计量概述及测量设备管理

1、 1 仪器校正和管理培训讲义仪器校正和管理培训讲义 2 课程大纲课程大纲计量概述计量概述测量测量ISO9000ISO9000的要求的要求测量设备管理测量设备管理校正校正仪校管理常见的问题和缺失仪校管理常见的问题和缺失 MSAMSA 3 计量概述计量概述计量及计量学 计量：是指实现单位统一，量值准确可靠的活动。 计量学：是指关于计量的科学，包括： -测量的理论 -测量的实践 4 计量的起源 古稱“度量衡”计量起源于商品交换。 -中国古代的长度、容量及重量测量称为度量衡 -秦始皇统一度量衡法令的颁布开始了计量的法 制管理 -计量学的内容来自测量的需要，并隨测量的需 要不断发展计量概述计量概述 5

2、现代计量学的内容 -研究计量单位及其基准、标准的建立、复制、保存和 使用 -研究计量方法和计量器具的计量特性 -研究计量的不确定度 -研究计量人员的能力 -研究计量法制和管理 -研究计量和一切理论和实际问题 -基于物理常数、标准物质及材料特性等的准确测定计量概述计量概述 6 计量学的分类，就学科性质而论可分为 -通用计量学 -技术计量学 -理论计量学 -品质计量学 -法制计量学 -经济计量学计量概述计量概述 7 计量的范围 -几何 -力学 -热工 -电磁 -电子(无线电) -时间频率计量概述计量概述 -声学 -光学 -化学 -电离辐射 -振动转速 -气象 8 12 12 大大 計計 量量 No

3、 分類分類 范疇范疇 No 分類分類 范疇范疇 1几何量几何量長度長度角度角度工程參量工程參量 7聲學聲學聲壓聲壓(速強速強速率速率) 2力學力學質量質量密度密度力力功功能能流量流量 8光學光學發光強度發光強度照度照度光通量光通量輻射輻射(強度強度照度照度通量通量) 3熱工熱工溫度溫度熱熱/容量容量熱導率熱導率 9化學化學物質的量物質的量摩摩 爾爾滲透壓滲透壓阿伏加德羅常數阿伏加德羅常數 4電磁電磁電流電流 (勢勢壓壓容容)磁通磁通/導導10電離輻射電離輻射活度活度吸收劑量吸收劑量粒子通量密度粒子通量密度 5電子電子脈沖脈沖失真失真衰減衰減陰抗陰抗噪音噪音功率功率調制調制11振動轉速振動轉速振

4、動輻度振動輻度(頻率頻率)轉速轉速 6時間頻率時間頻率時間時間頻率頻率波長波長振幅振幅阻尼系數阻尼系數12氣象氣象氣溫氣溫氣壓氣壓風速風速相對相對溫度溫度 9 國國 際際 單單 位位 制制 (續續)NO量的名稱單位名稱單位符號1長度米m2質量千克(公斤)kg3時間秒s4電流安(培)A5熱力學溫度開(爾文)K6物質的量摩(爾)mol7發光強度坎(德拉)cd 10 計計 量量 之之 特特 點點 測測 量量 值值 的的 准准 確確 性性計計 量量溯溯 源源 性性准准 確確 性性統統 一一 性性法法 制制 性性 計量單位的統一計量單位的統一 法制制度的保障法制制度的保障 (社會性社會性)量值量值 的傳

5、遞的傳遞 11 统一性 -计量的本质特性 -计量是世界范围的 -国际米制公约(1875年)、国际计量局(1875) 国际法制计量组织 -在更广泛的范围内实现计量统一计量的特点计量的特点 12 准确性 -计量的核心 -计量的权威象征 -计量保证的作用和价值 无论何时、何地、何人、用何方法、器具 进行同类测量结果是可比较的计量的特点计量的特点 13 社会性 -计量涉及社会生活的各个方面、各个领域 法制性 -计量的另一个特征 -计量的社会性取决于计量的法制性 -社会性、统一性及准确性是通过立法来保 障的计量的特点计量的特点 14 计量与科学技术 -计量是所有验证的技术基础和重要手段 -三大技术革命促

6、进了计量的发展 -计量学的成就也反过来促进的科学的发展 计量与工业生产 -科学的社会化大生产要求计量的保障 -计量的科学生产的技术基础 -计量贯穿于生产的全过程计量的作用与意义计量的作用与意义 15 计量与国防 -计量对国防、特别是对尖端技术的重要性 计量与生活 -人类的一切都与计量有关的计量的作用与意义计量的作用与意义 16 准准 確確 度度 (Accuracy)實際測量值偏離真值的程度。假設一工件的實際尺寸為cm。使用2量具測量值。A team: 15.0 15.1 14.9 15.0 15.1B team:16.2 17.8 15.5 16.5 17.2基准值觀測的平均值 17 精精 密

