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1、测量系统分析 准确度 观测值和可接受的基准值之间同意的接近程度 可视分辨率 测量仪器最小增量的大小叫可视分辨率 该数值通常以文字形式 如广告中 来划分测量仪器的分级 数据的分级可通过把该增量的大小划分为预其的过程分布范围 6 来确定 注 显示或报告的位数不一定表示仪器的分办率 例 零件的测量值为29 075 29 080 29 095等 记录为5位数 然而 该仪器的分辨率为0 005而不是0 001 评价人变差 在一个稳定环境中应用相同的测量仪器和方法 不同评价人 操作者 对相同零件 被测体 的测量平均值之间的变差 评价人变差 AV 是一种由于操作者使用相同测量系统的技巧和技能产生的差别造成的
2、普通原因测量系统变差 误差源 评价人变差通常被假定为与测量系统有关的 再现性误差 但这并不总是正确的 见再现性 偏倚 测量的观测平均值 在可重复性条件下的一组试验 和基准值之间的差值 传统上称为准确度 偏倚是在测量系统操作范围内对一个点的评值和表达 置信区间 期望包括一个参数的真值的值的范围 在希望的概率情况下叫置信水平 分辨力 别名 又称最小可读单位 分辨力是测量分辨率 刻度限值或测量装置和标准的最小可探测单位 它是量具设计的一个固有特性 并作为测量或分级的单位被报告 数据分级数通常称为 分辨力比率 因为它描述了给定的观察过程变差能可靠地划分为多少级 明显的数据分级 能通过测量系统有效分辨率
3、和特定应用下被观察过程的零件变差可靠地区分开的数据分级或分类 见ndc 有效分辨率 考虑整个测量系统变差时的数据分级大小叫有效辨率 基于测量系统变差的置信区间长度来确定该等级的大小 通过把该数据大小划分为预期的过程分布范围能确定数据分级数ndc 对于有效分辨率 该ndc的标准 在97 置信水平 估计为1 41 PV GRR 量具R R 一个测量系统的重复性和再现性的合成变差的估计 GRR变差等于系统内和系统间变差之和 线性 测量系统预期操作范围内偏倚误差值的差别 换句话说 线性表示操作范围内多个和独立的偏倚误差值的相关性 被测体 在规定条件下被测量的特殊数量或对象 对于测量应用一个定义的系列规
4、范 测量系统 用于量化一个测量单位或确定被测特性性质的仪器或量具 标准 操作 方法 夹具 软件 人员 环境 和条件的集合 用来获得测量的整个过程 测量系统误差 用于量具偏倚 重复性 再现性 稳定性和线性产生的合成变差 零件变差 与测量系统分析有关 对一个稳定过程零件变差 PV 代表预期的不同零件和不同时间的变差 零件间变差 由于测量不同零件产生的变差 基准值 被承认的一个被则体的数值 作为一致同意的用于进行比较的基准或标准样本 一个基于科学原理的理论值或确定值 一个基于某国家或国际组织的指定值 一个基于科学或工程组织主持的合作试验工作产生的一致同意值 对于具体用途 采用接受的参考方法获得一个同
5、意值 该值包含特定数量的定义 并为其它已知目的自然被接受 有时是按惯例被接受 基准值 注 与基准值同义使用的其它术语已接受的基准值已接受值惯用值惯用真供指定值最佳估计值标准值标准测量 重复性 在确定的测量条件下 来源于连续试验的普通原因随机变差 通差指设备变差 EV 尽管这量一个误导 当测量条件固定和已定义时 即确定零件 仪器标准 方法 操作者 环境和假设条件时 适合重复性的最佳术语为系统内变差 除了设备内变差 重复性也包括在特定测量误差模型下条件下的所有内部变差 可重复的 对相同样件或部件进行重复测量的能力 被测体或测量环境没有明显的物理变化 重复 重复性 相同的 条件下的多次实验 再现性
6、测量过程中由于正常条件改变所产生的测量均值的变差 一般来说 它被定义为在一个稳定环境下 应用相同的测量仪器和方法 相同零件 被测体 不同评价人 操作者 之间测量值均值的变差 这种情况对受操作者技能影响的手动仪器常常是正确的 然而 对于操作者不是主要变差源的测量过程 如自动系统 则是不正确的 由于这个原因 再现性指的是测量系统之间和测量条件之间的均值变差 稳定性 既指测量过程的统计稳性又指随时间变化的测量稳定性 两者对测量系统预期用途都是重要的 统计稳定性包含一个可预测的 潜在的测量过程 该过程在普通原因变差 受授 条件下运行 测量稳定性 别名漂移 代表测量系统在运行周期 时间 内对测量标准或基
