MSA量测系统分析简体

1、1 12 2课程大纲：课程大纲：一、量测数据的质量一、量测数据的质量 二、量测过程二、量测过程三、量测系统的统计特性三、量测系统的统计特性四、变异的来源四、变异的来源五、变异的类型五、变异的类型六、量测不确定性六、量测不确定性七、量测系统分析之准备七、量测系统分析之准备八、如何进行量测系统分析八、如何进行量测系统分析九、量测系统分析九、量测系统分析- -计量值示范计量值示范十、量具重复性与再现性之比较十、量具重复性与再现性之比较十一、量测系统分析判定十一、量测系统分析判定- -计量值计量值十二、量测系统分析十二、量测系统分析- -计数值示范计数值示范十三、十三、work shopwork sh

2、op3 3你了解你的量测系统吗你了解你的量测系统吗? ?产品各项质量特性数据，均须透过量测系统取得产品各项质量特性数据，均须透过量测系统取得量测系统可靠吗？量测系统可靠吗？它会不会扭曲它会不会扭曲“制程声音制程声音”？4 4二、量测过程二、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 s w wi ip pe e量测量测数数值值分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须改善须改善量量 测测 系系 统统5 5三、量测系统的统计特性三、量测系统的统计特性1.1.量测系统均须在统计管制下而其所生成之变异应根源量测系统均须在统计管制下而其所生成之变异

3、应根源于共同原因，而非特殊原因。于共同原因，而非特殊原因。2. 2. 量测系统之最小刻度须相对小于制程变异或规格界量测系统之最小刻度须相对小于制程变异或规格界限之较小者。限之较小者。6 6四、变异的来源四、变异的来源( (一一) )仪器仪器( (量具量具) )工作件工作件( (零件零件) )扩大扩大量测系统变异量测系统变异变异性变异性敏感性敏感性接触几何接触几何变形效应变形效应一致性一致性单一性单一性重复性重复性再现性再现性使用假设使用假设稳健设计稳健设计偏移偏移线性线性稳定性稳定性校准校准预防性维护预防性维护维护维护创建公差创建公差发展的变异发展的变异发展发展设计变异设计变异夹持夹持位置位置

4、测量站测量站测量探测器测量探测器相互关连相互关连的特性的特性清洁清洁适合的适合的数据数据工作的工作的定义定义弹性变形弹性变形质量质量弹性特性弹性特性支撑特性支撑特性隐藏的几何隐藏的几何可追溯性可追溯性校准校准热扩散系数热扩散系数弹性特性弹性特性人员人员/ /程序程序环境环境教育教育身体的身体的限制限制程序程序目视标准目视标准工作规定工作规定工作态度工作态度经验经验培训培训经验经验培训培训理解理解技能技能人因工程人因工程照明照明压力压力振动振动空气污染空气污染几何的兼容性几何的兼容性阳光阳光人工光阳人工光阳光阳光阳温度温度人员人员空气流程空气流程热的系统热的系统平等化平等化系统构成要素系统构成要

5、素周期周期标准与环境标准与环境的关系的关系标标 准准7 7四、变异的来源四、变异的来源( (二二) )8 8五、变异的类五、变异的类 型：型：( (一一) ) 位置变异位置变异 (location variation)(location variation)( (二二) ) 宽度变异宽度变异 (width variation)(width variation)( (三三) ) 量测系统变异量测系统变异 (measurement system variation)(measurement system variation)位置位置(location )(location )宽度宽度 (width

6、 )(width )9 9( (一一) ) 位置变异位置变异准确度准确度 (accuracy)(accuracy)：指一个或多个量测结果的平均：指一个或多个量测结果的平均数与参考值之间一致的接近程度。数与参考值之间一致的接近程度。1010偏倚偏倚 (bias)(bias)偏倚偏倚 (bias) (bias) ：通常被称为准确性，但准确性：通常被称为准确性，但准确性有多种解释，故有不同涵盖意思。有多种解释，故有不同涵盖意思。偏倚是指对相同零件上量测多次所得平均值与真值之偏倚是指对相同零件上量测多次所得平均值与真值之差异。差异。偏倚偏倚(bias)(bias)vavavtvtvtvt：真值（可由较

