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1、Todays Learning for tomorrows ChallengeMeasurement Systems Analysis （ M S A ）测测 量量 系系 统统 分分 析析质量课程质量课程测量系统分析测量系统分析英国标准协会（BSI 管理学院）2006年10月6日Todays Learning for tomorrows ChallengeWe dont know what we dont know. 我们不了解我们不知道的东西，We cant do what we dont know. 我们对不了解的东西不能有所作为，We dont know until we measure
2、. 直到我们度量了我们才能了解，We dont measure what we dont value. 我们不度量我们认为没有价值的东西，We dont value what we dont measure. 我们不重视我们不度量的东西。Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统分析（测量系统分析（MSA）的概念：）的概念：指指 Measurement Systems Analysis （测量系统分析）的英文简称。（测量系统分析）的英文简称。 M ( Measurement ) 测量测量 S ( Systems ) 系统系统 A ( Analysis
3、 ) 分析分析测量系统分析（测量系统分析（MSA）概述）概述Todays Learning for tomorrows ChallengeISO/TS16949:2002与与MSA要求条文要求条文要素要素7.6.17.6.1 为分析每种测量和试验设备系统得出的测量结果存在的变差，必为分析每种测量和试验设备系统得出的测量结果存在的变差，必须进行适当的统计研究。此要求必须适用于在控制计划中提出的测须进行适当的统计研究。此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统。所用的分析方法及接收准则必须与顾客关于测量系统分析量系统。所用的分析方法及接收准则必须与顾客关于测量系统分析的参考手册相一致。如果得到顾客
4、的批准，也可采用其它分析方法的参考手册相一致。如果得到顾客的批准，也可采用其它分析方法和接收准则。和接收准则。Todays Learning for tomorrows Challenge实施要点说明实施要点说明 对控制计划中列入的测量系统要进行测量系统分析。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。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。经顾客批准，可以采用其它方法及接受准则。 PPAP手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备手册中规定：对新的或改进的量具、测量和试验设备应参
5、考应参考MSA手册进行变差研究。手册进行变差研究。 APQP手册，手册，MSA为为“产品产品/过程确认过程确认”阶段的输出之一。阶段的输出之一。 SPC手册指出手册指出MSA是控制图必需的准备工作。是控制图必需的准备工作。ISO/TS16949:2002与与MSATodays Learning for tomorrows ChallengeISO/TS16949:2002与与MSA实施要点说明实施要点说明 标识、监视与测量设备及其校准状态标识、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当量具被发现处于非校准状态时
6、，应对其以前的测量结果 作确认作确认 确保所有的量具的搬运、保护、清洁、维护和存放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校准记录应包括个人量具 应用应用MSAMSA手册中规定的方法手册中规定的方法Todays Learning for tomorrows Challenge第第 页，共页，共 页页 样件样件 试生产试生产 生产生产控制计划编号：控制计划编号：主要联系人主要联系人/ /电话：电话：日期日期( (编制编制) )：日期日期( (修订修订) )：零件编号零件编号/ /最新更改等级：最新更改等级：核心小组：核心小组：顾客工程批准顾客工程批准/ /日期日期(
7、(如需要如需要) )：零件名称零件名称/ /描述：描述：供方供方/ /工厂批准工厂批准/ /日期：日期：顾客质量批准顾客质量批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：供方供方/ /工厂：工厂：供方代码：供方代码：其它批准其它批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：其它批准其它批准/ /日期日期( (如需要如需要) )：零件零件/ /过过程编程编号号过程名称过程名称/ /操作描述操作描述机器、装机器、装置、夹具、置、夹具、工装工装特特 性性特殊特殊特性特性分类分类方方 法法反应反应计划计划编编号号产品产品过程过程产品产品/ /过程过程规范规范/ /公差公差评价评价/ /测量测量技术技术样样
8、 本本控制方法控制方法容量容量 频率频率1010进货检验进货检验内径内径游标卡尺游标卡尺（）硬度硬度硬度计硬度计（）4040车外圆车外圆内径内径游标卡尺游标卡尺（）5050车外圆检车外圆检验验内径内径游标卡尺游标卡尺（）注：在注：在“评价评价/ /测量技术测量技术”栏目中以栏目中以“”“”符号标识的量具需进行测量系统（符号标识的量具需进行测量系统（MSAMSA）分析。）分析。 QR-711-2-01A0 QR-711-2-01A0Todays Learning for tomorrows Challenge优胜者方法优胜者方法测量系统分析（测量系统分析（MSA）在）在ISO/TS16949:2
9、002体系标准中实施的体系标准中实施的优胜者方法：优胜者方法： 最大限度的减少量具的种类；最大限度的减少量具的种类； 最大限度的减少量具的数量；最大限度的减少量具的数量； 根据产品族添置所需要的量具；根据产品族添置所需要的量具； 只采用符合测量系统分析（只采用符合测量系统分析（MSA）要求的量具；）要求的量具； 尽量不允许作业员使用个人量具，如作业员一定要使用个人尽量不允许作业员使用个人量具，如作业员一定要使用个人 量具，则对作业员使用的个人量具必须经检定量具，则对作业员使用的个人量具必须经检定/校准合格后方校准合格后方 可使用；可使用； 用用6过程分布计算结果，而不是规格公差。过程分布计算结
10、果，而不是规格公差。Todays Learning for tomorrows Challenge7 7、MSA MSA 与与 APQP/CP APQP/CP、FMEAFMEA、PPAPPPAP和和SPCSPC的关系的关系 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 第四阶段第四阶段 第五阶段第五阶段 计划和计划和 产品设计产品设计 过程设计过程设计 产品和产品和 反馈、评定反馈、评定 确定项目确定项目 和开发和开发 和开发和开发 过程确定过程确定 和纠正措施和纠正措施 样件制作样件制作 试生产试生产 批量生产批量生产 DFMEA PFMEA DFMEA PFMEA MSA MSA
11、MSAMSA SPC SPC SPC SPC PPAPPPAP （Ppk1.67) Ppk1.67) （Cpk1.33Cpk1.33） 样件样件CP CP 试生产试生产CP CP 生产生产CPCP Todays Learning for tomorrows Challenge什么是测量系统什么是测量系统人人设备设备材料材料方法方法环境环境 测量系统测量系统输入输入 输出输出测量过程测量过程 数据数据测量系统测量系统的定义：的定义： 指用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器指用来对被测特性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、环境和假设的或量具、标准、操作、方法、夹
12、具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。集合；用来获得测量结果的整个过程。 Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统范例测量系统范例 例如要测量一个柱的内径，那其测量系统应包括：例如要测量一个柱的内径，那其测量系统应包括： 测量项目测量项目 人员人员 测量仪器测量仪器 进行测量的环境条件进行测量的环境条件 作为测量活动的结果，产生一个数值以表示内径作为测量活动的结果，产生一个数值以表示内径Todays Learning for tomorrows Challenge 测量系统分析（测量系统分析（MSAMSA） MSA用于分析测
13、量系统对测量值的影响。用于分析测量系统对测量值的影响。 确定新购或经维修、校准合格后的测量设备在生产过程中使用确定新购或经维修、校准合格后的测量设备在生产过程中使用时能提供客观、正确的分析时能提供客观、正确的分析/评价数据，对各种测量和试验设备系统评价数据，对各种测量和试验设备系统测量结果的变差进行适当的可靠性统计研究，以了解测量系统是否测量结果的变差进行适当的可靠性统计研究，以了解测量系统是否满足产品特性的测量需求和评价测量系统的适用性，确保产品质量满足产品特性的测量需求和评价测量系统的适用性，确保产品质量满足和符合顾满足和符合顾 客的要求和需求。客的要求和需求。 强调仪器和人的影响强调仪器
14、和人的影响 我们对测量系统作试验，以确定系统的统计特性值与可接我们对测量系统作试验，以确定系统的统计特性值与可接 受的标准作比较受的标准作比较什么是测量系统分析什么是测量系统分析Todays Learning for tomorrows Challenge什么是数据的质量什么是数据的质量 数据的类型数据的类型 计量型数据计量型数据 Variable dataVariable data 计数型数据计数型数据 Attribute dataAttribute dataTodays Learning for tomorrows Challenge 如何评定数据质量如何评定数据质量 测量结果与测量结果与
15、“真真”值的差越小越好。值的差越小越好。 数据质量是用多次测量的统计结果进行评定。数据质量是用多次测量的统计结果进行评定。 计量型数据的质量计量型数据的质量 均值与真值（基准值）之差。均值与真值（基准值）之差。 方差大小。方差大小。 计数型数据的质量计数型数据的质量 对产品特性产生错误分级的概率。对产品特性产生错误分级的概率。什么是数据的质量什么是数据的质量Todays Learning for tomorrows Challenge数据分析和使用数据分析和使用 用用测量系统所收集的数据用于：测量系统所收集的数据用于： 控制过程控制过程 评估影响过程结果的变量及其相互关系评估影响过程结果的变量
16、及其相互关系 利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影利用数据分析，增进对测量系统中因果关系和对过程的影 响的了解响的了解 把注意力放在测量系统上，其产生的读数可在每个零件上把注意力放在测量系统上，其产生的读数可在每个零件上 获得重复，在每个测量人员间获得再现获得重复，在每个测量人员间获得再现Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统评定的两个阶段测量系统评定的两个阶段第一阶段（使用前）：第一阶段（使用前）： 明白该测量过程并确定该测量系统是否明白该测量过程并确定该测量系统是否 满足组织的需要。第一阶段试验主要有二个目的满足组织的需要。第一
17、阶段试验主要有二个目的 ： 确定该测量系统是否具有所需要的统计特性？此项必须确定该测量系统是否具有所需要的统计特性？此项必须 在使用前进行在使用前进行 。 发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响？例如温发现哪种环境因素对测量系统有显著的影响？例如温 度、湿度等，以决定其使用的空间及环境度、湿度等，以决定其使用的空间及环境 。第二阶段（使用过程中）：第二阶段（使用过程中）： 目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的，应持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续具有恰当的统计特性 。 常见的就是常见的就是“量具量具R&R”是其中的一种型式。是其中的一种型式。Tod
18、ays Learning for tomorrows Challenge评价测量系统的基本问题评价测量系统的基本问题 是否有足够的分辨力？是否有足够的分辨力？ 是否具备时间意义的统计稳定？是否具备时间意义的统计稳定？ 统计特性是否在期望的范围内具备一致性，用于过程控制统计特性是否在期望的范围内具备一致性，用于过程控制 和分析是否可接受？和分析是否可接受？ 所有的变差总和是否在一个可接受的测量不确定度的水平所有的变差总和是否在一个可接受的测量不确定度的水平? ?Todays Learning for tomorrows Challenge分辨力分辨力 分辨力分辨力 系统检测和指示被测量特性最小变
19、化的能力，也称为系统检测和指示被测量特性最小变化的能力，也称为分辨率分辨率 范例范例 用二个系统测量同一组本用二个系统测量同一组本 建立如下所示的均值和极差图（建立如下所示的均值和极差图（ - R- R图）图） 观察分辨率分别为观察分辨率分别为0.0010.001和和0.010.01的二个测量系的二个测量系 统之间的差别统之间的差别Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统的分辨力测量系统的分辨力测量系统的分辨力测量系统的分辨力（分辨率不足对控制图的影响）Todays Learning for tomorrows Challenge分辨力分辨力 了解
