MSA培训教材第三二

测量系统分析MSA(第三版)培训教材1MSA课程目的使参加培训的人员—理解MSA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；—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。

2课程结构图测量系统分析定义测量系统分辨率计量较准和追溯偏倚、线性和稳定性进行GR&R测量系统比较和分析工具3第一章MSA与ISO/TS16949的关系4ISO/TS16949:2002与MSA要求条文要素7.6.1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。5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。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。SQA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、测量和试验设备应参考MSA手册进行变差研究。APQP手册，MSA为“产品/过程确认”阶段的输出之一。SPC手册指出MSA是控制图必需的准备工作。ISO/TS16949:2002与MSA6ISO/TS16949:2002与MSA实施要点说明标识、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应用MSA手册中规定的方法7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6Ơ过程分布计算结果，而不是规范或公差8第二章测量系统简介9什么是测量系统人设备材料方法环境输入输出测量过程数据测量系统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。10测量系系统范范例例如要要测量量一个个柱的的内径径，那那其测测量系系统应应包括括：—测测量项项目—人人员—测测量仪仪器—进进行测测量的的环境境条件件作为测测量活活动的的结果果，产产生一一个数数值以以表示示内径径11什么是是数据据的质质量数据的的类型型计量型型数据据Variabledata计数型型数据据Attributedata12如何评评定数数据质质量—测测量量结果果与““真””值的的差越越小越越好。。—数数据据质量量是用用多次次测量量的统统计结结果进进行评评定。。计量型型数据据的质质量—均均值值与真真值（（基准准值））之差差。—方方差差大小小。计数型型数据据的质质量—对对产产品特特性产产生错错误分分级的的概率率。什么是是数据据的质质量13数据分分析和和使用用用测量量系统统所收收集的的数据据用于于：—控控制过过程—评评估影影响过过程结结果的的变量量及其其相互互关系系利用数数据分分析，，增进进对测测量系系统中中因果果关系系和对对过程程的影影响的了了解把注意意力放放在测测量系系统上上，其其产生生的读读数可可在每每个零零件上上获得重重复，，在每每个测测量人人员间间获得得再现现14标准的的传递递国际标准国际实验室国家标准国家实验室地方标准国家认可的校准机构公司标标准企业的的校准准实验室室测量结果生产现场检测设设备制造厂厂15追溯性性：通过应应用连连接标标准等等级体体系的的适当当标准准程序序，使使单个个测量量结果果与国国家标标准或或国家家接受受的测测量系系统相相联系系。标准的的传递递16测量系系统分分析（（MSA））—MSA用于于分析析测量量系统统对测测量值值的影影响—强强调仪仪器和和人的的影响响我们对对测量量系统统作试试验，，以确确定系系统的的统计计特性性值与与可接接受的标标准作作比较较什么是是测量量系统统分析析17测量系系统评评定的的两个个阶段段第一阶阶段（（使用用前））—确确定定统计计特性性是否否满足足需要要？—确确认认环境境因素素是否否有影影响？？第二阶阶段（（使用用过程程）—确确定定是否否持续续地具具备恰恰当的的统计计特性性？18评价测量系系统的基本本问题是否有足够够的分辨力力？是否具备时时间意义的的统计稳定定？统计特性是是否在期望望的范围内内具备一致致性，用于于过程控制制和分析是否否可接受？？所有的变差差总和是否否在一个可可接受的量量测不确定定度的水平平?19MSA总目目标测量不确定定度一个特性的的估计真值值所处的范范围，这类类数据可表表达为一系系列测量值值的统计分分布、标准准差、概率率、百分比比及实测值值与真值的的差，在控控制图或曲曲线图表上上的点等。。20优胜者方法法只有与过程程变差相关关联，才能能使用测量量系统分析析对上述基基本问题的确确定变得最最有意义。。针对日益强强调持续改改进的全球球化市场，，仅仅用相相对于公差差的百分来表表达测量误误差是不够够的。21盲测法在实际测量量环境下，，在操作者者事先不知知正在对该该测量系统统进行评定定的条件下下，获得测测量结果。。