7、高等级量：真值（可由较高等级量 具多次量测之平均值）具多次量测之平均值）vava：量测平均值：量测平均值1111造成过大偏倚的可能原因：造成过大偏倚的可能原因： 仪器需要校正；仪器需要校正； 线性误差；线性误差； 基准的磨损或损坏，基准偏差；基准的磨损或损坏，基准偏差； 不适当的校正或使用基准设置；不适当的校正或使用基准设置； 仪器质量不良设计或符合性；仪器质量不良设计或符合性； 仪器、设备或夹具磨损；仪器、设备或夹具磨损； 使用了错误的量具；使用了错误的量具； 不同的测量方法作业准备、装入、夹紧、技巧；不同的测量方法作业准备、装入、夹紧、技巧； 量测的特性不对；量测的特性不对； 变形变形 (

8、 (量具或零件量具或零件) )； 环境温度、湿度、振动、清洁；环境温度、湿度、振动、清洁； 错误的假设，应用的参数不对错误的假设，应用的参数不对 应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差 ( (易读性、易读性、视差视差) )。1212稳定性稳定性 (stability)(stability)稳定性稳定性 (stability)(stability)：又称漂移：又称漂移 (drift)(drift)，指经过一，指经过一 段长期时间下，用相同的量测系统标段长期时间下，用相同的量测系统标 准，对同一基准，对同一基准或零件的同一特性准或零件的同一特性 ，

9、量测所得到的变异。，量测所得到的变异。时间时间1313造成稳定性的可能原因：造成稳定性的可能原因： 仪器需要校正，缩短校正周期；仪器需要校正，缩短校正周期； 仪器、设备或夹具的磨损；仪器、设备或夹具的磨损； 正常的老化或损坏；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；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；基准的磨损或损坏，基准的误差； 不适当的校正或使用基准设置；不适当的校正或使用基准设置； 仪器质量不好设计或符合性；仪器质量不好设计或符合性； 仪器缺少稳健的设计或方法；仪器缺少稳健的设计或方法； 不同的测量方

10、法作业准备、装入、夹紧、技巧；不同的测量方法作业准备、装入、夹紧、技巧； 变形变形 ( (量测或零件量测或零件) )； 环境变化温度、湿度、振动、清洁；环境变化温度、湿度、振动、清洁； 错误的假设，应用的参数不对；错误的假设，应用的参数不对； 应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差( (易读性、易读性、视差视差) )。 1414线性线性 (linearity)(linearity)线性线性 (linearity)(linearity)：线性是指量具在工作范围内，偏：线性是指量具在工作范围内，偏倚量之差异分布状况。倚量之差异分布状况。数值数值

11、a a偏倚偏倚数值数值b b偏倚偏倚1515造成线性误差的可能原因：造成线性误差的可能原因： 仪器需要校正，缩短校正周期；仪器需要校正，缩短校正周期； 仪器、设备或夹具的磨损；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；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；基准的磨损或损坏，基准的误差最小最大； 不适当的校正不适当的校正 ( (没有涵盖操作范围没有涵盖操作范围) ) 或使用基准设置；或使用基准设置； 仪器质量不好设计或符合性；仪器质量不好设计或符合性； 缺乏稳健的仪器设计或方法；缺乏稳健的仪器设计或

12、方法； 应用了错误的量具；应用了错误的量具； 不同的测量方法作业准备、装入、夹紧、技巧；不同的测量方法作业准备、装入、夹紧、技巧； 随着测量尺寸不同，（量具或零件）变形量不同；随着测量尺寸不同，（量具或零件）变形量不同； 环境温度、湿度、振动、清洁；环境温度、湿度、振动、清洁； 错误的假设，应用的常量不对错误的假设，应用的常量不对 应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差应用零件数、位置、操作者技能、疲劳、观测误差 ( (易读性、视易读性、视差差) )。 1616( (二二) ) 宽度变异宽度变异精密度精密度 (precision)(precision)：量测系统整个作业量测范围内：量测系

13、统整个作业量测范围内 ( (尺寸、范围和时间尺寸、范围和时间) ) 的分辨力、敏感度和重复性的的分辨力、敏感度和重复性的 最终影响。最终影响。1717重复性重复性 (repeatability)(repeatability)重复性重复性 (repeatability)(repeatability)：又称量具变异：又称量具变异 (equipment variation(equipment variation，ev ) ev ) 同一位作业者，多次同一位作业者，多次量测相同零件之指定特性时所得的变异。量测相同零件之指定特性时所得的变异。重复性重复性参考值参考值1818造成重复性的可能原因：造成重复

14、性的可能原因： 零件内部零件内部( (抽样样本抽样样本):):形状、位置、表面亮度、锥度、样本的一致性形状、位置、表面亮度、锥度、样本的一致性零件内部零件内部: :维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好 标准内部标准内部: :质量、等级、磨损质量、等级、磨损 方法内部方法内部: : 作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变异作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变异 评价者内部评价者内部: : 技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳 环境内部环境内部: : 对温度、湿度、震动、清

