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2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1测量系统分析测量系统分析参考手册第三版Measurement System Analysis2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 2课程目标课程目标到本课程结束时，参加者应能：1.熟练掌握MSA常用的术语和概念;2.能独立进行常用的计量型MSA的方法;3.能独立进行常用的计数型MSA的方法;4.能掌握复杂系统的MSA的分析方法;5.具备一定的MSA独立学习提高的基础和能力.2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 3MSA第三版快速指南 Third Edition Fast Guide测量系统类型测量系统类型MSA方法方法章章基本计量型基本计量型极差、极差、均值和极差、均值和极差、方差分析方差分析（（ANOVA)、、偏倚、线性、控制图偏倚、线性、控制图三三基本计数型基本计数型信号探测、信号探测、假设试验分析假设试验分析四四不可重复（如破坏试验）不可重复（如破坏试验）控制图控制图三、四三、四复杂计量型复杂计量型极差、均值和极差、极差、均值和极差、ANOVA、偏倚、线、偏倚、线性、控制图性、控制图三、四三、四多重系统、量具或试验台多重系统、量具或试验台控制图、控制图、ANOVA分析、回归分析分析、回归分析三、四三、四连续过程连续过程控制图控制图三三其他情况其他情况替代法替代法五五其它其它White papers 可在可在http: //www. aiag .org /publications/quality /msa3.htm 2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 4课程目录课程目录第一章 通用测量系统指南第一章 第一节 引言、目的和术语 第二节 测量过程 第三节 测量战略和策划 第四节 测量资源的开发 第五节 测量问题 第六节 测量不确定度 第七节 测量问题分析第二章 测量系统评定的通用概念 第一节 引言 第二节 选择/制定试验程序 第三节 测量系统研究的准备 第四节 结果分析第三章 简单测量系统推荐的实践 第一节 试验程序实例 第二节第二节 计量型测量系统研究计量型测量系统研究 第三节第三节 计数型测量系统研究计数型测量系统研究第四章第四章 复杂测量系统实践复杂测量系统实践 第一节第一节 复杂的或非重复的测量系复杂的或非重复的测量系　　　　　　　　统的实践　　　　　　　　统的实践 第二节第二节 稳定性研究稳定性研究 第三节第三节 变异性研究变异性研究第五章第五章 其他测量概念其他测量概念 第一节第一节 量化过渡的零件内变差的量化过渡的零件内变差的　　　　　　　　影响　　　　　　　　影响 第二节第二节 均值极差－附加处理均值极差－附加处理 第三节第三节 量具性能曲线量具性能曲线 第四节第四节 通过多次读数减少变差通过多次读数减少变差 第五节第五节 GRRGRR的合并标准偏差法的合并标准偏差法2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 5第一章 通用测量系统指南第一节 引言、目的和术语Catalog一、目的一、目的二、引言二、引言三、测量数据的质量三、测量数据的质量四、术语四、术语五、术语总结五、术语总结六、标准和可溯源六、标准和可溯源2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 6 一、目的（主要关注的是每个零件能重复读数的测量系统）； 测量系统分析的目的是确定所使用的数据是否可靠?p测量系统分析还可以：n评估新的测量仪器n将两种不同的测量方法进行比较n对可能存在问题的测量方法进行评估n确定并解决测量系统误差问题第一节 引言、目的和术语第一章 通用测量系统指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 7二、引言1、测量数据的作用：Ö过程调整的依据；Ö可用来研究多个变量之间的相互关系；2、数据发挥作用的前提：Ö数据的质量。

三、测量数据的质量1、测量数据的质量取决于处于稳定条件下进行的测量系统中，多次测量的统计特性，如：可利用结果和真值之间的距离统计特性确定，Ö判断数据质量的好坏：第一章第一章 第一节目的、引言和术语第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 82、表征数据质量的最通用的统计特征是测量系统的偏倚和变差Ö偏倚指数据值相对于真值的位置；3、数据的低质量变差指数据的分布宽度通常是由测量系统内多因素交互作用产生的变差太大引起故测量系统的管理重点在监视和控制变差第一章 第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 9p四、术语p什么是测量？n赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系，赋值过程赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系，赋值过程定义为测量过程；所赋的值称为测量值；定义为测量过程；所赋的值称为测量值；p为什么我们需要测量数据？n我们使用测量数据来判断产品是否合格，制定有关过程管理的决策p我接受这件产品吗？p过程是很好，还是需要进行调整？p我们对测量数据有什么期望？n准确性：数据必须告诉我们真相！n重复性：重复测量必须产生同样的结果！n再现性：结果不应该受检验员的影响。

2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 10 什么是测量仪器？ 任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置，包括通过/不通过的装置； 什么是检验员（或者鉴定人）？n使用测量仪器进行测量的个人或装置n测量系统：是对测量单元进行量化或对被测特性进行评估其所用的仪器、量具、标准、操作方法、夹具、软件人员、环境和假设的集合；也就是说用来获得测量结果的整个过程第一章 第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 11Ö一个测量过程可以看作一个制造过程，它产生数据作为输出，这样可以利用SPC中所有概念、原理和工具五、术语总结： （省略，见第一章第五节）1、标准：接收的准则；用于比较可接收的值；参考值2、基本设备：Ö分辨力、可读性、分辨率（一个仪器测量或输出的最小刻度单位）Ö有效分辨率（通常被描述为一种测量单元）Ö基准值（某一物品可接收数的值，常用来替代真值使用第一章 第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 123、位置变差：Ö准确度Ö偏倚Ö稳定性（漂移）Ö线性4、宽度变差：Ö精密度Ö重复性Ö再现性ÖGRR或量具R&R第一章 第一节目的、引言和术语Ö测量系统能力测量系统能力Ö测量系统性能测量系统性能Ö灵敏度灵敏度Ö一致性一致性Ö均一性（重复性的同义词）均一性（重复性的同义词）5、系统变差：测量系统可具特征、系统变差：测量系统可具特征Ö能力能力Ö性能性能Ö不确定度不确定度2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 13准确度准确度(Accuracy)l准确度(Accuracy) — 测量的平均值是否与真值吻合?l真值(True Value):n理论上正确的值 n国际度量衡标准l偏倚（Bias)n测量值的均值与真值的距离n测量系统持续地偏离目标n系统错误2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 14六、标准和可溯源性1、NIST:Ö国家标准和技术研究院；Ö是美国的主要国家测量研究院NMI；Ö在美国商务部领导下提供服务；ÖNIST的前称是国际标准局NSB是美国最高水平权力机构；ÖNIST的主要责任是提供测量服务和负责测量标准，帮助美国工业进行可溯源的测量，主要是精密测量工业。

第一章 第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 152、测量研究院：Ö大多工业化国家都有自己的NMI和与NIST相近的机构，美国NIST和其他国家NMI通过多边认可协议MRAs进行实验室的对比，确保他们的测量相同；Ö但这些NMI能力不同，并不是所有测量都是定期进行对比，故存在差异；Ö所以了解不同国家的测量是否是溯源的或是怎样溯源的是很重要的3、溯源性：Ö在商品和服务的贸易中是很重要的，有溯源性的结果更易被接受，可以减少重复试验、拒收好产品接受坏产品第一章 第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 16Ö溯源性在ISO计量学基本和通用国际术语VIM中的解释是：测量的特性或标准值，此标准是规定的标准，通常是国家或国际标准，通过全部规定了不确定度的不间断的比较链相联系Ö典型的溯源性是可返回到NMI，但在工业界通常可能是返回到一致同意的基准值或供需双方认同的标准，故最终测量可溯源到满足顾客需求是很关键的，且随着技术的发展和工业中精密测量系统的使用，在哪里溯源以及怎样溯源的定义是一个不断发展的概念。

第一章 第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 17第一章 第一节目的、引言和术语国家标准应用标准工作标准生产量具波长标准 干涉比测仪 激光干涉仪 引用量具量块/比测CMM 量块夹量具 千分尺图：长度测量溯源性链的实例2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 18ÖNMI与不同的国家实验室、量具供应商、精密制造公司等紧密合作，以确保他们的参考标准正确校准，并溯源到由NMI用有的标准；上述机构可为其服务对象提供校准和测量服务，这种连接或比较最终达到工厂，通过这种不间断的测量链又连接返回到NMI的测量称为可溯源到可溯源到NISTÖ使用认可的商业/独立的实验室进行校准和测量是可以被接受的，但要求其提供认可的资格和业务范围的证明第一章 第一节目的、引言和术语2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 19第一章第一章 通用测量系统指南通用测量系统指南第二节第二节 测量过程测量过程Catalog一、测量过程模式一、测量过程模式二、测量系统的统计特性二、测量系统的统计特性三、变差源三、变差源四、测量系统变异性的影响四、测量系统变异性的影响五、对决策的影响五、对决策的影响六、对产品的影响六、对产品的影响七、对过程的影响七、对过程的影响八、新过程的接受八、新过程的接受九、过程设定九、过程设定/控制（漏斗试验）控制（漏斗试验）2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 20为了有效控制任何过程变差，需要了解：为了有效控制任何过程变差，需要了解：Ö过程应该做什么？过程应该做什么？Ö什么能导致错误？什么能导致错误？Ö过程在做什么？过程在做什么？往往要达到上述目的，应用往往要达到上述目的，应用FMEA、、Control Plan等技术，并通过对过程参数和产品特性的监测过程等技术，并通过对过程参数和产品特性的监测过程来实现。

