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1、测量系统分析(第三版）Measurement System Analysis個案分析析天平之內內校方法法使用儀器器:經經檢檢定合格格之砝碼碼.檢定環境境:一一般般室內環環境,平平臺校正方法法及步驟驟:1.檢檢查天平平標尺及及旅鈕是是否正常常.2.將將天平放放在平臺臺上及調調校至零零位(中中心刻度度).3.將將標準砝砝碼50g,100g,200g,300g,400g,500g,1000g分別放置置于天平平的托盤盤內,每每一砝碼碼公別放放5個位位置,取取其中最最小值為為實測值值.4.在在“量測測設備校校驗/確確認報告告”內示示值欄填填寫標準準砝碼值值,天平平讀值記記入實測測欄,即即得誤差=5.一一

2、般檢查查合格且且誤差不不超過誤誤差標準準為合格格,否則則不合格格.6.校校正合合格后填填上合格格標簽并并貼在天天平上.示值-實實測值實測值*100%游標卡尺尺校正方方法一.使用用工具:經經認可可機構鑒鑒定合合格后,作為標標準參照照物的標標準塊規規.二.校正正環境:正正常常室溫及及玻璃臺臺面.三.校校正方法法及步驟驟:1.檢查卡尺尺外觀:尺身應應無碰傷傷或其它它缺陷,刻度數字應清清晰.2.卡尺校正正:分別用用塊規10mm,41.2mm,51.2mm,81.5mm,121.5mm和191.8mm,校正刀口口內的的尺尺,刀口口外量的的尺尺,校正時時,每一一受檢點點應在量量里端和和外端兩兩位置校校正,

3、塊塊規工作作面長邊邊與卡尺尺測量面面邊應垂直,校正正應在螺螺釘緊固固和松開開兩種狀狀態下進進行,無無論尺框框緊固與與否,塊塊規應能能下沉正正常移動,各點點示值誤誤差為卡卡尺讀數數與塊規規之差.3.深度尺的的尺校正正:用兩個個尺為為20的塊規規置于玻玻璃臺面面上,使使尺身端端與塊規規接觸伸伸出深度度尺至平平板面,然后在在尺身上上讀數,示值誤誤差不應應超過卡卡尺之分分度值.4.記錄23中測測得讀數數,均應記記入“量量測設備備校驗/確認報報告”中中,其中中塊規填填入“真值”欄,卡尺讀讀數填入入“實測測值”欄欄.5.結果果處理:外觀合合格及示示值誤差差不超過過吳差標標準為合合格,否否則不合合格.测量数

4、据据的作用用制程控制制/调整-根据测量数据据与过程控制限相比较,决定是否否进行制程调整整。2确定各变量间关关系-对影响过过程各原原因的系系统认识识。最终终更好的的理解过程程。为什么进进行测量量系统分分析？应用“以以数据为为基础”的方法法的益处处，很大大程度上上决定于于所用测量数据据的质量量。如果测量量数据质质量低，则这种种方法的的益处可可能低；如果测量量数据质质量高，则这种种方法的的益处也也可能高高。为了确保应用用测量数数据的收收益大于于成本，必须把把注意力力集中于于测量数数据的质质量上。测量数据据的质量量与稳定条件件下,运行的某某一测量量系统得得到的多多次测量量结果的的统计特性性有关。高质量

5、测量值接接近低质量测量值远远离基准准值表征数据质量最通用的的统计特特性是偏倚和方方差。偏倚指指的是数数据相对对标准值值的位置置；而方方差指数数据的分分布。低质量数据表现现为变差太大大。大多由由于测量系统统和环境间的交互互作用造造成，那那么数据据的质量量会很低低。管理理测量系系统就是是控制变差，即控制制测量环境。目的介绍各方方法评定定测量系系统质量量。本指指南可以以通用于于任何测测量系统统，但其其主要用用于工业界的测量系系统。术语量具:任何用来来获得测测量结果果的装置置；包括用来来测量合合格/不合格的的装置测量系统统：用来对被被测特性性赋值的的操作、程序、量具、设设备、软软件已及及操作人人员的集