7、密 度度(Precision) 代代 表表 量量 測測 儀儀 器器 對對 同同 一一 待待 測測 工工 件件以以 相同測量相同測量 過過 程程 作作 重重 復復 量量 測測 時時各各 測測 量量 結結 果果 的的 差異差異 程程 度度 。 您您 的的 選選 擇擇? 哪哪 組組 精精 密密 度度 高。高。 A team :10 16 13 20 19 B team :15 13 14 16 15 18 上述兩者之關系上述兩者之關系准確准確不准確不准確精密精密不精密不精密abcd 19 靈敏度 量規儀器響應的變化與影響該變化的 被測值的比值。 解析度 量規儀器可響應的最小變化量。 游標卡尺千分尺靈

8、敏度與解析度靈敏度與解析度 20 誤差誤差量測時量測時實際量測值（或量測平均值）與真值之實際量測值（或量測平均值）與真值之間的差異間的差異稱為稱為誤差誤差(測量誤差測量誤差=測量結果測量結果 -真值真值)造成誤差的原因造成誤差的原因誤誤 差差環境誤差環境誤差方法誤差方法誤差人為誤差人為誤差儀器誤差儀器誤差 21 測量不確定度測量不確定度 測量結果常有的一個參數。用以表示合理地賦予被測量結果常有的一個參數。用以表示合理地賦予被測量的值的分散性。測量的值的分散性。 不確定度愈小測量結果的質量愈高不確定度愈大測量結果的質量低。 測量不確定度的分類 -標准不確定度 -合成不確定度 -擴展不確定度 22

9、 -测量人 -测量方法 -测量工具 -测量环境 -其它影响测量的因素及其控制影响测量的因素及其控制 23 校驗校驗 一種比較的過程藉由已知的且更精確准之測量儀器對未知量測儀器進行量測以了解被測量之儀器之精准度。 校正校正 校正通過常包括兩方面的含義一即校驗二即變異的修正調整。校驗之目的在于証實是否符合乎要求變異的修正調整是指對偏移加以修正使恢復原有的規格特性。因此校正是指將儀器或設備與已知較高精確度的標准儀器進行比較以得到修正值或經由調整以達到原有精確度之過程。校驗與校正校驗與校正 24 什麼是測量什麼是測量 所謂測量是人類對自然界中的物質所謂測量是人類對自然界中的物質 或現或現象予以量的掌握

10、，經由這個量化的過程，我象予以量的掌握，經由這個量化的過程，我們才能對此物質或現象得到較準確的描述；們才能對此物質或現象得到較準確的描述；也可以說也可以說測量測量就是一系列的操作，為的是要就是一系列的操作，為的是要決定物件的特性的數值決定物件的特性的數值 25 測量的目的測量的目的 保証品質保証品質 -以測量所得之結果作為生產管制之依據掌握現狀確保產品品質的一致性 降低成本降低成本 -由測量結果得到一最佳之制造條件避免不必要的浪費降低生產成本 確保安全確保安全 -對制造過程中的參數之測量確認生產中之安全問題（如壓力過高將發生爆炸）適時做好處理以保障人員和設備之安全 26 直接推定法 -直接评定

11、法将被测量量与已知的同类量直 接比较从而得出被测量量的值 -微差法测量被测量量与已知量之间的微小 差值从而得出被测量量的值 -零位法将被测量量与已知量相比较并使两 者的差值为零的一种测量法 测量检定方法测量检定方法 27 间接推定法间接推定法 - -是通过对被测量量有已知函数关系的其它量的测量而导是通过对被测量量有已知函数关系的其它量的测量而导出被测量量值的检定方位出被测量量值的检定方位 综合检定法综合检定法 - -又又称称为整体检定法是直接用计量基准计量标准来标明和为整体检定法是直接用计量基准计量标准来标明和确认计量器具是否符合法定要求确认计量器具是否符合法定要求 分项检定法分项检定法 -