20、测量系统的能力，以提供过程变差的信息了解测量系统的能力，以提供过程变差的信息 当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系统分析当测量系统不能探测过程变差时，不宜作测量系统分析 当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用用过程控制当测量系统不能探测特殊原因变差时，不宜用用过程控制Todays Learning for tomorrows Challenge分辨力不足分辨力不足 当极差图当极差图出现以下情况时，表示测量系统的分辨力不足：出现以下情况时，表示测量系统的分辨力不足： 只有一、二或三个极差值可读只有一、二或三个极差值可读 四分之一以上极差为零四分之一以上极差为零 选择分辨力按比例小于规范或
21、过程变差，以获得足够的分选择分辨力按比例小于规范或过程变差，以获得足够的分 辨力辨力Todays Learning for tomorrows Challenge分辨力的决定原则分辨力的决定原则 分辨力应当为（容限）公差或分布的十分之一分辨力应当为（容限）公差或分布的十分之一 在在PPAPPPAP之前，之前，APQPAPQP和测试期间进行量具分辨力的研究和测试期间进行量具分辨力的研究 研究制造过程或相似过程的极差图，根据前页或范例研究制造过程或相似过程的极差图，根据前页或范例 从不断改进的角度看，公差值的十分之一可能不够，从不断改进的角度看，公差值的十分之一可能不够， MSAMSA建议用建议用
22、6 6（总（总的）制造标准偏差的十分之一。的）制造标准偏差的十分之一。Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统的分辨率测量系统的分辨率 建议的可视分辨率建议的可视分辨率 6 6 10 10 过程的标准差过程的标准差 ( (不是公差宽度的不是公差宽度的1/10)1/10)Todays Learning for tomorrows Challenge 盲盲测测法法 在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。量系统进行评定的条件下，获得测量结果。 向传统观念挑战向传统观念
23、挑战 长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。评价测量系统的关键注意点评价测量系统的关键注意点Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统的变差测量系统的变差测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差测量过程的构成因子及其相互作用，产生测量结果的变差人员人员量具量具材料材料环境环境方法方法测量值测量值变差变差Todays Learning for tomorrows Challenge测测测测量量量量系系系系统
24、统统统特特特特性性性性及及及及变变变变差差差差类类类类型型型型和和和和定定定定义义义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值Todays Le
25、arning for tomorrows Challenge测量值并不总是精确的测量值并不总是精确的 测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作测量系统的变差影响每个测量值和根据这些测量数据所作 的判定的判定 测量系统的误差或分为五类：偏倚、重复性、再现性、稳测量系统的误差或分为五类：偏倚、重复性、再现性、稳 定性和线性定性和线性 必须在使用一个测量系统前知道其测量变差必须在使用一个测量系统前知道其测量变差Todays Learning for tomorrows Challenge从哪里开始从哪里开始 评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确评估量测系统的组成并尽可能控制量
26、测系统的变差，以确 保量测系统在符合使用它的要求状态下保量测系统在符合使用它的要求状态下 把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和把我们的关注从测量过程变差扩展到测量系统统计特性和 测量不确定性上测量不确定性上 使用使用SPCSPC的基本原理的基本原理Todays Learning for tomorrows Challenge理想的测量系统理想的测量系统 每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与真值一致每次都能获得正确的测量值，每个测量值都与真值一致 有以下统计特性：有以下统计特性： 零变差零变差 零偏倚零偏倚 零概率错误分类零概率错误分类Todays Learning for t
27、omorrows Challenge测量系统数据测量系统数据 评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确评估量测系统的组成并尽可能控制量测系统的变差，以确 保量测系统在符合使用它的要求状态下保量测系统在符合使用它的要求状态下 使用使用SPCSPC的基本原理的基本原理Todays Learning for tomorrows Challenge变差数据表达变差数据表达 过程控制中所收集的数据包含二种不同的、相对独立的变过程控制中所收集的数据包含二种不同的、相对独立的变 差来源：差来源： 制造过程变差（制造过程变差（MPVMPV） 测量系统变差（测量系统变差（MSVMSV） 总变差（总变差
28、（TVTV）= MPV + MSV= MPV + MSVTodays Learning for tomorrows Challenge测量系统的变差与制造过程变差测量系统的变差与制造过程变差 测量系统的变差必须小于制造过程变差测量系统的变差必须小于制造过程变差 MSV MPVMSV MPVMSVMSVMPVMPV总变差（总变差（TVTV）规范公差规范公差注：测量系统的变差必须尽可能小注：测量系统的变差必须尽可能小Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统的变差源测量系统的变差源 与所有过程相似，测量系统受随机和系统变差源影响。这些变差源由普与所有过程
29、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。为了控制测量系统变差：通原因和特殊原因造成。为了控制测量系统变差： 1) 1)、识别潜在的变差源；、识别潜在的变差源； 2) 2)、排除（可能时）或监控这些变差源。、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，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， 但测量系统分析（但测量系统分析（MSA,MSA,第三版）将关注的是测量系
30、统的主要要素。第三版）将关注的是测量系统的主要要素。 S S 标准标准W W 工件（如，零件）工件（如，零件）I I 仪器仪器P P 人人/ /程序程序E E 环境环境这这五五个个字字母母 S S、W W、I I、P P、E E 用用来来表表示示归归纳纳的的测测量量系系统统六六个个基基本本要要素素，以以确确保保达达到到要要求求的的目目标标。 S S、W W、I I、P P、E E 代代表表标标准准、工工件件、仪仪器器、人人、程程序序及及环环境境。这这可可以以视视为全部测量系统的误差模型。为全部测量系统的误差模型。 要求理解这六个方面的因素，因此可以控制或排除这些因素。要求理解这六个方面的因素，
31、因此可以控制或排除这些因素。 Todays Learning for tomorrows Challenge本图显示了一张潜在的变差源的因果图。由于实际的变差来源影响一个特定的测量系统，本图显示了一张潜在的变差源的因果图。由于实际的变差来源影响一个特定的测量系统，它对这个系统来说是唯一的，本图所示可作为研究测量系统变差源的一个思考的起点。它对这个系统来说是唯一的，本图所示可作为研究测量系统变差源的一个思考的起点。 Todays Learning for tomorrows Challenge环境如何影响测量结果环境如何影响测量结果 温度变化引起热胀冷缩，使同一零件的同一特性产生不同温度变化引起
32、热胀冷缩，使同一零件的同一特性产生不同 的读数的读数 光线不足防碍正确的读数光线不足防碍正确的读数 刺眼的光导致读数不正确刺眼的光导致读数不正确 受时间影响的材料受时间影响的材料-如铝、塑料及玻璃如铝、塑料及玻璃 湿度影响湿度影响 污染污染-如电磁、灰尘等如电磁、灰尘等Todays Learning for tomorrows Challenge测量仪器如何影响测量结果测量仪器如何影响测量结果 测量仪器精度必须小于规范值测量仪器精度必须小于规范值 测量仪器的种类，如尺、游标卡尺测量仪器的种类，如尺、游标卡尺 测量仪器的准确度和精确度测量仪器的准确度和精确度 偏倚和线性偏倚和线性 重复性和再现性
33、重复性和再现性 稳定性稳定性Todays Learning for tomorrows Challenge材料、人员如何影响测量结果材料、人员如何影响测量结果 材料材料 清洁度、弹性变形、可操作的定义等。清洁度、弹性变形、可操作的定义等。 人员人员培训、经验、理解、程序、教育的、体力的、目视标准、态培训、经验、理解、程序、教育的、体力的、目视标准、态度。度。Todays Learning for tomorrows Challenge统计稳定性统计稳定性 测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说，测量系统的测量系统必须处于统计稳定状态，也就是说，测量系统的 变差不受特殊原因支配变差不受特殊原因支
34、配 1 1、一般说来，当没有数值（点）落在特殊原因区域内一般说来，当没有数值（点）落在特殊原因区域内 时，测量系统便处于统计控制状态时，测量系统便处于统计控制状态 2 2、如果没有如、如果没有如SPCSPC手册中描述的手册中描述的 数据趋势或漂移时，我们也可数据趋势或漂移时，我们也可 以认为是统计控制状态以认为是统计控制状态特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域特殊原因区域共同原因区域Todays Learning for tomorrows Challenge1、处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因。、处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因。2、测量系统的变异性（、测量系统的变异性（Va
35、riability）小于过程变异性。）小于过程变异性。3、测量系统的变异性小于技术规范界限。、测量系统的变异性小于技术规范界限。4、测量增量（、测量增量（increments）小于过程变异性和技术规范宽度）小于过程变异性和技术规范宽度 的的1/10。5、当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于、当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于 过程变差和规范宽度较小者。过程变差和规范宽度较小者。测量系统应具备的特性测量系统应具备的特性Todays Learning for tomorrows ChallengeMSA的应用的应用 建立新量具的适用性和可接受性标准建立新量具的适用性和可接
36、受性标准 把一个量具和另一个量具作比较把一个量具和另一个量具作比较 评估可疑的量具评估可疑的量具 量具维修前后的性能比较量具维修前后的性能比较 计算测量系统变差计算测量系统变差 确定制造过程可接受性确定制造过程可接受性 管理和改进测量过程管理和改进测量过程Todays Learning for tomorrows Challenge优胜者方法优胜者方法 只有与过程变差相关联，才能使用测量系统分析对上述基只有与过程变差相关联，才能使用测量系统分析对上述基 本问题的确定变得最有意义。本问题的确定变得最有意义。 针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅用相对于公差针对日益强调持续改进的全球化市场，仅仅
37、用相对于公差 的百分比来表达测量误差是不够的。的百分比来表达测量误差是不够的。Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统分析测量系统分析定义测量系统定义测量系统分辨率分辨率计量校准计量校准和追溯和追溯偏倚、线性偏倚、线性和稳定性和稳定性计数型假计数型假设检验法设检验法测量系统测量系统比较和分析工具比较和分析工具进行进行GR & RTodays Learning for tomorrows Challenge测量系统分析（测量系统分析（MSAMSA）计划）计划产品名称产品名称规格规格/ /型号型号顾客名称顾客名称序序号号量具名称量具名称量具编号量具编号
38、产品产品特性特性分析内容和分析方法分析内容和分析方法分析分析频率频率预计完预计完成时间成时间/ /日期日期产品产品特殊特殊特性特性( (符号符号) )备备注注偏偏倚倚稳定稳定性性线线性性重复性和再现重复性和再现性（性（GR&RGR&R）假设检验假设检验分析法分析法1 1游标卡尺游标卡尺YBKC0001YBKC0001内径内径1 1次次/1/1年年2004/02004/05/105/102 2硬度计硬度计YDJ0002YDJ0002硬度硬度1 1次次/1/1年年2004/02004/05/105/103 3千分卡尺千分卡尺QFKC0001QFKC0001外径外径1 1次次/1/1年年2004/0