7、准的必要的符合程度 容差 公差 为了维持配合 形式和功能 与标准值或公称值相比允许的偏差 溯源性 在商品和服务贸易中溯源性是一个重要概念 溯源到相同或相近的标准的测量比那些没有溯源性的测量更容易被认同 这为减少重新试验 拒收好的产品 接收坏的产品提供了帮助 溯源性在ISO计量学基本和通用国际术语 VIM 中的定义是 测量的特性或标准值 此标准是规定的基准 通常是国家或国际标准 通过全部规定了不确度的不间断的比较链相联系 溯源示例 夹量具 千分尺 CMM 量块 激光干涉仪 引用量具量块 比测 波长标准 干涉比测器 真值 测量过程的目标是零件的 真 值 希望任何单独读数都尽可能地接近这一读值 经济
8、地 遗憾的是真值永远也不可能知道是肯定的 然而 通过使用一个基于被很好地规定了特性僺作定义的 基准 值 使用较高级别分辨率的测量系统的结果 且可溯源到NIST 可以使不确定度减小 因为使用基准作为真值的替代 这些术语通常互换使用 理想的测量系统 理想的测量系统在每次使用时 应只产生 正确 的测量结果 每次测量结果总应该与一个标准值相符 一个能产生理想测量结果的测量系统 应具有零方差 零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性 IDEALMEASUREMENTSYSTEM 真值 真值 好的测量系统 一个好的测量系统包括足够的分辨率和灵敏度 为了测量的目的 相对于过程变差或规范控制限 测量的
9、增量应该很小 通常所有的十进制或10 1法则 表明仪器的分辨率应把公差 过程变差 分为十份或更多 这个规则是选择量具期望的实际最低起点 测量系统应该是统计受控制的 这意味着在可重复条件下 测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成 这可称为统计稳定性且最好由图形法评价 好的测量系统 对产品控制 测量系统的变异性与公差相比必须小于依据特性的公差评价测量系统 对于过程控制 测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并与过程变差相比要小 根据6 变差和 或来自MSA研究的总变差评价测量系统 变差源 与所有过程相似 测量系统受随机和系统变差源影响 这些变差源由普通原因和特殊原因造成 为了控制测量系统
10、变差识别潜在的变差源排除 可能时 或监控这些变差源 尽管特定的原因将依据条件 但一些典型的变差源是可以识别的 有多种不同的方法可以对这些变差源表述和分类 如因果图 故障树图等 但本MSA将关注在测量系统的主要要素 测量误差 y x 测量值 真值 TrueValue 测量误差 戴明说没有真值的存在 一致 线性 测量误差的来源 Sensitivity敏感度 Threshold起始值 化学指示器Discrimination 办别能力 Precision精密度 Repeatability重复性 Accuracy准确度 Bias偏差 Damage损坏Differencesamonginstruments
11、andfixtures 不同仪器和夹具间的差异 测量误差的来源 Differenceinusebyinspector不同检验者的差异 Reproducibility再现性 Differencesamongmethodsofuse 使用不同的方法所造成差异 Differencesduetoenvironment 不同环境所造成的差异 测量的变异说明 环境因素 温度湿度振动照明腐蚀磨耗污染 油脂 人性因素 训练技能疲劳无聊眼力舒适零件的复杂性检验的速度指导书的误解 测量系统的特性 Discrimination分辨力 abilitytotellthingsapart Bias偏差 Accuracy准