来实现 下面介绍测量过程的原理模型：下面介绍测量过程的原理模型：第一章 第二节 测量过程2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 21输入 操 作通用过程输出需要控制的过程测量分析决定测量过程 图：测量过程模式所有过程控制管理，统计或逻辑技术均能应用所有过程控制管理，统计或逻辑技术均能应用一、测量过程模式一、测量过程模式第一章 第二节 测量过程测量值2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 22第一章 第二节 测量过程上述模型告诉我们：上述模型告诉我们： 提供好的测量设备、清楚定义操作方法和标准、提供好的测量设备、清楚定义操作方法和标准、正确使用操作测量设备、正确分析解释测量结果、正确使用操作测量设备、正确分析解释测量结果、提供培训和支持、合理地使用适当的测量系统分析提供培训和支持、合理地使用适当的测量系统分析技术都是非常重要的事情技术都是非常重要的事情2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 23第一章 第二节 测量过程二、测量系统的统计特性：1、理想的测量系统是只产生真值的结果，它应具有零方差、零偏倚和错误分类零概率的统计特性，但这种理想的测量系统几乎是不存在的；2、一个测量系统的质量经常用多次测量数据的统计特性来确定。

3、在某一用途中最重要的统计特性在另一种用途中不一定是最重要的如CMM最重要的统计特性是小的偏倚和方差，它用来分析制造过程十分有用，但用它来区分好的和坏的产品时是不能够被接受的故测量系统的其它因素会产生额外的变差来源2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 24p4、管理者有责任识别对数据的最终使用最重要的统计特性，也有责任确保用哪些统计特性作为选择一个测量系统的依据为达到以上目的，需要有关统计特性的可操作的定义，第一章 第二节 测量过程2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 25第一章 第二节 测量过程以及测量他们的可接受方法，尽管每一个测量系统可能被要求有不同的统计特性，但有一些基本特性用于定义“好的”测量系统，他们包括：Ö足够的分辨率和灵敏度：十进位或10－1法则，表明仪器的分辨率应把公差或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点；Ö测量系统应是统计受控的：即只存在普通原因的统计稳定状态，且最好由图形法评价；Ö对于产品控制，测量系统的变异性必须小于公差，依据特性的公差评价测量系统；2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 26第一章 第二节 测量过程Ö对于过程控制，测量系统的变异性应显示有效的分辨率并且小于制造过程变差，根据6ơ过程变差和/或来自MSA研究的总变差可用来评价测量系统。

Ö测量系统统计特性可能随被测项目的变化而变化，如果是这样，则测量系统最大（最坏）的变差必须小于过程变差或规范控制限三、变差源1、测量系统受随机和系统变差源影响（普通和特殊原因），为控制其变差，我们应：Ö识别潜在的变差源Ö排除（可能时）或监控这些变差源2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 27 S 标准 W 工件（如零件） I 仪器 P 人/程序 E 环境第一章 第二节 测量过程2、分析原因的工具可以是：Ö因果图Ö故障树3、测量系统的变差源的主要要素 －－测量系统的误差模型2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 28第一章 第二节 测量过程4、测量系统的变差源识别的因果图：、测量系统的变差源识别的因果图：测量系统变异性标准仪器（量具）工件（零件）环境人员稳定性几何相容性制造培训设计弹性变形弹性性质标准热膨胀系数温度人机工厂振动维护可操作定义体力经验理解清洁度充分的数据2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 29第一章 第二节 测量过程四、测量系统变异性的影响：　测量系统变差源是由普通原因和特殊原因造成，不同变差源对测量系统的影响应通过短期和长期评估；　测量系统的能力是短期时间的测量系统（随机）误差，它是由线性、一致性、R&R误差合成定量的；　测量系统的性能，如同过程性能，是所有变差源随时间的影响，这是通过确定过程是否受控、对准目标、且在预期范围内是否有可接受的变差（ R&R）来完成；　2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 30p所有变差源的累积影响通常称为测量系统误差，或有时称为误差；第一章 第二节 测量过程2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 31第一章 第二节 测量过程五、对决策的影响：1、对产品的决策是：确定产品是否可接受；2、对过程的决策是：确定过程是否受控；控制原理控制原理关注点关注点1产品控制产品控制零件是否在指定的范围内？零件是否在指定的范围内？2过程控制过程控制过程变差是否稳定并可接受？过程变差是否稳定并可接受？六、对产品决策的影响：六、对产品决策的影响：1、前提：测量过程是统计受控（所有变差由、前提：测量过程是统计受控（所有变差由R&R影响）并且是零偏倚。

影响）并且是零偏倚2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 32第一章 第二节 测量过程LSLUSL1、、Ⅰ型错误：生产者风险或误发报警（一个好的零件可能会判为坏的）；型错误：生产者风险或误发报警（一个好的零件可能会判为坏的）；或LSLUSL2、、Ⅱ型错误：消费者风险或漏发报警（一个坏的零件可能会判为好的）；型错误：消费者风险或漏发报警（一个坏的零件可能会判为好的）；或2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 33第一章 第二节 测量过程3、相对于公差，对零件作出错误决定的潜在因素只在测量系统误差与公、相对于公差，对零件作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；差交叉时存在，下面给出三个区分的区域；Ⅱ ⅡⅠⅠⅢ目标目标Ö此处：此处：Ⅰ坏零件永远被称为坏零件坏零件永远被称为坏零件Ⅱ可能作出潜在的错误决定可能作出潜在的错误决定ⅢⅢ好零件好零件永远被称为永远被称为好零件好零件Ö对于产品状况，目标是最大限度地作出正确对于产品状况，目标是最大限度地作出正确的决定，有两种选择：的决定，有两种选择：A、改进生产过程：减少过程变差，没有零件、改进生产过程：减少过程变差，没有零件生产在生产在Ⅱ区域；区域；B、改进测量系统：减少测量系统误差从而减、改进测量系统：减少测量系统误差从而减少区域的面积，所有零件都在少区域的面积，所有零件都在ⅢⅢ区，从而风区，从而风险降低。

险降低LSLUSL2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 34第一章 第二节 测量过程七、对过程决策的影响：七、对过程决策的影响：1、对于过程控制需要确定以下、对于过程控制需要确定以下要求：要求：Ö统计控制统计控制Ö对准目标对准目标Ö可接受的变异性可接受的变异性 特注：关于特注：关于Cp,应应参考附录参考附录B公式和公式和图表图表2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 352、对过程决策的影响如下：Ö把普通原因报告为特殊原因Ö把特殊原因报告为普通原因A、测量系统变异性可能影响过程的稳定性、目标及变差的决定， 以下是实际和观测过程变差之间关系：2obs=2actual+ 2msa（观测、实际、测量系统变差）B、能力指数为Cp=容差/6 ，则观测过程能力指数和实际之关系为：（Cp-2obs= （Cp）-2actual+ （Cp）-2msa（观测、实际、测量系统方差）第一章 第二节 测量过程2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 36R&R 对过程变差计算的影响观测到的过程变差实际的过程变差测量系统的变差2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 37R&R 对过程能力计算的影响70%60%50%40%30%10%2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 38过程变差剖析长期过程变差短期抽样产生的变差实际过程变差稳定性线性重复性重复性 准确度 量具变差操作员造成的变差测量误差过程变差观测值“重复性” 和 “再现性” 是测量误差的主要来源再现性再现性过程变差2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 39第一章 第三节 测量战略和策划一、引言1、在设计和采购测量仪器或系统之前的策划是关键的，策划阶段将确定过程并对如何很好地进行测量过程并能减少将来可能出现地问题和测量误差有很重要地影响；2、有些情况下，由于被测量零件包括地风险或因为测量装置地成本和复杂性，OEM顾客可能使用APQP过程和小组决定供应商地测量战略；3、并不是所有产品和过程特性都需要测量系统，而是那些特性属于详细检查这种类型。

简单地测量工具如卡尺被排除在外，但一个基本准则是看特性是否在控制计划中识别或该特性在确定产品或过程是否可接受时是否是最重要的，另外的指南是对特定尺寸赋予的公差水平2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 40第一章 第三节 测量战略和策划二、复杂性1、测量系统的类型、复杂性和目的可以推动不同水平的项目管理、战略决策、测量系统分析或其他测量选择、评价和控制的特殊考虑；2、简单的测量工具和装置（例如天平、卷尺、固定限制或计数型量具）可能不需要复杂或关键的测量系统（如标准或基准、CMM、试验台、自动测量等）要求的管理的水平、计划或分析，任何测量系统可能需要或多或少的战略策划和检查；3、作出适当水平的决策的任务将由测量过程和顾客委派的APQP小组来完成2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 41第一章 第三节 测量战略和策划三、确定测量过程的目的和如何利用测量1、在测量过程开发的早期组织横向协调小组完成这项任务很关键；2、这项工作与审核、过程控制、产品和过程开发及“测量寿命周期”的分析相关的事宜要特殊考虑。