39、2004/05/105/104 4通通/ /止规止规TZG0001TZG0001内径内径1 1次次/1/1年年2004/02004/05/105/10备备 注注核核 准准审审 查查制制 表表制定部门：质量部制定部门：质量部 制定日期：制定日期：20042004年年0505月月0101日日QR-726-2-01A0QR-726-2-01A0Todays Learning for tomorrows Challenge测测量量系系统统分分析析（ M MS SA A ）流流程程图图确定检验、测量和试验设备的测量系统分析时机和范围确定检验、测量和试验设备的测量系统分析的频率编制检验、测量和试验设备的测
40、量系统分析计划核 准确定检验、测量和试验设备的测量系统分析的方法和内容根据可执行的检验、测量和试验设备的测量系统分析的方法和内容进行测量系统（MSA）分析收集检验、测量和试验设备的测量系统分析的数据测量系统分析结果判定ABCAB测量仪器维修依测量仪器校正与管理程序进行作业测量系统分析资料整理C资料列管测量仪器继续使用测量系统分析资料评审YESYESYESNONONOTodays Learning for tomorrows Challenge1 1、偏、偏 倚倚 分分 析析 方方 法法计量型测量系统分析计量型测量系统分析（MSA）方法）方法Todays Learning for tomorro
41、ws Challenge1.1 偏倚偏倚的概念和定义的概念和定义 偏倚偏倚：对同样的零件的同样特性，测量的观测平均值（在可重复条件下的一组试验）：对同样的零件的同样特性，测量的观测平均值（在可重复条件下的一组试验） 和真值和真值( (基准值基准值) )之间的差值。偏倚常被称作之间的差值。偏倚常被称作“准确度准确度”（传统上称为（传统上称为“准确度准确度”）。）。 因为因为“accuracy”“accuracy”在字面上有好几种意思，所以建议不要用它来替代在字面上有好几种意思，所以建议不要用它来替代“偏倚偏倚”。偏。偏 倚是在测量系统操作范围内对一个点的评估和表达。倚是在测量系统操作范围内对一个
42、点的评估和表达。 测量结果的观测平均值与基准值之间的差异；测量结果的观测平均值与基准值之间的差异； 测量系统的系统误差分析。测量系统的系统误差分析。 偏倚是测量系统的系统误差的测量。它引起由各种已知的或未知的变差源的综偏倚是测量系统的系统误差的测量。它引起由各种已知的或未知的变差源的综 合影响组成的总误差，它引起总误差的原因是在重复采用同样的测量过程进行合影响组成的总误差，它引起总误差的原因是在重复采用同样的测量过程进行 测量时，总是趋向于使所有的测量结果发生持续及可预测的偏移。测量时，总是趋向于使所有的测量结果发生持续及可预测的偏移。Todays Learning for tomorrows
43、 Challenge 造成过分偏倚的可能原因是：造成过分偏倚的可能原因是： 仪器需要校准；仪器需要校准； 仪器、设备或夹紧装置的磨损；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；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；校准不当或调整基准的使用不当； 仪器质量差仪器质量差 设计或一致性不好；设计或一致性不好； 线性误差；线性误差； 应用错误的量具；应用错误的量具； 测量错误的特性；测量错误的特性； （量具或零件）变形；（量具或零件）变形； 不同的测量方法不同的测量方法 设置、安装、夹紧、技术；设置、安装、夹紧、技术； 环境环境 温度、湿度、振动、清洁的影
44、响；温度、湿度、振动、清洁的影响； 违背假定，在应用常量上出错；违背假定，在应用常量上出错； 应用应用 零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误 （易读性、视差）。（易读性、视差）。 在校准过程使用的测量程序（如：使用在校准过程使用的测量程序（如：使用“基准基准”）应尽可能与）应尽可能与 正常操作的测量程序一致。正常操作的测量程序一致。 Todays Learning for tomorrows Challenge 基准值基准值：被承认的一个被测体的数值，作为一致同意的用于进行比较的基准或标：被承认的一个被测体的数值，作为一致同意的用于进行比较的基准
45、或标 准样本：准样本： 一个基于科学原理的理论值或确定值；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；一个基于某国家或国际组织的指定值； 一个基于某科学或工程组织主持的合作试验工作产生的一致同意值。一个基于某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的一个同意值。对于具体用途，采用接受的参考方法获得的一个同意值。 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。接受。 人为规定的可接受值；人为规定的可接受值； 需要一个可操作的定义；
46、需要一个可操作的定义； 作为真值的替代；作为真值的替代； 一个基准值可通过采用更高级别的测量设备（如：计量实验室或全尺寸检一个基准值可通过采用更高级别的测量设备（如：计量实验室或全尺寸检 验设备）进行多次测量（一般为验设备）进行多次测量（一般为1010次），取其平均值来确定。次），取其平均值来确定。 注：与基准值同义使用的其它术语：注：与基准值同义使用的其它术语： 已接受的基准值已接受的基准值 已接受值已接受值 惯用值惯用值 惯用真值惯用真值 指定值指定值 最佳估计值最佳估计值 标准值标准值 标准测量标准测量 1.21.2 基准值基准值的概念和定义的概念和定义Todays Learning f
47、or tomorrows Challenge 测量标准的基准值被一些国家专业机构或国际一致认测量标准的基准值被一些国家专业机构或国际一致认 可的国际性服务机构所承认，以作为确定其他所有与可的国际性服务机构所承认，以作为确定其他所有与 数量有关的标准件的值的依据。数量有关的标准件的值的依据。 如：如： 1Kg 1Kg质量标准；质量标准； 氦氦- -氖激光长度标准；氖激光长度标准； 标准量块；标准量块； 铯原子频率标准；铯原子频率标准； 100 100欧姆标准电阻；欧姆标准电阻； Josephson Array Josephson Array电压标准；电压标准； solution of corti
48、sol in human serum as solution of cortisol in human serum as a standard of concentration a standard of concentration； 韦斯登标准电池。韦斯登标准电池。Todays Learning for tomorrows Challenge 使用一个可追溯的测量标准的基准值，可以提供：使用一个可追溯的测量标准的基准值，可以提供： 比较的共同点；比较的共同点； 测量系统有效性；测量系统有效性； 测量系统准确性评价；测量系统准确性评价； 解决零件间的冲突；解决零件间的冲突； 最直接的验证指导。
49、最直接的验证指导。Todays Learning for tomorrows Challenge 测量标准基准值得应用局限性：测量标准基准值得应用局限性： 在破坏性测试中很难使用；在破坏性测试中很难使用； 有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准；有些产品特性和过程结果无确定行业或国家标准； 有些测试没有行业或国家标准；有些测试没有行业或国家标准； 在设计和开发、合同评审和在设计和开发、合同评审和APQPAPQP期间讨论这些局期间讨论这些局 限性；限性； 事关管理职责问题。事关管理职责问题。Todays Learning for tomorrows Challenge 选择测量标准基准值：选
50、择测量标准基准值： 校准时，可使用校准时，可使用 Golden Units Golden Units，其他内部实验，其他内部实验 室内验证的零件和室内验证的零件和/ /或相互认同的标准。这些都或相互认同的标准。这些都 是通过高级别测量设备的评定而得到的最好产是通过高级别测量设备的评定而得到的最好产 品。品。 对精确数据比较分析产生的结果，用于确定校准对精确数据比较分析产生的结果，用于确定校准 时需的调整。时需的调整。 实验室间比较：在预定的条件下，实验室间比较：在预定的条件下，2 2个或更多的实个或更多的实 验室比较量具对相同或相似的测量项目的表现。验室比较量具对相同或相似的测量项目的表现。T
51、odays Learning for tomorrows Challenge 测量不确定度是给组成测量系统的变量赋值的所有可测量不确定度是给组成测量系统的变量赋值的所有可 能性的总和（百分率）。能性的总和（百分率）。 总的可能性应衡量并且要与在进行的测量的重要性和总的可能性应衡量并且要与在进行的测量的重要性和 关键性相一致。关键性相一致。 根据测量系统分析而作出的决定包括：根据测量系统分析而作出的决定包括： 使用现有的系统，同时考虑它的测量不确定度使用现有的系统，同时考虑它的测量不确定度 改进系统以控制产生变差的因子。改进系统以控制产生变差的因子。 考滤其他具有更高级别的分辨率和能力的测量系考
52、滤其他具有更高级别的分辨率和能力的测量系 统统( (这通常会花更多的资金，但您的这通常会花更多的资金，但您的MSAMSA数据将帮数据将帮 助你确定并证实适当的资源。助你确定并证实适当的资源。) )1.3 1.3 确定测量不确定度确定测量不确定度Todays Learning for tomorrows Challenge 测量不确定度与校准：测量不确定度与校准： 测量系统的不确定度第一次是通过校准过程而产测量系统的不确定度第一次是通过校准过程而产 生。生。 校准允许对测量仪器、测量系统或标在尺上的刻校准允许对测量仪器、测量系统或标在尺上的刻 度值等的指示的误差的评价。度值等的指示的误差的评价。
53、 基准件本身，校准过程和环境以及校验人员也都基准件本身，校准过程和环境以及校验人员也都 对测量不确定度有影响。对测量不确定度有影响。 这就是要经鉴定合格的和这就是要经鉴定合格的和/ /或有资格的实验室以及或有资格的实验室以及 你应接受对你的测量、检验和实验设备要做或已你应接受对你的测量、检验和实验设备要做或已 做校准的数据的益处的原因。做校准的数据的益处的原因。Todays Learning for tomorrows Challenge1.4 1.4 偏移范例偏移范例 量具量具A A 量具量具B B 量具量具C C 量具量具A A的均值的均值 量具量具B B的均值的均值 量具量具C C的均值
54、的均值 为为A A的偏倚的偏倚 为为B B的偏倚的偏倚 为为C C的偏倚的偏倚 Todays Learning for tomorrows Challenge1.5 1.5 偏移分析方法偏移分析方法1)1)、取样：、取样： 选取一个样品并建立其相对可追溯标准的基准值，如果没有这样的样品，选取一个样品并建立其相对可追溯标准的基准值，如果没有这样的样品， 则可从生产线中选取一个其测量值落在中心值区域的零件当成标准样品则可从生产线中选取一个其测量值落在中心值区域的零件当成标准样品 来进行偏倚分析；在工具室测量这个零件来进行偏倚分析；在工具室测量这个零件1010次，并计算这次，并计算这n n个读数的均
55、个读数的均 值，把均值作为该样品的值，把均值作为该样品的“基准值基准值”。 注：可能需要建立预期测量范围的高、中、低三个数值的三个标准样本注：可能需要建立预期测量范围的高、中、低三个数值的三个标准样本 是理想的。完成此步后，用线性研究分析数据。是理想的。完成此步后，用线性研究分析数据。 2)2)、测量：、测量： 由一位操作员（评价人）以常规的方式对每个样品测量由一位操作员（评价人）以常规的方式对每个样品测量1010次以上，并将次以上，并将 测量结果记录于测量结果记录于“量具偏倚分析报告量具偏倚分析报告”中。中。3)3)、结果分析、结果分析 作图法：作图法： 相对于基准值将数据画出直方图。评审直
56、方图，用专业知识确定是否存相对于基准值将数据画出直方图。评审直方图，用专业知识确定是否存 在特殊原因或出现异常。如果没有，继续分析，对于在特殊原因或出现异常。如果没有，继续分析，对于n30nt t t58.97558.975，从作图分析获得的结果由数据分析得到增强，从作图分析获得的结果由数据分析得到增强 测量系统存测量系统存 在线性问题。在线性问题。7)7)、在这种情况下，因为有线性问题，、在这种情况下，因为有线性问题，t tb b与与t t58.97558.975的关系如何无关紧要。引起线性的关系如何无关紧要。引起线性 问题可能的原因可以在第一章第五节问题可能的原因可以在第一章第五节“位置变
57、差位置变差”中找到。中找到。8)8)、如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬件或两项同时进行来再、如果测量系统存在线性问题，需要通过调整软件、硬件或两项同时进行来再 校准以达到校准以达到0 0偏倚。偏倚。9)9)、如果偏倚在测量范围内不能被调整到、如果偏倚在测量范围内不能被调整到0 0，只要测量系统保持稳定，仍可用于产，只要测量系统保持稳定，仍可用于产 品过程的控制，但不能进行分析，直到测量系统达到稳定。品过程的控制，但不能进行分析，直到测量系统达到稳定。 Todays Learning for tomorrows Challenge2.4 2.4 非线性的原因非线性的原因 如果如果“
58、偏倚偏倚=0”=0”线不完全在拟合线置信带以内。可从线不完全在拟合线置信带以内。可从 以下方法中查找原因：以下方法中查找原因： 在工作范围内上限或下限内仪器没有正确校准。在工作范围内上限或下限内仪器没有正确校准。 最小或最大值校准量具的误差。最小或最大值校准量具的误差。 磨损的仪器。磨损的仪器。 仪器固有的设计特性。仪器固有的设计特性。 Todays Learning for tomorrows Challenge2.5 2.5 线性分析方法练习题线性分析方法练习题Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorr
