 由工程上的直覺來確定校正周期，即以固定期 間作為校驗周期。 -對于新購買之儀器設備是目前最通用之方法 由數據來制定固定校正周期 -適用于同一廠牌型號或同一種類之儀器 變動的校正周期 -適用于單一型號之儀器 以使用頻率來制定校正周期 -適用于同一廠牌型號或同一種類之儀器 使用測試結果來制定校正周期 -此方法亦適用于同廠牌型號之儀器。 46 校驗周期法 初期選擇的校驗周期 -以工程上的直覺式即以固定期間作為 校驗周期。 校驗周期調整 -自動的或階梯式的調整校驗周期 -管制圖法 -歷時法 -實際使用時數法 47 如何降低企业的仪器检验成本 将仪器分级。 开展内仪工作。 合适的仪验周期。 委托兄弟企业进行。 不同仪校机构比价以及签定长期合作协议 48 仪校管理常见的疑问和缺失 -讨论 计量管理 49 量規 儀器管理作業常見之缺失 (1)量規儀器超過檢驗日期尚未校正仍是現場使用而管理者未做 任何處置。 (2)執行內校的人員沒有經過相關的訓練。 (3)查制三課量測粗坯長度使用之游標卡尺(200mm)之校正點為 205080100150mm,唯其使用范圍系30180mm,并無法確保 使用范圍之精確度。 (4)試驗設備高斯量測器用來做進貨檢驗雖列為內校且有校正記錄 但未建立校正指導書。 (5)已校正的量規儀器但沒有允收標准違反量規儀器管理程序。 (6)標准法碼是一個標准件卻當成免校件。 (7)依據允差應判“NG”但卻標示OK. (8)查核量規儀器履歷表游標卡尺(0220002/0.02150- 175mm)02.3.26校正。上述記錄校正時之溫度與量規儀器校正指 導書(Q-3-006,85.5.23Rev 1)規定。 校驗環境室 溫不符。(規定 205 。C,但校正記錄災26.5。C) 50 (9)設備R-01到R-20環境上分包商協助校正的這結果可被 接受的。但是12/28/96的校正報告即無法追溯國家或國際標准 。 (10)沒有客觀証據顯示先前校驗的失效時管理者對產品品 質有效性之評估記錄。 (11)新購之量規未適時安排校正亦未要求廠商提供校正報 告 (12)個人擁有之儀器用在品質檢驗但未列入校正管理體系 。 (13)用在量測產品之卡尺精度不足(規格要求150.01mm),現 場使用卡尺最小刻度為0.02mm。 量規 儀器管理作業常見之缺失 51 (14)自制之檢測設備,未建立校正標准(或因為無法外校無適 當標准件,逕行列為免校),與條文要求不符. (15)加了封簽之可調式旋鈕,已見破損,雖看似未被調整,但管 理者未依規定執行評估及重新標示. (16)被列為標准件之儀器,于稽核中發現被經常使用在檢測 及校正等兩項作業,與程序文件規定不符. (17)游標卡尺之校正點為20.150mm,但使用范圍 在1520mm間. 量規儀器管理作業常見之缺失 52 (18)某電子秤使用范圍010kg,校正結果發現,8kg以上 已超出允差范圍,雖可挪用在8kg以下之量測,但校正報 告未注明適用范圍.儀器外部亦僅標示合格,未加以注 明限用范圍. (19)校正計划未將所有須執行校正之儀器一一列入. (20)校正周期或校正允差,制訂不合格.制訂內容(方式) 不合理,例如校正允差要求大于產品規格允差. 量規 儀器管理作業常見之缺失 53 测量系统分析测量系统分析 Measurement System AnalysisMeasurement System Analysis 误差及能力分析 54 测量系统分析的目的 测量系统分析的目的是确定所使用的数据 是否可靠 测量系统分析还可以： 评估新的测量仪器 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 确定并解决测量系统误差问题 55 数据的质量 数据的质量取决于从处于稳定条件下进行 操作的测量系统中，多次测量的统计特性 ，如：假设使用某一在稳定条件下操作的 测量系统对某一特定特性值进行了几次测 量，如果这些测量值均与该特性的参考值 （master value）“接近”），那么，数据的 质量被称为“高”；同样，如果部份或所有 的测量值与参考值相差“很远”，则数据的 质量很“低” 56 描述测量数据质量的统计特性 通常用来描述测量数据质量的统计特性是 某测量系统的偏倚（Bias）和变差（ variance）。 被称为偏倚的统计特性指的是数据值相对 于参考（基准）值的位置。 被称为变差的特性指的是数据的分布宽度 。 57 低质量数据的原因和影响 低质量数据的普遍原因之一是变差太大 一组数据中的变差多是由于测量系统及其 环境的相互作用造成的。 