MSA培训教材第三版

1、MSA培训教材第三版测量系统分析测量系统分析MSA(MSA(第三版第三版) )培培 训训 教教 材材 使参加培训的人员使参加培训的人员 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实用知识；具备开展测量系统分析所需要的实用知识； 建立测量系统不确定度的量化方法、可测量指标建立测量系统不确定度的量化方法、可测量指标 和接受准则，从而作出专业的、客观的评价。和接受准则，从而作出专业的、客观的评价。 测量系统分析测量系统分析定义测量系统定义测量系统分辨率分辨率计量较准计量较准和追溯和追溯偏倚、线性偏倚、线性和稳定性和稳定性进行进行GR &

2、amp; R测量系统测量系统比较和分析工具比较和分析工具要求条文要求条文 为分析当前的各种测量和试验设备系统测量结果的变差，为分析当前的各种测量和试验设备系统测量结果的变差，应进行适当的统计研究。此要求应适用于控制计划中提及应进行适当的统计研究。此要求应适用于控制计划中提及的测量系统。的测量系统。 所有的分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一所有的分析方法及接受准则应与测量系统分析参考手册一致。（如：偏倚、线性、稳定性、重复性、再现性研究。）致。（如：偏倚、线性、稳定性、重复性、再现性研究。）如经顾客批准，也可采用其它分析方法及接受准则。如经顾客批准，也可采用其它分析方法及接受准则。实施

3、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。 SQA手册强调要有证据证明上述要求已达到。手册强调要有证据证明上述要求已达到。 PPAP手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备应参考应参考MSA手册进行变差研究。手册进行变差研究。 APQP手册，手册，MSA为为“产品产品/过程确认过程确认”

4、阶段的输出之一。阶段的输出之一。 SPC手册指出手册指出MSA是控制图必需的准备工作。是控制图必需的准备工作。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果当量具被发现处于非校准状态时，应对其以前的测量结果 作确认作确认 确保所有的量具的搬运、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 最大限度的减少量具种类最大限度的减少量具种类

5、最大限度的减少量具的数量最大限度的减少量具的数量 根据产品族添置量具根据产品族添置量具 只采用符合只采用符合MSAMSA要求的量具要求的量具 不允许个人量具不允许个人量具 用用6 6过程分布计算结果，而不是规范或公差过程分布计算结果，而不是规范或公差人人设备设备材料材料方法方法环境环境输入输入 输出输出测量过程测量过程 数据数据 测量系统测量系统 用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设 备、软件及操作人员的集合。备、软件及操作人员的集合。 例如要测量一个柱的内径，那其测量系统应包括：例如要测量一个柱的内径，那其测量系统应包括： 测量项目测量项目 人员人

6、员 测量仪器测量仪器 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，产生一个数值以表示内径作为测量活动的结果，产生一个数值以表示内径 数据的类型数据的类型 计量型数据计量型数据 Variable dataVariable data 计数型数据计数型数据 Attribute dataAttribute data 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。

7、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。 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，增进对测量系统中因果关系和对过程的影利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影 响的了解响的了解 把注意力放在测量系统上，其产生的读数可在每个零件上把注意力放在测量系统上，其产生的读数可在每个零件上 获得重复，在每个测量人员间获得再现获得重复，在每个测量人员间获得再现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

8、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，使通过应用连接标准等级体系的适当标准程序，使单个测量结果与国家标准或国家接受的测量系统单个测量结果与国家标准或国家接受的测量系统相联系。相联系。 测量系统分析（测量系统分析（MSAMSA） MSA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 我们对测量系统作试验，以确定系统的统计特性值与可接我们对测量系统作试验，

9、以确定系统的统计特性值与可接 受的标准作比较受的标准作比较 第一阶段（使用前）第一阶段（使用前） 确定统计特性是否满足需要？确定统计特性是否满足需要？ 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特性？确定是否持续地具备恰当的统计特性？ 是否有足够的分辨力？是否有足够的分辨力？ 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，用于过程控制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？和分析是否可接受？ 所有的变差总和是否在一个可接受的量测不确定度的