12、-又称为部件检定法它分别分析与测量影响受检计量器具又称为部件检定法它分别分析与测量影响受检计量器具不确定度的各项因素或分量然后通过计算求出合成不确不确定度的各项因素或分量然后通过计算求出合成不确定度或扩展不确定度以查明和确认计量器具是否合格定度或扩展不确定度以查明和确认计量器具是否合格 测量检定方法测量检定方法 28 外观与正常性检查外观与正常性检查 检查计量器具有否致命缺陷和和能否正常工作检查计量器具有否致命缺陷和和能否正常工作 - -计量基准计量基准 - -计量基准计量基准 - -工作计量器具工作计量器具 计量特性的检定按有关检定规程的检定方法进行计量特性的检定按有关检定规程的检定方法进行

13、 对检定结果的数据进行处理和分析例如算出平均值求出不确定度对检定结果的数据进行处理和分析例如算出平均值求出不确定度给出修正值等必要时画出误差曲线图进行分析给出修正值等必要时画出误差曲线图进行分析 检定结果的处理检定结果合格出具检定证书不合格的出具不合格检定结果的处理检定结果合格出具检定证书不合格的出具不合格通知书通知书测量检定步骤测量检定步骤 29 ISO9001:2000关于仪校的要求 7.6条款 (tbc) 组织应确定需实施的监视和测量以及所需的监视和测量装置，为产品符合确定的要求（见7.2.1）提供证据。 组织应建立过程，以确保监视和测量活动可行并以与监视和测量的要求相一致的方式实施。

14、当有必要确保结果有效的场合时，测量设备应： ISO9000关于仪样的要求关于仪样的要求 30 ISO9001:2000关于仪校的要求 7.6条款(bc) a 对照能溯源到国际或国家标准的测量标准，按照规定的时间间隔或在使用前进行校准或检定。当不存在上述标准时，应记录校准或检定的依据； b 必要时进行调整或再调整； c 得到识别，以确定其校准状态； d 防止可能使测量结果失效的调整； e 在搬运、维护和贮存期间防止损坏或失效； ISO9000关于仪样的要求关于仪样的要求 31 ISO9001:2000关于仪校的要求 7.6条款 此外，当发现设备不符合要求时，组织应对以往测量结果的有效性进行评价和

15、记录。组织应对该设备和任何受影响的产品采取适当的措施。校准和验证结果的记录应予保持（见4.2.4）。 当计算机软件用于规定要求的监视和测量时，应确认其满足预期用途的能力。确认应在初次使用前进行，并在必要时予以重新确认。 注：作为指南，参见GB/T 19022 .1和GB/19022 .2。 ISO9000关于仪关于仪校校的要求的要求 32 测量设备 1 能满足企业的各类测试需要 2 准确度能满足要求，须是被测物的3-10倍 3 配置一定量的备用仪器设备 4 分级管理 5 仪器设备的计划和购置 6 仪器设备的验收、建帐 7 仪器设备的使用、维护和维修 8 闲置和报废测量设备管理测量设备管理 33

16、 測量設備之購買測量設備之購買儀器采購時機儀器采購時機 -工作負荷或項目增加工作負荷或項目增加 -引進新技朮引進新技朮 -汰舊換新汰舊換新確認采購需求確認采購需求 -為何要采購此部儀器為何要采購此部儀器 -需要之儀器特性為何需要之儀器特性為何 采購儀器的評估采購儀器的評估 -儀器的規格儀器的規格 -范圍范圍准確度准確度精密度精密度 -預算的考量預算的考量 -保養保養維修及環境要求維修及環境要求 -售后服務售后服務選擇適當之供應商選擇適當之供應商 -是否投資教育訓練是否投資教育訓練 -價格價格 -能力能力 -售后服務售后服務 34 組裝和驗收組裝和驗收小心組裝小心組裝置于預定位置置于預定位置徹底

17、檢查操作徹底檢查操作確定校正時序確定校正時序系統功能評估與校正系統功能評估與校正環境測試環境測試儀器組裝儀器組裝儀器驗收儀器驗收 35 量規儀器編碼量規儀器編碼編碼方式編碼方式 舉例舉例說明說明位別位別QA 001QA-部門部門/單位單位001-流水號流水號單位單位+類別類別W - 41 -001W:工作用工作用 41生產部生產部C:檢驗用檢驗用 30研發部研發部Q:標准件標准件 20品保部品保部儀器類別儀器類別卡尺卡尺- 001卡尺卡尺-儀器種類儀器種類 001-流水線流水線 36 量規儀器建檔量規儀器建檔量測設備管制表的項目量測設備管制表的項目 -設備編號設備編號 -設備名稱與型號設備名稱

