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测量系统分析(第三版）MeasurementSystemAnalysis個案分析天平之內校方法使用儀器:經檢定合格之砝碼.檢定環境:一般室內環境,平臺校正方法及步驟:1.檢查天平標尺及旅鈕是否正常.2.將天平放在平臺上及調校至零位(中心刻度).3.將標準砝碼50g,100g,200g,300g,400g,500g,1000g分別放置于天平的托盤內,每一砝碼公別放5個位置,取其中最小值為實測值.4.在“量測設備校驗/確認報告”內示值欄填寫標準砝碼值,天平讀值記入實測欄,即得誤差=5.一般檢查合格且誤差不超過誤差標準為合格,否則不合格.6.校正合格后填上合格標簽并貼在天平上.示值-實測值實測值*100%游標卡尺校正方法一.使用工具:經認可機構鑒定合格后,作為標準參照物的標準塊規.二.校正環境:正常室溫及玻璃臺面.三.校正方法及步驟:1.檢查卡尺外觀:尺身應無碰傷或其它缺陷,刻度數字應清晰.2.卡尺校正:分別用塊規10mm,41.2mm,51.2mm,81.5mm,121.5mm和191.8mm,校正刀口內的尺,刀口外量的尺,校正時,每一受檢點應在量里端和外端兩位置校正,塊規工作面長邊與卡尺測量面邊應垂直,校正應在螺釘緊固和松開兩種狀態下進行,無論尺框緊固與否,塊規應能下沉正常移動,各點示值誤差為卡尺讀數與塊規之差.3.深度尺的尺校正:用兩個尺為20的塊規置于玻璃臺面上,使尺身端與塊規接觸伸出深度尺至平板面,然后在尺身上讀數,示值誤差不應超過卡尺之分度值.4.記錄2~3中測得讀數,均應記入“量測設備校驗/確認報告”中,其中塊規填入“真值”欄,卡尺讀數填入“實測值”欄.5.結果處理:外觀合格及示值誤差不超過吳差標準為合格,否則不合格.测量数据的作用制程控制/调整---根据测量数据与过程控制限相比较,决定是否进行制程调整。2确定各变量间关系---对影响过程各原因的系统认识。最终更好的理解过程。

为什么进行测量系统分析？

应用“以数据为基础”的方法的益处，很大程度上决定于所用测量数据的质量。如果测量数据质量低，则这种方法的益处可能低；如果测量数据质量高，则这种方法的益处也可能高。为了确保应用测量数据的收益大于成本，必须把注意力集中于测量数据的质量上。测量数据的质量

与稳定条件下,运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性有关。高质量——测量值接近低质量——测量值远离基准值表征数据质量最通用的统计特性是偏倚和方差。偏倚指的是数据相对标准值的位置；而方差指数据的分布。

低质量数据表现为变差太大。大多由于测量系统和环境间的交互作用造成，那么数据的质量会很低。管理测量系统就是控制变差，即控制测量环境。

目的

介绍各方法评定测量系统质量。本指南可以通用于任何测量系统，但其主要用于工业界的测量系统。术语量具:任何用来获得测量结果的装置；包括用来测量合格/不合格的装置测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件已及操作人员的集合；用来获得测量结果的整个过程。盲测：操作者事先不知道正在对该测量系统进行评定的条件下获得的测量结果。公差：零件特性的变差受控：变差表现稳定且可预测不受控：所有特殊原因的变差都不能消除有点子超出控制限，或呈非随机分布形状分辨率：测量设备所能指示的最小刻度分辨能力：测量设备检测被测参数的变差的能力影响测量结果的因素工件操作员方法弹性变形清洁培训技巧经验工作态度样品理解力测试作业指引公差设计维护敏感测量结果变差仪器温度振动环境人机工程照明131量测测系系统统分分析析应应注注意意之之事事项项1、、设设定定量量具具精精度度2、量具具间进行行比对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。5、汇集足够数数据，再依分析表表单执行分析。