如果相互作用产生的变差过大，那么数据 的质量会太低，从而造成测量数据无法利 用。如：具有较大变差的测量系统可能不 适合用于分析制造过程，因为测量系统的 变差可能掩盖制造过程的变差。 58 有关测量数据的常见问题 什么是测量？ 将一个未知量与一个已知的或已经接受的参照值进行的比较 为什么我们需要测量数据？ 我们使用测量数据来判断产品是否合格，制定有关过程管理的决策 。 我接受这件产品吗？ 过程是很好，还是需要进行调整？ 我们对测量数据有什么期望？ 准确性：数据必须告诉我们真相！ 重复性：重复测量必须产生同样的结果！ 再现性：结果不应该受检验员的影响。 什么是测量仪器？ 用来进行测量的任何仪器。 什么是检验员（或者鉴定人）？ 使用测量仪器进行测量的个人或装置 59 有关测量数据的常见问题 测量系统：不仅指量具。 测量系统包括：人（及其培训）、过程（测量程序） 、设备（量具或测量工具）、系统的控制点、及所有 这些因素的相互作用。 测量总偏差： 总的观察偏差=过程偏差+测量系统偏差 测量是一个能影响所观察值的中心值和偏差的过 程。 60 有关测量数据的常见问题 Gage R&R分析是用来分析测量系统的方法 ，目的是确定测量某种东西时出现的波动 （误差）的大小和类型。 将“测量系统”看作是会给测量数据带来额 外误差的子过程，其目的就是使用误差尽 可能小的测量过程。 任何观测数据的误差，都是部件的实际误 差和测量系统误差的总和。 61 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 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 过程变差 62 测量仪器分辨率 （测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%） 测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。 看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分辨率描述 了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。 部件A 部件B 部件A 部件B A=2.0 B=2.0 A=2.25 B=2.00 因为上面刻度的分辨率比两个部件之间 的差异要大，两个部件将出现相同的测 量结果。 第二个刻度的分辨率比两个部件之间的 差异要小，部件将产生不同的测量结果。 63 测量系统的有效分辨率（ discrimination） l要求不低于过程变差或允许偏差（ tolerance）的十分之一 l零件之间的差异必须大于最小测量刻度 l极差控制图可显示分辨率是否足够 看控制限内有多少个数据分级 l不同数据分级(ndc)的计算为 零件的标准偏差/ 总的量具偏差* 1.41. 一般要求它大于5才可接受 直尺 卡尺 千分尺 .25 .279 .2794 .28 .282 .2822 .28 .282 .2819 .28 .279 .2791 64 准确度(Accuracy) l准确度(Accuracy) 测量的平均值是否与真值吻合? l真值(True Value): 理论上正确的值 国际度量衡标准 l偏倚（Bias) 测量值的均值与真值的距离 测量系统持续地偏离目标 系统错误 65 BIAS 测量结果的平均值与参考 值的差异. 参考值（reference- value）是一个预先认定的参考标 准. 该标准可用更高一级测量系统 测量的平均值来确定(例如：高一 级计量室) 观测平均值 参考值 偏倚BIAS 66 X1=0.75mmX6=0.8mm X2=0.75mmX7=0.75mm X3=0.8mmX8=0.75mm X4=0.8mmX9=0.75mm X5=0.65mmX10=0.7mm 同一操作者对同一工件测量10 次 如果参考标准是 0.80mm. 过程变差为0.70mm = 0.75 Bias = 0.75-0.8= -0.05 % Bias=1000.05/0.70=7.1% 表明 7.1% 的过程变差是偏倚 BIAS 偏倚BIAS 实例: 67 准确度的问题可以通过校准来探测. 偏倚也可以与过程的容差相比较 判断准确度的简单标准为. 小于过程变差或容差的 1%, 可认为是精确的. 小于过程变差或容差的 1% 则需要研究和调整测量系统, 或者临时 用补偿值来修正以后的测量值 偏倚的研究还可以通过作图的方式来进行, 即作出直方图, 然后根据经 验判断是否可以接受. 