15、洁的小幅度波动对温度、湿度、震动、清洁的小幅度波动 错误的假设错误的假设: : 稳定，适当的操作稳定，适当的操作 缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好 量具误用量具误用 失真失真( (量具或零件量具或零件) )、缺乏坚固性、缺乏坚固性 应用应用: : 零件数量、位置、观测误差零件数量、位置、观测误差( (易读性、视差易读性、视差) )1919再现性再现性 (reproducibility)(reproducibility)再现性再现性 (reproducibility)(reproducibility)：又称评价者变异：又称评价者变异 (appraiser

16、variation, av)(appraiser variation, av)，指不同评价者以相同量具，指不同评价者以相同量具，量测相同产品之特性时，量测平均数之变异。量测相同产品之特性时，量测平均数之变异。 再现性再现性评价者评价者a a评价者评价者c c评价者评价者b b2020造成再现性误差的可能原因：造成再现性误差的可能原因： 零件之间零件之间 ( (抽样样本抽样样本) )：使用相同的仪器、操作者和方法量测：使用相同的仪器、操作者和方法量测a a、b b、c c零件类型时的平均差异。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仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用

17、a a、b b、c c仪器量测的平均仪器量测的平均数的差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和或操数的差异。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。作者的误差。 标准之间：在量测过程中，不同的设置标准的平均影响。标准之间：在量测过程中，不同的设置标准的平均影响。 方法之间：由于改变量测点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹方法之间：由于改变量测点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造成的平均数差异。紧方法等所造成的平均数差异。 评价者评价者 ( (操作者操作者) ) 之间：评价者之间：评价者a a、b b、c c之间由于培训、技巧、技能和之间由于培训

18、、技巧、技能和经验所造成的平均数的差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用手动量测经验所造成的平均数的差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用手动量测仪器时使用这种研究方法。仪器时使用这种研究方法。2121造成再现性误差的可能原因造成再现性误差的可能原因( (续续) )： 环境之间：在经过环境之间：在经过1 1、2 2、3 3等时段所进行的测量，由于环境周期所等时段所进行的测量，由于环境周期所造成的平均数的差异。这种研究常用在使用高度自动化测量系统造成的平均数的差异。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。对产品和过程的鉴定。 研究中的假设有误。研究中的假设有误。 缺乏稳健的仪器设计或方法

19、。缺乏稳健的仪器设计或方法。 操作者培训的有效性。操作者培训的有效性。 应用零件数量、位置、观测误差应用零件数量、位置、观测误差 ( (易读性、视差易读性、视差) )。2222量具量具r&rr&r或或grrgrr量具量具r&rr&r或或grrgrr：r&rr&r是结合重复性和再现性变异是结合重复性和再现性变异 的估计值。的估计值。 2grr=+2重复性重复性2再现性再现性2grr2重复性重复性2再现性再现性2323敏感性敏感性 (sensitivity)(sensitivity)敏感性敏感性(sensitivity): (sensitivity)

20、: 指能生成一个可检测到最小的输出信指能生成一个可检测到最小的输出信号。号。影响敏感性的因素：影响敏感性的因素： 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量测装置的重复性量测装置的重复性 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2424一致性一致性 (consistency)(consistency)一致性一致性(consistency)(consistency)：量测系统随着时间变化，量：量测系统随着时间变化，量测变异的差值。测变异的差值

21、。影响一致性的因素：影响一致性的因素： 零件的温度零件的温度 电子设备必要的热机电子设备必要的热机 设备磨损设备磨损uclucllcllcl平均全距平均全距2525均一性均一性 (uniformity)(uniformity)均一性均一性(uniformity)(uniformity)：是量具整个工作范围内变异的：是量具整个工作范围内变异的差值。差值。影响均一性的因素：影响均一性的因素： 由于位置不同，夹具能允许更小由于位置不同，夹具能允许更小更大的尺寸更大的尺寸 刻度的可读性不够刻度的可读性不够 读数的视差读数的视差尺寸尺寸a a尺寸尺寸a a尺寸尺寸b b2626( (三三) )量测系统变

22、异量测系统变异量测系统能力量测系统能力 (capability)(capability)： 是指短期评估中量测系统变异是指短期评估中量测系统变异 ( (随机的和系统的随机的和系统的) ) 组合组合 的估计值。的估计值。组成要素：组成要素：不准确的偏倚或线性不准确的偏倚或线性重复性或再现性重复性或再现性 (grr)(grr)，包括短期的一致性。，包括短期的一致性。=+2重复性重复性2再现性再现性2grr2能力能力s2grrgrr2偏倚偏倚 ( (线性线性) )2727量测系统性能量测系统性能 (performance)(performance)量测系统性能指组合量测系统变异的长期评估值。量测系统