18、與型號 -放置地點放置地點 -校正周期校正周期 -校正種類校正種類 37 量測儀器之鑒別量測儀器之鑒別管制儀器管制儀器非管制儀器非管制儀器與品質判定及制程監控有關與品質判定及制程監控有關 與品質判定及制程監控無關與品質判定及制程監控無關數值量數值量位置位置使用狀況使用狀況保養保養維護生命周期維護生命周期校正校正只需列管只需列管儀校中心儀校中心/實驗室管理實驗室管理工務或工具單位管理工務或工具單位管理 38 -正確地使用訓練正確地使用訓練-保養點檢的實施保養點檢的實施-借用早請借用早請-延期校正的申請延期校正的申請-異常報告異常報告儀器的現場管理儀器的現場管理 39 标识和记录 -标识(状态标识

19、及使用标识) -记录 讨论需要的记录标识和记录标识和记录 40 校正和溯源 1 须校正和溯源 2 校正的目的 3 校正的渠道 4 校正的周期 5 如何降低企业的仪器校验成本 校正校正 41 国际标准 国家标准 行业标准 组织标准计量计量溯源溯源ABCD 42 儀器校正目的儀器校正目的自發性的要求自發性的要求 -因為量測儀器的誤差因為量測儀器的誤差將會隨著時間而增加將會隨著時間而增加因此須按時加以因此須按時加以校正校正以確保儀器之精度。以確保儀器之精度。外部環境的需求外部環境的需求 -為確保進料的產品品質和生產交付給顧客滿意的產品為確保進料的產品品質和生產交付給顧客滿意的產品國際交易的需求國際交

20、易的需求-為確保產品品質的一致性為確保產品品質的一致性保証買方雙方保証買方雙方共同認定的品質制度共同認定的品質制度與規范標准應運而生與規范標准應運而生如如ISO9000CEMARKUL法規的要求法規的要求-政府為確保公共安全政府為確保公共安全衛生醫療與公平交易之維系衛生醫療與公平交易之維系所訂定之度所訂定之度量衡法之要求量衡法之要求例例血壓計血壓計電表電表水表水表瓦斯表瓦斯表計費表計費表電子電子稱等。稱等。 43 儀器的校正方式儀器的校正方式外外校校免免校校內內校校游游校校 44 校正周期的確定校正周期的確定 校正是為了避免儀器偏差校正是為了避免儀器偏差而制定校正周期則是為而制定校正周期則是為

21、了使儀器或標准件能時時保持穩定。了使儀器或標准件能時時保持穩定。 因此因此校正周期乃系根據使用之目的校正周期乃系根據使用之目的程序及准確程序及准確度要求度要求以統計方法及經驗判斷所推導出最具信賴度以統計方法及經驗判斷所推導出最具信賴度的一送校間隔時間。的一送校間隔時間。 兩類校正周期的確定方式兩類校正周期的確定方式。 45 美國美國NCSL法法 由工程上的直覺來確定校正周期，即以固定期間由工程上的直覺來確定校正周期，即以固定期間作為校驗周期。作為校驗周期。 -對于新購買之儀器設備對于新購買之儀器設備是目前最通用之方法是目前最通用之方法 由數據來制定固定校正周期由數據來制定固定校正周期 -適用于

22、同一廠牌適用于同一廠牌型號或同一種類之儀器型號或同一種類之儀器 變動的校正周期變動的校正周期 -適用于單一型號之儀器適用于單一型號之儀器 以使用頻率來制定校正周期以使用頻率來制定校正周期 -適用于同一廠牌適用于同一廠牌型號或同一種類之儀器型號或同一種類之儀器 使用測試結果來制定校正周期使用測試結果來制定校正周期 -此方法亦適用于同廠牌型號之儀器。此方法亦適用于同廠牌型號之儀器。 46 校驗周期法校驗周期法 初期選擇的校驗周期初期選擇的校驗周期 -以工程上的直覺式以工程上的直覺式即以固定期間作為校即以固定期間作為校驗周期。驗周期。 校驗周期調整校驗周期調整 -自動的或階梯式的調整校驗周期自動的或

23、階梯式的調整校驗周期 -管制圖法管制圖法 -歷時法歷時法 -實際使用時數法實際使用時數法 47 如何降低企业的仪器检验成本如何降低企业的仪器检验成本 将仪器分级。 开展内仪工作。 合适的仪验周期。 委托兄弟企业进行。 不同仪校机构比价以及签定长期合作协议 48 仪校管理常见的疑问和缺失 -讨论计量管理计量管理 49 量規量規儀器管理作業常見之缺失儀器管理作業常見之缺失 (1)量規儀器超過檢驗日期尚未校正仍是現場使用而管理者未做任何處置。(2)執行內校的人員沒有經過相關的訓練。(3)查制三課量測粗坯長度使用之游標卡尺(200mm)之校正點為205080100150mm,唯其使用范圍系30180m