6、判定此系统统处于可、勉强或或不能接受。量测系统之之变异1、重复性性（Repeatability）——EV2、再现性性（Reproducibility）——AV3、偏倚（（Bias）4、稳定性性（Stability）5、线性（（Linearity）6、零件变变异（PartVariation）——PV｝｝位置宽度度或或范范围围重复复性性-EV（（Repeatability））由同同一一操作作者者对同同一一部件用同一测量仪器的多次测量的的结果的差异,又称为设备备变异重复性135再现性-AV（Reproducibility）由不同操作者对同一一部件用同一测量仪仪器的测量的的结果平均值值间最大差异,又称为操作者者变异再现性操作者B操作者C操作者A136量具重重复性性和再再现性性GageR&R(repeatabilityandreproducibility)适用于于所有有列入入“控控制计计划””的测测量系系统重复性性再现性操作者B操作者C操作者A137偏倚（Bias）观测的的平均均值偏倚基准值值132稳定性性（Stability）时间2时间1稳定性性133线性（（Linearity））基准值值偏倚较较小基准值值偏倚较较大观测的的平均均值观测的的平均均值范围的的较低部分范围的的较高部分134重复性性（Repeatability)———EV又称为为量具变变异，用同一量量具，同一作作业者者，多次次量测测相同零零件所得之之变异异，公公式如如下：：EV=××K1%EV=100（EV/TV）公式说说明：：1、EV/为重复性性，TV为全变异异。2、为所有有作业业者执执行多多次量量测所所得之之变异异平均均值。。3、K1为重复性性之系数数，与与量测测次数数有关关。4、TV为为全变异异，)2()2(PVGRRTV+=重复性性（Repeatability)例1:三位位作业业者对对10个零零件分分别量量测,每个个零件件量测测两次次,数数值如如下表表所列列重复性（Repeatability)R31R由上表可先先计算Ra，Rb，Rc，，再计算其平平均值Ra，Rb，Rc如上表所示示。∴=1/3(Ra+Rb+Rc））=(0.05+0.05+0.03)=0.04∴EV=××K1=0.04×0.8862=0.035%EV=100（EV/TV）=100（0.035/0.18)=19.4%再现性（Reproducibility)———AV又称为作业者变异异，指不同作作业者以相同量具量测相同产品时，量测平平均值之变变异，公式式如下：)()2EV2(/nrXDIFF×K2AV-=%AV=100(AV/TV)公式说明：：1、AV为为再现性，TV为全变变异；2、XDIFF为不同作业业者量测之之平均值最大与最小小值之差异异；3、K2为再现性系数数，与作业人数有关；4、n为零件数；5、r为量测次数。再现性（Reproducibility)作业者b作业业者者a作业业者者c再现现性性再现现性性（（Reproducibility)例2(同同例例1):亦亦是是三三位位作作业业者者10个个零零件件分分别别量量测测,每每个个零零件件量量测测两两次次,如如下下表表:再现现性性（（Reproducibility)由上上表表可可先先计计算算个个人人每每次次量量测测10个个零零件件之之平平均均值值,再再计计算算两两次次总总平平均均值值Xa,Xb,Xc如如上上表表所所示示.∴XDIFF=Xa-Xb=0.83-0.77=0.06又已已知知K2=0.5231,TV=0.93,EV=0.0354,n=10,r=2(EV2/n*r)(XDIFF×K2)2∴AV-==(0.06××0.5231)2－(0.0352/10××2)=0.03%AV=100(AV/TV)=100(0.03/0.18)=16.6%GRR=AV2+EV2=25.6%零件件变变异异(PartVariation)零件变异异:个别零件件量测平平均值之之变异.PV=RP×K3RP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=0.3146∴PV=RP×K3=0.56×0.3146=0.176量具重复复性与再再现性之之资料汇汇集将作业者分为为A、B、C三人,零件10个,但作业者无法看到零件号.