23、性能指组合量测系统变异的长期评估值。长期变异要素：长期变异要素： 能力能力 ( (短期变异短期变异) ) 稳定性和一致性稳定性和一致性量测装置的重复性量测装置的重复性=+稳定性稳定性2能力能力2性能性能2+一致性一致性22828六、量测不确定性六、量测不确定性 (uncertainty)(uncertainty)不确定性不确定性 (uncertainty) (uncertainty) ：是一个与量测结果有关的参数，：是一个与量测结果有关的参数， 其特性是由于被测物特征所可能合理造成的数值离散。其特性是由于被测物特征所可能合理造成的数值离散。再现性再现性重复性重复性2 2平行性平行性2 2线性线

24、性2 2稳定性稳定性2 2校正标准校正标准时间时间2 2产品产品2 2温度温度2 2电性改变电性改变2 22 2量测系统量测系统不确定性不确定性2 22 22929量测不确定性量测不确定性 (uncertainty)(uncertainty)计算量测系统不确定性计算量测系统不确定性95%95%之信赖区间之信赖区间t = t = 真值真值m=m=量测值量测值t = m t = m 2 2量测系统量测系统不确定性不确定性3030七、量测系统分析之准备七、量测系统分析之准备1.1.标准标准 (standard)(standard)：应该创建一个可操作的定义，该定义不：应该创建一个可操作的定义，该定义

25、不论在供应商、顾客或将来时间上都有相同之含义。论在供应商、顾客或将来时间上都有相同之含义。 用于比较可接受用于比较可接受1.51.5偏倚偏倚 接受的准则接受的准则 ( (量具允收条件量具允收条件) ) 在不确定度的指定范围内可接受的已知值。在不确定度的指定范围内可接受的已知值。 参考值参考值 (reference )(reference )3131量测系统分析之准备量测系统分析之准备( (续续) )2.2.基本设备条件基本设备条件 (basic equipment)(basic equipment) 分辨力分辨力(discrimination)(discrimination)、分辨率、分辨率

26、(resolution)(resolution)： (1)(1)最小可读单位。最小可读单位。 (2)10/1(2)10/1的比例法则的比例法则 有效分辨率有效分辨率 (effective resolution)(effective resolution) (1) (1)特定应用条件下，一个量测系统对过程变异的敏感度。特定应用条件下，一个量测系统对过程变异的敏感度。 参考值参考值 (reference value)(reference value) (1) (1)某一对象可接受的数值某一对象可接受的数值 (2)(2)常被用来替代真值。常被用来替代真值。 真值真值 (true value)(tru

27、e value) (1) (1)某一对象的真实数值。某一对象的真实数值。 (2)(2)不可知且无法知道。不可知且无法知道。3232分辨率分辨率( (分辨力分辨力) )：分辨率不足分辨率不足分辨率良好分辨率良好3333八、如何进行量测系统分析八、如何进行量测系统分析1.1.创建必要之指导书文档，例如分析指导书等。创建必要之指导书文档，例如分析指导书等。2.2.创建必要之程序书，以管制所有量测系统维持在正常及最创建必要之程序书，以管制所有量测系统维持在正常及最 佳状态。佳状态。3.3.须有合格之分析人员，待分析之量具，以及必要之环境。须有合格之分析人员，待分析之量具，以及必要之环境。4.4.依据相

28、关之指导书运行分析作业。依据相关之指导书运行分析作业。5.5.搜集足够之数据，再依据所使用之分析表单运行分析作搜集足够之数据，再依据所使用之分析表单运行分析作 业。业。6.6.应有分析结论判定此量测系统是处于可接受、勉强接受或应有分析结论判定此量测系统是处于可接受、勉强接受或 不能接受。不能接受。3434九、量测系统分析九、量测系统分析- -计量值示范：计量值示范：1.1.偏倚示范：偏倚示范： 一个制造工程师对量测设备系统进行分析，一个制造工程师对量测设备系统进行分析，证明该量测系统应该没有线性误差的考量，所以证明该量测系统应该没有线性误差的考量，所以该工程师只对偏倚进行评价。他在这量测系统范