10、水平所有的变差总和是否在一个可接受的量测不确定度的水平? ? 测量不确定度测量不确定度 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。实测值与真值的差，在控制图或曲线图表上的点等。 只有与过程变差相关联，才能使用测量系统分析对上述基只有与过程变差相关联，才能使用测量系统分析对上述基 本问题的确定变得最有意义。本问题的确定变得最有意义。 针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公差针对日益强调持续改进的全球化

11、市场，仅仅用相对于公差 的百分来表达测量误差是不够的。的百分来表达测量误差是不够的。 盲测法盲测法 在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测在实际测量环境下，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。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率来报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场挑战。告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差人员人员量具量具材料材料环境

12、环境方法方法测量值测量值变差变差 温度变化引起热胀冷缩，使同一零件的同一特性产生不同温度变化引起热胀冷缩，使同一零件的同一特性产生不同 的读数的读数 光线不足防碍正确的读数光线不足防碍正确的读数 刺眼的光导致读数不正确刺眼的光导致读数不正确 受时间影响的材料受时间影响的材料-如铝、塑料及玻璃如铝、塑料及玻璃 湿度影响湿度影响 污染污染-如电磁、灰尘等如电磁、灰尘等 测量仪器精度必须小于规范值测量仪器精度必须小于规范值 测量仪器的咱类，如尺、游标卡尺测量仪器的咱类，如尺、游标卡尺 测量仪器的准确度和精确度测量仪器的准确度和精确度 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

13、材料材料 人员人员 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 的判定的判定 测量系统的误差或分为五类：偏倚、重复性、再现性、稳测量系统的误差或分为五类：偏倚、重复性、再现性、稳 定性和线性定性和线性 必须在使用一个测量系统前知道其测量变差必须在使用一个测量系统前知道其测量变差 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

14、过程可接受性 管理和改进测量过程管理和改进测量过程 评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确 保量测系统在符合使用它的要求状态下保量测系统在符合使用它的要求状态下 把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和 测量不确定性上测量不确定性上 使用使用SPCSPC的基本原理的基本原理 每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与真值一致每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与真值一致 有以下统计特性：有以下统计特性： 零变差零变差 零偏倚零偏倚 零概率错误分类零概率错误分类类型定义图示分

15、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Bias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 评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确 保量测系统在符

16、合使用它的要求状态下保量测系统在符合使用它的要求状态下 把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和 测量不确定性上测量不确定性上 使用使用SPCSPC的基本原理的基本原理 过程控制中所收集的数据包含二种不同的、相对独立的变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：差来源： 制造过程变差（制造过程变差（MPVMPV） 测量系统变差（测量系统变差（MSVMSV） 总变差（总变差（TVTV）= MPV + MSV= MPV + MSV 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

17、 或或4545） 如果不呈线性关系，应当采用其它工具分析测量系如果不呈线性关系，应当采用其它工具分析测量系 统的可接受性统的可接受性 量具的工作范围的上限和下限未经正确的校准量具的工作范围的上限和下限未经正确的校准 用于最小和最大量程的标准件有误用于最小和最大量程的标准件有误 量具磨损量具磨损 量具固有的设计特性量具固有的设计特性 稳定性稳定性( (或漂移或漂移) )是指一个测是指一个测 量系统在某一持续时间（指量系统在某一持续时间（指 几天而不是几小时）获得的几天而不是几小时）获得的 对同一基准或零件的一个单对同一基准或零件的一个单 一特性的测量值总变差一特性的测量值总变差Time 1Tim

