质量管理学第十章测量系统分析

第十章测量系统分析

质量管理学

学习目标学习测量系统分析的重要意义掌握精密度和准确度概念了解重复性和再现性研究步骤10.1引言10.2术语10.3测量过程变差及其对决策的影响10.4测量系统分析的基础10.5测量系统分析的实践10.6计数型测量系统的分析本章内容10.1引言数据的应用过程的监视和测量过程参数逻辑关系的确定数据的质量测量值与真值越接近，数据质量越高通常用测量系统的偏移和方差表征数据质量无论何时观测到偏差，都有一部分来自测量系统的误差。有些是系统性误差（称为偏差），其他是随机误差10.2术语测量测量指赋值给具体事物。赋值过程即测量过程，而赋予的值称为测量值。量具量具指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。测量系统测量系统指用来对被测特性进行定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合，是用来获得测量结果的整个过程。准确度(accuracy)准确度指仪器的实际测量值（通常为平均值）与待测量值的真实值的接近程度，即实际测量值偏离真实值的程度。缺乏准确度反映了测量系统的偏差，如仪器没有校准、出现磨损，或操作者使用不当等。精密度(precision)精密度指几个在相同条件下独立测试所得结果的相似程度，即重复测量的偏差。偏差小的测量设备比偏差大的测量设备更精确。精确程度不高来自设备内在的随机变异，如部件间的摩擦。两个仪器测量一个0.250英寸的真实值。仪器A测量为0.248英寸，而仪器B测量为0.259英寸。仪器A的相对误差为（0.250-0.248）/0.250=0.8%仪器B的相对误差为（0.259-0.250）/0.250=3.6%

仪器A比仪器B相对准确。假设每个仪器测量三次。仪器A的测量值分别是0.248,0.246,0.251，而仪器B的测量值分别是0.259,0.258,0.259。仪器B比仪器A相对精密。准确度和精密度真实值12340测量值(a)既不准确也不精密真实值12340测量值真实值12340(c)准确但不精密真实值12340(d)既准确又精密(b)精密但不准确重复性(repeatability)重复性又称为设备变差(equipmentvariation)，指在可重复条件下测量的精度，即个人使用同样设备多次测量时出现的偏差，说明了设备的准确度和精确度。再现性(reproducibility)再现性又称为评价人变差(appraiservariation)，指在可再现条件下测量的精度，即非相同个人使用同样设备测量同样部件时出现的偏差，说明了测量过程对于操作者和环境的稳健程度。测量系统评价和验证任何测量系统的准确度、重复性和再现性必须能够量化和评价。准确度可以通过比较观测的测量均值和参考标准的真实值进行测量。重复性和再现性需要变异研究并通过统计分析加以说明。重复性和再现性测量的指导建议：10%以下的差错，可接受；10%-30%的差错，依据应用的重要性、设备成本等，可接受；30%以上的差错，不可接受重复性和再现性计算⑴选择m位操作者和n个部件。一般至少要选择2位操作者和10个部件。给部件编号并且操作者看不到编号。⑵校准测量仪器。⑶让每个操作者按照随机顺序测量每个部件并记录结果。对于r试验的全体重复这种方法。试验至少进行两次。Mijk代表操作者i对部件j所做的第k次测量。⑷计算每个操作者的平均测量值：⑸计算每个部件和操作者的极差，全部的平均极差。⑹计算个人方差的“控制限”：控制限=D4操作工1操作工2操作工3样本12极差12极差12极差10.6300.5900.0400.5600.5600.0000.5100.5400.03021.0001.0000.0001.0400.9600.0801.0501.0100.04030.8300.7700.0600.80.7600.0400.8100.8100.00040.8600.9400.0800.8200.7800.0400.8100.8100.00050.5900.5100.0800.4300.4300.0000.4600.4900.03060.9800.9800.0001.0001.0400.0401.0401.0000.04070.9600.9600.0000.9400.9000.0400.9500.9500.00080.8600.8300.0300.7200.7400.0200.8100.8100.00090.9700.9700.0000.9800.9400.0401.0301.0300.000100.6400.7200.0800.5600.5200.0400.8400.8100.030平均极差0.0370.0340.017样本均值0.8300.7740.829评价一个用来测量规范在0.50-1.0mm的垫圈厚度的测量仪器。选择10个部件和3名操作工，每个部件测量2次。K1和K2值试验数量2345K14.563.052.502.21操作人数2345K23.652.702.302.08每位操作工的平均测量值和均值差为：每位操作工的平均极差和总体极差为：计算重复性