29、该工程师只对偏倚进行评价。他在这量测系统范围内选定了一个零件；并对该零件进行量测围内选定了一个零件；并对该零件进行量测1515次次来确定它的参考值。来确定它的参考值。3535偏倚数据：偏倚数据：( (续续) )測量次數測量次數零件編號零件編號參考值參考值=16.00量測值量測值偏倚偏倚115.8-0.2215.7-0.3315.9-0.1415.9-0.1516.00.0616.10.1716.00.0816.10.1916.40.41016.30.31116.00.01216.10.11316.20.21415.6-0.41516.00.03636偏倚数值分析：偏倚数值分析：1.1.计算计算

30、 n n 个读值的平均数个读值的平均数2.2.计算重复性标准差：计算重复性标准差： 式中式中d2d2* *可查表得知，可查表得知，g=1g=1，且，且m=nm=nnxixn1ir最大值最大值(xi)-(xi)-最小值最小值(xi)(xi)d2d2* *3737偏倚数值分析：偏倚数值分析：3.3.确定偏倚的确定偏倚的t t统计量统计量 (t-statistic)(t-statistic) 偏倚偏倚= =观测到的平均测量值一参考值观测到的平均测量值一参考值 t =t =4.4.如果如果0 0落在偏倚值附近落在偏倚值附近95%95%自信度界限内，则偏倚在自信度界限内，则偏倚在5%5%的的水平水平 上

31、是可接受的。上是可接受的。 偏倚偏倚偏倚偏倚式中，式中，d2d2及及d2d2* *及及v v可从附录中查到，令可从附录中查到，令g=1g=1，且，且m=nm=n，tv,1-tv,1-/2/2可以利用标准可以利用标准t t分配查到。分配查到。nrb偏倚偏倚b02122)(tdd/v, *b)(tdd/v , *b21223838偏倚直方图：偏倚直方图：( (续续) )4 43 32 21 10 0量测值量测值次数次数15.615.6 15.715.7 15.815.8 15.915.9 16.016.0 16.116.1 16.216.2 16.316.3 16.416.43939偏倚分析表：偏

32、倚分析表：( (续续) )n(m)n(m)平均值，平均值， 标准差，标准差，标准误差的平均值，标准误差的平均值，測量值測量值151516.006716.0067.2120.2120.0547.0547参考值参考值=16.00=16.00， =.05=.05，g=1g=1，d d2 2=3.55=3.55统计的统计的t t值值dfdf显着的显着的t t值值(2-(2-有尾數的有尾數的) )偏倚偏倚偏倚的偏倚的95%95%置信度置信度下限下限上限上限測量值測量值.1153.115310.810.8.22514.22514.0067.0067-.1107-.1107.1241.1241xrb4040

33、2.2.稳定性示范：稳定性示范：某工厂为了确定某一新量测仪器的稳定性是否为可某工厂为了确定某一新量测仪器的稳定性是否为可接受，评价人员选定了接近中间值的一个零件。该接受，评价人员选定了接近中间值的一个零件。该零件被送到了量测实验室，经量测其参考值确定为零件被送到了量测实验室，经量测其参考值确定为6.016.01。评价人员量测该零件。评价人员量测该零件5 5次，共量测了一个月次，共量测了一个月(20(20个小组个小组) )；收集到所有数据后，画出了；收集到所有数据后，画出了&r&r图。图。x4141稳定性示范：稳定性示范：( (续续) )ucl=1.010ucl=1.010lcl

34、=0lcl=00.47790.47791.01.00.50.50.00.0样本全距样本全距6.36.36.26.26.16.16.06.05.95.95.85.85.75.7ucl=6.267ucl=6.267lcl=5.746lcl=5.7466.0216.0210 010102020样本平均样本平均子组子组42421.1.计算零件每次量测的偏倚，以及平均数。计算零件每次量测的偏倚，以及平均数。 偏倚偏倚i,j=xi,ji,j=xi,j（参考值）（参考值）2.2.在线性图上划出相对参考值的每个偏倚及偏倚平均数在线性图上划出相对参考值的每个偏倚及偏倚平均数。3.3.计算并划出最适当的线及该线的

35、自信度区间。计算并划出最适当的线及该线的自信度区间。3.3.线性分析：线性分析：( (图标法图标法) ) m1j偏倚偏倚i,ji,jm m偏倚偏倚i i4343yi=axi+byi=axi+b式中式中xi=xi=参考值，参考值，yiyi偏倚平均数，偏倚平均数，而而对一个已知对一个已知x0x0，自信度区间为：自信度区间为：线性分析：线性分析：( (图标法图标法) ) 22x)(gm1xy)xgm1(xya斜率斜率(slope)(slope)xayb中心中心22gmyxaybysiiii4444上限：上限：b+ax0b+ax0下限：下限：b+ax0b+ax04.4.划出偏倚划出偏倚=0=0的线，并