6、集合；用来来获得测测量结果果的整个个过程。盲测：操作者者事先不不知道正正在对该该测量系系统进行行评定的条条件下获获得的测测量结果果。公差：零件特性性的变差差受控：变差表现现稳定且且可预测测不受控：所有特殊殊原因的的变差都都不能消消除有点点子超出控制制限，或或呈非随随机分布布形状分辨率：测量设备备所能指指示的最最小刻度度分辨能力力：测量设备备检测被被测参数数的变差差的能力力影响测量量结果的的因素工件操作员方法弹性变形形清洁培训技巧经验工作态度度样品理解力测试作业指引引公差设计维护敏感测量结果果变差仪器温度振动环境人机工程程照明131量测系统统分析应应注意之之事项1、设定定量具精精度2、量具具间进

7、行行比对3、修理理前/后后之比较较4、长期期量测能能力评估估5、量具具之管理理量测系统统之统计计特征1、量测系系统之变变异应源于普通通而非特殊原因。2、量测测系统之之变异须须小于制程之变变异。3、量测测系统之之变异须须小于规格界限限。4、量测测系统之之最小刻刻度须小于制程变异异或规格界限限之较小小者（十十分之一一）。如何进行行量测系系统分析析1、建立SOP，例如：理理化分析析指导书书等。2、建立程序书，管制量测测系统在在最佳状状态。3、有合格分析析员分析量具具，及必必要环境境。4、根据相关SOP执行分析析。5、汇集足够够数据，再依分析析表单执执行分析。6、判定此系系统处于于可、勉强强或不能能接

8、受。量测系统统之变异异1、重复复性（Repeatability）EV2、再现现性（Reproducibility）AV3、偏倚倚（Bias）4、稳定定性（Stability）5、线性性（Linearity）6、零件件变异（PartVariation）PV位置宽度或范范围重复性-EV（Repeatability）由同一操作者对同一部件用同一测量仪器器的多次测测量的结果的差差异,又称为设设备变异异重复性135再现性-AV（Reproducibility）由不同操作者对对同一部件用同一测测量仪器器的测量量的结果果平均值值间最大差异异,又称为操操作者变变异再现性操作者B操作者C操作者A136量具重复复

9、性和再再现性Gage R&R(repeatabilityandreproducibility)适用于所所有列入入“控制制计划”的测量量系统重复性再现性操作者B操作者C操作者A137偏倚（Bias）观测的平平均值偏倚基准值132稳定性（Stability）时间2时间1稳定性133线性（Linearity）基准值偏倚较小基准值偏倚较大观测的平平均值观测的平平均值范围的较较低部分范围的较较高部分134重复性（Repeatability)EV又称为量具变异异，用同一量具具，同一作业业者，多次量量测相同零件件所得之变变异，公公式如下下：EV=K1%EV=100（EV/TV）公式说明明：1、EV/为重复性

10、，TV为全变异。2、为所有作作业者执执行多次次量测所所得之变变异平均均值。3、K1为重复性之系数，与量测测次数有有关。4、TV为全变异，)2()2(PVGRRTV+ =重复性（Repeatability)例1:三三位作业业者对10个零零件分别别量测,每个零零件量测测两次,数值如如下表所所列重复性（Repeatability)R31R由上表可可先计算算Ra，Rb，Rc，再计算其其平均值值Ra，Rb，Rc如上表所所示。=1/3(Ra+Rb+Rc）=(0.05+0.05+0.03)=0.04EV=K1=0.040.8862=0.035%EV=100（EV/TV）=100（ 0.035 /0.18)=

11、19.4%再现性（Reproducibility)AV又称为作业者变变异，指不同同作业者者以相同量具具量测相同产品品时，量测测平均值值之变异异，公式式如下：)()2EV2(/nrXDIFFK2AV- =%AV=100(AV/TV)公式说明明：1、AV为再现性，TV为为全变异异；2、XDIFF为不同作作业者量量测之平均值最大与最最小值之之差异；3、K2为再现性系系数，与与作业人数数有关；4、n为零件数；5、r为量测次数数。再现性（Reproducibility)作业者b作业者a作业者c再现性再现性（Reproducibility)例2(同同例1):亦是是三位作作业者10个零零件分别别量测,每个零