59、ows Challenge3 3、稳、稳 定定 性性 分分 析析 方方 法法八、计量型测量系统分析（八、计量型测量系统分析（MSAMSA）方法）方法Todays Learning for tomorrows Challenge3.1 3.1 稳定性稳定性的概念和定义的概念和定义稳定性稳定性：指一个测量系统在某一持续时间（指几天而不是几小时）获得的对同一基准或零件：指一个测量系统在某一持续时间（指几天而不是几小时）获得的对同一基准或零件 的一个单一特性的测量值总变差。既指测量过程的统计稳定性又指随时间变化的测的一个单一特性的测量值总变差。既指测量过程的统计稳定性又指随时间变化的测 量稳定性。两者
60、对于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潜量稳定性。两者对于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潜 在的测量过程，该过程在普通原因变差在的测量过程，该过程在普通原因变差( (受控受控) )条件下运行，测量稳定性代表测量系条件下运行，测量稳定性代表测量系 统在运行周期统在运行周期( (时间时间) )内对测量标准或基准的必要的符合程度。内对测量标准或基准的必要的符合程度。 偏倚随时间的变化；偏倚随时间的变化； 一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控；一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控； 别名：漂移。别名：漂移。 稳定性是测量系统在某一阶段时间内，测量稳定性是测量
61、系统在某一阶段时间内，测量 同一基准或零件的单一特性时获得的测量总同一基准或零件的单一特性时获得的测量总 变差。换句话说，稳定性是偏倚随时间的变变差。换句话说，稳定性是偏倚随时间的变 化。化。Time 1Time 1Time 2StabilityTodays Learning for tomorrows Challenge 不稳定性可能的原因包括：不稳定性可能的原因包括： 仪器需要校准，需要减少校准时间间隔；仪器需要校准，需要减少校准时间间隔； 仪器、设备或夹紧装置的磨损；仪器、设备或夹紧装置的磨损； 环境变化环境变化 温度、湿度、振动、清洁度；温度、湿度、振动、清洁度； 磨损或损坏的基准，基
62、准出现误差；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；校准不当或调整基准的使用不当； 仪器质量差仪器质量差 设计或一致性不好；设计或一致性不好； 仪器设计或方法缺乏稳健性；仪器设计或方法缺乏稳健性； （量具或零件）变形；（量具或零件）变形； 违背假定，在应用常量上出错；违背假定，在应用常量上出错； 正常老化或退化；正常老化或退化； 不同的测量方法不同的测量方法 设置、安装、夹紧、技术；设置、安装、夹紧、技术； 缺乏维护缺乏维护 通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、 清洁；清洁； 应用应用 零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误零
63、件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察错误 （易读性、视差）。（易读性、视差）。 Todays Learning for tomorrows Challenge 稳定性范例稳定性范例 量具A的第一次均值 量具A的第二次均值 至 为A的稳定性 Todays Learning for tomorrows Challenge3.2 3.2 测量系统的稳定性测量系统的稳定性 两种稳定性：两种稳定性： 一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差。一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差。 统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差，统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差， 而没有特殊原因变差。而没有特殊原因
64、变差。 利用控制图评价测量系统稳定性利用控制图评价测量系统稳定性（稳定性分析实例）：（稳定性分析实例）： 保持基准件或标准样件。保持基准件或标准样件。 极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定 的重复性。的重复性。 均值图出现失控时，说明偏倚不稳定。均值图出现失控时，说明偏倚不稳定。Todays Learning for tomorrows Challenge 稳定性是测量系统对给定零件或标准零件在不同时间稳定性是测量系统对给定零件或标准零件在不同时间 的偏倚的总变差。的偏倚的总变差。 当同时有多个测量系统介入时，偏倚最小的那个系统当同时有多个测
65、量系统介入时，偏倚最小的那个系统 被认为是被认为是“稳定稳定”的系统。的系统。 一般没有一般没有R&RR&R问题大；问题大； 有助于确定校准周期；有助于确定校准周期； 当多个系统精确测量同一标准件并随时间变化有当多个系统精确测量同一标准件并随时间变化有 显著变差时，有助于确定最稳定的测量系统；显著变差时，有助于确定最稳定的测量系统； 应对测试跟踪并图表化（或至少在量具记录中记应对测试跟踪并图表化（或至少在量具记录中记 录实际读数和其它相关数据）。录实际读数和其它相关数据）。Todays Learning for tomorrows Challenge3.3 3.3 对量具稳定性的影响对量具稳定
66、性的影响 长时间的不用或间歇使用；长时间的不用或间歇使用； 二次稳定性试验的测量数据很大或很小；二次稳定性试验的测量数据很大或很小； 环境或系统变化，例如：湿度、气压。环境或系统变化，例如：湿度、气压。 与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效与统计稳定性相混淆的其它因子，如预热效 应、磨损度、缺乏维护、作业员或实验人员应、磨损度、缺乏维护、作业员或实验人员 缺乏培训等。缺乏培训等。Todays Learning for tomorrows Challenge3.4 3.4 稳定性不好的影响稳定性不好的影响 校准频度不够或太过频繁；校准频度不够或太过频繁； 缺乏气压调节或过滤；缺乏气压调节或过滤
67、； 电子或其它量具的预热期；电子或其它量具的预热期； 缺少维护；缺少维护； 不易观察的磨损和损坏；不易观察的磨损和损坏； 氧化（生锈）。氧化（生锈）。Todays Learning for tomorrows Challenge3.5 3.5 量具稳定性分析方法量具稳定性分析方法1)1)、选取一个样品，并确定其可追溯标准的真值或基准值。如果没有这、选取一个样品，并确定其可追溯标准的真值或基准值。如果没有这 样的样品，则从产品中选取一个样品，其测量值应处于预期测量范样的样品，则从产品中选取一个样品，其测量值应处于预期测量范 围的中间区域，并将其作为标准样品，可能需要准备对应于预期测围的中间区域，
68、并将其作为标准样品，可能需要准备对应于预期测 量范围的低、中、高数值的三个标准样品，对每个样品单独测量并量范围的低、中、高数值的三个标准样品，对每个样品单独测量并 绘控制图，但一般只不需做中间值那一个就可以了。绘控制图，但一般只不需做中间值那一个就可以了。 2)2)、定期（每小时、每天、每周）测量基准样品、定期（每小时、每天、每周）测量基准样品3-53-5次，并将其测量的次，并将其测量的 数据记录于数据记录于“量具稳定性分析报告量具稳定性分析报告”中；决定样本容量和频率时，中；决定样本容量和频率时， 考虑的因素有：校准周期、使用频率、修理次数和使用环境等。考虑的因素有：校准周期、使用频率、修理
69、次数和使用环境等。 3)3)、将测量值描绘在、将测量值描绘在“X-R“X-R控制图控制图”或或“X-Rm“X-Rm控制图控制图”上。上。4)4)、计算控制界限，确定每个曲线的控制限并根据控制图对失控或不稳、计算控制界限，确定每个曲线的控制限并根据控制图对失控或不稳 定状态作出判断。定状态作出判断。 Todays Learning for tomorrows Challenge案例：案例： 测量系统稳定性均值极差测量系统稳定性均值极差(X-R)(X-R)控制图数据表控制图数据表 产品名称：紫铜管产品名称：紫铜管 机械号码：机械号码：XXX XXX 质量特性：内径质量特性：内径 操作者：操作者：X
70、XXXXX测定单位：测定单位：m/m m/m 测测 定定 者：者：XXX XXX 制造场所：制造场所：XXXXXX测量周期：自年月日至年月日测量周期：自年月日至年月日( (每每3 3天天1 1次，每次测量次，每次测量5 5次次) ) 。样样组组测测 定定 值值R R样样组组测测 定定 值值R RX1X1X2X2X3X3X4X4X5X5X1X1X2X2X3X3X4X4X5X51 1505050504949525251511414535348484747525251512 2474753535353454550501515535348484949515152523 3464645454949484
71、849491616464650505353515153534 4505048484949494952521717505052524949494949495 5464648485050545450501818505049495050494951516 6505049495252515154541919525249495252535350507 7474749495050484852522020505047475050535352528 8484850504646494951512121525249495151535350509 9505050504949515153532222555554545
72、15151515050101049495151515146464848232350505454525250504949111151515050494946465050242447475151515152525252121250505050494952525151252553535151515150505151131349494949494950505555Todays Learning for tomorrows Challenge 控制图（均值极差控制图）控制图（均值极差控制图）1.1.公式：公式： (1) (1) 控制图控制图 CL = CL = UCL = UCL = A A2 2 LC
73、L = LCL = A A2 2 (2)R (2)R 控制图控制图 CL = CL = UCL = D UCL = D4 4 LCL = D LCL = D3 32.2.查系数查系数 A A2 2，D D4 4，D D3 3 A A2 20.5770.577，D D4 42.1142.114，D D3 3负值负值( (以以0 0代表代表) )。Todays Learning for tomorrows Challenge案例：案例： 测量系统稳定性均值极差测量系统稳定性均值极差(X-R)(X-R)控制图数据表控制图数据表 产品名称：紫铜管产品名称：紫铜管 机械号码：机械号码：XXX XXX 质
74、量特性：内径质量特性：内径 操作者：操作者：XXXXXX测定单位：测定单位：m/m m/m 测测 定定 者：者：XXX XXX 制造场所：制造场所：XXXXXX测量周期：自年月日至年月日测量周期：自年月日至年月日( (每每3 3天天1 1次，每次测量次，每次测量5 5次次) ) 。样样组组测测 定定 值值R R样样组组测测 定定 值值R RX1X1X2X2X3X3X4X4X5X5X1X1X2X2X3X3X4X4X5X51 15050505049495252515150.450.43 314145353484847475252515150.250.26 62 247475353535345455
75、05049.649.68 815155353484849495151525250.650.65 53 34646454549494848494947.447.44 416164646505053535151535350.650.67 74 45050484849494949525249.649.64 417175050525249494949494949.849.83 35 54646484850505454505049.649.68 818185050494950504949515149.849.82 26 65050494952525151545451.251.25 51919525249
76、4952525353505051.251.24 47 74747494950504848525249.249.25 520205050474750505353525250.450.46 68 84848505046464949515148.848.85 521215252494951515353505051.051.04 49 95050505049495151535349.049.04 422225555545451515151505052.252.25 510104949515151514646484849.249.25 523235050545452525050494951.051.05
77、 511115151505049494646505049.249.25 524244747515151515252525250.650.65 512125050505049495252515150.450.43 325255353515151515050515151.251.23 313134949494949495050555550.450.46 61250125012012097/200向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用 R 绘图步骤 1.将每样组之 与算出记入数据表内。 2.求 与 50.16 4.8 3.查系数A2，D4，D3 A20.577，