36、对图进行审查，以观察是的线，并对图进行审查，以观察是否存在特殊原因，以及线性是否可接受。否存在特殊原因，以及线性是否可接受。线性分析：线性分析：( (图标法图标法) ) s)x(xi)x(xgm1(t_1/2220/22,1-gms)x(xi)x(xgm1(t1/2220/22,1-gm45455.5.如果偏倚如果偏倚0 0的整个直线都位于自信度区间以内，则的整个直线都位于自信度区间以内，则 该量测系统的线性是可接受。该量测系统的线性是可接受。6.6.若图标法表示线性是可接受的，则以下假设应该为真：若图标法表示线性是可接受的，则以下假设应该为真： h0h0：a=0 a=0 斜率斜率=0=0 如

37、果下式成立，则不能被否定如果下式成立，则不能被否定线性分析：线性分析：( (图标法图标法) ) 2/1 , 22)(gmtxxjsat46467.7.若以上假设为真，则量测系统对所有参考值具有相同的若以上假设为真，则量测系统对所有参考值具有相同的偏偏 倚。这个偏倚必为倚。这个偏倚必为0 0，该线性才可被接受。，该线性才可被接受。 h0h0：b=0 b=0 中心（偏倚）中心（偏倚）0 0线性分析：线性分析：( (图标法图标法) ) 2/1 , 222)(1gmtsxxixgmbt4747线性示范：线性示范：某工厂进行量测系统线性分析，评价人员挑选某工厂进行量测系统线性分析，评价人员挑选 5 5

38、个个不同长度的零件，并量测不同长度的零件，并量测 1010 次，所得观测值，运次，所得观测值，运用用 minitab minitab 系统进行分析。系统进行分析。 minitab： 数据输入到数据输入到 minitab， 使用使用 quality tools gage linearity study 4848线性示范：线性示范：(minitab)(minitab)4949线性示范：线性示范：( (续续) )5050线性示范：线性示范：( (续续) )5151线性示范：线性示范：( (续续) )5252 示范：示范：msamsa搜集数据的规划搜集数据的规划 项次项次搜集点搜集点搜集要项搜集要项评

39、估人员评估人员搜集数量搜集数量1喷 嘴 封 口喷 嘴 封 口内径大小内径大小33.0 0.5mm张三张三 李四李四王五王五10个个2喷 嘴 封 口喷 嘴 封 口外观检验外观检验外观检验外观检验(毛边毛边、刮伤、变形、刮伤、变形)志明志明小宝小宝15个个3容 器 封 口容 器 封 口外侧大小外侧大小32.0 0.5mm张三张三李四李四10个个4喷 嘴 封 口喷 嘴 封 口压力测试压力测试5000kg f/cm2 张三张三 李四李四10个个5353零件零件人員人員12345678910a133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.60a233.

40、6033.0032.8032.9533.4533.0032.9532.8033.0033.70b133.5533.0532.8032.8033.4033.0032.9532.7533.0033.55b233.5532.9532.7532.7533.4033.0532.9032.7032.9533.50c133.5033.0532.8032.8033.4033.0032.9532.8033.0533.85c233.5533.0032.8032.8033.5033.0532.9532.8033.0533.80搜集搜集grrgrr的数据的数据示范：量测系统分析示范：量测系统分析 计量计量 5454示

41、范示范：grrgrr作业者/量测次数零 件平均數123456789101.张三 133.6533.6533.0033.0032.8532.8532.8532.8533.5533.5533.0033.0032.9532.9532.8532.8533.0033.0033.6033.602. 233.6033.6033.0033.0032.8032.8032.9532.9533.4533.4533.0033.0032.9532.9532.8032.8033.0033.0033.7033.703.平均数33.6333.6333.0033.0032.8332.8332.9032.9033.5033.50

42、33.0033.0032.9532.9532.8332.8333.0033.0033.6533.65 =33.13 =33.134.全距0.050.050.000.000.050.050.100.100.100.100.000.000.000.000.050.050.000.000.100.10ra =0.05ra =0.055.李四 133.5533.5533.0533.0532.8032.8032.8032.8033.4033.4033.0033.0032.9532.9532.7532.7533.0033.0033.5533.556. 233.5533.5532.9532.9532.753

43、2.7532.7532.7533.4033.4033.0533.0532.9032.9032.7032.7032.9532.9533.5033.507.平均数33.5533.5533.0033.0032.7832.7832.7832.7833.4033.4033.0333.0332.9332.9332.7332.7332.9832.9833.5333.53 =33.07 =33.078.全距0.000.000.100.100.050.050.050.05.00.000.050.050.050.050.050.050.050.050.050.05rb =0.04rb =0.049.王五 133.