18、e 1Time 2Stability 量具A的第一次均值 量具A的第二次均值 至 为A的稳定性 两种稳定性两种稳定性 一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差。一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差。 统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差，统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差， 而没有特殊原因变差。而没有特殊原因变差。 利用控制图评价测量系统稳定性（稳定性分析实例）利用控制图评价测量系统稳定性（稳定性分析实例） 保持基准件或标准样件保持基准件或标准样件 极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定 的重复性。的重复性。 均值图出现失控时，说

19、明偏倚不稳定。均值图出现失控时，说明偏倚不稳定。 稳定性是测量系统对给定零件或标准零件在不同时间的偏稳定性是测量系统对给定零件或标准零件在不同时间的偏 倚的总变差倚的总变差 当同时有多个测量系统介入时，偏倚最小的那个系统被认当同时有多个测量系统介入时，偏倚最小的那个系统被认 为是为是“稳定稳定”的系统的系统 一般没有一般没有R&RR&R问题大问题大 有助于确定校准周期有助于确定校准周期 当多个系统精确测量同一标准件并随时间变化有显著变差当多个系统精确测量同一标准件并随时间变化有显著变差 时，有助于确定最稳定的测量系统时，有助于确定最稳定的测量系统 应对测试跟踪并图表化（或至少在

20、量具记录中记录实际读应对测试跟踪并图表化（或至少在量具记录中记录实际读 数和其它相关数据）数和其它相关数据） 长时间的不用或间歇使用长时间的不用或间歇使用 二次稳定性试验的测量数据很大或很小二次稳定性试验的测量数据很大或很小 环境或系统变化，例如：湿度、气压环境或系统变化，例如：湿度、气压 与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效应、磨与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效应、磨 损度、缺乏维护、作业员或实验人员缺乏培训等损度、缺乏维护、作业员或实验人员缺乏培训等 校准频度不够或太过频繁校准频度不够或太过频繁 缺乏气压调节或过滤缺乏气压调节或过滤 电子或其它量具的预热期电子或其它量具的预热期 缺

21、少维护缺少维护 不易观察的磨损和损坏不易观察的磨损和损坏 氧化（生锈）氧化（生锈） 量具稳定性工作指南量具稳定性工作指南 1 1、使用在偏倚和线性分析中作为样件的基准、使用在偏倚和线性分析中作为样件的基准/ /标准件标准件 在保护环境下恰当地保存它们在保护环境下恰当地保存它们( (产品的生命期内产品的生命期内) ) 给它们标上名称和号码以便于追溯和进一步研究，给它们标上名称和号码以便于追溯和进一步研究， 包括低、中、高极差值的样本包括低、中、高极差值的样本 2 2、对标准件在一天朱同时间作、对标准件在一天朱同时间作3-53-5次测量（根据测量系统的次测量（根据测量系统的 具体情况而定）具体情况

22、而定） 量具稳定性工作指南（续）量具稳定性工作指南（续） 3 3、把数据在均值和极差图或均值和标准差图标出、把数据在均值和极差图或均值和标准差图标出 注注: :要求对每个标准件按过程或规范容限做一个图要求对每个标准件按过程或规范容限做一个图 4 4、根据通常的、根据通常的SPCSPC要求作评估要求作评估 5 5、将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用性、将测量标准差与过程变差相比较，以确定适用性 如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制 状态状态 均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不正均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不

23、正 确，检查：确，检查： a a、偏倚改变了、偏倚改变了 确定原因并改正确定原因并改正 b b、如果原因是磨损、如果原因是磨损 重复校准、维修重复校准、维修 不必计算测量系统稳定性数值不必计算测量系统稳定性数值 通过减少系统变通过减少系统变 差来改善稳定性差来改善稳定性 目的目的 理解用理解用AIAGAIAG计算方法所作的计算方法所作的GR&RGR&R 注意注意 重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或 分布分布 偏倚、稳定性和线性用于测量系统变差作定位偏倚、稳定性和线性用于测量系统变差作定位 同一评鉴人用同一测量仪器同一评鉴人用同一

