单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,MSA,测量系统分析,通用测量系统指南,测量系统分析,1,通用测量系,统,统指南,1.1,引言、目的,和,和术语,测量数据的,用,用途,依据测量数,据,据调整制造,过,过程,确定两个或,多,多个变量之,间,间是否存在,某,某种显著关,系,系,测量数据的,质,质量,如果测量数,据,据与标准值,很,很接近，则,可,可以说这些,测,测量数据的,质,质量“高”,；,；,如果测量数,据,据远离标准,值,值，则可以,说,说这些测量,数,数据的质量,“,“低”；,低质量最普,通,通的原因之,一,一是数据变,差,差太大。,一组测量的,变,变差大多是,由,由于测量系,统,统和它的环,境,境之间的交,互,互作用造成,的,的（如温度,变,变化对液体,容,容积的影响,）,）。如果这,种,种交互作用,产,产生太大的,变,变差，那么,数,数据的质量,会,会很低，以,致,致这些数据,是,是无用的。,例,例如，一个,具,具有大量变,差,差的测量系,统,统，用来分,析,析一个制造,过,过程，可能,是,是不恰当的,，,，因为这一,测,测量系统的,变,变差，可能,会,会掩盖制造,过,过程中的变,差,差。,管理一个测,量,量系统的许,多,多工作是监,视,视和控制变,差,差。这就是,说,说，应着重,于,于环境对测,量,量系统的影,响,响，以获得,高,高质量的数,据,据。,如果数据的,质,质量是不可,接,接受的，则,必,必须改进，,通,通常是通过,改,改进测量系,统,统来完成，,而,而不是改进,数,数据本身。,1.1,引言、目的,和,和术语,测量过程,术语“测量,”,”定义为“,赋,赋值给具体,事,事物以表示,它,它们之间关,于,于特殊特性,的,的关系”。,赋值过程定,义,义为测量过,程,程，而赋予,的,的值定义为,测,测量值。,应将一种测,量,量过程看成,一,一个制造过,程,程，它产生,数,数字（数据,）,）作为输出,。,。,目的,本手册的目,的,的是介绍选,择,择各种方法,来,来评定测量,系,系统质量的,指,指南。尽管,这,这些指南足,以,以通用于任,何,何测量系统,，,，但它们主,要,要用于工业,界,界的测量系,统,统。,术语,量具：,任何用来获,得,得测量结果,的,的装置；经,常,常用来特指,用,用在车间装,置,置；包括用,来,来测量合格/不,合格的装置,。,。,测量系统：,用来对被测,特,特性赋值的,操,操作、程序,、,、量具、设,备,备、软件以,及,及操作人员,的,的集合；,用来获得测,量,量结果的整,个,个过程。,1.2,测量系统的,统,统计特性,理想的测量,系,系统在每次,使,使用时，应,只,只产生“正,确,确”的测量,结,结果。每次,测,测量结果应,该,该与一个标,准,准值相符。,一,一个能产生,理,理想测量结,果,果的测量系,统,统，应具有,零,零方差、零,偏,偏倚和对所,测,测的任何产,品,品错误分类,为,为零概率的,统,统计特性。,遗憾的是，,具,具有这样理,想,想的统计特,性,性的测量系,统,统几乎在存,在,在的，因此,过,过程管理者,必,必须采用具,有,有不太理想,的,的统计特,性,性的测量系,统,统。,一些特性是,所,所有测量系,统,统必须共有,的,的，它们包,括,括：,1）测,量,量系统必须,处,处于统计控,制,制中，这意,味,味着测量系,统,统中的变差,只,只能是由于,普,普通原因而,不,不是由于特,殊,殊原因造成,的,的。,2）测,量,量系统的变,异,异必须比制,造,造过程的变,异,异小；,3）变,异,异应小于公,差,差带；,4）测量,精,精度应高于,过,过程变异和,公,公差带两者,中,中精度较高,者,者，一般来,说,说，测量精,度,度是过程变,异,异和公差带,两,两者中精度,较,较高者的十,分,分之一；,5）测,量,量系统统计,特,特性可能随,被,被测项目的,改,改变而变化,。