向传统观念念挑战长期存在的的把测量误误差只作为为公差范围围百分率来来报告的传传统，是不不能面临未未来持续改改进的市场场挑战。评价测量系系统的关键键注意点22测量系统的的变差测量过程的的构成因子子及其相互互作用，产产生测量结结果的变差差人员量具材料环境方法测量值变差差23环境如何影影响测量结结果温度变化引引起热胀冷冷缩，使同同一零件的的同一特性性产生不同同的读数光线不足防防碍正确的的读数刺眼的光导导致读数不不正确受时间影响响的材料——-如铝、、塑料及玻玻璃湿度影响污染—-如如电磁、灰灰尘等24测量仪器如如何影响测测量结果测量仪器精精度必须小小于规范值值测量仪器的的咱类，如如尺、游标标卡尺测量仪器的的准确度和和精确度偏倚和线性性重复性和再再现性稳定性25材料、人员员如何影响响测量结果果材料人人员员26测量值并不不总是精确确的测量系统的的变差影响响每个测量量值和根据据这些测量量数据所作作的判定测量系统的的误差或分分为五类：：偏倚、重重复性、再再现性、稳稳定性和线性性必须在使用用一个测量量系统前知知道其测量量变差27MSA的应应用建立新量具具的适用性性和可接受受性标准把一个量具具和另一个个量具作比比较评估可疑的的量具量具维修前前后的性能能比较计算测量系系统变差确定制造过过程可接受受性管理和改进进测量过程程28从哪里开始始评估量测系系统的组成成并尽可能能控制量测测系统的变变差，以确确保量测系统统在符合使使用它的要要求状态下下把我们的关关注从测量量过程变差差扩展到测测量系统统统计特性和和测量不确定定性上使用SPC的基本原原理29第三章测量系系统统统计特特征30理想的测量量系统每次都能获获得正确的的测量值，，每个测量量值都与真真值一致有以下统计计特性：—零变差差—零偏倚倚—零概率率错误分类类31测量系统特特性及变差差类型和定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均值32测量系统数数据评估量测系系统的组成成并尽可能能控制量测测系统的变变差，以确确保量测系统统在符合使使用它的要要求状态下下把我们的关关注从测量量过程变差差扩展到测测量系统统统计特性和和测量不确定定性上使用SPC的基本原原理33变差数据表表达过程控制中中所收集的的数据包含含二种不同同的、相对对独立的变变差来源：—制造过过程变差（（MPV））—测量系系统变差（（MSV））—总变差差（TV））=MPV+MSV34测量系统的的变差与制制造过程变变差测量系统的的变差必须须小于制造造过程变差差MSV<MPVMSVMPV总变差（TV）规范公差注：测量系系统的变差差必须尽可可能小35统计稳定性性测量系统必必须处于统统计稳定状状态，也就就是说，测测量系统的的变差不受特特殊原因支支配1、一般说说来，当没没有数值（（点）落在在特殊原因因区域内时，测量系系统便处于于统计控制制状态2、如果没没有如SPC手册中中描述的数据趋势或或漂移时，，我们也可可以认为是统统计控制状状态特殊原因区域特殊原因区域共同原因区域361、处于统统计控制状状态，即只只存在变差差的普通原原因。2、测量系系统的变异异性（Variability）小于于过程变异异性。3、测量系系统的变异异性小于技技术规范界界限。4、测量增增量（increments）小于过过程变异性性和技术规规范宽度的1/10。5、当被测测项目变化化时，测量量系统统计计特性的最最大变差小小于过程变差和和规范宽度度较小者。。测量系统应应具备的特特性37测量系系统的的分辨辨率第四章38分辨力了解测量系系统的能力力，以提供供过程变差差的信息当测量系统统不能探测测过程变差差时，不宜宜作测量系系统分析当测量系统统不能探测测特殊原因因变差时，，不宜用用用过程控制制39分辨力测量一个硬硬币的厚度度哪个测量系系统对三个个硬币提供供更好的变变差信息？？分辨力系统检测和和指示被测测量特性最最小变化的的能力，也也称为分辨率范例—用二个个系统测量量同一组本本—建立如如下所示的的均值和极极差图（&R图图）—观察分分辨率分别别为0.001″和和0.01″的二个个测量系统之间的差差别40测量系统的的分辨力（分辨率不不足对控制制图的影响响）41分辨力不足足当极差图出出现以下情情况时，表表示测量系系统的分辨辨力不足：：—只有一一、二或三三个极差值值可读—四分之之一以上极极差为零选择分辨力力按比例小小于规范或或过程变差差，以获得得足够的分分辨力42分辨力的决决定原则分辨力应当当为（容限限）公差或或分布的十十分之一在PPAP之前，APQP和和测试期间间进行量具具分辨力的的研究研究制造过过程或相似似过程的极极差图，根根据前页或或范例从不断改进进的角度看看，公差值值的十分之之一可能不不够，MSA建议议用6Ơ（总的）制制造标准偏偏差的十分分之一。43测量系统的的分辨率建议的可视视分辨率6Ơ≤10Ơ——过程程的标准差差(不是公差差宽度的1/10)44第五章偏倚、线线性和和稳定定性45准确度与精精确度量化—准确度以偏倚评估估—精确度以重复性和和再现性评评估46准确度与精精确度范例例★量具A●量具B◆量具C☆量具A的的均值○量具B的的均值