78、D42.114，D3负值（以0代表）98/200向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用 R R 绘图步骤 4.求控制界限 (1) 控制图 CL 50.16 UCL A2 50.16(0.58) (4.8) 52.93 LCL A2 50.16(0.58) (4.8) 47.39 (2) R 控制图： CL 4.8 UCL D4 (0.11) (4.8)10.13 LCL D3 (0) (4.8)099/200向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用 R R 绘图步骤5.将控制界限绘入控制图6.点图7.检讨控制界限 100
79、/200向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用 R R 控制图Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge5)5)、计算测量结果的标准偏差，并将其与过程（工序）的标准偏差进、计算测量结果的标准偏差，并将其与过程（工序）的标准偏差进 行比较，以确定测量系统的稳定性是否适用；如分析结果显示，行比较，以确定测量系统的稳定性是否适用；如分析结果显示， 测量系统的标准偏差大于过程的标准偏差，则此量具是不可接受测量系统的标准偏差大于过程的标准偏差，则此量具是
80、不可接受 的。的。 6)6)、利用统计过程控制（、利用统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定方式来对稳定性的准）中控制图的判定方式来对稳定性的准 则进行判定：则进行判定： 不能有点子超出上、下控制限；不能有点子超出上、下控制限； 连续连续3 3点中不能有点中不能有2 2点落在点落在A A区或区或A A区以外之区域；区以外之区域； 连续连续5 5点中不能有点中不能有4 4点落在点落在B B区或区或B B区以外之区域；区以外之区域； 不能有连续不能有连续9 9点（或更多点）落在控制中心线的同一侧；点（或更多点）落在控制中心线的同一侧； 不能有连续不能有连续6 6点（或更多点）持续上升或下降；点
81、（或更多点）持续上升或下降； 不能有连续不能有连续1414点交互着一升一降；点交互着一升一降； 不能有连续不能有连续8 8点在中心线的两侧点在中心线的两侧, ,但但C C区并无点子。区并无点子。 7)7)、凡呈现不稳定状态（或失控）时，代表量具已经不稳定，必须对、凡呈现不稳定状态（或失控）时，代表量具已经不稳定，必须对 量具进行校准或维修，量具维修并经重新校准合格后，应重新对量具进行校准或维修，量具维修并经重新校准合格后，应重新对 量具进行稳定性分析。量具进行稳定性分析。 Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for to
82、morrows Challenge8 8）、统计过程控制（）、统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定准则：）中控制图的判定准则： 不能有点子超出上、下控制限；不能有点子超出上、下控制限；检定规则检定规则1: (11: (1界外界外) ) 有有1 1点在点在A A区以外。区以外。A AB BC CC CB BA AUCLUCL X XLCLLCLTodays Learning for tomorrows Challenge8)8)、统计过程控制（、统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定准则：）中控制图的判定准则： 连续连续3 3点中不能有点中不能有2 2点落在点落在A A区或区或A A区
83、以外之区域；区以外之区域；检定规则检定规则2: (2/3A)2: (2/3A) 连续连续3 3点中有点中有2 2点在点在A A区或区或A A区以外。区以外。 A AB BC CC CB BA AUCLUCL X XLCLLCLTodays Learning for tomorrows Challenge8)8)、统计过程控制（、统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定准则：）中控制图的判定准则： 连续连续5 5点中不能有点中不能有4 4点落在点落在B B区或区或B B区以外之区域；区以外之区域；检定规则检定规则3: (4/5B)3: (4/5B) 连续连续5 5点中有点中有4 4点在点在B
84、B区或区或B B区以外。区以外。 A AB BC CC CB BA AUCLUCL X XLCLLCLTodays Learning for tomorrows Challenge8)8)、统计过程控制（、统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定准则：）中控制图的判定准则： 不能有连续不能有连续9 9点（或更多点）落在控制中心线的同一侧；点（或更多点）落在控制中心线的同一侧；检定规则检定规则4: (94: (9单侧单侧) ) 连续连续9 9点在控制中心的同一侧。点在控制中心的同一侧。 A AB BC CC CB BA AUCLUCL X XLCLLCLTodays Learning for
85、tomorrows Challenge8)8)、统计过程控制（、统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定准则：）中控制图的判定准则： 不能有连续不能有连续6 6点（或更多点）持续上升或下降；点（或更多点）持续上升或下降； 检定规则检定规则5: (65: (6连串连串) ) 连续连续6 6点（或更多点）持续上升或下降。点（或更多点）持续上升或下降。A AB BC CC CB BA AUCLUCL X XLCLLCLTodays Learning for tomorrows Challenge8)8)、统计过程控制（、统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定准则：）中控制图的判定准则： 不能有
86、连续不能有连续1414点交互着一升一降；点交互着一升一降； 检定规则检定规则6: (146: (14升降升降) ) 连续连续1414点交互着一升一降。点交互着一升一降。A AB BC CC CB BA AUCLUCL X XLCLLCLTodays Learning for tomorrows Challenge8)8)、统计过程控制（、统计过程控制（SPCSPC）中控制图的判定准则：）中控制图的判定准则： 不能有连续不能有连续8 8点在中心线的两侧点在中心线的两侧, ,但但C C区并无点子。区并无点子。 检定规则检定规则7: (87: (8缺缺C)C) 连续连续8 8点在中心线的两侧点在中心
87、线的两侧, ,但但C C区并无点子。区并无点子。 A AB BC CC CB BA AUCLUCL X XLCLLCLTodays Learning for tomorrows Challenge3.6 3.6 稳定性图析稳定性图析 如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制如果稳定性有问题时，均值和极差图会出现漂移或非控制 状态。状态。 均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不均值图出现非控制状态时，表明测量系统测量不 正确，检查：正确，检查： a a、偏倚改变了、偏倚改变了 确定原因并改正。确定原因并改正。 b b、如果原因是磨损、如果原因是磨损 重复校准、维修。重复校准、维修。
88、 不必计算测量系统稳定性数值不必计算测量系统稳定性数值 通过减少系统通过减少系统 变差来改善稳定性。变差来改善稳定性。Todays Learning for tomorrows Challenge测量系统的稳定性测量系统的稳定性Todays Learning for tomorrows Challenge4 4、重复性和再现性分析方法、重复性和再现性分析方法八、计量型测量系统分析（八、计量型测量系统分析（MSAMSA）方法）方法Todays Learning for tomorrows Challenge4.1 4.1 量具量具GR&R/R&RGR&R/R&R 目的目的 理解用理解用AIAGA
89、IAG计算方法所作的计算方法所作的GR&RGR&R。 说明说明 GR&R/R&R GR&R/R&R 也被称为大样法（也被称为大样法（Long MethodLong Method）；）； 进行量具进行量具GR&R/R&RGR&R/R&R研究的前提是：该产品所使用的测量系统已经过校准，研究的前提是：该产品所使用的测量系统已经过校准， 而且其偏倚、线性和稳定性已经过评价且其评价的结果是可接受的。而且其偏倚、线性和稳定性已经过评价且其评价的结果是可接受的。 注意注意 重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或分布；重复性和再现性用于衡量测量系统变差的宽度或分布； 偏倚、稳定性和线性用于测量系统变差作定
90、位；偏倚、稳定性和线性用于测量系统变差作定位； 针对产品的关键特性和重要特性（特别是产品特殊特性）所使用量具的精针对产品的关键特性和重要特性（特别是产品特殊特性）所使用量具的精 确度必须至少是被测量产品公差的确度必须至少是被测量产品公差的1/101/10（即：其最小刻度必须能读到（即：其最小刻度必须能读到1/101/10 过程变差或规格公差较小者；如过程中所需量具读数的精确度是过程变差或规格公差较小者；如过程中所需量具读数的精确度是0.01mm0.01mm， 则测量仪器必须选择精确度为则测量仪器必须选择精确度为0.001mm0.001mm），以避免量具的分辨率不足。产），以避免量具的分辨率不足
91、。产 品的一般特性所使用量具的精确度必须至少是被测量产品公差的品的一般特性所使用量具的精确度必须至少是被测量产品公差的1/51/5。Todays Learning for tomorrows Challenge 重复性重复性（传统上把重复性看作传统上把重复性看作“设备变差性设备变差性”）：重复性是指由一个评）：重复性是指由一个评 价人，用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变价人，用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变 差。差。 重复性是设备本身固有的变差和性能，通常指设备变差重复性是设备本身固有的变差和性能，通常指设备变差(EV)(EV)，尽管这样容，尽
92、管这样容 易使人误解。但事实上，重复性是在确定的测量条件下连续试验得到的普易使人误解。但事实上，重复性是在确定的测量条件下连续试验得到的普 通原因（随机变差）变差。通原因（随机变差）变差。 当测量环境固定和已定义时，即确定了：固定的零件、仪器、标准、方当测量环境固定和已定义时，即确定了：固定的零件、仪器、标准、方 法、操作者、环境和假设条件时，对于重复性最佳的术语是系统内部变法、操作者、环境和假设条件时，对于重复性最佳的术语是系统内部变 差。差。 除了设备内部变差以外，重复性也包括在特定测量误差模型下任何情况下除了设备内部变差以外，重复性也包括在特定测量误差模型下任何情况下 的内部变差。的内部
93、变差。 在固定的和规定的测量条件下连续（短期）实验变差；在固定的和规定的测量条件下连续（短期）实验变差； 通常指通常指 E.V - E.V - 设备变差；设备变差； 仪器（量具）的能力或潜能；仪器（量具）的能力或潜能； 系统内变差。系统内变差。 4.2 4.2 重复性重复性的概念和定义的概念和定义Todays Learning for tomorrows Challenge 重复性不好的可能原因包括：重复性不好的可能原因包括： 零件（样品）内容：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性；零件（样品）内容：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性； 仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障，质量差或
94、维护不当；仪器内部：修理、磨损、设备或夹紧装置故障，质量差或维护不当； 基准内部：质量、级别、磨损；基准内部：质量、级别、磨损； 方法内部：在设置、技术、零位调整、夹持、夹紧、点密度的变差；方法内部：在设置、技术、零位调整、夹持、夹紧、点密度的变差； 评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳；评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳； 环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁度的短期起伏变化；环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁度的短期起伏变化； 违背假定违背假定稳定、正确操作；稳定、正确操作； 仪器设计或方法缺乏稳健性，一致性不好；仪器设计或方法缺乏稳
95、健性，一致性不好； 应用错误的量具；应用错误的量具； （量具或零件）变形，硬度不足；（量具或零件）变形，硬度不足； 应用应用 零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察误差（易读性、视零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳，观察误差（易读性、视 差）。差）。 Todays Learning for tomorrows Challenge 重复性范例重复性范例 量具量具A A 量具量具B B 量具量具C C 量具量具A A的均值的均值 量具量具B B的均值的均值 量具量具C C的均值的均值 Todays Learning for tomorrows Challenge 再现性再现性（传统上把再现性看作（传