44、5033.5033.0533.0532.8032.8032.8032.8033.4033.4033.0033.0032.9532.9532.8032.8033.0533.0533.8533.8510. 233.5533.5533.0033.0032.8032.8032.8032.8033.5033.5033.0533.0532.9532.9532.8032.8033.0533.0533.8033.8011.平均数33.5333.5333.0333.0332.8032.8032.8032.8033.4533.4533.0333.0332.9532.9532.8032.8033.0533.0533

45、.8333.83 =33.13 =33.1312.全距0.050.050.050.050.000.000.000.000.100.100.050.050.000.000.000.000.000.000.050.05rc =0.03rc =0.0313.零件平均数33.5733.5733.0133.0132.8032.8032.8332.8333.4533.4533.0233.0232.9432.9432.7832.7833.0133.0133.6733.67rp=0.89rp=0.8914.公式：0.05+0.04+0.03/作业者人数= = 0.040 = 0.040量具再现性及再生性数据表

46、量具再现性及再生性数据表 页数页数 : 1 /2: 1 /2零件件名：零件件名：瓶嘴封口瓶嘴封口量具名称：量具名称：作成日期：作成日期：零件件号：零件件号：量具编号：量具编号：#001#001作成单位：作成单位：特性：特性：内径尺寸内径尺寸量具精度：量具精度：作成者：作成者：规格：规格：32.533.5mm32.533.5mm量具范围：量具范围：审查者：审查者：abcxrrrx5555零件件名：瓶嘴封口零件件名：瓶嘴封口零件件号：零件件号：特性：特性： 重量重量规格：规格： 32.533.5mm 32.533.5mm 由数据表得：由数据表得： r 0.04 xdiff= 0.060 r 0.0

47、4 xdiff= 0.060 rp=0.89rp=0.89公式：公式：%av = 100 av/tv%av = 100 av/tv %av = %av = 10.79% 10.79% n = n = 零件数零件数 r = r = 量测次数量测次数 再现性再现性作业者变异（作业者变异（avav）公式：公式：av =av = n = 10 n = 10 r = 2 r = 2 av = 0.0304 av = 0.0304公式：公式：%ev = 100 ev/tv%ev = 100 ev/tv %ev = %ev = 12.59% 12.59% 重复性重复性设备变异（设备变异（evev）公式：公式

48、：ev =rev =r* * k1 k1 ev =0.0355 ev =0.0355 制程变异制程变异量测单元分析量测单元分析量测次数量测次数k1k12 23 30.88620.88620.59080.5908作业者人数作业者人数2 23 3k2k20.7070.7071 10.5230.5231 1/nr)/nr)( () )k k(xdiff(xdiffev222量具重复性及再现性报告量具重复性及再现性报告量具名称：量具名称：量具编号：量具编号： #001#001量具精度：量具精度：量具范围：量具范围：作成日期：作成日期：作成单位：作成单位：作作 成成 者：者：审审 审审 查：查：5656

49、 全变异（全变异（tvtv） 公式：公式：tv =tv = tv= 0.2839 tv= 0.2839 公式：公式：%pv=100pv/tv%pv=100pv/tv pv =98.62%pv =98.62%公式：公式：ndc=1.41pv/grr ndc=1.41pv/grr ndc=8.3978 ndc=8.3978 零件变异（零件变异（pvpv） 公式：公式：pv=rppv=rp* *k3k3 pv= 0.2800 pv= 0.2800 公式：公式：%r&r=100grr/tv%r&r=100grr/tv %r&r = 16.58%r&r = 16.58%

50、重复性重复性& &再现性（再现性（grrgrr） 公式：公式：grr=grr= grr= 0.04668grr= 0.04668 制程变异制程变异量测单元分析量测单元分析 avav(ev(ev220.70710.70710.52310.52310.44670.44670.40300.40300.37420.37420.35340.35340.33750.33750.32490.32490.31460.31462 23 34 45 56 67 78 89 91010k3k3零件数零件数全部的计算是基于全部的计算是基于5.155.15标准差标准差()()的预侧，（在常态分配曲线下的