24、m,并無法確保使用范圍之精確度。(4)試驗設備高斯量測器用來做進貨檢驗雖列為內校且有校正記錄但未建立校正指導書。(5)已校正的量規儀器但沒有允收標准違反量規儀器管理程序。(6)標准法碼是一個標准件卻當成免校件。(7)依據允差應判“NG”但卻標示OK.(8)查核量規儀器履歷表游標卡尺(0220002/0.02150-175mm)02.3.26校正。上述記錄校正時之溫度與量規儀器校正指導書(Q-3-006,85.5.23Rev 1)規定。 校驗環境室 溫不符。(規定205 。C,但校正記錄災26.5。C) 50 (9)設備設備R-01到到R-20環境上分包商協助校正的環境上分包商協助校正的這結果可

25、被接這結果可被接受的。但是受的。但是12/28/96的校正報告即無法追溯國家或國際標准。的校正報告即無法追溯國家或國際標准。 (10)沒有客觀証據顯示先前校驗的失效時沒有客觀証據顯示先前校驗的失效時管理者對產品品質管理者對產品品質有效性之評估記錄。有效性之評估記錄。 (11)新購之量規新購之量規未適時安排校正亦未要求廠商提供校正報告未適時安排校正亦未要求廠商提供校正報告 (12)個人擁有之儀器用在品質檢驗個人擁有之儀器用在品質檢驗但未列入校正管理體系。但未列入校正管理體系。 (13)用在量測產品之卡尺精度不足用在量測產品之卡尺精度不足(規格要求規格要求150.01mm),現現場使用卡尺最小刻度

26、為場使用卡尺最小刻度為0.02mm。量規量規儀器管理作業常見之缺失儀器管理作業常見之缺失 51 (14)自制之檢測設備自制之檢測設備,未建立校正標准未建立校正標准(或因為無法外校無適當或因為無法外校無適當標准件標准件,逕行列為免校逕行列為免校),與條文要求不符與條文要求不符. (15)加了封簽之可調式旋鈕加了封簽之可調式旋鈕,已見破損已見破損,雖看似未被調整雖看似未被調整,但管但管理者未依規定執行評估及重新標示理者未依規定執行評估及重新標示. (16)被列為標准件之儀器被列為標准件之儀器,于稽核中發現被經常使用在檢測及于稽核中發現被經常使用在檢測及校正等兩項作業校正等兩項作業,與程序文件規定不

27、符與程序文件規定不符. (17)游標卡尺之校正點為游標卡尺之校正點為30.60.90.120.150mm,但使用范圍在但使用范圍在1520mm間間.量規儀器管理作業常見之缺失 52 (18)某電子秤使用范圍某電子秤使用范圍010kg,校正結果發現校正結果發現,8kg以以上已超出允差范圍上已超出允差范圍,雖可挪用在雖可挪用在8kg以下之量測以下之量測,但校正但校正報告未注明適用范圍報告未注明適用范圍.儀器外部亦僅標示合格儀器外部亦僅標示合格,未加以未加以注明限用范圍注明限用范圍.(19)校正計划未將所有須執行校正之儀器一一列入校正計划未將所有須執行校正之儀器一一列入.(20)校正周期或校正允差校

28、正周期或校正允差,制訂不合格制訂不合格.制訂內容制訂內容(方式方式)不合理不合理,例如校正允差要求大于產品規格允差例如校正允差要求大于產品規格允差.量規量規儀器管理作業常見之缺失儀器管理作業常見之缺失 53 误差及能力分析误差及能力分析 54 测量系统分析的目的测量系统分析的目的 测量系统分析的目的是确定所使用的数据是否可靠 测量系统分析还可以： 评估新的测量仪器 将两种不同的测量方法进行比较 对可能存在问题的测量方法进行评估 确定并解决测量系统误差问题 55 数据的质量 数据的质量取决于从处于稳定条件下进行操作的测量系统中，多次测量的统计特性，如：假设使用某一在稳定条件下操作的测量系统对某一