量具C的的均值A具有最最佳准确度度B具有最最佳精确度度C的准确确度好于B比较A和C的表现◆★★★★★★★

★★☆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●●●○●●●●●●47偏倚观测均值与与基准值之之差。基准值，也称为可接接受的基准准值或标准准值，用作作测量值的的认可基准准。基准值值可以通过过更高级别别的测量设设备进行测测量而获得得测量均值值来确定。。ObservedAverageValueBiasReferenceValue48基准值为了比较的的一个一致致认可的值值，有时也也称为：—可接受受的值—常规值值—指定值值—最佳估估算值—标准测测量—测量的的标准49基准件具有非常精精确制定的的一个或更更多特性的的一种材料料或物质，，用于仪器的的校准、测测量方法的的评估或给给材料赋值值。50测量标准一个材料测测量，测量量仪器、基基准件或系系统准备去去定义、实实现、保存存或复制一一个零件、、一个或更更多的数值值，为了将将它们去和和其他测量量仪器比较较这些标准被被一些国家家专业机构构或国际一一致认可的的国际性服服务机构所所承认，作作为确定其其他所有与与数量有关关的标准件件的值的依依据一些例子—1Kg质质量标准——氦-氖激激光长度标标准—标准量块块——铯原子频频率标准—100欧欧姆标准电电阻——JosephsonArray电压标标准—solutionofcortisolinhumanserumasastandardofconcentration—韦斯登标标准电池51测量标准使用一个可可追溯的标标准以提供供：—比较的的共同点—测量系系统有效性性—测量系系统准确性性评价—解决零零件间的冲冲突—最直接接的验证指指导52应用局限性性在破坏性测测试中很难难使用有些产品特特性和过程程结果无确确定行业或或国家标准准有些测试没没有行业或或国家标准准在设计和开开发、合同同评审和APQP期期间讨论这这些局限性性；事关管理职责责问题53选择校准时，可可使用GoldenUnits，，其他内部部实验室内内验证的零件和/或相互认认同的标准准。这些都都是通过高高级别测量量设备的评定定而得到的的最好产品品。对精确数据据比较分析析产生的结结果，用于于确定校准准时需要的的调整。实验室间比比较：在预预定的条件件下，2个个或更多的的实验室比比较量具对相相同或相似似的测量项项目的表现现。54测量不确定定度测量不确定定度是给组组成测量系系统的变量量赋值的所所有可能性性的总和（百百分率）。。总的可能性性应衡量并并且要与在在进行的测测量的重要要性和关键键性相一致。。根据测量系系统分析而而作出的决决定包括：：—使用现现有的系统统，同时考考虑它的测测量不确定定度—改进系系统以控制制产生变差差的因子。。—考滤其其他具有更更高级别的的分辨率和和能力的测测量系统(这通常会会花更多的的资金，但但您的MSA数据将将帮助你确定并证实实适当的资资源。)55测量不确定定度与校准准测量系统的的不确定度度第一次是是通过校准准过程而产产生。校准允许对对测量仪器器、测量系系统或标在在尺上的刻刻度值等的的指示的误差差的评价。。基准件本身身，校准过过程和环境境以及校验验人员也都都对测量不不确定度有有影响。。这就是要要经鉴定定合格的的和/或或有资格格的实验验室以及及你应接接受对你的测测量、检检验和实实验设备备要做或或已做校校准的数数据的益益处的原因因。56偏移范例例★量具A●量具B◆量具C☆量具A的均值值○量具B的均值值