四、测量寿命周期1、此概念表达当一个人研究和改进过程时，测量方法会随着时间改变的信心；2、完成To continue……2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 42第一章 第四节 测量资源开发1、引言Ö；To continue……2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 43第一章 第五节 测量问题Catalog一、引言一、引言二、测量系统变差的类型二、测量系统变差的类型三、定义及潜在的变差源三、定义及潜在的变差源四、测量过程变差四、测量过程变差五、位置变差五、位置变差六、宽度变差六、宽度变差七、测量系统变差七、测量系统变差八、注释八、注释2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 44第一章 第五节 测量问题一、引言 在评价一个测量系统时必须考虑三个基本问题：1、测量系统必须显示足够的灵敏性；Ö具有足够的分辨率吗，“十份制”就是典型的实例；Ö具有有效的分辨率吗？即对应用及环境变化的灵敏性；2、测量系统必须是稳定的；Ö在重复性的条件下，测量系统变差只归于普通原因；Ö测量分析者必须经常考虑到这一点对实际应用和统计的重要性。

3、统计特性（误差）在预期的范围内一致，并注意满足测量的目的（产品或过程控制）；注意：将测量误差只作为公差的一个百分数来报告的传统方法，不能适应强调战略上的和持续的过程改进的市场挑战当过程改变或改进时必须重新评价测量系统2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 45第一章 第五节 测量问题二、测量系统变差的类型1、测量系统误差类型有：Ö偏倚(Bias)Ö重复性( Repeatability )Ö再现性( Reproducibility )Ö稳定性( Stability )和Ö线性（Linearity）2、测量系统研究的目的之一是获得测量系统与其环境相互作用时，有关该系统测量变差大小和类型的信息，因为3、承认重复性和校准偏倚，并为他们确定合理的限制，远比提供极准确的并具有高重复性的量具更实际2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 46第一章 第五节 测量问题4、什么时候作MSA：Ö接收新测量设备时；Ö一种测量装置与另外一种测量装置的比较时；Ö评价一个疑似不充分量具的基础；Ö测量设备维修前与维修后的比较；Ö计算过程变差的一个必要部分，以及一个生产过程的可接受性的水平；Ö绘制量具性能曲线（GPC)的必要信息， GPC表示接受某一真值零件的概率。

2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 47第一章 第五节 测量问题三、定义及潜在的变差源：可操作的定义有助于：Ö交流Ö对实物进行具体检验和试验；Ö确定的判定准则；Ö作出决定，对或错，产品是否满足要求；1、标准Ö一个标准是根据普遍认同的意见使之作为比较的基础；是一个可接受的模型它可能是一件人工制品或总效果（各种仪器、程序等），由某一权力机构确定和建立，作为数量、重量、范围、值或质量的测量规则2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 48第一章 第五节 测量问题Ö一个简单的总效果的例子应是各种量块校准的总效果，它由一个标准量块，一个比较器，一名操作者，环境和校准程序组成2、参考标准Ö一般在给定位置可得到的最高计量质量标准，在这个位置进行的测量，都是以此标准为最终参照3、测量和试验设备（M&TE)Ö完成一次测量所必须的所有测量仪器，测量标准，基准材料以及辅助设备4、校准标准Ö在进行定期校准中作为基准的标准，用来减轻按照试验室基准标准来进行的校准工作负担。

2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 49第一章 第五节 测量问题5、传递标准Ö用于把一个独立的已知值的标准与正在校准的元件进行比较的标准6、基准Ö用于校准过程的参考标准，也被称为参考标准或校准标准7、工作标准Ö在试验室中用于进行定期测量的标准不用于校准标准，但是也许可以用作传递标准8、检查标准Ö一个非常类似设计测量过程的测量人工制品，不过它本身比被评价的测量过程更稳定注意：需要仔细考虑针对某一标准的材料选择（材料对环境、温度等的敏感度） 下面是不同标准之间的关系图：2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 50第一章 第五节 测量问题测测量量及及试试验验设设备备传递标准传递标准传递标准传递标准参考标准参考标准校准标准校准标准工作标准工作标准检查标准检查标准基准基准基准基准图：不同标准之间的联系图：不同标准之间的联系2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 51第一章 第五节 测量问题9、参考值Ö也被成为可被接受的参考值或基准值。

它是一个人工制品值或总效果值用作约定的比较基准值该参考值基于下列各值而定：A由较高级（如计量实验室或全尺寸检验设备）的测量设备得到的几个测量平均值确定；B法定值：由法律定义和强制执行；C理论值：根据科学原理计算而得；D给定值：根据某些国家或国际组织的实验工作（由可靠的理论支持）而得；E同意值：根据由科学或工程主持下的合作实验工作而得，由用户，诸如专业和贸易组织在意见完全一致情况下来定义；F协议值：由有关各方明确一致同意的值；2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 52第一章 第五节 测量问题F在所有情况下，参考值必须基于可操作的定义和可接受的测量系统的结果为此，用于决定参考值的测量系统应包括：A使用比用于正常评价的系统要高的分辨等级和较低的测量系统误差的仪器；B使用源于（美国）国家标或者和技术局（NIST)或其他NMI的标准进行校准；10真值Ö是零件的“实际”测量值，它是不可能被知道的，故参考值被用作真值的近似值（替代值）它是测量过程的目标（大家应尽可能经济的接近这个值）2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 53第一章 第五节 测量问题11分辨力Ö是仪器可以探测到并如实显示的参考值的变化量。

亦称可读性或分辨率Ö此能力的度量是看仪器的最小刻度值，如果刻度粗，则可以使用它的半刻度Ö第一准则是分辨率是产品规范和过程变差的十分之一，因为它没有包括测量系统变异的任何其他因素Ö测量系统不能识别过程分布中所有零件的独立或不同的被测特性2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 54第一章 第五节 测量问题Ö如果测量系统缺乏分辨力（灵敏度或有效分辨率），不能探测过程变差，则其用于分析过程是不可接受的，如他不能探测特殊原因的变差，则其不能用于控制Ö分辨率不足会被极差图显示出来（只有少数几个点在控制限内或大多数极差为0）；Ö为得到足够分辨率，建议可视分辨率为全过程的6标准偏差的1/10.而非公差的1/10Ö当使用稳定的，（最高等级的），并在切实可行的技术限值内的测量系统后，可以达到稳定的高能量的过程，然而，有效分辨率也许不足，并且进一步改进测量系统变得不可行了，在这种情况下，测量计划需要其它代替性的过程检测技术，只有具有一定资格的熟悉测量系统和过程的技术人员才能作出决定并用文件记录这些要求都要求获得顾客的批准，并在控制计划中文件化。

2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 55第一章 第五节 测量问题分组数量控制分析1个数据分组可以用于控制的前提是：1、与规范相比规程变差较小；2、在预期过程变差范围内的损失函数是平缓的；3、主要的变差源导致均值偏移1、不能用于估算过程参数和指数；2、只表明过程是否正生产合格或不合格的零件2－4个数据分组1、根据过程分布，可用于半计量控制技术；2、可以产生不敏感的计量控制图；1、一般不用于估算过程参数和指数，因为它只提供了粗略的估测 5个或更多的数据分组1、可用于计量控制图1、推荐使用图：过程分布的分组数量（ndc)对控制和分析活动的影响2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 56第一章 第五节 测量问题图：分辨率对过程X均值控制图的影响UCL0.1444Mean0.1397LCL0.1350UCL0.1438Mean0.1398LCL0.1359样样本本均均值值样样本本均均值值分辨率是分辨率是0.001分辨率是分辨率是0.012024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 57第一章 第五节 测量问题图：分辨率对过程极差R控制图的影响UCL0.001717Mean0.00812LCL0.0UCL0.01438Mean0.0068LCL0.0样样本本极极差差样样本本极极差差分辨率是分辨率是0.001分辨率是分辨率是0.012024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 58测量仪器分辨率（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%）p测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。

p看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力部件A部件B部件A部件BA=2.0B=2.0A=2.25B=2.00因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 59测量系统的有效分辨率（ discrimination））l要求不低于过程变差或允许偏差（ tolerance）的十分之一l零件之间的差异必须大于最小测量刻度l极差控制图可显示分辨率是否足够n看控制限内有多少个数据分级l不同数据分级(ndc)的计算为 零件的标准偏差/ 总的量具偏差* 1.41. 一般要求它大于5才可接受直尺直尺卡尺卡尺千分尺千分尺.28.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.27912024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 60分辨率不足的表现p在过程变差的SPC极差图上可看出：n当极差图中只有一、二或三种可能的极差值在控制界限内时。

n如果极差图显示有四种可能的极差值在控制界限内，且超过1/4以上的极差值为零2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 61第一章 第五节 测量问题四、测量过程变差1、MSA之前，应区分测量过程是否呈正态分布，因为MSA是建立在正态分布基础之上的2、对非正态分布，过程责任者有责任纠正这些测量系统的评价位置宽度图：测量过程变差测量过程变差的特性的特性2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 62第一章 第五节 测量问题五、位置变差1、准确度：一个表示准确的通用概念，涉及一个或多个测量结果的平均值与一个参考值之间一致的接近程度，ISO和ASTM（美国实验与材料协会）使用这个术语时包含了偏倚和重复性的概念，故MSA中偏倚仅用来描述位置误差2、偏倚accuracy ：同一个人对同一零件同一特性进行测量，其真值（基准值）和观测平均值的差值偏倚基准观测平均值2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 63第一章 第五节 测量问题造成过分偏倚的可能原因有Ö仪器需要校准Ö仪器、设备或夹紧装置的磨损Ö磨损或损坏的基准，基准出现误差Ö校准不当或调整基准的使用不当Ö仪器质量差－－设计或一致性不好Ö线性误差Ö应用错误的量具Ö不同的测量方法－－设置、安装、不同的测量方法－－设置、安装、夹紧、技术夹紧、技术Ö测量错误的特性测量错误的特性Ö（量具或零件）变形（量具或零件）变形Ö环境－－温度、湿度、振动、清环境－－温度、湿度、振动、清洁的影响洁的影响Ö违背假定，在应用常量上出错违背假定，在应用常量上出错Ö应用－－零件尺寸、位置、操作应用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误（易读者技能、疲劳、观察错误（易读性、视差）性、视差）F校准过程中使用的测量程序应尽校准过程中使用的测量程序应尽可能与正常操作的测量程序一致可能与正常操作的测量程序一致2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 64第一章 第五节 测量问题3、稳定性： 亦称漂移，是测量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变差，换句话说，稳定性是整个时间的偏倚变化。