12、零件量测测两次,如下表表:再现性（Reproducibility)由上表可可先计算算个人每每次量测测10个个零件之之平均值值,再计计算两次次总平均均值Xa,Xb,Xc如上表表所示.XDIFF=Xa-Xb=0.83-0.77=0.06又已知K2=0.5231,TV=0.93,EV=0.0354,n=10,r=2(EV2/n*r)(XDIFFK2)2AV- =(0.060.5231)2(0.0352/102)=0.03%AV=100(AV/TV)=100(0.03/0.18)=16.6%GRR=AV2+ EV2=25.6%零件变异异(PartVariation)零件变异异:个别零件件量测平平均值之

13、之变异.PV=RPK3RP为零件之之最大差差异,K3为系数,与零件件数有关关(例5)同例1我们可可计算每每个零件件之平均均值XP,再取XP之全距RP,即得RP=0.56,又又查表得得K3=0.3146PV=RPK3=0.560.3146=0.176量具重复复性与再再现性之之资料汇汇集将作业者者分为A、B、C三人,零件10个,但作业业者无法看到到零件号.准备所需需之量测测量具.使作业者者A依随顺序量测10个零件并由由另一观者在第1行填入量量测数据据,请作作业者B、C量测相同同的10个零件件,但不不使他们们看到他他人的量量测值,将量测测分别记记入第6行及第第11行行.(表表1)4.重重复这这个循环

14、环但以不不同的随随机顺序序进行量量测,将将数据填填入第2、7及及12行行之适当当列中.例如第第一个被被量测为为7号零零件,则则在第7例中记记录量测测值,如如须第三三次量测测,则重重复此循循环并将将结果记记入第3、8及及13中中(表1).量具重复复性与再再现性之之计算将第1、2及3行的最最大数值值减最小小数值，将结果果记录在在第5行行，第6、7、8行及及第11、12、13行的作作法相同同，而将将其结果果分别记记录入第第10行行及第15行（表1）。2.第第5、10行及及15行行之记录录应为正正值（表表1）3.将将第5行行加总并并除以量量测零件件数,则则得第一一位作业业者的平平均全Ra,以以相同方方

15、法从第第10及及第15行求得得Rb及及Rc(表1)4.将将第5、10第第15行行的均值值(Ra 、Rb、Rc),填入入第17行,将将其加意意后除以以作业者者人数而而得的数数值记R(所有有全距的的平均值值)(表表一)量具再现现性与重重复性之之计算将R(平平均值)填入第第19、20并并乘以D3及D4求下及上上的管制制界限,如为二二次量测测D3=0,D4=3.27,将将个别全全距的上上管制界界限(UCLR)的值记记入第19行,下管制制界限(LCLR)的值填填入第20行如如量测次次数少于于7则为为零(表表1).将各行加加总(第第1、2、3、6、7、8、11、12及及13行行),将将各行的的总和除除以取

16、样样零件数数,将此此值记录录在最右右边一列列标示为为“平均均值”处处(表1).7.将将1、2、3行的平平均值加加总,并并除以量量测次数数,将其其值记录录在第4行Xa方格处处,以相相同方式式处理6、7、8行及及11、12、13行行而将其其值分别别记入第第9、14行的的Xb及及Xc处处.8 .将将第第4、9、14行的最最大及最最小平均均值记录录在第18行的的适当之之位置计计算其差差将此差差记录在在第18行标行行为XDIFF处.(表表1).9.将将每个零零件的各各次量测测值加总总除以量量测值总总数(量量测次数数乘以作作业者数数),将将其结果果记入第第16行行之零件件平均值值处(表表1).将零件平平均

17、值的的最大减减最小的的差记入入第16行标示示RP是是零件平平均值的的全距(表1).将R,XDIFF及Rp的的计算值值转记在在报告表表的预留留位置(表2)执行报告告表(表表2)左左边标示示为“量量测单元元会析”的各项项计算.13.执执行报告告表(表表2)右右边标示示为“%制程变变异”的的各项计计算.量具再现现性与重重复性之之计算范例例然后再计计算各变变异项目目的量测测单元分分析及制制程变异异百分比比如表2。在本例中中，%GRR等等于25.6%，故此此量测系系统对制制程变异异的量测测被认为为是在接接受边缘缘。GRR分分析注意意事项1、分析析之量具具（1）APQP及PPAP所所使用之之量具（2）客客