96、统上把再现性看作“评价人之间评价人之间”的变异）：再现性通常定义为由不同的评的变异）：再现性通常定义为由不同的评 价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。手动仪器价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。手动仪器 受操作者技术影响常常是实际情况，然而，在测量过程即自动操作系统）中操作者就不受操作者技术影响常常是实际情况，然而，在测量过程即自动操作系统）中操作者就不 是主要的变差源了。由于这个原因，为此，再现性被看作是测量系统之间或测量条件之是主要的变差源了。由于这个原因，为此，再现性被看作是测量系统之间或测量条件之 间的平均变差。间的平均变
97、差。 由不同的评价人使用同一量具，测量一个零件的一个特性时产生的测量平均值的变由不同的评价人使用同一量具，测量一个零件的一个特性时产生的测量平均值的变 差；差； 对于产品和过程条件，可能是评价人、环境（时间）或方法的误差；对于产品和过程条件，可能是评价人、环境（时间）或方法的误差； 通常指通常指A.V-A.V-评价人变差；评价人变差； 系统间（条件）变差；系统间（条件）变差； ASTM E456-96 ASTM E456-96包括重复性、实验室、环境及评价人影响。包括重复性、实验室、环境及评价人影响。 ASTM ASTM（美国实验及材料协会）的定义超出上述定义范围，它不仅包括评价人不同，（美国
98、实验及材料协会）的定义超出上述定义范围，它不仅包括评价人不同， 而量具、实验室和环境（温度、湿度）也不同，同时在再现性计算中还包括重复性。而量具、实验室和环境（温度、湿度）也不同，同时在再现性计算中还包括重复性。 4.3 4.3 再现性再现性的概念和定义的概念和定义Todays Learning for tomorrows Challenge 再现性错误的潜在的原因包括：再现性错误的潜在的原因包括： 零件（样品）之间：使用同样的仪器、同样的操作者和方法时，当测量零件（样品）之间：使用同样的仪器、同样的操作者和方法时，当测量 零件的类型为零件的类型为A A、B B、C C时的均值差。时的均值差。
99、 仪器之间：同样的零件、操作者和环境，使用仪器仪器之间：同样的零件、操作者和环境，使用仪器A A、B B、C C等的均值差。等的均值差。 注意：在这种研究情况下，再现性错误常与方法和注意：在这种研究情况下，再现性错误常与方法和/ /或操作者混淆。或操作者混淆。 标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响 方法之间：改变点密度，手动与自动系统相比，零点调整，夹持或夹紧方法之间：改变点密度，手动与自动系统相比，零点调整，夹持或夹紧 方法等导致的均值差。方法等导致的均值差。 评价人（操作者）之间：评价人评价人（操作者）之间：评价人A A、B B、C C等
100、的训练、技术、技能和经验等的训练、技术、技能和经验 不同导致的均值差。对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器，推荐不同导致的均值差。对于产品及过程资格以及一台手动测量仪器，推荐 进行此研究。进行此研究。 环境之间：在第环境之间：在第1 1、2 2、3 3等时间段内测量，由环境循环引起的均值差。等时间段内测量，由环境循环引起的均值差。 这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究。这是对较高自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究。 违背研究中的假定。违背研究中的假定。 仪器设计或方法缺乏稳健性。仪器设计或方法缺乏稳健性。 操作者训练效果。操作者训练效果。 应用应用 零件尺寸、位置、观察误
101、差（易读性、视差）。零件尺寸、位置、观察误差（易读性、视差）。 Todays Learning for tomorrows Challenge 再现性范例再现性范例 量具量具A A 量具量具B B 量具量具C C 量具量具A A的均值的均值 量具量具B B的均值的均值 量具量具C C的均值的均值 为为A A和和B B的再现性的再现性 为为A A和和C C的再现性的再现性 为为B B和和C C的再现性的再现性 Todays Learning for tomorrows Challenge4.4 4.4 量具量具GR&R/R&RGR&R/R&R分析方法分析方法1)1)、确定研究主要变差形态的对象、
102、确定研究主要变差形态的对象/ /量具（如：游标卡尺、电子秤、硬度计、千分量具（如：游标卡尺、电子秤、硬度计、千分 尺等）工序、量具、产品和质量特性；尺等）工序、量具、产品和质量特性； 2)2)、从代表整个工作范围的过程中随机抽取、从代表整个工作范围的过程中随机抽取5 51010件样品，但所抽取的件样品，但所抽取的5 51010件样件样 品其数值品其数值必须涵盖该产品的公差带必须涵盖该产品的公差带。 3)3)、零件评价人平均值和重复性极差分析：、零件评价人平均值和重复性极差分析： 3).1 3).1 选择选择2-32-3个操作员（至少个操作员（至少2 2人）在全然不知情的状况下利用校准合格的量人
103、）在全然不知情的状况下利用校准合格的量 具对随机抽取的具对随机抽取的5-105-10个样品进行盲测，每个操作员对同一样品的同一特个样品进行盲测，每个操作员对同一样品的同一特 性在盲测的情况下重复测量性在盲测的情况下重复测量2-32-3次。次。 A) A)、被测量的产品由进行、被测量的产品由进行%R%RR R测量系统分析的工作人员将其进行编号，测量系统分析的工作人员将其进行编号， 但这些编号不能让进行测量工作的操作员知道和看到。但这些编号不能让进行测量工作的操作员知道和看到。 B) B)、让操作员、让操作员A A以随机盲测的顺序测量以随机盲测的顺序测量5-105-10个样品，等操作员个样品，等操
104、作员A A把把5-105-10个个 样品第一次测量完后由进行样品第一次测量完后由进行%R%RR R测量系统分析的工作人员将其重测量系统分析的工作人员将其重 新混合，再让操作员新混合，再让操作员A A以随机盲测的顺序进行第二次测量以随机盲测的顺序进行第二次测量5-105-10个样个样 品，第三次随机盲测则以此类推；在操作员品，第三次随机盲测则以此类推；在操作员A A把把5-105-10个样品共个样品共2-32-3次次 全部测量完后由进行全部测量完后由进行%R%RR R测量系统分析的工作人员将其重新混合，测量系统分析的工作人员将其重新混合， 然后让操作员然后让操作员B B和和/ /或或C C在不互
105、相看对方的数据下测量这在不互相看对方的数据下测量这5-105-10个样品，个样品， 操作员操作员B B和和/ /或或C C的的2-32-3次随机盲测同操作员次随机盲测同操作员A A的随机盲测方法。的随机盲测方法。Todays Learning for tomorrows Challenge3).2 3).2 操作员或进行操作员或进行%R%RR R测量系统分析的工作人员将所测量的结果记录于测量系统分析的工作人员将所测量的结果记录于“零件零件 评价人平均值和重复性极差控制图评价人平均值和重复性极差控制图”上。上。3).3 3).3 负责组织此项测量系统分析研究的工作人员，依据负责组织此项测量系统分
106、析研究的工作人员，依据“零件评价人平均值和零件评价人平均值和 重复性极差控制图重复性极差控制图”上的数据和产品质量特性上的数据和产品质量特性/ /规格进行计算和分析，并将规格进行计算和分析，并将 其分析的结果记录于其分析的结果记录于“零件评价人平均值和重复性极差控制图零件评价人平均值和重复性极差控制图”上。上。3).4 3).4 结果分析：结果分析： A) A)、如果所有的极差都受控（即：均在控制限内），那么评价人是一致、如果所有的极差都受控（即：均在控制限内），那么评价人是一致 的，则方可进行下一步骤（即：的，则方可进行下一步骤（即：B B）；如果所有的极差都不受控，那么）；如果所有的极差都
107、不受控，那么 可能是由于评价人技术，位置误差或仪器的一致性不好所造成，则在可能是由于评价人技术，位置误差或仪器的一致性不好所造成，则在 进行下一步骤（即：进行下一步骤（即：B B）之前应先纠正这些特殊原因，并使极差图进入）之前应先纠正这些特殊原因，并使极差图进入 控制中，方可进行下一步骤（即：控制中，方可进行下一步骤（即：B B）。）。 B) B)、如果有一半以上或更多的平均值落在控制限之外，则该测量系统足以、如果有一半以上或更多的平均值落在控制限之外，则该测量系统足以 检查出零件间变差，并且该测量系统可以提供控制该过程的有用数检查出零件间变差，并且该测量系统可以提供控制该过程的有用数 据；如
108、果有一半以下的平均值落在控制限之外，则该测量系统不足以据；如果有一半以下的平均值落在控制限之外，则该测量系统不足以 检查出零件间变差，并且不能用于过程控制，同时不能进行该检验、检查出零件间变差，并且不能用于过程控制，同时不能进行该检验、 测量和试验设备测量系统的重复性和再现性分析工作。测量和试验设备测量系统的重复性和再现性分析工作。 Todays Learning for tomorrows Challenge4)4)、制作极差图：、制作极差图： 重复性重复性 同一评鉴人员用同一测量仪器多次同一评鉴人员用同一测量仪器多次 测量同一零件的同一特性所获得的测量同一零件的同一特性所获得的 测量变差。
109、测量变差。Todays Learning for tomorrows Challenge4).1 4).1 极差图范例极差图范例 2个个评价人，评价人，3次实验，次实验，5个零件个零件Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge4).2 4).2 极差图解析极差图解析 对于两个评价人，所有的点都在控制限制内，因此，对于两个评价人，所有的点都在控制限制内，因此， 评价人没有区别。评价人没有区别。 如果其中一个评价人的测量值超出控制限制，那么结如果其中一个评价人的测量值超出控制限制，那么
110、结 论是他的方法与另外一个人不同。论是他的方法与另外一个人不同。 如果两个评价人都有一些点超出控制限制，那么结论如果两个评价人都有一些点超出控制限制，那么结论 是测量系统对评价人的技术敏感，需要改进以获得有是测量系统对评价人的技术敏感，需要改进以获得有 用的数据。用的数据。Todays Learning for tomorrows Challenge5)5)、制作均值图：、制作均值图： 再现性再现性 不同评价人员用同一测量仪器测量不同评价人员用同一测量仪器测量 同一零件的同一特性所获得的测量同一零件的同一特性所获得的测量 变差。变差。Todays Learning for tomorrows
111、Challenge5).1 5).1 均值图范例均值图范例 2 2名名评价人，评价人，4 4次试验，次试验，5 5个零件个零件Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge5).2 5).2 均值图解析均值图解析 在这次分析中，在这次分析中，1010个点中的个点中的4 4个超出控个超出控 制限制。制限制。 因为这少于总点数的一半，结论是测量因为这少于总点数的一半，结论是测量 系统不足以检查出零件间变差。系统不足以检查出零件间变差。Todays Learning for tomorrow
112、s Challenge5).35).3 零件评价人平均值和重复性零件评价人平均值和重复性极差极差分析方法练习题分析方法练习题Todays Learning for tomorrows Challenge6)6)、均值和极差法（、均值和极差法（X-RX-R）：）： 6).1 6).1 选择选择2-32-3个操作员（至少个操作员（至少2 2人）在全然不知情的状况下利用校人）在全然不知情的状况下利用校 准合格的量具对随机抽取的准合格的量具对随机抽取的5-105-10个样品进行盲测，每个操作个样品进行盲测，每个操作 员对同一样品的同一特性重复测量员对同一样品的同一特性重复测量2-32-3次。次。 A)
113、 A)、被测量的产品由进行、被测量的产品由进行%R%RR R测量系统分析的工作人员将测量系统分析的工作人员将 其进行编号，但这些编号不能让进行测量工作的操作员其进行编号，但这些编号不能让进行测量工作的操作员 知道和看到。知道和看到。 B) B)、让操作员、让操作员A A以随机的顺序测量以随机的顺序测量5-105-10个样品，然后让操作个样品，然后让操作 员员B B和和/ /或或C C在不互相看对方的数据下测量这在不互相看对方的数据下测量这5-105-10个样个样 品。品。 6).2 6).2 操作员或进行操作员或进行%R%RR R测量系统分析的工作人员将所测量的结测量系统分析的工作人员将所测量
114、的结 果记录于果记录于“量具重复性和再现性量具重复性和再现性X-RX-R分析数据表分析数据表”上。上。 6).3 6).3 负责组织此项测量系统分析研究的工作人员，依据负责组织此项测量系统分析研究的工作人员，依据“量具重量具重 复性和再现性复性和再现性X-RX-R分析数据表分析数据表”上的数据和产品质量特性上的数据和产品质量特性/ /规规 格进行计算，并将其记录于格进行计算，并将其记录于“量具重性和再现性量具重性和再现性X-RX-R分析报分析报 告告”上。上。 Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrow
115、s Challenge(1) (1) 测量数据测量数据项项 目目评评 价价 人人 1评评 价价 人人 2零零 件件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5测测量量次次序序1 217 220 217 214 216 216 216 216 216 2202 216 216 216 212 219 219 216 215 212 220 3 216 218 216 212 220 220 220 216 212 220均值均值X极差极差R216.3 218.0 216.3 212.7 218.3 1.0 4.0 1.0 2.0 4.0218.3 217.3 215.7 213.3 220.0 4.