时间时间参考值参考值2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 65第一章 第五节 测量问题 不稳定可能的原因包括Ö仪器需要校准，需要减少校准时间间隔Ö仪器、设备或夹紧装置的磨损Ö正常老化或退化Ö缺乏维护－－通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁Ö磨损或损坏的基准，基准出现误差Ö校准不当或调整基准的使用不当Ö仪器质量差－－设计或一致性不好仪器质量差－－设计或一致性不好Ö仪器设计或方法缺乏稳健性仪器设计或方法缺乏稳健性Ö不同的测量方法－－设置、安装、不同的测量方法－－设置、安装、夹紧、技术夹紧、技术Ö（量具或零件）变形（量具或零件）变形Ö环境变化－－温度、湿度、振动、环境变化－－温度、湿度、振动、清洁度清洁度Ö违背假定，在应用常量上出错违背假定，在应用常量上出错Ö应用－－零件尺寸、位置、操作者应用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误（易读性、技能、疲劳、观察错误（易读性、视差）视差）2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 66第一章 第五节 测量问题4、线性： 在测量设备预期的（测量）量程内，偏倚值的差异，可以认为偏倚对于量程大小不同所发生的变化。

Ö不可接受的线性是以不同的形式出现，故假定一种常量偏倚是不正确的偏倚偏倚偏倚偏倚值值1值值N2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 67第一章 第五节 测量问题一致的偏倚一致的偏倚观测值观测值零偏零偏倚线倚线线性－不一致的偏倚线性－不一致的偏倚一致的偏倚一致的偏倚观测值－基准值观测值－基准值线性－不一致的偏倚线性－不一致的偏倚基准值基准值基准值基准值正向偏倚正向偏倚零偏倚零偏倚 负向偏倚负向偏倚图：不同形式的线性分布示意图图：不同形式的线性分布示意图2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 68第一章 第五节 测量问题 线性误差可能的原因包括Ö仪器需要校准，需要减少校准时间间隔Ö仪器、设备或夹紧装置的磨损Ö缺乏维护－－通风、动力、液压、过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁Ö磨损或损坏的基准，基准出现误差－－最小/最大Ö校准（不包括工作范围）不当或调整基准的使用不当Ö仪器质量差－－设计或一致性不好Ö仪器设计或方法缺乏稳健性仪器设计或方法缺乏稳健性Ö应用错误的量具应用错误的量具Ö不同的测量方法－－设置、安不同的测量方法－－设置、安装、夹紧、技术装、夹紧、技术Ö（量具或零件）随零件尺寸变（量具或零件）随零件尺寸变化的变形化的变形Ö环境－－温度、湿度、振动、环境－－温度、湿度、振动、清洁度清洁度Ö违背假定，在应用常量上出错违背假定，在应用常量上出错Ö应用－－零件尺寸、位置、操应用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察错误作者技能、疲劳、观察错误（易读性、视差）（易读性、视差）2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 69第一章 第五节 测量问题六、宽度变差：1、精密度Precision：Ö描述测量范围内重复测量的预期变差，测量范围也许是大小或时间（即“一个装置在低量程同在高量程一样具有相同的精密度”，或“今天与昨天的精密度一样”）。

ÖASTM定义为包括来自不同的读数、量具、人员、实验室或条件Ö利用同一量具，重复测量相同工件同一产品特性，所得数据的变异2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 70第一章 第五节 测量问题2、重复性：Ö常称为“评价人内变异性”Ö一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变差Ö一般指仪器的变差EVÖ当测量环境是固定的，重复性可理解为是系统内部变差参考值参考值重复性重复性2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 71第一章 第五节 测量问题 重复性不好的可能原因：Ö零件（样品）内部：形状、位置、表面加工、锥度、样品一致性Ö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Ö基准内部：质量、级别、磨损Ö方法内部：在设置、技术、零件调整、夹持、夹紧、点密度的变差Ö评价人内部：技术、职位、缺乏经验、操作技能或培训、感觉、疲劳或培训、感觉、疲劳Ö环境内部：温度、湿度、振动、环境内部：温度、湿度、振动、亮度、清洁度的短期起伏变化亮度、清洁度的短期起伏变化Ö违背假定－－稳定、正确操作违背假定－－稳定、正确操作Ö仪器设计或方法缺乏稳健性，一仪器设计或方法缺乏稳健性，一致性不好致性不好Ö应用错误的量具应用错误的量具Ö（量具或零件）变形，硬度不足（量具或零件）变形，硬度不足Ö应用－－零件尺寸、位置、操作应用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察误差（易读者技能、疲劳、观察误差（易读性、视差）性、视差）2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 72第一章 第五节 测量问题3、再现性：Ö常称为“评价人之间的变异性”。

Ö定义：不同评价人采用相同测量仪器，测量同一零件同一特性时测量平均值的变差Ö自动测量系统中操作者就不是主要的变差源了，故Ö再现性被看作是系统之间的或测量条件之间的平均变差ÖASTM的定义超出上述范围，它不仅包括评价人不同，而且量具、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再现性再现性评价人评价人ABC2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 73第一章 第五节 测量问题 再现性错误的潜在原因：Ö零件（样品）之间：使用同样的仪器、操作者和方法时，当测量零件的类型为ABC时的均值差Ö仪器之间：同样的零件、操作者和环境，使用仪器ABC的均值差注意：在这种研究情况下，再现性错误常与方法和/或操作者混淆Ö 标准之间：测量过程中不同的设定标准的平均影响Ö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Ö评价人（操作者）之间：评价人评价人（操作者）之间：评价人ABC等等的训练、技术、技能和经验不同导致的的训练、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，推荐进行此研究手动测量仪器，推荐进行此研究Ö环境之间：在第环境之间：在第123等时间段内测量，等时间段内测量，由环境循环引起的均值差这是对较高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自动化系统在产品和过程资格中最常见的研究Ö违背研究中的假定违背研究中的假定Ö仪器设计或方法缺乏稳健性仪器设计或方法缺乏稳健性Ö操作者训练效果操作者训练效果Ö应用－－零件尺寸、位置、操作者技能、应用－－零件尺寸、位置、操作者技能、疲劳、观察误差（易读性、视差）疲劳、观察误差（易读性、视差）2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 74第一章 第五节 测量问题F注意：Ö重复性和再现性的定义在本手册中和ASTM采用的定义不同ÖASTM着重于多个实验室之间的评价，关注实验室与实验室之间包括不同的操作者之间、量具和环境以及实验室内部的重复性的区别Ö按ASTM标准，设备保持在原状时（一名操作者，一个量具、小段时间内）重复性会是最好的，而再现性则体现更典型2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 75第一章 第五节 测量问题4、量具R&R或GRR：Ö是结合了重复性和再现性变差的估计值。

Ö等于系统内部变差和系统之间变差的和Ö2GRR=2再现性+ 2重复性GRRACB基准值基准值2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 76第一章 第五节 测量问题5、灵敏度：Ö6、一致性：Ö7、均匀性：Ö七、测量系统变差七、测量系统变差1、能力：、能力：Ö2、性能：、性能：Ö3、不确定度：、不确定度：Ö2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 77第一章 第五节 测量问题图：偏倚和重复性的关系重复性（精密度）重复性（精密度）可接可接受受偏偏倚倚（（准准确确度度））2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 78第一章 第六节 测量不确定度Catalog一、总则一、总则二、测量的不确定度和二、测量的不确定度和MSA三、测量的溯源性三、测量的溯源性四、四、ISO表述测量中不确定度的指南表述测量中不确定度的指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 79第一章 第六节 测量不确定度1、总则Ö测量不确定度是国际上用来描述一个测量值的质量的术语。

它实质上是赋值给测量结果的范围，在给规定的置信水平内描述为预期包含有真测量结果的范围它通常被描述为一个双向量，不确定度是测量可靠性的定量表达，这个概念的一个简单表达是： 真测量值＝观测到的测量值（结果）±U 重要的是它是在测量时间上测量值可能变化多少的一个简单估计值这个估计将使应用MSA和GRR法来确定这些重要的标准误差定期充复评价与测量过程有关的不确定度以确保持续保持所预计的准确度是适宜的Ö扩展不确定度U=KUC ,其中，K表示所希望的置信度范围的正态分布的分布系数；UC表示测量过程中的合成标准误差ÖISO/IEC《测量中不确定度指南》确定了足以代表正态分布的95％的不确定度的分布系数通常认为K＝22024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 80第一章 第六节 测量不确定度2、测量的不确定度和MSAÖ测量不确定度是测量值的一个范围，由置信区间来定义，与测量结果有关并希望包括测量的真值；ÖMSA的重点是了解测量过程，确定在测量过程中的误差总量，及评估用于生产和过程控制中的测量系统的充分性，MSA促进了解和改进（减少变差）。