24、测量仪器 多次测量同一零件的同一特多次测量同一零件的同一特 性所获得的测量变差性所获得的测量变差重复性量具量具A A量具量具B B量具量具C C量具量具A A的均值的均值量具量具B B的均值的均值量具量具C C的均值的均值 不同评价人员用同一测量不同评价人员用同一测量仪器测量同一零件的同一仪器测量同一零件的同一特性所获得的测量平均值特性所获得的测量平均值的变差的变差Operator BOperator COperator AReproducibility量具量具A A量具量具B B量具量具C C量具量具A A的均值的均值量具量具B B的均值的均值量具量具C C的均值的均值 为为A A和和B B

25、的再现性的再现性 为为A A和和C C的再现性的再现性 为为B B和和C C的再现性的再现性 量具量具R&RR&R工作指南工作指南 1 1、在测量系统使用者中选出、在测量系统使用者中选出2-32-3个评价人个评价人 2 2、抽取、抽取1010个零件，以此代表实际或期望的过程变差个零件，以此代表实际或期望的过程变差 3 3、把零件从、把零件从1 1至至1010编号，但号码不为被评价人所见编号，但号码不为被评价人所见 4 4、如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准、如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准 5 5、由评价员、由评价员A A随机地对随机地对1010个零件作测量，由一

26、个观察个零件作测量，由一个观察 员记录测量结果员记录测量结果 量具量具R&RR&R工作指南（续）工作指南（续） 6 6、由其他评价员重复第、由其他评价员重复第5 5步，隐藏其他评鉴员所获得步，隐藏其他评鉴员所获得 的读数的读数 7 7、重复第、重复第5 5和第和第6 6步，用不同的随机组合测量步，用不同的随机组合测量 8 8、对每个评鉴员的读数计算均值和极差、对每个评鉴员的读数计算均值和极差 9 9、用所附、用所附GR&RGR&R报告表，记录零件均值和极差均值报告表，记录零件均值和极差均值 1010、计算表示设备变差的重复性、计算表示设备变差的重复性 量具量具R

27、&RR&R工作指南（续）工作指南（续） 1111、计算表示评鉴人员变差的再现性、计算表示评鉴人员变差的再现性 1212、计算、计算GR&RGR&R并转换为百分比并转换为百分比 1313、计算零件变差并转换为百分比、计算零件变差并转换为百分比 1414、计算总变差、计算总变差(1) (1) 测量数据测量数据项项 目目评评 价价 人人 1评评 价价 人人 2零零 件件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5测测量量次次序序1 217 220 217 214 216 216 216 216 216 2202 216 216 216 212 219 219 216 21

28、5 212 220 3 216 218 216 212 220 220 220 216 212 220均值均值X极差极差R216.3 218.0 216.3 212.7 218.3 1.0 4.0 1.0 2.0 4.0218.3 217.3 215.7 213.3 220.0 4.0 4.0 4.0 4.0 0.0X216.3216.9R2.5(2) (2) 重复性分析重复性分析q 绘极差图绘极差图q 计算控制限计算控制限 UCLUCLR R = R = R D D4 4 = 2.5 = 2.5 2.575 = 6.4mm2.575 = 6.4mm UCL UCLR R = R = R D

29、D3 3 = 0.00mm = 0.00mmq 分析控制图分析控制图q 计算重复性（量具变差）计算重复性（量具变差） R 2.5R 2.5 EV = 5.15 EV = 5.15e e = 5.15 = 5.15 = 5.15 = 5.15 = 7.5mm = 7.5mm d d2 2* * 1.72 1.72样本容量样本容量A2D3D421.88003.26731.02302.57540.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.2231.777110.2

30、850.2561.744120.2660.2841.716130.2490.3081.692140.2350.3291.672150.2230.3481.652控控 制制 常常 数数 图图 (平均极差分布的d2值）（d2*值 g15的） m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1.41 1.91 2.24 2.48 2.67 2.83 2.96 3.08 3.18 3.27 3.35 3.42 3.49 3.55 1.28 1.81 2.15 2.40 2.60 2.77 2.91 3.02 3.13 3.22 3.30 3.38 3.45 3.51 1.23