准备所需之量量测量具.使作业者A依随顺序量测10个零件并由另一一观者在第1行填入量测数数据,请作业业者B、C量测相同的10个零件,但不使他们们看到他人的的量测值,将将量测分别记记入第6行及及第11行.(表1)4.重复复这个循环但但以不同的随随机顺序进行行量测,将数数据填入第2、7及12行之适当列列中.例如第第一个被量测测为7号零件件,则在第7例中记录量量测值,如须须第三次量测测,则重复此此循环并将结结果记入第3、8及13中(表1).量具重复性与与再现性之计计算将第1、2及及3行的最大大数值减最小小数值，将结结果记录在第第5行，第6、7、8行行及第11、、12、13行的作法相相同，而将其其结果分别记记录入第10行及第15行（表1））。2.第5、、10行及15行之记录录应为正值（（表1）3.将第5行加总并除除以量测零件件数,则得第第一位作业者者的平均全Ra,以相同同方法从第10及第15行求得Rb及Rc(表表1)4.将第5、10第15行的均值值(Ra、、Rb、Rc),填入入第17行,将其加意后后除以作业者者人数而得的的数值记R(所有全距的的平均值)(表一)量具再现性与与重复性之计计算将R(平均值值)填入第19、20并并乘以D3及D4求下及上的管管制界限,如如为二次量测测D3=0,D4=3.27,将个别全距距的上管制界界限(UCLR)的值记入第第19行,下下管制界限(LCLR)的值填入第第20行如量量测次数少于于7则为零(表1).将各行加总(第1、2、、3、6、7、8、11、12及13行),将将各行的总和和除以取样零零件数,将此此值记录在最最右边一列标标示为“平均均值”处(表表1).7.将1、2、3行行的平均值加加总,并除以以量测次数,将其值记录录在第4行Xa方格处,以以相同方式处处理6、7、、8行及11、12、13行而将其其值分别记入入第9、14行的Xb及及Xc处.8.将第第4、9、、14行的最最大及最小平平均值记录在在第18行的的适当之位置置计算其差将将此差记录在在第18行标标行为XDIFF处.(表1).9.将每个个零件的各次次量测值加总总除以量测值值总数(量测测次数乘以作作业者数),将其结果记记入第16行行之零件平均均值处(表1).将零件平均值值的最大减最最小的差记入入第16行标标示RP是零零件平均值的的全距(表1).将R,XDIFF及Rp的计算算值转记在报报告表的预留留位置(表2)执行报告表(表2)左边边标示为“量量测单元会析析”的各项计计算.13.执行报报告表(表2)右边标示示为“%制程程变异”的各各项计算.量具再现性与与重复性之计计算范例例然后再计算各各变异项目的的量测单元分分析及制程变变异百分比如如表2。在本例中，%GRR等于于25.6%，故此量测测系统对制程程变异的量测测被认为是在在接受边缘。。GRR分析注注意事项1、分析之量量具（1）APQP及PPAP所使用之之量具（2）客户要要求须执行GRR之量具（3）受环境境影响小的量量具（如分析析天平）可不做MSA2、分析时机机：（1）操作者变更时（2）量具变动时（3）产品变更时（4）量具修理后（5）配合合量具校正正作业定期分析。GRR分析析注意事项项1、执行分分析人员（1）资料料搜集：须须为操作该该量具人员员（2）分析析人员：该该量具之校校正管理人人员2、执行前前之准备工工作：（1）决定定进行分析析之产品及及量具（2）决定定参与分析析之量测人人数，最少两人（3）决定定进行分析析之产品取取样数（至少5件，10件为宜宜）。（4）决定定量测次数数，最少两次。