3、测量溯源性Ö它是一个测量特性或一个标准值，借助它能将测量通过由都具有所述的不确定的各种比较组成的不间断链与所举例的参考资料相联系，这些参考资料通常是国家标准或国际标准4、ISO《测量不确定度表述指南》为怎样评价和表达一个测量不确定度提供了指南END2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 81第一章 第七节 测量问题分析Catalog一、引言一、引言二、第一步识别问题二、第一步识别问题三、第二步确定小组三、第二步确定小组四、第三步测量系统和过程的流程图四、第三步测量系统和过程的流程图五、第四步因果图五、第四步因果图六、第五步六、第五步PDSA七、第六步可能的解决方法和对纠正的验证七、第六步可能的解决方法和对纠正的验证八、第七步使更改制度化八、第七步使更改制度化2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 82第一章 第七节 测量问题分析 一、引言1、对测量变差及其对造成总变差的贡献的了解是解决基础问题的基本步骤；2、当测量系统变差超过所有其他变量时，在使用之前应分析和解决这些问题。

二、第一步：识别问题1、清楚易懂地定义问题2、可用准确度、变差、稳定性等形式来体现3、努力将测量变差和其贡献与过程变差相分离（可立足过程，而非测量装置做出这个判断三、第二步：确定小组1、小组大小可视测量系统和问题地复杂程度而定；2、人数限制在两三个人到十人以内2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 83第一章 第七节 测量问题分析四、第三步：测量系统和过程的流程图1、小组应评审所有已有的测量系统和过程流程图，因为2、这将导致可能要对测量和测量过程的相互关系的已知和未知的信息进行讨论3、制定流程图过程就可识别是否对该小组补充成员五、第四步：因果图1、小组应复审所有已有的有关测量系统的因果图，因为2、这在某些情况下就可能解决或部分解决问题，同样这也会引起对已知和未知的信息进行讨论；3、小组成员应该用专业知识来初步识别那些对问题贡献最大的变量2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 84第一章 第七节 测量问题分析六、第五步：计划－实施－研究－措施（PDSA)1、它是一种科学的研究形式。

2、计划各种试验、收集数据、建立稳定性、作各种假设并加以证实，一直到获得适当的解决七、第六步：可能的解决方法和对纠正的验证1、将各步骤和解决方案文件化；2、可利用试验设计等方法进行初步研究以确认解决方案；3、还可以随时间的变化作额外的研究，包括环境和材料变差八、第七步：使更改制度化1、最后的解决方案在报告中文件化，然后更改过程，以便将来不重复发生；2、积累大多数以前发生过的问题在程序、标准及培训材料中，以丰富小组经验2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 85第二章第二章 测量系统评定的通用概念测量系统评定的通用概念第一节第一节 背景背景Catalog一、引言一、引言二、第二、第1阶段试验阶段试验三、第三、第2阶段试验阶段试验2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 86第二章第二章 第一节第一节 背景背景一、引言 需要对两个重要的方面进行评定：1、验证在适当的特性位置正在测量正确的变量若适用，还要验证夹紧和锁紧，另外，还要识别与测量相互依赖的任何关键的环境因素。

2、确定测量系统需要具有何种统计特性才是可接受的为了作出这样的确定，很重要的一点是要知道数据将被怎样使用2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 87二、第一阶段试验了解测量过程，以及该过程是否满足要求？1、第1阶段试验是一项评定，用以验证是否按照测量系统的设计规范，在适当的特性位置正在测量正确的变量2、可以利用从统计角度设计的实验来评价操作环境对测量系统参数的影响（如偏倚、线性、R&R）3、在该阶段中所得结果应用作测量系统维护计划的输入，并用作应该在第2阶段中使用的试验类型环境问题可能会引起位置变化或测量装置需要受控的环境4、例如：若R&R对测量系统的总变差有明显的影响，就可定期进行简单的两因子统计试验，作为第2阶段试验第二章第二章 第一节第一节 背景背景2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 88第二章第二章 第一节第一节 背景背景三、第二阶段试验研究测量过程随时间的推移是否满足要求？1、第二阶段试验提供对测量系统持续置信的主要变差源持续的监视和/或测量系统经过一定时间后降级的信号。

2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 89第二章第二章 测量系统评定的通用概念测量系统评定的通用概念第二节第二节 选择选择/制定试验程序制定试验程序Catalog一、如何选择一、如何选择/制定试验程序制定试验程序2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 90一、有很多程序可用来评价测量系统，但选择合适的程序要视具体情况而定，在某些情况下，一个方法对一个特殊的测量系统是否合适，需要预先试验，这种预先试验应是第一阶段试验中必不可少的部分第二章第二章 第二节第二节 选择选择/制定试验程序制定试验程序2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 911、选择制定评定方法时，一般应考虑：Ö试验中是否应使用溯源的标准，标准通常是评定一个测量系统准确度所必须的若不使用标准仍能评定该系统的变异性，但不大可能按合理的可信性评定该系统的准确度，如试图解决生产者的测量系统和顾客测量系统之间明显的差别就是如此。

Ö对第二阶段正进行的试验，应考虑使用盲测法在盲测基础上所进行的试验通常不受霍桑效应所干扰1924－1932西部电气公司的霍商工厂工业试验的结果，研究人员变更5个操作工的工作环境导致产量上升，但当环境条件下降时产量继续上升，这是因为工人知道他们是这项研究工作的一部分故使他们产生了更积极的工作态度的结果）第二章第二章 第二节第二节 选择选择/制定试验程序制定试验程序2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 92Ö试验成本Ö试验所需的时间Ö任何其定义没有被普遍接受的术语应作出可操作的定义，这些术语如准确度、精密度、R&R等Ö是否由这个测量系统取得的结果要与另外一个测量系统相比，如果是那么应使用第一步讨论的标准的试验方法若两个系统一起工作不正常，那么不使用标准，就不可能确定哪个系统需要改进Ö第二阶段试验应每隔多久进行一次？这个问题应由单个测量系统的统计特性及其对设施的影响和使用该设施进行生产的顾客来决定 END第二章第二章 第二节第二节 选择选择/制定试验程序制定试验程序2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 93第二章第二章 测量系统评定的通用概念测量系统评定的通用概念第三节 测量系统研究的准备Catalog一、研究之前的典型准备二、研究方式三、当制定第1、2阶段试验计划时应考虑的问题2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 94 实施研究之前应进行充分的策划和准备。

一、研究之前的典型准备：1、先计划将要使用的方法Ö例如通过使用工程决策，目视观察或量具研究来确定评价人是否在校准或者使用仪器中产生影响Ö有些测量系统的再现性影响可以忽略，如按按钮，打印出一个字2、评价人的数量：样品数量及重复读数次数应预先确定，应考虑：Ö尺寸的关键性：关键尺寸需要更多的量具和/或试验原因是量具研究评价所需的置信度；Ö零件结构：大或重的零件可规定较少样品和较多试验；3、评价人（测量人）应从日常操作该仪器的人中选取；第二章第二章 第三节第三节 测量系统研究的准备测量系统研究的准备2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 954、样品选择：取决于MSA研究的设计、测量系统的目的以及能否获得代表生产过程的样品：Ö对产品控制情况，测量结果和判断准则用于确定“相对特性规范确定合格或不合格”（如100％检验或抽样），必须选择样本（或标准），但不需要覆盖整个过程范围测量系统的评定是基于特性的公差Ö对过程控制情况，测量结果和判断准则用于确定“过程稳定性，方向和符合自然过程变差”（如SPC、过程监视、能力及过程改进），获得在整个操作范围的样本变得非常重要。

在评定用于过程控制的测量系统的充分性时（如相对过程变差的％GRR),建议对过程变差进行独立的估计（过程能力研究）Ö样品必须是选自过程并且代表过程中生产变差的范围，由于每个样品要被测量数次，必须对其编号标识；第二章第二章 第三节第三节 测量系统研究的准备测量系统研究的准备2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 965、仪器分辨力应至少允许直接读取特性的预期过程变差的十分之一；6、确保测量方法（如评价人和仪器）是测量特性的尺寸并遵守规定的测量程序二、研究方式 进行研究的方式十分重要，本手册所介绍的所有分析都假定各次读数的统计独立性为最大限度地减少误导结果的可能性应：1、测量应按照随机顺序，以确保整个研究过程中产生的任何漂移或变化将随机分布评价人不知道，但研究人应知道正在测量什么零件第二章第二章 第三节第三节 测量系统研究的准备测量系统研究的准备2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 972、在读数设备中，测量值应计量到仪器分辨率地实际限度。