18、户要求求须执行行GRR之量具（3）受受环境影影响小的的量具（如分析析天平）可不做MSA2、分析析时机：（1）操作者变更时（2）量具变动时（3）产品变更时（4）量量具修理后（5）配配合量具具校正作作业定期分析。GRR分分析注意意事项1、执行行分析人人员（1）资资料搜集集：须为为操作该该量具人人员（2）分分析人员员：该量量具之校校正管理理人员2、执行行前之准准备工作作：（1）决决定进行行分析之之产品及及量具（2）决决定参与与分析之之量测人人数，最少两人人（3）决决定进行行分析之之产品取取样数（至少5件件，10件为为宜）。（4）决决定量测测次数，最少两次次。量具再现现性与重重复性之之比较1、重复复性

19、再再现性（EVAV=设设备人人员）（1）量量测仪器器需加以以保养（2）产产品之变变异出现现异常（3）量量具之夹夹紧或定定位(OFFSET)不一致2、再现现性重重复性（AVEV=人人员设设备）（1）量量具之校校正未落落实（2）作作业者对对量具使使用不熟熟（3）可可能需要要辅助仪仪器协助助作业者者使用量具量具%GRR之判读读1、数值值10%表表示该量量具系统统可接受受2、10%数值30%表表示该该量具系系统可接接受或不不接受，决决定于该该量具系系统之重要性，修理所所需之费费用等因素。3、数值值30%表表示该量量具系统统不能接接受须予以改进进。4、数值值=%GRR=100（GRR/TV）ndc=1.

20、41(PV/GRR)5(第三版版新要求求）表1量量具具重复性性及再现现性数据据收集表表D4=3.27(两两次测）D4=2.58（三三次）D3=0（少少于七次次）表1量具具重复性性及再现现性数据据計數型量量具研究究(小樣樣法)所謂計數型量量具就是把各各個零件件與某些些指定限限值相比比較，如如果滿足足限值則則接受該該零件否否則拒收收。絕大大多數這這樣的計計數型量量具用來來接受或或拒收一一套基準準件。不不象計量量型量具具，計數數型量具具不能指指示一個個零件多多麼好或或多麼壞壞，它只只指示該零件被被接受還還是拒收收。小樣研究究是通過過選取20個零零件來進行的的。然後後兩位評價價人以一種能能防止評評價人

21、偏偏倚的方方式(見見第45頁)兩次測量量所有零件件。在選選取20個零件件中，一一些零件件會稍許許低于或高于規範限值值。如果所有有的測量量結果(每每個零件件四次)一致則接受該該量具，否則應應改進或或重新評價價該量具。如果不不能改進進該量具具，則不不能被接接受且應應找到一一個可接接受的替替代測量量系統。計數型量量具研究究(小樣樣法)一個典型型的用于于計數型型量具研研究小樣樣法的表表格見下下表A評價人B評價人121234567891011121314151617181920GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGG

22、GGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG结论:不不能接受受偏移移(Bias)偏移双称称为准确确度(Accuracy),是指量测测平均值值与真值值之差值值.而真真值可藉藉由较高高等级之之量具量量测数次次之平均均值而得得,偏移移可以下下面图形形表示:VAVT偏移(准准确度)VT：真值VA：量测平平均值偏移移(Bias)（例3）1位作作业者量量测1个个零件10次，量测值值如下所所示：X1=0.75X6=0.80X2=0.75X7=0.75X3=0.80X8=0.75X4=0.80X9=0.75X5=0.65X10=0.70测量平均均值VA=,已知该该零件之之真值VT为0.8mm,零零

23、件之制制程变异异为0.70mm.则Bias=VA-VT=0.75-0.80=0.05%Bias=100(Bias/制制程变异异）=100（0.05/0.70)=7.1%稳定性(Stability)稳定性又又称为漂漂移（Drift）,是指不不同时间间量测值值之变异异,此量量测之方方式可有有两种:以相同标标准件在在不同时时间量测测同一量量具所得得之变异异;2.以以相同量量具在不不同时间间量测同同一零件件所得之之变异稳稳定性可可下面图图形表表表:稳定性时间1时间2线性(Linearity)线性是指指量具在在使用范范围内偏偏移(准准确度)差异之之分布状状况.作业者量量测5个个不同零零件,其其真值分分别为2.