量具C的均值值●☆为A的偏倚倚●○为B的偏倚倚●

为C的偏倚倚◆★★★★★★★

★★☆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●●●○●●●●●●57偏移计算算指南1、获得得可接受受基准值值（标准准零件或或高等级级量具））2、用测测量室或或完全尺尺寸检验验设备3、由同同一评价价人对同同一零件件作至少少10次次测量4、计算算：—读数数的均值值—偏倚倚=观观测值值均值––基基准值—偏倚倚％=[偏偏倚/过过程变差差(或公公差)]×100%58偏移分析析的意义义从比例上上讲，不不会象R&R那那么大，，但有助助于量化化准确度度用于同一一量具的的稳定性性和线性性进一步步分析可接受基基准值应应与其它它统计特特性评估估相同和以后其其他评价价作GR&R分分析时，，作读数数比较59实例已知：基基准值0.8mm零件过程程变差=0.7mm一位评价价人对样样件测量量10次次结果(以mm为单位位):0.750.750.800.800.650.800.750.750.750.70∑X7.5X===0.75mm1010偏倚=0.75-0.8=-0.05mm偏倚靠占占过程变变差百分分比=0.05/0.70=7.1%测量系统统的偏倚倚60偏倚相对对较大的的可能原原因—基准准的误差差—元器器件磨损损—仪器器尺寸错错误—测量量错误的的特性—仪器器未经正正确校准准—不正正确使用用仪器测量系统统的偏倚倚61在量具预预期的工工作范围围内偏倚倚值的差差值线性ObservedAverageValueReferenceValueNoBiasBias62量具的线线性量具的线线性可以以通过对对量具预预期的工工作范围围内的偏偏倚分析析而确定至少要作作二次分分析，在在量具量量程范围围的下限限和上限限各一次次量具量程程范围的的中部也也应考虑虑63量具线性性的分析析量具线性性工作指指南1、选择择可在测测量系统统不同工工作范围围作测量量的5-8个零零件2、用完完全尺寸寸检验设设备确定定每个零零件的基基准值3、由一一个评价价人和同同一量具具测量所所有零件件4、每个个零件重重复5次次或更多多次测量量5、计算算零件的的偏倚偏倚=观测测平均值值勤-基基准值值64量具线性性的分析析量具线性性工作指指南（续续）6、将计计算出的的偏倚由由小到大大排序7、以偏偏倚均值值（Y-轴）对对基准值值（X轴轴）建立立散点图图8、线性性由这些些点的最最佳拟合合直线的的斜率确确定。一一般说来，斜率率越小表表示线性性越好。。9、计算算量具的的线性指指数量具的线线性指数数=斜斜率××过程变变差（或或公差））线性%=100[线性/过程变变差（或或公差））]65测量系统统的线性性实例:(1)测测量数数据零件12345基准值2.004.006.008.0010.00试验验次次数数12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40零件平均均值2.494.136.037.719.38基准值2.004.006.008.0010.00偏倚+0.49+0.13+0.03-0.29-0.62极差0.41.30.70.30.566(2)线线性回回归公式:Y=b+aXX基准准值Y偏倚倚a斜斜率拟合结果果:Y=0.7367–0.1317X线性=a××过程变变差=0.1317×6.00=0.79%线性=a×100%=13.17%拟合优度度=0.98测量系统统的线性性67线性图析析68线性分析析线性回归归直线的的拟合优优度（