,。若真的如,此,此，则测量,系,系统最大的,（,（最坏）变,差,差应小于过,程,程变差和公,差,差带两者中,的,的较小者。,1.3,选择/制定,试,试验程序,当选择或制,定,定一个评定,方,方法时，一,般,般应考虑的,问,问题包括：,1）试验,中,中是否应使,用,用诸如那些,可,可溯源至,NIST,的标准？标,准,准经常是评,定,定一个测量,系,系统的准确,度,度所必须的,。,。,2）考虑使,用,用盲测。盲,测,测是指在实,际,际测时环境,下,下，在操作,者,者事先不知,正,正在对该测,量,量系统进行,评,评定的条件,下,下，获得的,测,测量结果。,3）试验,成,成本;,4）试验,所,所需的时间;,5）任何,其,其定义没有,被,被普遍接受,的,的术语应作,出,出可操作的,定,定义。这些,术,术语如准确,度,度、精度度,、,、重复性和,再,再现性等。,1.3,选择/制定,试,试验程序,6）是否由,这,这个测量系,统,统取得的测,量,量结果要与,另,另外一个测,量,量系统得到,的,的测量结果,对,对比？如果,对,对比，应考,虑,虑使用依赖,诸,诸如上面第,一,一步讨论的,标,标准试验方,法,法。如果不,用,用标准，仍,有,有可能确定,两,两个测量系,统,统是否可经,同,同时正常工,作,作。然而，,如,如果两个系,统,统一起工作,不,不正常，那,么,么不用标准,，,，就不可能,确,确定哪个系,统,统需要改进,；,；,7）应每隔,多,多久进行一,次,次？这个问,题,题应由单个,测,测量系统的,统,统计特性及,其,其对该设备,影,影响和使用,该,该设备进行,生,生产的顾客,来,来决定。,2,评定测量系,统,统的程序,2.1引言,本章中介绍,的,的程序广泛,用,用于整个汽,车,车工业，以,评,评价用于生,产,产环境中的,测,测量系统，,特,特别是这些,程,程序用于评,定,定下列统计,特,特性；重复,性,性、再现性,、,、偏倚、稳,定,定性及线性,。,。,测量有关的,问,问题,在评价一个,测,测量系统时,需,需要确定三,个,个基本问题,：,：,1）这种测,量,量系统有足,够,够的分辨力,吗,吗？,2）这种测,量,量系统在一,定,定时间内是,否,否在统计上,保,保持一致？,3）这些统,计,计性能在预,期,期范围内是,否,否一致，并,且,且用于过程,分,分析或控制,是,是否可接受,？,？,测量系统变,差,差的类型,测量系统误,差,差可以分成,五,五种类型：,偏,偏倚，重复,性,性，再现性,，,，稳定性以,及,及线性。,2,评定测量系,统,统的程序,2.1引言,定义,偏倚,是测量结果,的,的,观测,平均值与,基准,值的差值。,基,基准值，也,称,称为可接受,的,的基准值或,标,标准值，是,充,充当测量值,的,的一个偏倚,一,一致认可的,基,基准，一个,基,基准值可以,通,通过采用更,高,高级别的测,量,量设备（例,如,如，计量实,验,验室或全尺,寸,寸检验设备,）,）进行多次,测,测量，取其,平,平均值来确,定,定。,基准值,观测的平均,值,值,偏倚,重复性,重复性是由,一,一个评价人,，,，采用,一种测量仪,器,器,，多次测量,同一零件,的同一特性,时,时获得的测,量,量值变差。,2,评定测量系,统,统的程序,2.1引言,重复性,再现性,再现性是由,不,不同的评价,人,人，采用相,同,同的,测量仪器,，测量同,一零件,的同一特性,时,时测量平均,值,值的变差。,2,评定测量系,统,统的程序,2.1引言,操作者,B,操作者,C,操作者,A,再现性,稳定性,稳定性（或,飘,飘移），是,测,测量系统在,某,某持续时间,内,内测量同一,基,基准或零件,的,的单一特性,时,时获得的测,量,量值总变差,。,。,2,评定测量系,统,统的程序,2.1引言,稳定性,时间2,时间1,线性,线性是在量,具,具预期的工,作,作范围内，,偏,偏倚值的差,值,值。