31、1.77 2.12 2.38 2.58 2.75 2.89 3.01 3.11 3.21 3.29 3.37 3.43 3.50 1.21 1.75 2.11 2.37 2.57 2.74 2.88 3.00 3.10 3.20 3.28 3.36 3.43 3.49 1.19 1.74 2.10 2.36 2.56 2.73 2.87 2.99 3.10 3.19 3.28 3.35 3.42 3.49 1.18 1.73 2.09 2.35 2.56 2.73 2.87 2.99 3.10 3.19 3.27 3.35 3.42 3.49 1.17 1.73 2.09 2.35 2.55

32、2.72 2.87 2.99 3.10 3.19 3.27 3.35 3.42 3.488 1.17 1.72 2.08 2.35 2.55 2.72 2.87 2.98 3.09 3.19 3.27 3.35 3.42 3.48 1.16 1.72 2.08 2.34 2.55 2.72 2.86 2.98 3.09 3.18 3.27 3.35 3.42 3.48 1.16 1.72 2.08 2.34 2.55 2.72 2.86 2.98 3.09 3.18 3.27 3.34 3.42 3.48 1.16 1.71 2.08 2.34 2.55 2.72 2.86 2.98 3.09

33、 3.18 3.27 3.34 3.41 3.48 1.15 1.71 2.07 2.34 2.55 2.72 2.85 2.98 3.09 3.18 3.27 3.34 3.41 3.48 1.15 1.71 2.07 2.34 2.55 2.71 2.85 2.98 3.09 3.18 3.27 3.34 3.41 3.48 1.15 1.71 2.07 2.34 2.54 2.71 2.85 2.98 3.08 3.18 3.27 3.34 3.41 3.48 1.15 1.71 2.07 2.34 2.54 2.71 2.85 2.98 3.08 3.18 3.26 3.34 3.41

34、 3.48 1.128 2.059 2.534 2.847 3.078 3.258 3.407 1.639 2.326 2.704 2.907 3.173 3.336 3.472g15（3）再现性分析）再现性分析 评价人均值极差评价人均值极差 R0=X2 - X1=216.9-216.3=0.6 计算再现性计算再现性 R0 e 2 AV=5.15 ( ) 2 _ d2* nr 0.6 1.452 = 5.15 ( )2 - 1.41 5 3 =1.0mm(4) (4) 零件间变差分析零件间变差分析q 计算均值控制限计算均值控制限 UCLUCLX X = X+A = X+A2 2R =216.6

35、+1.023R =216.6+1.023 2.5=219.2mm2.5=219.2mm UCL UCLX X = X-A= X-A2 2R = 216.6-1.023R = 216.6-1.023 2.5=214.1mm2.5=214.1mmq 分析控制图分析控制图( (一半以上点应在控制限外一半以上点应在控制限外) )q 计算零件间变差计算零件间变差 R RP P 6.26.2 PV = 5.15 = 5.15 PV = 5.15 = 5.15 =12.8mm =12.8mm d d2 2* * 2.48 2.48(5) (5) 计算双性计算双性R&RR&R R&R=

36、 (EV)2+(AV)2 = 7.52+1.02 = 7.6 mm计算过程总变差计算过程总变差(6) TV= (PV)2 +(R&R)2 = 12.82+7.62 = 14.9mm(7) (7) 计算双性对总变差的比例计算双性对总变差的比例 R&R 7.6R&R 7.6 %R&R = %R&R = 100% = 100% = 100% = 50.7%100% = 50.7% TV 14.9 TV 14.9(8) (8) 计算数据分级计算数据分级 PV 12.8PV 12.8 分级数分级数 = = 1.41 = 1.41 = 1.41 = 21.41 =