116、0 4.0 4.0 4.0 0.0X216.3216.9R2.5 量具量具GR&R/R&RGR&R/R&R分析方法分析方法Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge6).4 6).4 数据处理数据处理 6).4.1 6).4.1 极差计算极差计算Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge6).4.2 6).4.2 均值计算：均值计算：Todays Learning fo
117、r tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge6).4.3 6).4.3 结果分析：结果分析： 以下计算的变差均以以下计算的变差均以99%99%的正态概率为基础，即：的正态概率为基础，即： 变差变差 = 5.15 = 5.15。 6).4.3.1 6).4.3.1 重复性设备变差（重复性设备变差（EVEV） EV EV R K R K1 1 当试验次数当试验次数 r = 2 r = 2 时时, K, K1 1 0.8862 0.8862 当试验次数当试验次数 r = 3 r = 3 时时, K, K1 1 0.5908
118、0.5908 6).4.3.2 6).4.3.2 再现性评价人变差（再现性评价人变差（AVAV） AV AV （X XDIFF DIFF K K2 2）2 2（EVEV2 2 /nr/nr）2 2 其中，当评价人其中，当评价人 m = 2 m = 2人时，人时， K K2 2 0.7071 0.7071 当评价人当评价人 m = 3 m = 3人时，人时， K K2 2 0.5231 0.5231 n n 为零件数，为零件数，r r为试验次数。为试验次数。 若根号内为负值，则若根号内为负值，则 AV AV 缺省为缺省为 0 0。Todays Learning for tomorrows Cha
119、llengeTodays Learning for tomorrows Challenge 6).4.3.3 6).4.3.3 测量系统双性（测量系统双性（GRRGRR或或R&RR&R） R&R R&R （EVEV）2 2 （AVAV）2 2 6).4.3.4 6).4.3.4 零件变差（零件变差（PVPV） PV PV R RP P K K3 3 K K3 3 值见表：值见表：零件数零件数K K3 32 20.70710.70713 30.52310.52314 40.44670.44675 50.40300.40306 60.37420.37427 70.35340.35348 80.33
120、750.33759 90.32490.324910100.31460.3146Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge 6).4.3.5 6).4.3.5 总变差（总变差（TVTV） TV TV （R&RR&R）2 2 （PVPV）2 2 6).4.3.6 6).4.3.6 各变差占总变差的百分比各变差占总变差的百分比 % AV = AV/TV 100% % AV = AV/TV 100% % R&R = R&R/TV 100% % R&R = R&R/TV 100% % PV
121、= PV/TV 100% % PV = PV/TV 100% % EV = EV/TV 100% % EV = EV/TV 100% 6).4.3.7 6).4.3.7 计算数据分级数（计算数据分级数（ndcndc） 分级数（分级数（ndcndc） = 1.41 PV / R&R = 1.41 PV / R&R ndc ndc 取整数，且必须取整数，且必须 5 5。Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge样本容量样本容量A2D3D421.88003.26731.02302.575
122、40.72902.28250.57702.11560.48302.00470.4190.0761.92480.3730.1361.86490.3370.1841.816100.3080.2231.777110.2850.2561.744120.2660.2841.716130.2490.3081.692140.2350.3291.672150.2230.3481.652控控 制制 常常 数数 图图 量具量具GR&R/R&RGR&R/R&R分析方法分析方法Todays Learning for tomorrows Challenge（d2*值 g15的） m 2 3 4 5 6 7 8 9 10
123、 11 12 13 14 151 1.41 1.91 2.24 2.48 2.67 2.83 2.96 3.08 3.18 3.27 3.35 3.42 3.49 3.552 1.28 1.81 2.15 2.40 2.60 2.77 2.91 3.02 3.13 3.22 3.30 3.38 3.45 3.513 1.23 1.77 2.12 2.38 2.58 2.75 2.89 3.01 3.11 3.21 3.29 3.37 3.43 3.504 1.21 1.75 2.11 2.37 2.57 2.74 2.88 3.00 3.10 3.20 3.28 3.36 3.43 3.495
124、 1.19 1.74 2.10 2.36 2.56 2.73 2.87 2.99 3.10 3.19 3.28 3.35 3.42 3.496 1.18 1.73 2.09 2.35 2.56 2.73 2.87 2.99 3.10 3.19 3.27 3.35 3.42 3.497 1.17 1.73 2.09 2.35 2.55 2.72 2.87 2.99 3.10 3.19 3.27 3.35 3.42 3.4888 1.17 1.72 2.08 2.35 2.55 2.72 2.87 2.98 3.09 3.19 3.27 3.35 3.42 3.489 1.16 1.72 2.08
125、 2.34 2.55 2.72 2.86 2.98 3.09 3.18 3.27 3.35 3.42 3.4810 1.16 1.72 2.08 2.34 2.55 2.72 2.86 2.98 3.09 3.18 3.27 3.34 3.42 3.4811 1.16 1.71 2.08 2.34 2.55 2.72 2.86 2.98 3.09 3.18 3.27 3.34 3.41 3.4812 1.15 1.71 2.07 2.34 2.55 2.72 2.85 2.98 3.09 3.18 3.27 3.34 3.41 3.4813 1.15 1.71 2.07 2.34 2.55 2
126、.71 2.85 2.98 3.09 3.18 3.27 3.34 3.41 3.4814 1.15 1.71 2.07 2.34 2.54 2.71 2.85 2.98 3.08 3.18 3.27 3.34 3.41 3.4815 1.15 1.71 2.07 2.34 2.54 2.71 2.85 2.98 3.08 3.18 3.26 3.34 3.41 3.4816 17 1.128 2.059 2.534 2.847 3.078 3.258 3.40718 1.639 2.326 2.704 2.907 3.173 3.336 3.472g156).4.3.8 6).4.3.8 量
127、具量具GR&R/R&RGR&R/R&R分析方法分析方法( (平均极差分布的平均极差分布的d d2 2值）值）Todays Learning for tomorrows Challenge6).5 GRR 6).5 GRR 或或 R&R R&R 结果分析结果分析 结果分析：结果分析： A A）、当重复性（）、当重复性（AVAV）变差值大于再现性（）变差值大于再现性（EVEV）时，可采取下列措施：）时，可采取下列措施： a a）、增强量具的设计结构。）、增强量具的设计结构。 b b）、改善量具的夹紧或被测量产品定位的使用方式（检验）、改善量具的夹紧或被测量产品定位的使用方式（检验 点）。点）。 c
128、 c）、对量具进行维护和保养。）、对量具进行维护和保养。 B B）、当再现性（）、当再现性（EVEV）变差值大于重复性（）变差值大于重复性（AVAV）时，可采取下列措施：）时，可采取下列措施： a a）、再明确订定或修改作业标准，加强操作员对量具的操作方）、再明确订定或修改作业标准，加强操作员对量具的操作方 法和数据读取方式的技能培训。法和数据读取方式的技能培训。 b b）、可能需要采用某些夹具协助操作员，以提高操作量具的一）、可能需要采用某些夹具协助操作员，以提高操作量具的一 致性。致性。 c c）、量具经维修校准合格后再进行）、量具经维修校准合格后再进行%R%RR R分析。分析。 Toda
129、ys Learning for tomorrows Challenge6).6 GRR 6).6 GRR 或或 R&R R&R 分析结果接受准则分析结果接受准则 %GRR %GRR或或%R%RR R接受准则：接受准则： a a）、）、%R%RR10%R10%，可接受；，可接受； b b）、）、10%R10%RR30%R30%，依据量具的重要性、成本及维，依据量具的重要性、成本及维 修费用等因素，决定是否可接受或不可接受；修费用等因素，决定是否可接受或不可接受； c c）、）、%R%RR R30%30%，不能接受，必须进行改进；并进行各，不能接受，必须进行改进；并进行各 种原因分析以发现问题予以
130、改进，必要时更换量具种原因分析以发现问题予以改进，必要时更换量具 或对量具重新进行调整，并对以前所测量的库存品或对量具重新进行调整，并对以前所测量的库存品 再进行抽样检验，如发现库存品已超出产品规格公再进行抽样检验，如发现库存品已超出产品规格公 差必须立即进行追踪并通知顾客，同时按顾客要求差必须立即进行追踪并通知顾客，同时按顾客要求 进行处理。进行处理。 d d）、分级数（）、分级数（ndcndc）5,5,（ ndc ndc 取整数取整数 ）。）。Todays Learning for tomorrows Challenge6).76).7 重复性和再现性（重复性和再现性（ GRR GRR 或
131、或 R&RR&R ）分析方法练习题分析方法练习题Todays Learning for tomorrows Challenge4.5 4.5 计量型计量型-极差法极差法1)1)、选取两位评价人和、选取两位评价人和5 5个产品进行分析，每个评价人对每个产品进行个产品进行分析，每个评价人对每个产品进行 盲测一次，并将测量结果记录于盲测一次，并将测量结果记录于“量具极差法分析表量具极差法分析表”中（每个操中（每个操 作员应熟悉和了解使用量具的一般操作程序，避免应操作不一致而作员应熟悉和了解使用量具的一般操作程序，避免应操作不一致而 影响测量系统的可靠性），并评估不同操作员对量具使用的熟练程影响测量系
132、统的可靠性），并评估不同操作员对量具使用的熟练程 度。度。2)2)、针对重要特性（尤其指有特殊特性符号的）测量所使用量具的精度、针对重要特性（尤其指有特殊特性符号的）测量所使用量具的精度 应是被测量产品公差的应是被测量产品公差的1/101/10（即其最小刻度应能读到（即其最小刻度应能读到1/101/10过程变差过程变差 或规格公差较小者），以避免量具的分辩力不足，而一般特性测量或规格公差较小者），以避免量具的分辩力不足，而一般特性测量 所使用量具的精度应是被测量产品公差的所使用量具的精度应是被测量产品公差的1/51/5。3)3)、负责组织此项、负责组织此项%R%RR R测量系统分析研究的工作人
133、员，依据测量系统分析研究的工作人员，依据“量具极差量具极差 法分析表法分析表”的数据和产品质量特性的数据和产品质量特性/ /规格进行计算，并将其计算结果规格进行计算，并将其计算结果 记录于记录于“量具极差法分析表量具极差法分析表”上；必要时，可将其作成上；必要时，可将其作成X-RX-R控制图。控制图。 A A）、每个被测量产品的极差是评价人）、每个被测量产品的极差是评价人A A获得的测量结果与评价人获得的测量结果与评价人B B获获 得的测量结果或评价人得的测量结果或评价人C C获得的测量结果的绝对差值，然后利获得的测量结果的绝对差值，然后利 用这些极差之和计算出平均极差（用这些极差之和计算出平
134、均极差（R R），总测量变差可通过平），总测量变差可通过平 均极差乘以均极差乘以5 515/d215/d2得到（得到（5 51515代表正态分布的代表正态分布的99%99%测量结测量结 果）。果）。 B B）、当过程变差不易求得时，公式中的过程变差可用产品规格公差）、当过程变差不易求得时，公式中的过程变差可用产品规格公差 代替。代替。 Todays Learning for tomorrows Challenge4)4)、%R%RR R接受准则：接受准则： a a）、）、%R%RR10%R10%，可接受；，可接受； b b）、）、10%R10%RR30%R30%，依据量具的重要性、成本及，依据