偏倚的研究还可以通过计算置信区间来判断是否可以接受 测量平均值 参考值 x (100) 容差宽度 68 偏倚研究的分析 如果偏倚在统计上不等于0，检查是否存在以下 原因： 基准件或参考值有误检查确定标准件的程序 仪器磨损维修 仪器所测量的特性有误 仪器没有经过适当的校准对校准程序进行评审 评价者使用仪器的方法不正确对测量指导书进行评 审 69 偏倚的调整 如果偏倚不等于零，应采用硬体修正法和 软体修正法对量具进行重新校准以达到零 偏倚；如果偏倚不能调整为零，通过变更 程序（每个读值根据偏倚进行修正）还可 继续使用该测量系统。由于存在评价误差 这一高度风险，因此这种方法只能在取得 顾客同意后方可使用。 70 线 性 在量具正常工作量程内的偏倚变化量 多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的 关系 是测量系统的系统误差构成 71 线性的探测可以在校准时进行 线性的好坏可以通过作图来显示 线性的研究也可以通过数据分析来进行, 即用最小二乘 法来计算最佳的拟合直线, 再用假设检验来验证其线性是 否可以接受. 72 线性误差的原因 造成线性误差的可能原因如下： 仪器需要校准，缩短校准周期 仪器、设备或夹具的磨损 维护保养不好空气、动力、液体、过滤器、 腐蚀、尘土、清洁 基准的磨损或损坏，基准的误差最小/最大 73 l在一段时间内，测量结果的 分布无论是均值还是标准偏 差都保持不变和可预测的 l通过较长时间内，用被监视 的量具对相同的标准或 标准 件的同一特性进行测量的总 变异来监视 l可用时间走势图进行分析 稳定性（Stability） 时间-1 时间-2 时间 稳定性 量 值 74 稳定性的判定 确定参考值 长期抽样：例如每班5件抽20个班 做出稳定性的均值极差控制图 如测量过程处于稳定状态，没有明显的特 殊原因结果发生，则判定稳定性合格。 75 造成不稳定的可能因素（一） 仪器需要校准，缩短校准周期 仪器、设备或夹具的磨损 正常的老化或损坏 维护保养不好：空气、动力、液体、过滤 器、腐蚀、尘土、清洁 基准的磨损或损坏，基准的误差 不适当的校准或使用基准设定 76 造成不稳定的可能因素（二） 仪器质量不好设计或符合性 仪器缺少稳健的设计或方法 不同的测量方法作业准备、载入、夹紧、技巧 变形（量具或零件） 环境变化温度、湿度、振动、清洁 错误的假设，应用的常数不对 应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观 测误差（易读性、视差） 77 精确性（重复性和再现性） 精确性描述了测量系统的偏差 可重复性偏差由量具本身造成；（测量系统 内部变差） 可再现性偏差由测量者的技巧造成；（测量 系统之间或条件之间的变差） 测量系统=重复性+再现性 78 l测量系统内在的变异性 l基于重复测量的数据，用分组后 组内的标准偏差来估算 l小于测量系统的总变差 重复性指同一 人使用同一测量工具对同一对象（ 产品）的同一特性进行多次测量中产生的变差，用于 估计短期的变差 Master Value 精确度：重复性 79 造成重复性的可能原因 零件内部（抽样样本）：形状、位置、表面光度 、锥度、样本的一致性 仪器内部：维修、磨损、设备或夹具的失效、质 量或保养不好 标准内部：质量、等级、磨损 方法内部：作业准备、技巧、归零、固定、夹持 、点密度的变差 评价人内部：技巧、位置、缺乏经验、操作技能 或培训、意识、疲劳 80 造成重复性的可能原因（续） 环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的小幅度 波动 错误的假设稳定，适当的操作 缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好 量具误用 失真（量具或零件）、缺乏坚固性 应用零件数量、位置、观测误差（易读性、视 差） 81 精确度：再现性 l测量系统中操作员产生的变异 l基于不同操作者的测量数据，按操 作员分组，通过组平均值的差来估 。 l应扣除量具的因素（组内变差） l比测量系统总变差小 Inspector A Master Value Inspector B Inspector C Inspector A Inspector B Inspector C 再现性指不同的人在对同种特性进行测量时 产生的变差 82 造成再现性误差的潜在原因 零件之间（抽样样本）：使用相同的仪器、操作 者和方法测量A、B、C零件类型时的平均差异 仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A 、B、C仪器测量的平均值差异。