37、2 R&R 7.6 R&R 7.6 重复性重复性 同一评鉴人员用同一同一评鉴人员用同一测量仪器多次测量同一零测量仪器多次测量同一零件的同一特性所获得的测件的同一特性所获得的测量变差。量变差。做极差图做极差图 再现性再现性 不同评价人员用同一不同评价人员用同一测量仪器测量同一零件的测量仪器测量同一零件的同一特性所获得的测量变同一特性所获得的测量变差。差。做均值图做均值图 2个评价人，个评价人，3次实验，次实验，5个零件个零件 对于两个评价人，所有的点都在控制限制内，因此，评价对于两个评价人，所有的点都在控制限制内，因此，评价 人没有区别人没有区别 如果其中一个评价人的测量值超出控

38、制限制，那么结论是如果其中一个评价人的测量值超出控制限制，那么结论是 他的方法与另外一个不同他的方法与另外一个不同 如果两个评价人都有一些点超出控制限制，那么结论是测如果两个评价人都有一些点超出控制限制，那么结论是测 量系统对评价人的技术敏感，需要改进以获得有用的数据量系统对评价人的技术敏感，需要改进以获得有用的数据 2 2名评价人，名评价人，4 4次试验，次试验，5 5个零件个零件 在这次分析中，在这次分析中，1010个点中的个点中的4 4个超出控制限制个超出控制限制 因为这少于总点数的一半，结论是测量系统不足以检查出因为这少于总点数的一半，结论是测量系统不足以检查出 零件间变差零件间变差测

39、量测量是否可是否可重复重复测量测量是否随机是否随机赋值赋值供试验供试验零件是否零件是否超过超过300是否是否计量型计量型适用的适用的分析时间分析时间是否是否计量型计量型见其它参考手册见其它参考手册计数型量具研究计数型量具研究(Short Method)P81极差法极差法 P43计数型量具研究计数型量具研究(Long Method)P82图示分析图示分析P46均值极差法或均值极差法或方差分析法方差分析法P55 P69YYYYNNNNYN短短长长零零 件件评评 价价 人人 A评评 价价 人人 B极极 差差 (A-B)10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540

40、.450.550.1050.500.600.10平均极差平均极差(R) = Ri/5 = 0.35/5 = 0.07GR&R = 5.15 (R) / d2* = 5.15 (R) /1.19 = 5.15 (0.07)/1.19 = 0.303 过程变差过程变差 = 0.40 %GR&R = 100(GR&R/过程变差过程变差) = 100 (0.303/0.40) = 75.5%R&R 10% 可接受可接受%R&R 1030% 临界临界%R&R 30% 不可接受不可接受 极差极差 UCLRR 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3

41、 4 5 A B C零件零件 评价人评价人 分析分析: : 是否显示与评价人或零件要关的图形是否显示与评价人或零件要关的图形? ? 是否有超出控制限的点是否有超出控制限的点? ?极极 差差 图图 误差误差 = = 观测值观测值- -零件平均值零件平均值( (或基准值或基准值) ) 分析分析: : 评价人评价人B 10B 10号零件号零件 分析分析: : 评价人之间的一致性评价人之间的一致性 测量系统的适用性测量系统的适用性 最一化单值最一化单值= =单个数据单个数据- -总平均值总平均值 分析分析: : 再现性再现性 异常读数异常读数 零件与评价人的交互作用零件与评价人的交互作用 分析分析:

42、: 评价人一致性评价人一致性 异常读数异常读数 零件与评价人的交互作用零件与评价人的交互作用 分析分析: : 线性线性 评价人线性一致性评价人线性一致性 误差误差 = = 观测值观测值- -零件平均值（或基准值）零件平均值（或基准值） 分析：评价人分析：评价人B 10B 10号零件号零件读数A B C A B C A B C A B C A B C 1 2 3 4 5X X XX X XX X X X X X X X X X X X X X X X X XX X XX X XX X XXXXX X XX X XX X X 评价人零件 分析分析: 评价人一致性评价人一致性 异常读数异常读数 零件