29、特定特性值进行了几次测量，如果这些测量值均与该特性的参考值（master value）“接近”），那么，数据的质量被称为“高”；同样，如果部份或所有的测量值与参考值相差“很远”，则数据的质量很“低” 56 描述测量数据质量的统计特性描述测量数据质量的统计特性 通常用来描述测量数据质量的统计特性是某测量系统的偏倚（Bias）和变差（variance）。 被称为偏倚的统计特性指的是数据值相对于参考（基准）值的位置。 被称为变差的特性指的是数据的分布宽度。 57 低质量数据的原因和影响 低质量数据的普遍原因之一是变差太大 一组数据中的变差多是由于测量系统及其环境的相互作用造成的。 如果相互作用产生的

30、变差过大，那么数据的质量会太低，从而造成测量数据无法利用。如：具有较大变差的测量系统可能不适合用于分析制造过程，因为测量系统的变差可能掩盖制造过程的变差。 58 有关测量数据的常见问题有关测量数据的常见问题什么是测量？ 将一个未知量与一个已知的或已经接受的参照值进行的比较为什么我们需要测量数据？ 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。 我接受这件产品吗？ 过程是很好，还是需要进行调整？我们对测量数据有什么期望？ 准确性：数据必须告诉我们真相！ 重复性：重复测量必须产生同样的结果！ 再现性：结果不应该受检验员的影响。什么是测量仪器？ 用来进行测量的任何仪器。什么是检验员（或

31、者鉴定人）？ 使用测量仪器进行测量的个人或装置 59 有关测量数据的常见问题有关测量数据的常见问题 测量系统：不仅指量具。 测量系统包括：人（及其培训）、过程（测量程序）、设备（量具或测量工具）、系统的控制点、及所有这些因素的相互作用。 测量总偏差： 总的观察偏差=过程偏差+测量系统偏差 测量是一个能影响所观察值的中心值和偏差的过程。 60 有关测量数据的常见问题有关测量数据的常见问题 Gage R&R分析是用来分析测量系统的方法，目的是确定测量某种东西时出现的波动（误差）的大小和类型。 将“测量系统”看作是会给测量数据带来额外误差的子过程，其目的就是使用误差尽可能小的测量过程。 任何

32、观测数据的误差，都是部件的实际误差和测量系统误差的总和。 61 过程变差剖析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 62 测量仪器分辨率测量仪器分辨率（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%）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。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

33、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。 63 测量系统的有效分辨率（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 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.25.279.2794.28.

34、282.2822.28.282.2819.28.279.2791 64 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): 理论上正确的值 国际度量衡标准l偏倚（Bias) 测量值的均值与真值的距离 测量系统持续地偏离目标 系统错误 65 BIAS 测量结果的平均值与参考测量结果的平均值与参考值的差异值的差异. 参考值（reference-value）是一个预先认定的参考标准. 该标准可用更高一级测量系统测量的平均值来确定(例如：高一级计量室)观测平均值参考值偏倚偏倚BIAS 66 X1=0.75mmX6=0.8mmX2=

35、0.75mmX7=0.75mmX3=0.8mmX8=0.75mmX4=0.8mmX9=0.75mmX5=0.65mmX10=0.7mm同一操作者对同一工件测量10次如果参考标准是 0.80mm. 过程变差为0.70mm = 0.75Bias = 0.75-0.8= -0.05% Bias=1000.05/0.70=7.1%表明表明 7.1% 的过程变差是偏倚的过程变差是偏倚 BIASXX10偏倚偏倚BIAS 实例实例: 67 准确度的问题可以通过校准来探测.偏倚也可以与过程的容差相比较判断准确度的简单标准为. 小于过程变差或容差的 1%, 可认为是精确的. 小于过程变差或容差的 1% 则需要研

36、究和调整测量系统, 或者临时用补偿值来修正以后的测量值偏倚的研究还可以通过作图的方式来进行, 即作出直方图, 然后根据经验判断是否可以接受.偏倚的研究还可以通过计算置信区间来判断是否可以接受测量平均值测量平均值 参考值参考值x (100)容差宽度容差宽度 68 偏倚偏倚研究的分析研究的分析 如果偏倚在统计上不等于0，检查是否存在以下原因： 基准件或参考值有误检查确定标准件的程序 仪器磨损维修 仪器所测量的特性有误 仪器没有经过适当的校准对校准程序进行评审 评价者使用仪器的方法不正确对测量指导书进行评审 69 偏倚的偏倚的调整调整 如果偏倚不等于零，应采用硬体修正法和软体修正法对量具进行重新校准