,2,评定测量系,统,统的程序,2.1引言,象每个过程,一,一样，对用,来,来描述测量,系,系统变差的,分,分布可以赋,予,予下列特性,：,：,1）位置,稳定,性,性;,偏倚;,线性。,2）宽度或,范,范围,重复性,；,；,再现性,。,。,2.2,测量系统的,分,分析,稳定性,使用控制图,来,来确定统计,稳,稳定性。控,制,制图可提供,方,方法来分离,影,影响所有测,量,量结果的原,因,因产生的变,差,差（普通原,因,因变差）和,特,特殊条件产,生,生的变差（,特,特殊原因变,差,差）。控制,图,图法可在质,量,量与统计过,程,程控制（,SPC）,一书中找到,。,。需要着重,指,指出的是，,使,使用控制图,时,时，我们不,仅,仅必须注意,落,落在控制限,以,以外的点，,还,还应注意其,他,他特殊原因,信,信号如趋势,和,和中心线附,近,近的点。这,些,些信号的出,现,现及控制限,外,外一点或多,点,点都表明“,失,失控”或不,稳,稳定状态。,研究测量系,统,统稳定性的,一,一个方法是,按,按常规画出,基,基准或基准,件,件重复读数,的,的平均值和,极,极差(,X-R,控制图)。,从,从这种分析,中,中可以确定,，,，例如，失,控,控信号是需,要,要校准测量,系,系统的标志,。,。还有可能,由,由于基准或,基,基准件变脏,而,而出现失控,信,信号。无论,哪,哪种情况，,包,包含在控制,信,信号内的信,息,息的解释取,决,决于对过程,的,的了解。,用于测量系,统,统控制图的,样,样本容量及,抽,抽样频率的,确,确定也应依,赖,赖于对测量,系,系统的了解,。,。主要考虑,的,的还是使用,过,过程中测量,系,系统所有的,外,外部条件。,例,例如,如果,确,确信使用者,在,在使用系统,之,之前提供足,够,够的预热时,间,间,则应预,热,热后才进行,抽,抽样。,2.2,测,量,量,系,系,统,统,的,的,分,分,析,析,稳,定,定,性,性,确,定,定,稳,稳,定,定,性,性,用,用,指,指,南,南,确,定,定,稳,稳,定,定,性,性,用,用,指,指,南,南,包,包,括,括,以,以,下,下,内,内,容,容,：,：,1,）,）,获,获,取,取,一,一,样,样,本,本,并,并,确,确,定,定,其,其,相,相,对,对,于,于,可,可,追,追,溯,溯,标,标,准,准,的,的,基,基,准,准,值,值,。,。,如,如,果,果,不,不,能,能,得,得,到,到,，,，,则,则,选,选,择,择,一,一,个,个,落,落,在,在,产,产,品,品,测,测,量,量,中,中,程,程,数,数,的,的,产,产,品,品,零,零,件,件,，,，,并,并,指,指,定,定,它,它,作,作,为,为,标,标,准,准,样,样,本,本,进,进,行,行,稳,稳,定,定,性,性,分,分,析,析,。,。,对,对,追,追,踪,踪,测,测,量,量,系,系,统,统,的,的,稳,稳,定,定,性,性,不,不,需,需,要,要,的,的,一,一,个,个,已,已,知,知,基,基,准,准,值,值,；,；,可,能,能,需,需,要,要,具,具,备,备,预,预,期,期,测,测,量,量,的,的,最,最,低,低,值,值,、,、,最,最,高,高,值,值,及,及,中,中,程,程,数,数,的,的,标,标,准,准,样,样,本,本,。,。,建,建,议,议,对,对,各,各,样,样,本,本,单,单,独,独,测,测,量,量,并,并,作,作,控,控,制,制,图,图,。,。,2,）,）,定,定,期,期,（,（,天,天,，,，,周,周,）,）,测,测,量,量,基,基,准,准,样,样,品,品3,至,至5,次,次,。,。,样,样,本,本,容,容,量,量,和,和,频,频,率,率,应,应,基,基,于,于,对,对,测,测,量,量,系,系,统,统,的,的,了,了,解,解,。,。,因,因,素,素,包,包,括,括,要,要,求,求,多,多,长,长,时,时,间,间,重,重,新,新,校,校,准,准,或,或,维,维,修,修,，,，,测,测,量,量,系,系,统,统,使,使,用,用,的