51、预侧，（在常态分配曲线下99%99%的面积）的面积）(5.15/d2(5.15/d2）是由量测次数）是由量测次数(m)(m)及零件数乘以作业者人数及零件数乘以作业者人数(g)(g)而决定，此处假设而决定，此处假设(g)(g)大于大于1515avav如果在开平方根符号下，其计算值为负值，则做业者变异设置为如果在开平方根符号下，其计算值为负值，则做业者变异设置为0(0)0(0)(5.15/ d2 )(5.15/ d2 )是由作业者人数是由作业者人数(m)(m)及及(g)(g)而决定，因只计算一个全距故而决定，因只计算一个全距故(g)(g)1 1(5.15/ d2 )(5.15/ d2 )是由零件数

52、是由零件数(m)(m)及及(g)(g)而决定，因只计算一个全距故而决定，因只计算一个全距故(g)(g)1 1取自取自a.j.duncana.j.duncan所着所着quality control and industrid statisticsquality control and industrid statistics之表之表3 3量具重复性及再现性报告量具重复性及再现性报告pvpvgrrgrr225757minitabminitab：数据输入到数据输入到minitabminitab，使用使用quality tools gage r&r quality tools gage r&a

53、mp;r study study 示范：量测系统分析计量示范：量测系统分析计量 5858minitabminitab： 选择选择xbar and rxbar and r的分析的分析试选择试选择anovaanova的分析方式，会有何差异？的分析方式，会有何差异？study variation study variation 设为设为5.155.15，是以正态分布曲线下，是以正态分布曲线下 99% 99% 的机率为基础。的机率为基础。示范：量测系统分析计量示范：量测系统分析计量 5959gage r&r study - xbar/r methodgage r&r study - x

54、bar/r methodgage r&r for measuresgage r&r for measures %contribution%contribution source source variance (of variance) variance (of variance) total gage r&r total gage r&r 2.18e-03 2.75 2.18e-03 2.75 repeatability repeatability 1.26e-03 1.58 1.26e-03 1.58 reproducibility reproducibil

55、ity 9.24e-04 1.16 9.24e-04 1.16 part-to-part 7.72e-02 97.25 part-to-part 7.72e-02 97.25 total variation 7.93e-02 100.00 total variation 7.93e-02 100.00 stddev study var %study var stddev study var %study varsource (sd) (5.15source (sd) (5.15* *sd) (%sv) sd) (%sv) total gage r&r 0.046706 0.24053

56、16.58 total gage r&r 0.046706 0.24053 16.58 repeatability 0.035461 0.18262 12.59 repeatability 0.035461 0.18262 12.59 reproducibility 0.030396 0.15654 10.79 reproducibility 0.030396 0.15654 10.79 part-to-part 0.277778 1.43056 98.62 part-to-part 0.277778 1.43056 98.62 total variation 0.281677 1.4

57、5064 100.00 total variation 0.281677 1.45064 100.00 minitab:minitab:分析的结果分析的结果示范：量测系统分析计量示范：量测系统分析计量 6060minitabminitab：分析的结果分析的结果示范：量测系统分析计量示范：量测系统分析计量 6161十、量具重复性与再现性之比较十、量具重复性与再现性之比较1.1.重复性再现性。重复性再现性。 (1) (1) 量测仪器需加以保养。量测仪器需加以保养。 (2) (2) 产品之变异出现异常。产品之变异出现异常。 (3) (3) 量具之夹紧或定位（量具之夹紧或定位（offsetoffset

58、）不一致。）不一致。2.2.再现性重复性。再现性重复性。 (1) (1) 量具之校正未落实。量具之校正未落实。 (2) (2) 作业者对量具使用不熟。作业者对量具使用不熟。 (3) (3) 可能需要辅助仪器协助作业者使用量具。可能需要辅助仪器协助作业者使用量具。6262量具再现性与再生性的判定量具再现性与再生性的判定 1.1.数值数值10%10%表示该量具系统可接受。表示该量具系统可接受。2.10% 2.10% 数值数值 30% 30%表示该量具系统可接受或表示该量具系统可接受或不接受，决定于该量具系不接受，决定于该量具系统之重要性、修理所需之统之重要性、修理所需之费用等因素。费用等因素。3.

59、3.数值数值 30% 30%表示该量具系统不能接受表示该量具系统不能接受，须予以改进。，须予以改进。十一、量测系统分析判定计量值十一、量测系统分析判定计量值 6363attribute gage r&r (計數值計數值) )n計數值的重複性和再現性可以採用以下二種方法：計數值的重複性和再現性可以採用以下二種方法：l假設檢定分析假設檢定分析(hypothesis test analysis)n1. kappa判定準則判定準則n2. 有效性判定準則有效性判定準則l信號偵測理論信號偵測理論(signal detection theory) 6464n 使用時機：使用時機：l分辨好分辨好/ /壞（壞（go / no-gogo / no-go