37、以达到零偏倚；如果偏倚不能调整为零，通过变更程序（每个读值根据偏倚进行修正）还可继续使用该测量系统。由于存在评价误差这一高度风险，因此这种方法只能在取得顾客同意后方可使用。 70 线线 性性 在量具正常工作量程内的偏倚变化量 多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系 是测量系统的系统误差构成 71 线性的探测可以在校准时进行 线性的好坏可以通过作图来显示 线性的研究也可以通过数据分析来进行, 即用最小二乘法来计算最佳的拟合直线, 再用假设检验来验证其线性是否可以接受. 72 线性误差的原因线性误差的原因 造成线性误差的可能原因如下： 仪器需要校准，缩短校准周期 仪器、设备或夹具的磨损 维护保养

38、不好空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁 基准的磨损或损坏，基准的误差最小/最大 73 l在一段时间内，测量结果的分布无论是均值还是标准偏差都保持不变和可预测的l通过较长时间内，用被监视的量具对相同的标准或 标准件的同一特性进行测量的总变异来监视l可用时间走势图进行分析稳定性（稳定性（Stability）时间-1时间-2时间稳定性量值 74 稳定性的判定稳定性的判定 确定参考值 长期抽样：例如每班5件抽20个班 做出稳定性的均值极差控制图 如测量过程处于稳定状态，没有明显的特殊原因结果发生，则判定稳定性合格。 75 造成不稳定的可能因素（一）造成不稳定的可能因素（一） 仪器需要校准，缩短

39、校准周期 仪器、设备或夹具的磨损 正常的老化或损坏 维护保养不好：空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁 基准的磨损或损坏，基准的误差 不适当的校准或使用基准设定 76 造成不稳定的可能因素（二）造成不稳定的可能因素（二） 仪器质量不好设计或符合性 仪器缺少稳健的设计或方法 不同的测量方法作业准备、载入、夹紧、技巧 变形（量具或零件） 环境变化温度、湿度、振动、清洁 错误的假设，应用的常数不对 应用零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观测误差（易读性、视差） 77 精确性精确性（重复性和再现性）（重复性和再现性） 精确性描述了测量系统的偏差 可重复性偏差由量具本身造成；（测量系统内部变差）

40、可再现性偏差由测量者的技巧造成；（测量系统之间或条件之间的变差）测量系统=重复性+再现性 78 l测量系统内在的变异性l基于重复测量的数据，用分组后组内的标准偏差来估算 l小于测量系统的总变差G 重复性重复性指同指同一一 人使用同一测量工具对同一对象人使用同一测量工具对同一对象（产品）的同一特性进行多次测量中产生的变差，用（产品）的同一特性进行多次测量中产生的变差，用于估计短期的变差于估计短期的变差Master Value精确度：重复性精确度：重复性 79 造成重复性的可能原因造成重复性的可能原因 零件内部（抽样样本）：形状、位置、表面光度、锥度、样本的一致性 仪器内部：维修、磨损、设备或夹具

41、的失效、质量或保养不好 标准内部：质量、等级、磨损 方法内部：作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变差 评价人内部：技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳 80 造成重复性的可能原因（续）造成重复性的可能原因（续） 环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的小幅度波动 错误的假设稳定，适当的操作 缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好 量具误用 失真（量具或零件）、缺乏坚固性 应用零件数量、位置、观测误差（易读性、视差） 81 精确度：再现性精确度：再现性l测量系统中操作员产生的变异l基于不同操作者的测量数据，按操作员分组，通过组平均值的差来估。 l应扣除量具的因素（组内变差）l比测量

42、系统总变差小Inspector AMaster ValueInspector BInspector CInspector AInspector BInspector C再现性再现性指不同的人在对同种特性进行测量时指不同的人在对同种特性进行测量时产生的变差产生的变差 82 造成再现性误差的潜在原因造成再现性误差的潜在原因 零件之间（抽样样本）：使用相同的仪器、操作者和方法测量A、B、C零件类型时的平均差异 仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器测量的平均值差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和/或操作者的误差。 标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平均影响。 8

43、3 造成再现性误差的潜在原因（续）造成再现性误差的潜在原因（续） 方法之间：由于改变测量点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造成的平均值差异。 评价人（操作者）之间：评价人A、B、C之间由于培训、技巧、技能和经验所造成的平均值差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用手动测量仪器时使用这种研究方法。 84 造成再现性误差的潜在原因（续）造成再现性误差的潜在原因（续） 环境之间：在经过1、2、3等时段所进行的测量，由于环境周期所造成的平均值差异。这种研究常用在使用高度自动化测量系统对产品和过程的鉴定。 研究中的假设有误 缺乏稳健的仪器设计或方法。 操作者培训的有效性。 应用零件数量、位置、观