R2）确定了了偏倚和和基准值值之间的相关程程度—如果果拟合性性好且呈呈线性关关系，评评估回归归线的可可接受性（>或或<45）—如果果不呈线线性关系系，应当当采用其其它工具具分析测测量系统的可接接受性69非线性的的原因量具的工工作范围围的上限限和下限限未经正正确的校校准用于最小小和最大大量程的的标准件件有误量具磨损量具固有的设设计特性70稳定性稳定性(或漂漂移)是指一一个测量系统在某一一持续时间（（指几天而不是几几小时）获得得的对同一基准或或零件的一个个单一特性的测量量值总变差Time1Time1Time2Stability71稳定性范例☆量具A的第一次均均值△量具A的第二次均均值☆至至△为为A的稳定性性▲★▲★▲▲★★▲▲▲▲★★★★▲▲★△▲▲★▲★▲▲☆72测量系统的稳稳定性两种稳定性—一般概念念：随着时间间变化系统偏偏倚的总变差差。—统计稳定定性概念：测测量系统只存存在普通原因因变差，而没有特殊原原因变差。利用控制图评评价测量系统统稳定性（稳定性分析析实例）—保持基准准件或标准样样件—极差图（（标准差图））出现失控时时，说明存在在不稳定的重复性。—均值图出出现失控时，，说明偏倚不不稳定。73稳定性稳定性是测量量系统对给定定零件或标准准零件在不同同时间的偏倚的总变差当同时有多个个测量系统介介入时，偏倚倚最小的那个个系统被认为是“稳定””的系统74量具稳定性一般没有R&R问题大有助于确定校校准周期当多个系统精精确测量同一一标准件并随随时间变化有有显著变差时，有助于确确定最稳定的的测量系统应对测试跟踪踪并图表化（（或至少在量量具记录中记记录实际读数和其它相关关数据）75对量具稳定性性的影响长时间的不用用或间歇使用用二次稳定性试试验的测量数数据很大或很很小环境或系统变变化，例如：：湿度、气压压—与统计稳稳定性相混淆淆的其它因子子，如预热效效应、磨损度、缺乏维维护、作业员员或实验人员员缺乏培训等等76稳定性不好的的影响校准频度不够够或太过频繁繁缺乏气压调节节或过滤电子或其它量量具的预热期期缺少维护不易观察的磨磨损和损坏氧化（生锈））77量具稳定性分分析量具稳定性工工作指南1、使用在偏偏倚和线性分分析中作为样样件的基准/标准件—在保护环环境下恰当地地保存它们(产品的生命命期内)—给它们标标上名称和号号码以便于追追溯和进一步步研究，包括低、中、、高极差值的的样本2、对标准件件在一天朱同同时间作3-5次测量（（根据测量系系统的具体情况而定定）78量具稳定性分分析量具稳定性工工作指南（续续）3、把数据在在均值和极差差图或均值和和标准差图标标出注:要求对每每个标准件按按过程或规范范容限做一个个图4、根据通常常的SPC要要求作评估5、将测量标标准差与过程程变差相比较较，以确定适适用性79稳定性图析如果稳定性有有问题时，均均值和极差图图会出现漂移移或非控制状态—均值图出出现非控制状状态时，表明明测量系统测测量不正确，检查：a、偏倚改变变了—确定定原因并改正正b、如果原因因是磨损—重重复校准、、维修—不必计算算测量系统稳稳定性数值——通过减少少系统变差来改善稳定定性80测量系统的稳稳定性81第六章量具重复复性与与再现性性82量具R&R目的—理解用AIAG计算算方法所作的的GR&R注意—重复性和和再现性用于于衡量测量系系统变差的宽宽度或分布—偏倚、稳稳定性和线性性用于测量系系统变差作定定位83重复性同一评鉴人用用同一测量仪仪器多次测量同一一零件的同一一特性所获得的测测量变差重复性84重复性范例★量具A●量具B◆量具C☆量具A的均均值○量具B的均均值