Ö机械装置必须读取和记录到最小刻度单位Ö对于电子读数，测量计划必须规定共同原则已记录最准确的有意义显示数据Ö模拟装置应记录到最小刻度的一半或灵敏度和分辨率的极限对于模拟装置，如果最小刻度为0.0001，则测量结果应记录0.000053、研究工作应由了解进行可靠研究的重要性的人员进行管理和监督第二章第二章 第三节第三节 测量系统研究的准备测量系统研究的准备2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 98三、当制定第1、2阶段试验计划时应考虑的问题：1、评价人对测量过程有何影响？若有可能，使用测量装置的评价人应包括在研究中Ö评价人所用方法之间任何差异的影响将在测量系统的再现性中反应出来2、评价人对测量设备的校准是否可能时引起变差的一个显著原因？若是，评价人应在读数之前重新校准3、要求有多少样品和重复的读数？Ö所要求的数量将取决于被测特性的重要性以及测量系统变差估计中所要求的置信水平Ö对相同测量系统在第1阶段和第2阶段试验计划之间、或在第2阶段序列试验之间应保持一致的评价人数量、试验次数和零件数量在试验计划和序列试验间保持一致将增进不同试验结果之间的可比性。

第二章第二章 第三节第三节 测量系统研究的准备测量系统研究的准备2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 99第二章第二章 测量系统评定的通用概念测量系统评定的通用概念第四节第四节 结果分析结果分析Catalog一、位置误差一、位置误差二、宽度误差二、宽度误差2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 100 一个测量系统在任何附加的分析生效之前应是稳定的一、接受准则－－位置误差：通过偏倚和线性来确定1、一般地，一个测量系统地偏倚或线性误差若是与零误差差别较明显或是超出量具校准程序确立的最大允许误差，那么它是不可取的，在这种情况下，应对测量系统重新进行校准或偏差校正以尽可能地减少误差二、接受准则－－宽度误差：1、测量系统变异性是否令人满意的准则取决于被测量系统变差所掩盖掉的生产制造过程变异性的百分比或零件公差的百分比对特定的测量系统最终的接受准则取决于测量系统的环境和目的，而且应取得顾客的同意第二章第二章 第四节第四节 结果分析结果分析2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1012、对于以分析过程为目的的测量系统，通常单凭经验来确定测量系统的可接受性的规则如下：Ö误差低于10％：测量系统可接受；Ö误差在10％－30％之间：基于应用的重要性、测量装置的成本、维修的成本等方面的考虑，可能是可接受的Ö超过30％：认为是不可接受的，应作出各种努力来改进测量系统。

3、过程被测量系统区分开的区别分级数（ndc)应大于或等于5F测量系统最终可接受性不应该单纯由一组指数来决定其长期表现也应利用长期性能的图形分析得到评审第二章第二章 第四节第四节 结果分析结果分析2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 102第三章第三章 简单测量系统推荐的实践简单测量系统推荐的实践第一节第一节 试验程序举例试验程序举例Catalog一、引言一、引言2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 103一、引言：1、本章介绍的试验程序用于了解测量系统并量化，依赖于影响测量系统的变差源的差异Ö多数情况下变差的主要来源是由于仪器（量具/设备）、人（评价人）、方法（测量程序），这正适合于本章介绍的程序2、本章程序适用于当：Ö只研究两个因素，或称为测量条件（如评价人和零件）加上所研究的测量系统重复性；Ö每个零件内的变异性的影响可以忽略；Ö不存在统计上的评价人和零件之间的交互作用；Ö在研究中零件的尺寸不发生变化3、可以进行试验统计设计和/或用相关专业知识来判断这些程序是否适用于任何特定的测量系统；END第三章第三章 第一节第一节 试验程序举例试验程序举例2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 104第三章第三章 简单测量系统推荐的实践简单测量系统推荐的实践第二节第二节 计量型测量系统研究－－－计量型测量系统研究－－－ 指南指南Catalog一、引言一、引言二、确定稳定性的指南二、确定稳定性的指南三、确定偏倚的指南－独立样本法三、确定偏倚的指南－独立样本法四、确定偏倚的指南－控制图方法四、确定偏倚的指南－控制图方法五、确定线性的指南五、确定线性的指南六、确定重复性和再现性的指南六、确定重复性和再现性的指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 105一、引言： 本章包括了第一章第五节中所描述的测量系统技术实施指南，为确保正确的应用这些指南，应作详尽的回顾。

第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 106二、确定稳定性的指南：1、进行研究Ö取样本并建立可溯源的标准值如该样本不可得，选择落在产品测量中程数得生产零件，指定其为稳定性得标准样本对于追踪测量系统稳定性，不需要一个已知基准值具备预期测量值的最低值、最高值和中程数的标准样本是较理想的，建议对每个标准样本分别作测量与控制图）第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 107Ö定期（天、周）测量标准样本3－5次，应在不同时间读数以代表测量系统的实际使用情况，以便说明在一天中预热、周围环境和其他因素发生的变化Ö将数据按时间顺序画在均值极差或均值标准差图上2、结果分析－作图法Ö建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定状态3、结果分析－数据法Ö除了正态控制图分析法，对稳定性没有特别的数据分析或指数。

Ö如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的偏倚同样，测量的标准偏差可以用作测量系统重复性的近似值这可以与生产过程的标准偏差进行比较以绝地给你测量系统的充分性是否适于应用F可能需要试验设计或其他分析解决问题的技术以确定测量系统稳定性不足的主要原因第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1084、举例－稳定性 为了确定一个新的测量装置稳定性是否可以接受，工艺小组选择了在生产过程输出范围中接近中间值的一个零件，实验室测量结果是6.01小组每班测量这个零件5次，共测量4周（20个子组） 收集所有数据后均值极差图就作出来了 控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现明显的特殊原因第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 109UCL6.297Mean6.021LCL5.746UCL1.010Mean0.4779LCL0.0样样本本均均值值样样本本极极差差第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南稳定性的控制图分析稳定性的控制图分析5.75.75.85.85.95.96 66.16.16.26.26.36.32024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 110三、确定偏倚的指南－独立样本法：1、进行研究Ö取样本并建立可溯源的标准值。

如该样本不可得，选择落在产品测量中程数得生产零件，指定其为偏倚分析的标准样本在工具室测量大于等于10次，并计算均值，把其当作“基准值”具备预期测量值的最低值、最高值和中程数得标准样本是较理想的，完成此步骤后，用线性研究分析数据）第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究计量型测量系统研究指南指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 111Ö让一个评价人，以通常方法测量样本10次以上2、结果分析－作图法Ö相对与基准值将数据画出直方图并评价，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n小于等于30时的解释或分析，应当特别谨慎3、结果分析－数据法Ö计算n个读数的均值Ö计算可重复性标准偏差重复性＝[max(xi)-min(xi)]/d*2 (此处g=1,m=n)F如果GRR研究可用（且有效），重复性标准偏差计算应以研究结果为基础第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 112第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究计量型测量系统研究指南指南Ö确定偏倚的t统计量： 偏倚＝观测测量平均值－基准值（偏倚的不确定度由b给出）， t＝偏倚/ bÖ如果0落在围绕偏倚值1－α置信区间以内，偏倚在α水平是可接受的。

偏倚－[b(tv,1- α/2]≤0 ≤偏倚+[b(tv,1- α/2)] tv,1- α/2、d2*在附录C中可以查到，g=1,m=n.F所取的α水平依赖于敏感度水平，而敏感度水平被用来评价控制该（生产）过程的并且与产品/生产过程的损失函数（敏感度曲线）有关如果α水平不是用默认值0.05（95％置信度）则必须由顾客同意2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 113T分布表t分布表0.10.050.0250.010.0050.0005（单侧）0.20.10.050.020.010.001(双侧)13.07768 6.31375 12.70620 31.82052 63.65674 636.61925 21.88562 2.91999 4.30265 6.96456 9.92484 31.59905 31.63774 2.35336 3.18245 4.54070 5.84091 12.92398 41.53321 2.13185 2.77645 3.74695 4.60409 8.61030 51.47588 2.01505 2.57058 3.36493 4.03214 6.86883 61.43976 1.94318 2.44691 3.14267 3.70743 5.95882 71.41492 1.89458 2.36462 2.99795 3.49948 5.40788 2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 114T分布表81.39682 1.85955 2.30600 2.89646 3.35539 5.04131 91.38303 1.83311 2.26216 2.82144 3.24984 4.78091 101.37218 1.81246 2.22814 2.76377 3.16927 4.58689 111.36343 1.79588 2.20099 2.71808 3.10581 4.43698 121.35622 1.78229 2.17881 2.68100 3.05454 4.31779 131.35017 1.77093 2.16037 2.65031 3.01228 4.22083 141.34503 1.76131 2.14479 2.62449 2.97684 4.14045 2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1154、举例－偏倚 一个制造工程师在评价一个用来监视生产过程的新的测量系统。

分析表明没有线性问题，所以他只评价了偏倚在记录过程变差基础上从测量系统操作范围内选择一个零件，经全尺寸检验测量以确定其基准值而后由领班测量15次 偏倚研究数据表 偏倚研究直方图 偏倚研究分析表第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 116四、确定偏倚的指南－控制图方法：如果均值极差图或均值标准差图用于测量稳定性，数据也可以用来评价偏倚在评价之前，控制图分析应该指示测量系统是稳定的1、进行研究Ö取样本并建立可溯源的标准值如该样本不可得，选择落在产品测量中程数得生产零件，指定其为偏倚分析的标准样本在工具室测量大于等于10次，并计算均值，把其当作“基准值”第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1172、结果分析－作图法Ö相对与基准值将数据画出直方图并评价，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3、结果分析－数据法Ö从控制图得到过程均值Ö从过程均值减去基准值计算出偏倚 偏倚＝均值－基准值Ö用平均极差计算重复性标准偏差 重复性＝ 平均极差R /d2*第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 118第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究计量型测量系统研究指南指南Ö确定偏倚的t统计量：Ö t=偏倚/ bÖ如果0落在围绕偏倚值1－α置信区间以内，偏倚在α水平是可接受的 偏倚－[b(tv,1- α/2)]≤0 ≤偏倚+[ b(tv,1- α/2)] tv,1- α/2、d2*在附录C中可以查到，g=1,m=n.F所取的α水平依赖于敏感度水平，而敏感度水平被用来评价控制该（生产）过程的并且与产品/生产过程的损失函数（敏感度曲线）有关。