12、确性 Repeatability重复性 precision Reproducibility再现性Linearity线性Stability稳定性 对产品决策的影响 TYPEI误差 将好的判成坏的 其平均值是落在合格区的 但由于GRR的影响可能会将其判成不合格的 LSL USL 对产品决策的影响 TYPEII误差 将坏的判成好的 其平均值是落在不合格区的 但由于GRR的影响可能会将其判成合格的 LSL USL 对产品决策的影响 相对于公差 对零件做出错误决定的潜在因素只在测量系统误差与公差交叉时存在 下面给出三个区分的区域 LSL USL I II II I III Badisbad Badisb
13、ad Goodisgood Confusedarea Confusedarea 测量的重要性 如果测量的方式不对 那么好的结果可能被测为坏的结果 坏的结果也可能被测为好的结果 此时便不能得到真正的产品或过程特性 测量系统的组成 将被测试的材料间断连续将被测量的特性收集和准备样品测量的种类和尺度仪器或测试设备检验者或技术员使用的状况 典型的进展 决定那些是要测量 顾客的声音你必须转换成技术特征或规格 技术特征失效模式分析控制计划因为在条文要求中 只要是列在控制计划中的就必须进行测量 持续改进的说明 测量过程 赋值过程定义为测量过程 而赋予的值定义为测量值 量具 任何用来获得测量结果的装置 经常用
14、来特指用在车间的装置 包括用来测量合格 不合格的装置 测量系统 内来对被测特性赋值的操作 程序 量具 设备 软件以及操作人员的集合 用来获得测量结果的整个过程 测量系统所应具有之特性 测量系统必须处于统计控制中 这意味着测量系统中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的 这可称为统计稳定性 测量系统的变异必须比制造过程的变异小 变异应小于公差带 测量精密应高于过程变异和公差带两者中精度较高者 一般来说 测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者的十分之一 测量系统统计特可能随被被测项目的改变而变化 若真的如此 则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者 何谓标准 国家标
15、准在美国是由NIST保持或追踪 一级标准直接从国家标准直接复制或传递而来的标准 二级标准从一级标准传递而来的标准工作标准从二级标准传递而来的标准 测量系统的评定 第一阶段 明白该测量过程并确定该测量系统是否满足我们的需要 主要有二个目的确定该测量系统是否具有所需要的测量特性 此项必须在使用前进行 发现那种环境因素对测量系统显著的影响 例如温度 湿度等 以决定其使用之空间及环境 第二阶段的评定目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的 应持续具有恰当的统计特性 常见的就是R R是其中的一种型式 评价测量系统的三个基本问题 测量系统是否有足够的分辨力 解析能力 这种测量系统在一定时间内是否在统计上
16、保持一致 再生和再现 这些统计性能在预期范围内是否一致 线性 这些问题要和过程变差联系起来 是否足够小 各项定义 量具 指生产中所使用的测量仪器 测量系统 指由人员 量具 操作程序及其它设备或软件所构成的系统 量具再现性 指由不同操作人员使用相同的量具测量相同产品之特性时其作业者间测量平均值之变异 量具重复性 指由同一个操作人员用同一种量具经多次测量同一个零件 其测量特性值再现能力 亦称测量值间的变异 稳定性 同一量具于不同时间测量同一零件之相同特性所得之变异 偏性 指由同一操作人员使用相同量具 测量同一零件之相同特性多次数所得平均值与工具室或精密仪器测量同一零件之相同特性所得之真值或参考值之间的偏差值 偏移 Bias 真值 观测平均值 偏倚 偏倚 是测量结果的观测平均值与基准值的差值 真值的取得可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量 取其平均值而定之 造成过份偏倚的可能原因 仪器需要校准仪器 设备或夹紧装置的磨损磨损或损坏的基准 基准出现误差校准不当或调整基准的使用不当仪器质量差 设计或一致性不好线性误差应用错误的量具 不同的测量方法 设置 安装 夹紧 技术测量错误的特性量具或零