量具C的均均值◆★★★★★★★

★★☆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●●●○●●●●●●85再现性不同评价人员员用同一测量量仪器测量同一一零件的同一一特性所获得的的测量平均值值的变差OperatorBOperatorCOperatorAReproducibility86再现性范例★量具A●量具B◆量具C☆量具A的均均值○量具B的均均值

量具C的均均值☆○为A和B的再现现性☆

为A和C的再现现性○

为B和C的再现现性◆★★★★★★★

★★☆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●●●○●●●●●●87量具R&R分分析量具R&R工工作指南1、在测量系系统使用者中中选出2-3个评价人2、抽取10个零件，以以此代表实际际或期望的过过程变差3、把零件从从1至10编编号，但号码码不为被评价价人所见4、如果测量量程序文件中中有规定，则则对量具作校校准5、由评价员员A随机地对对10个零件件作测量，由由一个观察员记录测量结结果88量具R&R分分析量具R&R工工作指南（续续）6、由其他评评价员重复第第5步，隐藏藏其他评鉴员员所获得的读数7、重复第5和第6步，，用不同的随随机组合测量量8、对每个评评鉴员的读数数计算均值和和极差9、用所附GR&R报告告表，记录零零件均值和极极差均值10、计算表表示设备变差差的重复性89量具R&R分分析量具R&R工工作指南（续续）11、计算表表示评鉴人员员变差的再现现性12、计算GR&R并转转换为百分比比13、计算零零件变差并转转换为百分比比14、计算总总变差90测量系统的重重复性与再现现性(1)测量量数据项目评价人1评价人2零件1234512345测量次序121722021721421621621621621622022162162162122192192162152122203216218216212220220220216212220均值X极差R216.3218.0216.3212.7218.31.04.01.02.04.0218.3217.3215.7213.3220.04.04.04.04.00.0X216.3216.9R2.591测量系统的重重复性与再现现性(2)重复复性分析绘极差图计算控制限UCLR=R×D4=2.5××2.575=6.4mmUCLR=R×D3=0.00mm分析控制图计算重复性（（量具变差））R2.5EV=5.15σe=5.15=5.15×=7.5mmd2*1.7292样本容量A2D3D421.88003.26731.02302.57540.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.2231.777110.2850.2561.744120.2660.2841.716130.2490.3081.692140.2350.3291.672150.2230.3481.652控制常数数图测量系统的重重复性与再现现性93测量系统的重重复性与再现现性(平均极差分布布的d2＊值）（d2*值g＞＞15的）m234567891011121314151.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.551.281.812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.453.511.231.772.122.382.582.752.893.013.113.213.293.373.433.501.211.752.112.372.572.742.883.003.103.203.283.363.433.491.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.283.353.423.491.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.491.171.732.092.352.552.722.872.993.103.193.273.353.423.4881.171.722.082.352.552.722.872.983.093.193.273.353.423.481.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.481.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.343.423.481.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.343.413.481.151.712.072.342.552.722.852.983.093.183.273.343.413.481.151.712.072.342.552.712.852.983.093.183.273.343.413.481.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.343.413.481.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.263.343.413.481.1282.0592.5342.8473.0783.2583.4071.6392.3262.7042.9073.1733.3363.472g＞1594测量系系统的的重复复性与与再现现性95测量系系统的的重复复性与与再现现性96（3））再现现性分分析□评评价价人均均值极极差R0=X2-X1=216.9-216.3=0.6□计计算算再现现性R0Ơe2AV=5.15()2_d2*nr0.61.452=5.15()2-1.415×3=1.0mm测量系系统的的重复复性与与再现现性97(4)零零件间间变差差分析析计算均均值控控制限限UCLX=X+A2R=216.6+1.023××2.5=219.2mmUCLX=X-A2R=216.6-1.023×2.5=214.1mm分析控控制图图(一一半以以上点点应在在控制制限外外)计算零零件间间变差差RP6.2PV=5.15=5.15××=12.8mmd2*2.48测量系系统的的重复复性与与再现现性98(5)计计算双双性R&RR&R=(EV)2+(AV)2=7.52+1.02=7.6mm计算过过程总总变差差TV=(PV)2+(R&R)2=12.82+7.62=14.9mm测量系系统的的重复复性与与再现现性99(7)计算双性对总变差的比例R&R7.6%R&R=×100%=×100%=50.7%TV14.9(8)计算数据分级