44、测误差（易读性、视差） 85 测量系统分析的准备工作测量系统分析的准备工作 确定要测量的对象 确定评价人的人数，抽样零件的数量 重复测量的次数 评价人的选择 样件的选择 仪器有足够的分辨率 确定测量程度 86 平均范围 = = (2+1+1+2+1)/5 = 7/5 = 1.4量具误差 = 5.15 * /d =5.15 / 1.19 * = 4.33 * = 4.33 * 1.4 = 6.1% Gage R&R = 量具误差Gage Error / 允差Tolerance = 6.1 / 20 * 100 % = 30.5%快速快速GR&R（极差法极差法/短期模式）短期模式）

45、d常数表常数表允差Tolerance = 20= 最大值-最小值RRRRR 87 短期模式练习短期模式练习Average range = R = ( + + + + )/_ = _ / _Gage Error = 5.15 / d * R = 5.15 /_ * R = _ * R = _ * _ = _% Gage R&R = Gage Error / Tolerance = _ / _ * 100 %) = _%Spec range = 185 - 215 88 计量型数据的计量型数据的 均值均值- -极差法极差法均值-极差（X-R）法是确定测量系统的重复性和再现性的数学方法，步骤

46、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个样品进行随机的重新编号后再测，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 89 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

47、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 90 测量系统分析测量系统分析R=(RA+RB+RC)/3XDIFF=MaxXA,XB,XC-MinXA,XB,XC重复性-设备变差 EV=RK1 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=

48、每个人对每个样品的试验次数rK1234.563.05K2233.652.70测试人数nK3789101.821.741.671.62K1=5.15/d*2*AV计算中，如根号下出现负值，AV取值0 91 lEV= Equipment Variation (Repeatability)lAV= Appraiser Variation (Reproducibility)lR&R= Repeatability & ReproducibilitylPV= Part VariationlTV= Total Variation of R&R and PVlK1-Trial, K2-

49、Operator, & K3-Part ConstantsGR&R研究中的名词研究中的名词 92 GR&R sheetR&R = (EV)2 + (AV)2P/T = 100 x (R&R) / Tolerance% R&R = 100 x(R&R)/TVLong Method 0.1019.1318.91测试人ABC样品号第1次第2次第3次极差第1次第2次第3次极差第1次第2次第3次极差样品均值15.325.325.320.005.345.345.360.025.305.345.300.045.3325.445.405.440.045.

50、465.465.480.025.465.405.420.065.4435.485.485.500.025.505.465.480.045.505.505.500.005.4945.205.225.200.025.245.265.260.025.225.225.240.025.2355.245.245.240.005.245.245.260.025.285.245.240.045.2565.525.505.500.025.545.525.560.045.585.545.560.045.5475.385.385.380.005.405.425.440.045.405.365.380.045.398

51、5.345.345.360.025.365.385.380.025.365.345.360.025.3695.445.445.420.025.465.445.440.025.445.465.420.045.44105.405.405.400.005.405.425.400.025.405.425.400.025.40平均值平均值5.385.375.385.395.395.415.395.385.38RpAverage XA5.37RA0.01Average XB5.40RB0.03Average XC5.39RC0.030.307R=0.02UCLR = (R) X (D4)# trial D

52、4 X diff.=0.02UCLR2 =0.07823.27UCLR3 =0.06232.58Total Tolerance0.5重复性-Equipment Variation(EV)EV = R X K1# trialK124.56EV =0.07333.05% EV =14.47再现性-Appraiser Variation(AV)AV= (Xdiff. x K2) 2 - (EV)2 / (n x r)OperatorK2n = 样品个数23.65AV =0.06r= 测试次数32.7% AV =12.17过程变差-Process Variation(PV)PV=Rp X K3#Par

53、tsK3PV=0.49771.8281.7491.67101.62总变差-Total Variation(TV)TV= (R&R2+PV2)TV=0.506卡尺的R&R研究 Excel 运算 93 StdDev Study Var %Study Var %ToleranceSource (SD) (5.15*SD) (%SV) (SV/Toler) Total Gage R&R 1.85E-02 0.095449 18.87 19.09 Repeatability 1.42E-02 0.073006 14.44 14.60 Reproducibility 1.19E-02 0.061486 12.16 12.30 Part-to-Part 9.64E-02 0.496646 98.20 99.33 Total Variation 9.82E-02 0.505735 100.00 101.15 Number of distinct categories = 7Minitab 计算计算GR&RXbar-R 均值极差法注：使用同组数据Discrim98.218.9=pms*.227.3 94 Gage