如果α水平不是用默认值0.05（95％置信度）则必须由顾客同意2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1194、举例－偏倚　参考图9，对一个基准值6.01的零件进行稳定性研究，所有样本（20个子组）的总平均值是6.021因而计算偏倚值为0.011　主管用电子表格和统计软件生成的数据分析见表4　因为0落在偏倚置信区间（－0.0800,0.1020)内，小组可以假设测量偏倚是可以接受的，同时假定实际使用不会导致附加变差源 第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 120偏倚测试数据次序读值标准值偏差15.86-0.225.76-0.335.96-0.145.96-0.1566066.160.1766086.160.196.460.4106.360.311660126.160.1136.260.2145.66-0.4156602024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 121数据计算结果n均值标准偏差均值的标准偏差测量值15 6.00670.225140.058132024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 122数据计算结果基准值=6.00 α=0.05,m=15, g=1, d2*=3.55, d2=2.326t统计量df显着的t 值(双尾)偏倚95%的偏倚置信区间低值高值测量值0.115310.82.2060.0067-0.12150.13492024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1235、偏倚研究的分析如果偏倚从统计上非0，寻找以下可能的原因：Ö标准和基准值误差，检查标准程序Ö仪器磨损，这在稳定性分析可以表现出，建议按计划维护或修整Ö仪器制造尺寸有误Ö仪器测量了错误的特性Ö仪器为得到完善的校准，评审校准程序Ö评价人设备操作不但，评审测量说明书Ö仪器修正运算不正确第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 124五、确定线性的指南1、进行研究Ö选择不少于5个覆盖量具工作量程范围的零件；Ö确认其基准值；Ö由仪器操作者随机测量（盲测）每个零件m≥10次。

2、结果分析－作图法Ö计算每次测量的偏倚及偏倚均值；Ö性图上画出单值偏倚和相关基准值的偏倚均值Ö用下面等式计算和画出最佳拟合线和置信带第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 125最佳拟合直线最佳拟合直线 ,xi=基准值，基准值，yi=偏倚平均值偏倚平均值对于给定的对于给定的x0,α水平置信带是：水平置信带是：第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 126画出“偏倚＝0”线，评审该图之处特殊原因和线性的可接受性为使线性可接受，该线必须完全在拟合线置信带以内3、结果分析－数据Ö如果作图分析显示测量系统线性可接受，如果下式成立，则测量系统对所有的基准值有相同的偏倚，对于可接受的线性，偏倚必须是0且下面的假设就成立： H0:a＝0 斜率＝0第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 127若下式成立，则下面的假设成立：若下式成立，则下面的假设成立：H0:b＝＝0 截距（偏倚）＝截距（偏倚）＝0第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1284、线性举例p一名工厂主管希望对过程采用新测量系统。

作为PPAP的一部份，需要评价测量系统的线性基于已证明的过程变差，在测量系统操作量程内选择了五个零件每个零件经过全尺寸检测测量以确定其基准值然后由领班分别测量每个零件12次研究中零件是被随机选择的2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 129第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究计量型测量系统研究指南指南 零件基准值测试次数123452.004.006.008.0010.0012.75.15.87.69.122.53.95.77.79.332.44.25.97.89.542.555.97.79.352.73.86.07.89.462.33.96.17.89.572.53.96.07.89.582.53.96.17.79.592.43.96.47.89.6102.446.37.59.2112.64.16.07.69.3122.43.86.17.79.42024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 130零件基准值123452.004.006.008.0010.0010.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616674、线性举例2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1314、线性举例2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1324、线性举例p图形分析显示特殊原因可能影响测量系统。

基准值4数据显示可能是双峰p即使不考虑基准值数据4，作图分析也清楚的显示出测量系统有线性问题R2值指出线性模型对于数据是不适合的模型即使模型可以接受，”偏倚=0”线与置信交叉而不是被包含其中p此时，主管应该开始分析和解决测量系统的问题，因为数据分析不会提供任何其它的有价值的线索然而，为确保所有书面文文件都已作标记，主管还是计算了在此斜率和截距情况下的t统计量nta=-12.043ntb=10.1582024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1334、线性举例n采用默认值α=0.05，t表自由度(gm-2)=58和0.975的比率，主管得出关键值t58,0.975=2.00172n因为ta>t58,0.975，从作图分析获得的结果由数据分析得到增强─测量系统存性问题n在此种情况下，因为有线性问题，tb与t58,0.975的关系如何无关紧要引起线性问题可能的原因也可以在前面中找到n如果测量存性问题，需要通过调整软件、硬件或两项同时进行来再校准以达到0偏倚n如果偏倚在测量范围内不能被调整到0，只要测量系统保持稳定，仍可用于产品／过程控制，但不能进行分析，直到测量系统达到稳定。

2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 134计量型数据的计量型数据的 均值均值- -极差法极差法均值均值- -极差（极差（X-RX-R）法是确定测量系统的重复性和再现性的）法是确定测量系统的重复性和再现性的数学方法，步骤如下：数学方法，步骤如下：1 选择三个测量人（A, B,C）和10个测量样品• 测量人应有代表性，代表经常从事此项测量工作的QC人员或生产线人员• 10个样品应在过程中随机抽取，可代表整个过程的变差，否则会严重影响研究结果2 校准量具3 测量，让三个测量人对10个样品的某项特性进行测试，每个样品每人测量 三次，将数据填入表中试验时遵循以下原则：• 盲测原则1：对10个样品编号，每个人测完第一轮后，由其他人对这10个样品进行随机重新再测，避免主观偏向• 盲测原则2：三个人之间都互相不知道其他人的测量结果4 计算2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 135•计算A测的所有样品的总平均值XA•同样方法计算RB, XB, RC, Xc•对每个样品由三个人所测得的9个测试值求平均值，计算这些均值的极差Rp•计算A对每个样品三次测试结果的极差，然后计算10 个样品的极差的均值RA2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 136测量系统分析测量系统分析R=(RA+RB+RC)/3XDIFF=Max{XA,XB,XC}-Min{XA,XB,XC}重复性--设备变差 EV=RK1 再现性--测验人变差 AV= (XDIFF K2)2-(EV2/nr)过程变差 PV=RP K3R&R= (EV2+AV2)总变差 TV= (R&R2+PV2)%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TVP/T=R&R/Tolerancen=样品个数r=每个人对每个样品的试验次数rK1230.88620.5908K2230.70710.5231测试人数nK323450.70710.52310.44670.4030*AV计算中，如根号下出现负值，AV取值02024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 137lEV= Equipment Variation (Repeatability)lAV= Appraiser Variation (Reproducibility)lR&R= Repeatability & ReproducibilitylPV= Part VariationlTV= Total Variation of R&R and PVlK1-Trial, K2-Operator, & K3-Part ConstantsGR&R研究中的名词研究中的名词2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 138评价人评价人试验试验#零件零件均值均值12345678910A15.32 5.44 5.48 5.20 5.24 5.52 5.37 5.34 5.44 5.40 5.3750 25.32 5.42 5.48 5.22 5.24 5.50 5.38 5.34 5.44 5.40 5.3740 35.31 5.44 5.50 5.20 5.23 5.50 5.35 5.36 5.42 5.39 5.3700 均值(x)5.317 5.433 5.487 5.207 5.237 5.507 5.367 5.347 5.433 5.397 Xa5.3730 极差 (R)0.010 0.020 0.020 0.020 0.010 0.020 0.030 0.020 0.020 0.010 Ra0.0180 B15.345.465.485.245.245.545.425.365.465.405.3940 25.345.465.465.265.245.505.425.385.445.425.3920 35.355.445.485.265.255.535.445.385.445.405.3970 均值(x)5.343 5.453 5.473 5.253 5.243 5.523 5.427 5.373 5.447 5.407 Xb5.3943 极差(R)0.010 0.020 0.020 0.020 0.010 0.040 0.020 0.020 0.020 0.020 Rb0.0200 C15.335.435.505.225.235.565.405.365.445.415.3880 25.345.425.495.225.245.545.365.345.465.425.3830 35.335.415.515.245.245.565.385.365.435.405.3860 均值(x)5.333 5.420 5.500 5.227 5.237 5.553 5.380 5.353 5.443 5.410 Xc=5.3857 极差(R)0.010 0.020 0.020 0.020 0.010 0.020 0.040 0.020 0.030 0.020 Rc=0.0210 零件平均值Xp5.330 5.443 5.480 5.230 5.240 5.515 5.397 5.360 5.440 5.402 Rp=0.2850 R=(Ra+Rb+Rc)/3　　　　　　　　　　R=0.0197 Xdiff=Max(Xa~Xc)-Min(Xa~Xc)　　　　　　　　　　Xdiff=0.0213 UCLR=R*D4　　　　　　　　　　UCLR=0.0506 LCLR=R*D3　　　　　　　　　　LCLR=0.0000 2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 139测量单位分析测量单位分析% 总变差总变差 （（TV)EV-repeatability of equipment variation重复性-设备变差试验次数K1EV to TV　20.8862 %EV=100*(EV/TV)　　EV=0.01162 　　30.5908 　　%EV=12.8%　　AV-reproducibility appraiser variation再现性-评价人变差评价人数K2AV to TV　　　　 20.7071 %AV=100*(AV/TV)　　AV=0.0110 　　30.5231 　　%AV=12.0%　　R&R-repeatability & reproducibility重复性-再现性　零件数K3R&R to TV　 20.7071 %R&R=100*(R&R/TV)　　R&R=0.01597 　　30.5231 　　　%R&R=17.5%　　PV-parts variation　零件变差　40.4467 PV to TV　　　　50.4030 %PV=100*(PV/TV)　　PV=0.08966 60.3742 　　%PV=98.5%　　TV-total variation　总变差　　80.3375 ndc=1.41(PV/R&R)=7.92 　　90.3249 结论结论经分析，结果表明，本测量系统有条件经分析，结果表明，本测量系统有条件接受。