注意：在这种情 况下，再现性误差通常还混有方法和/或操作者的 误差。 标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平 均影响。 83 造成再现性误差的潜在原因（续） 方法之间：由于改变测量点密度、手动或 自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造 成的平均值差异。 评价人（操作者）之间：评价人A、B、C 之间由于培训、技巧、技能和经验所造成 的平均值差异。推荐在为产品和过程鉴定 和使用手动测量仪器时使用这种研究方法 。 84 造成再现性误差的潜在原因（续） 环境之间：在经过1、2、3等时段所进行的测量 ，由于环境周期所造成的平均值差异。这种研究 常用在使用高度自动化测量系统对产品和过程的 鉴定。 研究中的假设有误 缺乏稳健的仪器设计或方法。 操作者培训的有效性。 应用零件数量、位置、观测误差（易读性、视 差） 85 测量系统分析的准备工作 确定要测量的对象 确定评价人的人数，抽样零件的数量 重复测量的次数 评价人的选择 样件的选择 仪器有足够的分辨率 确定测量程度 86 平均范围 = = (2+1+1+2+1)/5 = 7/5 = 1.4 量具误差 = 5.15 * /d =5.15 / 1.19 * = 4.33 * = 4.33 * 1.4 = 6.1 % Gage R&R = 量具误差Gage Error / 允差Tolerance = 6.1 / 20 * 100 % = 30.5% 快速GR&R（极差法/短期模式） d常数表 允差Tolerance = 20 = 最大值-最小值 R RR R R 87 短期模式练习 Average range = R = ( + + + + )/_ = _ / _ Gage Error = 5.15 / d * R = 5.15 /_ * R = _ * R = _ * _ = _ % Gage R&R = Gage Error / Tolerance = _ / _ * 100 %) = _% Spec range = 185 - 215 88 计量型数据的 均值-极差法 均值-极差（X-R）法是确定测量系统的重复性和再现性的数学方法，步骤如下： 1 选择三个测量人（A, B,C）和10个测量样品。 测量人应有代表性，代表经常从事此项测量工作的QC人员或生产线人员 10个样品应在过程中随机抽取，可代表整个过程的变差，否则会严重影响研究 结果。 2 校准量具 3 测量，让三个测量人对10个样品的某项特性进行测试，每个样品每人测量 三次，将数据填入表中。试验时遵循以下原则： 盲测原则1：对10个样品编号，每个人测完第一轮后，由其他人对这10个样品进 行随机的重新编号后再测，避免主观偏向。 盲测原则2：三个人之间都互相不知道其他人的测量结果。 4 计算 89 计算A测的所有样品 的总平均值XA。 同样方法计算 RB, XB, RC, Xc 对每个样品由三个人所测得的 9个测试值求平均值， 计算这些均值的极差Rp 计算A对每个样品三次 测试结果的极差， 然后计算10 个样品 的极差的均值RA 90 测量系统分析 R=(RA+RB+RC)/3 XDIFF=MaxXA,XB,XC-MinXA,XB,XC 重复性-设备变差 EV=RK1 再现性-测验人变差 AV= (XDIFF K2)2-(EV2/nr) 过程变差 PV=RP K3 R&R= (EV2+AV2) 总变差 TV= (R&R2+PV2) %EV=EV/TV %AV=AV/TV %R&R=R&R/TV %PV=PV/TV P/T=R&R/Tolerance n=样品个数 r=每个人对每个样品的试验次数 rK1 2 3 4.56 3.05 K2 2 3 3.65 2.70 测试人数 nK3 7 8 9 10 1.82 1.74 1.67 1.62 K1=5.15/d*2 *AV计算中，如根号下出现负值，AV取值0 91 lEV= Equipment Variation (Repeatability) lAV= Appraiser Variation (Reproducibility) lR&R= Repeatability & Reproducibility lPV= Part Variation lTV= Total Variation of R&R and