PV12.8分级数=×1.41=×1.41=2R&R7.6测量系系统的的重复复性与与再现现性100量具R&R重复性性—同同一评评鉴人人员用用同一一测量仪仪器多多次测测量同同一零零件的同同一特特性所所获得得的测测量变差差。做极差差图再现性性—不不同评评价人人员用用同一一测量仪仪器测测量同同一零零件的的同一特特性所所获得得的测测量变变差。做均值值图101极差图图范例例2个评评价人人，3欠实实验，，5个个零件件102极差图图解析析对于两两个评评价人人，所所有的的点都都在控控制限限制内内，因因此，，评价价人没有有区别别如果其其中一一个评评价人人的测测量值值超出出控制制限制制，那那么结结论是是他的方方法与与另外外一个个不同同如果两两个评评价人人都有有一些些点超超出控控制限限制，，那么么结论论是测测量系统统对评评价人人的技技术敏敏感，，需要要改进进以获获得有有用的的数据据103均值图图范例例2名评评价人人，4次试试验，，5个个零件件104均值值图图解解析析在这这次次分分析析中中，，10个个点点中中的的4个个超超出出控控制制限限制制因为为这这少少于于总总点点数数的的一一半半，，结结论论是是测测量量系系统统不不足足以以检检查查出出零件件间间变变差差105测量量系系统统分分析析实实施施流流程程图图测量量是否否可可重复复测量量是否否随随机机赋值值供试试验验零件件是是否否超过过300是否否计量量型型适用用的的分析析时时间间是否否计量量型型见其其它它参参考考手手册册计数数型型量量具具研研究究(ShortMethod)P81极差差法法P43计数数型型量量具具研研究究(LongMethod)P82图示示分分析析P46均值值极极差差法法或或方差差分分析析法法P55P69YYYYNNNNYN短长②③⑤①④106计量量型型----极极差差法法零件评价人A评价人B极差(A-B)10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10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=0.40%GR&R=100(GR&R/过程变差)=100×(0.303/0.40)=75.5%%R&R﹤10%可接受%R&R10~30%临界%R&R﹥30%不可接受107计量量型型--均均值值极极差差法法示示例例108图示示分分析析----极极差差图图

极差

••••••••••••••UCLRR123451234512345ABC零件

评价人•分析析:—是是否否显显示示与与评评价价人人或或零零件件要要关关的的图图形形?—是是否否有有超超出出控控制制限限的的点点?极差差图图109误差差=观观测测值值-零零件件平平均均值值(或或基基准准值值)分析析:评评价价人人B10号号零零件件图示示分分析析----误误差差图图110分析析:—评评价价人人之之间间的的一一致致性性—测测量量系系统统的的适适用用性性图示示分分析析----均均值值/链链图图111图示示分分析析----归归一一化化单单值值图图112最一一化化单单值值=单单个个数数据据-总总平平均均值值分析析:—再再现现性性—异异常常读读数数—零零件件与与评评价价人人的的交交互互作作用用图示示分分析析----归归一一化化单单值值图图113分析析:—评评价价人人一一致致性性—异异常常读读数数—零零件件与与评评价价人人的的交交互互作作用用图示示分分析析----振振荡荡图图114图示示分分析析----XY均均值值-基基准准图图分析析:—线线性性—评评价价人人线线性性一一致致性性115图示示分分析析----XY比比较较图图误差差=观观测测值值-零零件件平平均均值值（（或或基基准准值值））分析析：：评评价价人人B10号号零零件件116读数ABC