接受　TV=0.09107 　　100.3146 2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 140链图2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 141零件评价人极差图2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 142零件评价人均值图2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 143% R&RResults<5%很好£ 10% 好10% – 30% & ndc≥5 可以接受，视被测量特性的重要程度和测量成本等因素而定> 30%测量系统需要改进Gage R&R 判断原则判断原则2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 144如果重复性大于再现性，原因可能是：p仪器需要维修p可能需要对量具进行重新设计，以获得更好的严格度p需要对量具的夹紧或固定装置进行改进p零件内变差太大2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 145如果再现性大于重复性，原因可能是：p需要更好的对评价人进行如何使用和判读该量具仪器的培训p量具校准，刻度不清晰p某种夹具帮助评价人更一致地使用量具。

2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 146短期与长期方法的比较短期与长期方法的比较短期模式短期模式用生产设备 用生产操作员快速 - 只需几个样品(~5)无反复（replicates）估计总的变差(Total Gage R&R)不能区分 AV 和EV不能指导改进的方向可用于破坏性测试长期模式长期模式用生产设备 用生产操作员较多样品 (>5)要求反复 Replicates (~3)估计总的变差 (Total Gage R&R)可以区分 AV 和EV为测量系统的改进提供指导2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 147六、确定重复性和再现性的指南1、常用方法有：Ö极差法：可以迅速提供一种测量变异的近似值，这种方法只能提供测量系统的整体概况而不能将变异分位重复性和再现性其用途是快速检查验证GRR是否发生变化Ö均值极差法：是一种可提供可对测量系统重复性和再现性两个特性作估计评价的方法与极差法不同，这种方法可以将测量系统的变差分成两个部分，而不是他们的交互作用。

ÖANOVE即方差分析法：是一种标准统计技术，可用于分析测量误差或其它测量系统研究中数据变异的来源在方差分析中，方差可以被分解成4个部分：零件、评价人、零件与评价人之间的交互作用和由于量具造成的重复误差与均值极差相比，其技术优点有：有处理任何实验装置的能力、可以更精确的估计方差、从实验数据中获得更多信息（如零件与评价人之间的交互作用影响），缺点是数据计算更复杂第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1482、进行研究：Ö收集数据（零件数可超过10，最好大于15，可以减少抽样变差和结果的风险），完成GRR数据表3、结果分析-作图法：筛选变差的特殊原因4、均值图：Ö可以确定评价人之间的一致性Ö5、极差图，Ö用于确定过程是否受控如果所有的极差都受控，则所有评价人的工作状态都是相同的Ö如果一个人不受控，说明他的方法与其他人不同Ö如果所有评价人都不受控，则测量系统对评价人的技术很敏感，需要改善6、其它图形如链图、散点图、震荡图、误差图、归一化直方图、均值－基准值图、比较图等7、数值的计算：完成GRR报告。

第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 1498、数据结果分析：可以估计变差和整个测量系统占过程变差的百分比以及其重复性、再现性和零件与零件间的变差的构成这些信息需要与作图分析的结果相比较，并作为作图法补充9、提供的测量系统或量具变差的原因：如果重复性比再现性大，原因可能是：设备需要维护、量具需要重新设计增加刚度、测量的夹紧或定位需要改进、零件内的变差过大；如果再现性比重复性大，原因可能是：评价人需要更好地接受如何使用测量仪器和度数培训、量具刻度盘校准部清晰第三章第三章 第二节第二节 计量型测量系统研究指南计量型测量系统研究指南2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 150NO-GOGOErrorOperator 2Operator 1第三章第三章 第三节第三节 计数型测量系统研究计数型测量系统研究2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 151一、引言计数型测量系统是测量系统中的一种，其测量值是一种有限的分级数，最常见的是通过/不通过量具，其它如可视标准，寄过可以形成5－7个不同的分级。

这种测量系统最大的风险来自于分区的边界，最适当的方法是用量具性能曲线GPC将处理系统变差量化二、两种风险分析方法假设检验分析、信号探测理论计数型测量系统变差源应通过人的因素及人机工程学的研究结果最小化三、可行的方法：案例：已知PPK＝0.5，特制定遏制措施，设计通止规第三章第三章 第三节第三节 计数型测量系统研究计数型测量系统研究2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 152 步骤1、随机抽取50件，以获得覆盖过程范围的零件，使用3个评价人，每位评价人对每个零件评价三次第三章第三章 第三节第三节 计数型测量系统研究计数型测量系统研究2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 153测试数据序号序号A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1C-2C-3参考参考值1111111111121111111111300000000004000000000050000000000611011010017111111101181111111111900000000001011111111111111111111111200000001001311111111111411011110011511111111111611111111112024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 154测试数据1711111111111811111111111911111111112011111111112111010101012200101011002311111111112411111111112500000000002601000000102711111111112811111111112911111111113000000100003111111111113211111111113311111111112024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 155测试数据3400100101103511111111113611011110113700000000003811111111113900000000004011111111114111111111114200000000004310111111014411111111114500000000004611111111114711111111114800000000004911111111115000000000002024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 156步骤步骤2、假设检验分析－交叉表方法、假设检验分析－交叉表方法第三章第三章 第三节第三节 计数型测量系统研究计数型测量系统研究A与B交叉表B总计0.001.00A0.00 计算 期望的计算4415.7634.35050.01.00 计算 期望的计算331.39768.7100100.0总计 计算 期望的计算4747.0103103.0150150.02024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 157 B与C交叉表C总计0.001.00B0.00 计算 期望的计算421653147471.00 计算 期望的计算9359468103103总计 计算 期望的计算5151.09999.0150150.0C与A交叉表A总计0.001.00C0.00 计算 期望的计算43177335050.01.00 计算 期望的计算8349266100100.0总计 计算 期望的计算5151.09999.0150150.02024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 158一引言对象：破坏性测量系统（如强度试验）；零件随着使用/试验而变化的系统（例如，发动机或变速器测功试验）AIAG 关于破坏性的白皮书计量计数型分析\计量计数型分析\Non-Replicable_GRR_CaseStudy.pdf第三章第三章 第四节第四节 复杂测量系统的实践复杂测量系统的实践2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 159第三章第三章 第四节第四节 复杂测量系统的实践复杂测量系统的实践非重复的测量系统示例案例－非破坏性MS示例零件不为测量过程所改变，MS是非破坏的并且用于如下零件（样本）：静态特性或一直稳定的动态特性用于非初次使用的车辆/传动系的车辆测功机；用计量数据的泄漏试验该特性的保存寿命已知，并延续超过预期的研究时期，即在预期的使用期间，被测特性不发生改变。

从单一批量材料采样的质谱分析仪案例－破坏性MS示例试验台生产线终端（发动机变速器试验台、车辆测功机）、有定性数据的泄漏试验、盐雾喷射/湿度间、重力计其它非重复的MS自动化的不允许重复的MS、破坏性焊接/电镀试验2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 160下面是本章描述的研究图机案例，即基于下面是本章描述的研究图机案例，即基于MS形式的方法：形式的方法：第三章第三章 第四节第四节 复杂测量系统的实践复杂测量系统的实践第一节第一节 复杂的或非重复的测量系统的实践复杂的或非重复的测量系统的实践稳定性研究案例S1S2S3S4S5零件不为测量过程所改变，MS是非破坏的并且用于如下零件（样本）：静态特性或一直稳定的动态特性××该特性的保存寿命已知，并延续超过预期的研究时期，即在预期的使用期间，被测特性不发生改变××破坏性测量系统××非重复的测量系统××试验台×2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 161第三章第三章 第四节第四节 复杂测量系统的实践复杂测量系统的实践第一节第一节 复杂的或非重复的测量系统的实践复杂的或非重复的测量系统的实践变异性研究案例V1V2V3V4V5V6V7V8V9零件不为测量过程所改变，MS是非破坏的并且用于如下零件（样本）：静态特性或一直稳定的动态特性×具有P不小于2仪器的上述测量系统×破坏性测量系统××非重复的测量系统××具有动态特性的MS如试验台××××××所有P不小于3仪器的上述MS×以上是基于测量系统形式的方法2024/8/29Measurement System Analysis -- third Edition 162 。