43、与评价人的交互作用零件与评价人的交互作用量量 具具 重重 复复 性性 和和 再再 现现 性性 报报 告告 评定原则评定原则%R&R 10% 可接受可接受%R&R 1030% 临界临界%R&R 30% 需改进需改进 分析分析: : - - 重复性比再现性大重复性比再现性大 1)1)仪器需要维护。仪器需要维护。 2)2)量具刚度不足。量具刚度不足。 3)3)夹紧和检测点需改进。夹紧和检测点需改进。 4)4)零件内变差零件内变差( (失圆锥度等失圆锥度等) )过大。过大。 - - 再现性比重复性大再现性比重复性大 1)1)评价人培训不足。评价人培训不足。 2)2)刻度不清晰。

44、刻度不清晰。 3)3)需要某种辅助器具。需要某种辅助器具。重重 复复 性性 极极 差差 控控 制制 图图-示示 例例零零 件件 评评 价价 人人 均均 值值 图图-示示 例例 橡橡 胶胶 软软 管管 内内 径径 通通 过过 / 不不 通通 过过 塞塞 规规A 评评 价价 人人B 评评 价价 人人12345678910111213141516171819201GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGG1GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG 方法：方法：2个评价人，个评价人，20个零件，每

45、人试验个零件，每人试验2次次。 评定：评定：每个零件每个零件4次结果一致则接受。次结果一致则接受。 一个属性量具一个属性量具 将每个零件与一个给定的限制相比较，如果沿路这将每个零件与一个给定的限制相比较，如果沿路这 个限制则接受这个零件个限制则接受这个零件 用于接受用于接受/ /拒收一组标准件拒收一组标准件 不能指出一个零件有多好或多坏，只能指出这个零不能指出一个零件有多好或多坏，只能指出这个零 件是接受或拒收（通过件是接受或拒收（通过/ /不通过）不通过）1 1、选择、选择2020个零件个零件2 2、包括一些在规范容限上限和下限边缘的零件、包括一些在规范容限上限和下限边缘的零件3 3、选择两

46、个在日常工作中使用这些属性量具的评价人、选择两个在日常工作中使用这些属性量具的评价人4 4、每个评价人对每个零件随机的进行两次测量、每个评价人对每个零件随机的进行两次测量 如果所有测量一致如果所有测量一致 量具是可接受的量具是可接受的 如果测量不一致如果测量不一致 系统需要改进（单个不一致）系统需要改进（单个不一致） 如果量具不能改进，系统不能接受如果量具不能改进，系统不能接受 寻找替换的测量系统寻找替换的测量系统 A 评评 价价 人人B 评评 价价 人人12345678910111213141516171819201GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGNGGG

47、GGNGGGGGGGG1GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG两个评价人用一个通两个评价人用一个通/ /止（止（G/NGG/NG）量具测试了）量具测试了2020个零件，结果如下表：个零件，结果如下表：零件零件1 1，9 9，1313和和2020测量不一致测量不一致系统需要改进。系统需要改进。ANOVA ANOVA （Analysis Or VarianceAnalysis Or Variance） 优点优点 更精确估计方差。更精确估计方差。 适用于任何试验调试。适用于任何试验调试。 从数据中分离出更多的信息。从数据中分离出更多的信息。 缺点缺

48、点 计算量大，需要计算机。计算量大，需要计算机。 数学模型数学模型 观测值观测值 = =（零件均值（零件均值+ +量具偏倚）量具偏倚）+ + 零件效应零件效应 + + 评价人效应评价人效应 + + 评价人与零件间效应评价人与零件间效应 + + 重复检验误差重复检验误差 产品不能再次使用，比如说产品不能再次使用，比如说 破坏性实验破坏性实验 拉力实验拉力实验 抗拉强度实验抗拉强度实验 化学成分分析化学成分分析 产品因评估设备发生变化产品因评估设备发生变化 需要变差来源的知识需要变差来源的知识 设备设备 评价人评价人 测量的零件测量的零件 他们的相互作用他们的相互作用 评估系统稳定性评估系统稳定性