135、量具的重要性、成本及 维修费用等因素，决定是否可接受或不可接受；维修费用等因素，决定是否可接受或不可接受； c c）、）、%R%RR R30%30%，不能接受，必须进行改进。，不能接受，必须进行改进。5)5)、当、当%R%RR R某一测量系统的分析结果为不能接受时，应某一测量系统的分析结果为不能接受时，应 对以前用该量具检测的成品或库存品进行抽查检验，对以前用该量具检测的成品或库存品进行抽查检验， 如发现已超出规格要求，必须立即追踪并通知顾客进如发现已超出规格要求，必须立即追踪并通知顾客进 行妥善处置。行妥善处置。 Todays Learning for tomorrows Challenge
136、 计量型计量型-极差法极差法零零 件件评评 价价 人人 A评评 价价 人人 B极极 差差 (A-B)10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10平均极差平均极差(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 过程变差过程变差 = 0.40 %GR&R = 100(GR&R/过程变差过程变差) = 100(0.303/0.40) = 75.5%R&R 10% 可接受可接受%R&R
137、 1030% 临界临界%R&R 30% 不可接受不可接受Todays Learning for tomorrows Challenge 图示分析图示分析-极差图极差图 极差极差 UCLRR 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 A B C零件零件 评价人评价人 分析分析: : 是否显示与评价人或零件要关的图形是否显示与评价人或零件要关的图形? ? 是否有超出控制限的点是否有超出控制限的点? ?极极 差差 图图Todays Learning for tomorrows Challenge九、测量系统分析（九、测量系统分析（MSAMSA）实施流程图）实施流程图测量测量是否可是
138、否可重复重复测量测量是否随机是否随机赋值赋值供试验供试验零件是否零件是否超过超过300是否是否计量型计量型适用的适用的分析时间分析时间是否是否计量型计量型见其它参考手册见其它参考手册计数型量具研究计数型量具研究风险分析法风险分析法极差法极差法 计数型量具研究计数型量具研究风险分析法风险分析法图示分析图示分析均值极差法或均值极差法或方差分析法方差分析法YYYYNNNNYN短短长长Todays Learning for tomorrows Challenge1 1、计数型风险分析法：、计数型风险分析法：假设检验分析法假设检验分析法十、计数型测量系统分析（十、计数型测量系统分析（MSAMSA）方法）
139、方法Todays Learning for tomorrows Challenge1)1)、取样：选取、取样：选取5050个零件，以获得覆盖过程范围的零件，然后由三位评个零件，以获得覆盖过程范围的零件，然后由三位评 价人以一种能防止评价人偏倚的方式（一般采用盲测方法）三次测价人以一种能防止评价人偏倚的方式（一般采用盲测方法）三次测 量所有零件，并将所测量的数据记录于量所有零件，并将所测量的数据记录于“计数型量具假设检验分析计数型量具假设检验分析 研究数据表研究数据表”中；在选取的中；在选取的5050个零件中，必须要求一些零件低于或个零件中，必须要求一些零件低于或 高于产品规范限值。高于产品规范
140、限值。2)2)、“计数型量具假设检验分析研究数据表计数型量具假设检验分析研究数据表”中的（中的（1 1）表示为可接受）表示为可接受 判断，（判断，（0 0）表示为不可接受判断，基准判断和计量基准值不预先）表示为不可接受判断，基准判断和计量基准值不预先 确定。表中确定。表中“代码代码”用用“+”“+”、“-”“-”、“”“”显示了零件是否在第显示了零件是否在第 、区域。区域。3)3)、根据、根据“计数型量具假设检验分析研究数据表计数型量具假设检验分析研究数据表”中的（中的（1 1）和（）和（0 0）数）数 据的结果将据的结果将A A评价人和评价人和B B评价人、评价人、B B评价人和评价人和C
141、C评价人、评价人、A A评价人和评价人和C C评评 价人利用交叉表方法进行统计，并将统计的结果记录于价人利用交叉表方法进行统计，并将统计的结果记录于“计数型量计数型量 具假设检验分析交叉表具假设检验分析交叉表”中，中，“计数型量具假设检验分析交叉表计数型量具假设检验分析交叉表” 中的中的“1“1值值”表示两位评价人的测量结果完全一致，表示两位评价人的测量结果完全一致，“0“0值值”表示两表示两 位评价人的测量结果一致程度不比偶然的要好。为了确定评价人一位评价人的测量结果一致程度不比偶然的要好。为了确定评价人一 致的水平，计数型量具假设检验分析法用科恩的致的水平，计数型量具假设检验分析法用科恩的
142、“kappa”“kappa”来测量来测量 两个评价人对同一目标评价值得一致程度，两个评价人对同一目标评价值得一致程度，“kappa”“kappa”只用于两个只用于两个 变量具有相同的分级值和相同的分级数的情况。变量具有相同的分级值和相同的分级数的情况。 Todays Learning for tomorrows Challenge 第一种错误和第二种错误对产品决策的影响：第一种错误和第二种错误对产品决策的影响：TargetLSLUSL改进过程：生产的改进过程：生产的产品集中在区域产品集中在区域。改进测量系统：减改进测量系统：减少区域少区域面积。面积。：不合格零件总是判断为不合格。：不合格零件总
143、是判断为不合格。：可能作出错误的判断。：可能作出错误的判断。 合格零件可能判断为不合格零件；合格零件可能判断为不合格零件； 不合格零件可能判断为合格零件。不合格零件可能判断为合格零件。：合格零件总是判断为合格。：合格零件总是判断为合格。Todays Learning for tomorrows Challenge4)4)、“kappa”“kappa”是一个评价人之间一致性的测量值。检验是否沿对角线是一个评价人之间一致性的测量值。检验是否沿对角线 格子中的计数（接收比率一样的零件）与那些仅是偶然的期望不格子中的计数（接收比率一样的零件）与那些仅是偶然的期望不 同。同。 设：设：PoPo对角线单元
144、中观测值的总和对角线单元中观测值的总和 Pe Pe对角线单元中期望值的总和对角线单元中期望值的总和 则：则：kappakappa（PoPoPePe）/ /（1 1PePe） “kappa” “kappa”是测量而不是检验，其大小用一个渐进的标准误差构成是测量而不是检验，其大小用一个渐进的标准误差构成 的的t t统计量决定。统计量决定。5)5)、判定：三个评价人分析结果的、判定：三个评价人分析结果的“kappa”“kappa”都大于都大于0.750.75表示好的一致表示好的一致 性（性（“kappa”“kappa”最大为最大为1 1），说明该测量仪器可以继续使用；三个评），说明该测量仪器可以继续
145、使用；三个评 价人分析结果的价人分析结果的“kappa”“kappa”值，如果有一个评价人的值，如果有一个评价人的“kappa”“kappa”小于小于 0.40 0.40表示一致性差，说明该测量仪器应改进或重新评价该测量仪表示一致性差，说明该测量仪器应改进或重新评价该测量仪 器。如果不能改进量具，则不能接受，并应找到一个可以接受的替器。如果不能改进量具，则不能接受，并应找到一个可以接受的替 代测量系统。代测量系统。 Todays Learning for tomorrows ChallengeTodays Learning for tomorrows Challenge 假假设检验分析分析交叉
146、表方法交叉表方法 由于小由于小组不知道零件的基准判断不知道零件的基准判断值，他，他们开开发了交叉表了交叉表 比比较每个每个评价人之价人之间的差异。的差异。A A 与与 B B 交叉表交叉表 【 15.7 15.7 47 50 / 150 68.7 47 50 / 150 68.7 103 100 / 150 103 100 / 150 】B B总计总计.00.001.001.00A A.00 .00 计算计算 期望的计算期望的计算444415.715.76 634.334.3505050.050.01.00 1.00 计算计算 期望的计算期望的计算3 331.331.3979768.768.7
147、100100100.0100.0总计总计 计算计算 期望的计算期望的计算474747.047.0103103103.0103.0150150150.0150.0Todays Learning for tomorrows ChallengeB B 与与 C C 交叉表交叉表C C总计总计.00.001.001.00B B.00 .00 计算计算 期望的计算期望的计算424216.016.05 531.031.0474747.047.01.00 1.00 计算计算 期望的计算期望的计算9 935.035.0949468.068.0103103103.0103.0总计总计 计算计算 期望的计算期望的
148、计算515151.051.0999999.099.0150150150.0150.0A A 与与 C C 交叉表交叉表C C总计总计.00.001.001.00A A.00 .00 计算计算 期望的计算期望的计算434317.017.07 733.033.0505050.050.01.00 1.00 计算计算 期望的计算期望的计算8 834.034.0929266.066.0100100100.0100.0总计总计 计算计算 期望的计算期望的计算515151.051.0999999.099.0150150150.0150.0Todays Learning for tomorrows Chall
149、enge6)6)、设计这些表的目的是确定评价人之间意见一致的程度。为了确定评价人一、设计这些表的目的是确定评价人之间意见一致的程度。为了确定评价人一 致的水平，小组用科恩致的水平，小组用科恩kappakappa来测量两个评价人对同一目标评价值的一致程来测量两个评价人对同一目标评价值的一致程 度。度。1 1值表示完全一致。值表示完全一致。0 0表示一致程度不比偶然的要好。表示一致程度不比偶然的要好。KappaKappa只用于两个只用于两个 变量具有相同分级值和相同的分级数的情况。变量具有相同分级值和相同的分级数的情况。 Kappa Kappa是一个评价人之间一致性的测量值。检验是否沿对角线格子中
150、的计数是一个评价人之间一致性的测量值。检验是否沿对角线格子中的计数 （接收比率一样的零件）与那些仅是偶然的期望不同。（接收比率一样的零件）与那些仅是偶然的期望不同。 设：设： P0 = P0 = 对角线单元中观测值的总和对角线单元中观测值的总和 = =（44 + 9744 + 97）/ 150 = 0.94 / 150 = 0.94 Pe = Pe = 对角线单元中期望值的总和对角线单元中期望值的总和 = =（15.7 + 68.715.7 + 68.7）/ 150 = 0.563/ 150 = 0.563 则则 Kappa = Kappa =（P0PeP0Pe）/ /（1- Pe1- Pe）
151、= =（0.940.5630.940.563）/ /（10.56310.563）= 0.86= 0.86 Kappa Kappa是测量而不是检验是测量而不是检验5959。其大小用一个渐进的标准误差构成的。其大小用一个渐进的标准误差构成的t t统计量统计量 决定。一个通用的经验法则是决定。一个通用的经验法则是KappaKappa大于大于0.750.75表示好的一致性（表示好的一致性（KappaKappa最大最大 为为1 1）；小于）；小于0.40.4表示一致性差。表示一致性差。 Kappa Kappa不考虑评价人间的意见不一致性的程度，只考虑他们一致与否不考虑评价人间的意见不一致性的程度，只考虑他们一致与否6060。 小组计算了小组计算了KappaKappa值值, ,以确定每个评价人与基准判断一致的程度。以确定每个评价人与基准判断一致的程度。A AB BC CKappaKappa0.860.860.790.790.780.78Todays Learning for tomorrows Challenge练习题：练习题：请写出请写出“测量系统分析（测量系统分析（MSAMSA）程序）程序”流程图流程图165/200向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用向上版权，未经同意，禁止复制和培训使用谢谢您的参与！谢谢您的参与！MSA培训new