ABC

ABC

ABCABC12345XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX评价人零件分析析:—评评价价人人一一致致性性—异异常常读读数数—零零件件与与评评价价人人的的交交互互作作用用图示示分分析析----散散点点图图117计量型----均值极极差法量具重重复复性和和再再现性性报报告118评定原则则%R&R﹤10%可接受%R&R10~30%临界%R&R﹥30%需改进计量型----均值极极差法119分析:--重重复性比比再现性性大1)仪器器需要维维护。2)量具具刚度不不足。3)夹紧紧和检测测点需改改进。4)零件件内变差差(失圆圆锥度等等)过大大。--再再现性比比重复性性大1)评价价人培训训不足。。2)刻度度不清晰晰。3)需要要某种辅辅助器具具。计量型----均值极极差法120重复性性极极差控控制制图----示例例计量型----均值极极差法121零件评评价价人均均值值图---示示例计量型----均值极极差法122第七章属性类类测测量系系统统123计数型----短期研研究橡胶软管内径通过/不通过塞规A评价人B评价人12345678910111213141516171819201GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGG1GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG方法：2个评价价人，20个零零件，每每人试验验2次。评定：每个零件件4次结结果一致致则接受受。124属性测量量一个属性性量具—将每每个零件件与一个个给定的的限制相相比较，，如果沿沿路这个限制则则接受这这个零件件—用于于接受/拒收一一组标准准件—不能能指出一一个零件件有多好好或多坏坏，只能能指出这这个零件是接受受或拒收收（通过过/不通通过）125属性量具具分析1、选择择20个个零件2、包括括一些在在规范容容限上限限和下限限边缘的的零件3、选择择两个在在日常工工作中使使用这些些属性量量具的评评价人4、每个个评价人人对每个个零件随随机的进进行两次次测量126评价原则则如果所有有测量一一致—量量具是是可接受受的如果测量量不一致致—系系统需要要改进（（单个不不一致））如果量具具不能改改进，系系统不能能接受——寻找找替换的的测量系系统127

A评价人B评价人12345678910111213141516171819201GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGG1GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG2GGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG分析示例例两个评价价人用一一个通/止（G/NG）量具具测试了了却0个个零件，，结果如如下表：：零件1，，9，13和20测量量不一致致—系统统需要改改进。128第八章方差分分析析129计量型----方差分分析法（（ANOVA））ANOVA（（AnalysisOrVariance））优点—更精精确估计计方差。。—适用用于任何何试验调调试。—从数数据中分分离出更更多的信信息。缺点—计算算量大，，需要计计算机。。130数学模型型观测值=（零零件均值值+量具具偏倚））+零零件效应应+评价价人效应应+评评价人人与零件件间效应应+重复复检验误误差计量型----方差分分析法（（ANOVA））131产品不能能再次使使用，比比如说破坏性实验—拉力实验验—抗拉强度度实验—化学成分分分析产品因评估设设备发生变化化如何使用需要变差来源源的知识—设备—评价人—测量的零零件—他们的相相互作用评估系统稳定定性132用公式表达：yijm=（μ+b））+αi+βj+λij+eijmyijm----第第i个零件，，第j个评价价人，第m次次观测值。μ----零件均值b----量具偏倚αi----第i个零件效效应，均值为为0，方差为为σ2βj----第j个评价人人效应，均值值为0，方差差为ω2λij----第i个零件与与第j个评价价人效应，均均值为0，方方差为γ2eijm----第i个零件、、第j个评价价人、第m次次测量的误差差，均值为0，方差差为τ2i=1，2，，……，nj=1，2，……，km=1，2，………，r计量型----方差分析析法（ANOVA）133方差分析计算算公式nXi2..X2…nkrx2…SSp=∑∑－－TSS=∑∑∑∑Xijm2－i=1krnkri=1j=1m=1nkrnXi2..X2…SSo=∑∑-SSe=TSS－[SSo+SSp+SSop]i=1krnkrnkXij2nXi2..KXj2.X2…SSop=∑∑－－∑∑－－∑+i=1,…nj=i,……km=1,……ri=1j=1ri=1krj=1nrnkr