49、用公式表达用公式表达： yijm = （ + b）+ i + j + ij + eijm yijm - 第第i个零件，第个零件，第j个评价人，第个评价人，第m次观测值。次观测值。 - 零件均值零件均值 b - 量具偏倚量具偏倚 i - 第第i个零件效应，均值为个零件效应，均值为0，方差为，方差为2 j - 第第j个评价人效应，均值为个评价人效应，均值为0，方差为，方差为2 ij - 第第i个零件与第个零件与第j个评价人效应，均值为个评价人效应，均值为0，方差为，方差为2 eijm-第第i个零件、第个零件、第j个评价人、第个评价人、第m次测量的误差，均次测量的误差，均 值为值为0，方差为，方差为

50、2 i = 1，2，n j = 1，2，k m = 1，2，r n X n Xi i2 2. X. X2 2 n k r x n k r x2 2SSp = SSp = TSS = XTSS = Xijmijm2 2 i=1 kr nkr i=1j=1m=1 nkri=1 kr nkr i=1j=1m=1 nkr n X n Xi i2 2. X. X2 2SSo = - SSe = TSSSSo = - SSe = TSSSSo+SSp+SSopSSo+SSp+SSop i=1 kr nkr i=1 kr nkr n k X n k Xijij2 2 n X n Xi i2 2. K X.

51、K Xj j2.2. X X22SSop = SSop = + i=1,n j=i,k m = 1,r + i=1,n j=i,k m = 1,r i=1j=1 r i=1 kr j=1 nr nkr i=1j=1 r i=1 kr j=1 nr nkrANOVA变差源变差源 DF SS MS EMS F评价人评价人 k-1 SSo SSo/(k-1) = MSo 2 + r2 + nr2零件零件 n-1 SSp SSp/(n-1) = MSp 2 + r2 + kr2 评价人评价人 零件零件 (n-1)(k-1) SSop SSop/(n-1)(k-1) = MSop 2 + r2 量具（误

52、差）量具（误差） nk(r-1) SSe SSe/nk(r-1) = MSe 2 总变差总变差 nkr-1 TSS 评价人评价人N（o,2) 零件零件N（o,2) 评价人评价人 零件零件N（o,2) 量具（误差）量具（误差）N（o, 2 ) MSop MSeDF DF 自由度自由度 SS SS 平方和平方和MS MS 平方和自由度平方和自由度 EMS EMS 期望均方差期望均方差F F 计算零件与评价人相互作用统计量计算零件与评价人相互作用统计量变差源变差源 DF SS MS F EMS评价人评价人 2 0.04800 0.02400 2 + 22 + 202零件零件 9 2.05871 0.

53、22875 2 + 22 + 62评价人评价人 零件零件 18 0.10367 0.00575 4.45* 2 + 22量具（误差）量具（误差） 30 0.03875 0.00129 2总变差总变差 59 2.2491显著水平显著水平=0.25方差方差 标准标准 标准偏差的标准偏差的 5.15() 研究研究 贡献率贡献率估计估计 偏差偏差() 90%置信限置信限 变差变差% %2=0.00129(重复性重复性) 0.0359 (0.030,0.046) EV=0.19 17.6 3.12=0.00091(操作人操作人) 0.0302 (0.007,0.152) AV=0.16 14.8 2.22=0.00223(交互作用交互作用) 0.0472 (0.029,0.074) INT=0.24 23.2 5.4R&R=0.00443(X2 + 2 + 2) 0.0666 (0.060,0.0163) R&R=0.34 32.7 10.72=0.0371641零件零件 0.1928 (0.121,0.3