量具再现性性与重复性性之比较1、重复性性＞再现性性（EV＞＞AV=设备＞＞人员）（1）量测测仪器需加加以保养（2）产品品之变异出出现异常（3）量具具之夹紧或或定位(OFFSET)不一致2、再现性性＞重复性性（AV＞＞EV=人员＞＞设备）（1）量具具之校正未未落实（2）作业业者对量具具使用不熟熟（3）可能能需要辅助助仪器协助助作业者使使用量具量具%GRR之判判读1、数值＜＜10%表表示该量具具系统可接接受2、10%＜数值值＜30%表表示该量具具系统可接接受或不接受，决定定于该量具具系统之重要性，修修理所需之之费用等因素。3、数值＞＞30%表表示该量具具系统不能能接受须予以改进。。4、数值=%GRR=100（GRR/TV）ndc=1.41(PV/GRR)>5(第三版新新要求）表1量量具重复复性及再现现性数据收收集表D4=3.27(两次测测）D4=2.58（三次））D3=0（少于于七次）表1量量具具重重复复性性及及再再现现性性数数据据計數數型型量量具具研研究究(小小樣樣法法)所謂謂計數數型型量量具具就是是把把各各個個零零件件與與某某些些指指定定限限值值相相比比較較，，如如果果滿滿足足限限值值則則接接受受該該零零件件否否則則拒拒收收。。絕絕大大多多數數這這樣樣的的計計數數型型量量具具用用來來接接受受或或拒拒收收一一套套基基準準件件。。不不象象計計量量型型量量具具，，計計數數型型量量具具不不能能指指示示一一個個零零件件多多麼麼好好或或多多麼麼壞壞，，它它只只指指示示該零件件被接接受還還是拒拒收。小樣研研究是是通過過選取取20個個零件件來進行行的。。然後後兩位評評價人人以一種種能防防止評評價人人偏倚倚的方方式(見第第45頁)兩次測測量所有零零件。。在選選取20個個零件件中，，一些些零件件會稍稍許低于或高于規範限限值。。如果所所有的的測量量結果(每個個零件件四次次)一一致則接受受該量量具，，否則則應改改進或或重新評評價該量具具。如如果不不能改改進該該量具具，則則不能能被接接受且且應找找到一一個可可接受受的替替代測測量系系統。。計數型型量具具研究究(小小樣法法)一個典典型的的用于于計數數型量量具研研究小小樣法法的表表格見見下表表A評價人B評價人121234567891011121314151617181920GGNGNGGGNGNGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGNGGGGGNGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGGGGGNGGGNGGGGGGGGGGGGGG结论:不能能接受受偏移移(Bias)偏移双双称为为准确确度(Accuracy),是指量量测平平均值值与真真值之之差值值.而而真值值可藉藉由较较高等等级之之量具具量测测数次次之平平均值值而得得,偏偏移可可以下下面图图形表表示:VAVT偏移(准确确度)VT：真值值VA：量测测平均均值偏移移(Bias)（例3）1位作作业者者量测测1个个零件件10次，，量测测值如如下所所示：：X1=0.75X6=0.80X2=0.75X7=0.75X3=0.80X8=0.75X4=0.80X9=0.75X5=0.65X10=0.70测量平平均值值VA=,已知知该零零件之之真值值VT为0.8mm,零零件之之制程程变异异为0.70mm.则Bias=VA-VT=0.75-0.80=－0.05%Bias=100(Bias/制程程变异异）=100（（0.05/0.70)=7.1%稳定性性(Stability)稳定性性又称称为漂漂移（（Drift））,是是指不不同时时间量量测值值之变变异,此量量测之之方式式可有有两种种:以相同同标准准件在在不同同时间间量测测同一一量具具所得得之变变异;2.以以相相同量量具在在不同同时间间量测测同一一零件件所得得之变变异稳稳定性性可下下面图图形表表表:稳定性性时间1时间2线性(Linearity)线性是是指量量具在在使用用范围围内偏偏移(准确确度)差异异之分分布状状况.作业者者量测测5个个不同同零件件,其其真值值分别别为2.00mm,4.00mm,6.00mm,8.00mm及10.00mm,每每个零零件量量测12次次,如如下页页所示示:线性(Linearity)依据上上表,