测量系统分析教材4

1、Measurement System Analysis测量系统分析Third Edition本手册的的目的是为评定定测量系系统的质质量提供供指南。主要关注注:是对每一一个零件件能重复复读数的的测量系系统。测量系统统分析方方法,需要顾客客批准。(更复杂的的,不常见的的情况,本手册未未讨论。)第一章MSA的基本术术语和概概念一、测量量数据的的用途：测量就就是为了了获得数数据，并并依据测测量数据据调整制制造过程程。确定两两个或更更多变量量之间是是否存在在重要关关系。统计质质量管理理都是以以数据为为基础的的。应用以数数据为基基础的方方法的收收益，在在很大程程度上决决定于所所用数据的质质量。如如果测量量

2、数据的的质量高高，这一一方法的的收益可可能很高，如果果测量数数据的质质量低，则这一一方法的的收益可可能很低低。为确确保应用测测量数据据所得到到的收益益大于获获得它们们所花的的费用，就必须须把注意力力集中在在数据的的质量上上。二、测量量数据的的质量测量数据据的质量量由在稳稳定条件件下运行行的某一一测量系系统得到到的多次次测量结结果的统统计特性性确定。如果测测量数据据与标准准值很接接近，则则可以说说这些测测量数据据的质量“高”；如果测测量数据据远离标标准值，则可以以说这些些测量数数据的质量“低低”；低质量量数据最最普通的的原因之之一是数据变差差太大。表征数数据质量量的最通通用的统统计特性性是测量量

3、系统获获得的数数据的偏倚和方方差，所谓偏偏倚的特特性，是是指数据据相对于于基准值值的位置置，而所所谓方差差的特性性，是指指数据的的分布宽宽度。最理想想的数据据是零偏倚和和零方差差。低质量的的数据最最通常的的原因之之一是数数据变差差太大。一组测测量的变变差大多多是由于于测量系系统和它它的环境境之间的的交互作作用造成成的。如如果交互互作用产产生太大大的变差差，那么么数据的的质量可可能会很很低以至至于数据据没有用用。管理一一个测量量系统的的许多工工作是监监视和控控制测量量变差，这就是是说，应应着重研研究掌握握环境对对测量系系统的影影响，以以使测量量系统产产生可接接受的数数据。 三、MSA的目的确信测

4、测量系统统处于统统计控制制中处于于受控状状态；确信测测量系统统尽可能能产生理理想的测测量结果果；可靠评评定接受受新测量量设备的的准则；评价怀怀疑有缺缺陷的量量具的根根据；维修前前后测量量设备的的比较。即：介绍绍选择各各种方法法来评定定测量系系统的质质量，分分析测量量系统在在工作时时产生的的变差是是否可以以被接受受。四、MSA的相关术术语介绍绍测量：给具体体事物赋赋值以表表示它们们之间关关于特定定特性上上的（大大小、多多少）关关系。赋值过程程为测量量过程；赋值结果果为数据据；测量过程程可以看看作为一一个数据据制造过过程。把测量过过程看作作为一个个数据制制造过程程很有用用，可以以用SPC的方法对对

5、测量系系统进行行控制。事物（产产品）操作人员员操作程序序量具软件设备赋值数据（测测量结果果）量具：任何用用来获得得测量结结果的装装置，经经常用来来特指用用在车间间的装置置，包括括计数型型量具，如通止止规。测量系统统：用来对对被测特特性定量量测量或或定性评评价的仪仪器或量量具、标标准、操操作、方方法、夹夹具、软软件、人人员、环环境和假假设的集集合。通常研研究对象象是“控制计划划”当中涉及及的测量量系统。分辨率、分辨力力、可读读性：最小的读读数单位位、刻度度值。量具的的固有特特性。1：10的经验法法则。千分尺尺：0.005、游标卡卡尺：0.02有效分辨辨率：测量系统统对过程程变差的的灵敏度度。有用

6、测测量输出出信号的的最小单单位。真值：测量过程程的目标标是零件件“真值值”，但但它永远远也不可可能知道道是肯定定的，然然而，通通过使用用一个基基于被很很好的规规定了特特性操作作定义的的“基准准”值，使用较较高级别别分辨率率的测量量系统的的结果，且可溯溯源到NIST，可以使使不确定定度减小小。它是是测量过过程的目目标（大大家应尽尽可能经经济的接接近这个个值）。基准值：人为规规定的可可以接受受的值。替代真真值。能够获获得。准确度：与基准准值或真真值接近近的程度度。精确度：-每个重复复读书直直接的接接近程度度。比如，CP规定用0.02的游标卡卡尺测量量SC：50.08的产品长长度，为为获得基基准值来

7、来代替真真值，特特用0.001的量具来来多次重重复测量量某一产产品的该该特性，将其测测量平均均值作为为基准值值。准确度和和精密度度：精密、准确精密、不准确不精密、准确不精密、不准确位置变差差：准确度度偏倚稳定性性线性系统变差差：能力性能不确定定度宽度变差差：重复性性再现性性GRR精密度度偏倚：是测量量结果的的观测平平均值与与基准值值的差值值。基准准值，也也称为可可接受的的基准值值或标准准值，是是充当测测量值的的偏倚一一致认可可的基准准，一个个基准值值可以通通过采用用更高级级别的测测量设备备（例如如：计量量实验室室或全尺尺寸检验验设备）进行多多次测量量，取其其平均值值来确定定。偏倚基准值观测平均

8、均值线性：线性是在在量具预预期的工工作范围围内，偏偏倚值的的差值。无偏倚有偏倚基准值观测的平平均值稳定性：稳定性性（漂移移），是是测量系系统在某某个持续续时间内内测量同同一基准准或零件件的单一一特性时时获得的的测量值值总变差差。一个稳稳定的测测量过程程是关于于位置的的统计受受控。稳定性时间2时间1重复性：重复性性是由一一个评价价人，采采用同一一种测量量仪器，多次测测量同一一零件的的同一特特性时获获得的测测量值变变差。常指设设备变差差。系统内内变差。重复性再现性：再现性性是由不不同评价价人，采采用相同同测量仪仪器，测测量同一一零件的的同一特特性时测测量平均均值的变变差。常指评评价人变变差。系统间

9、间变差（条件变变差）。再现性操作者A操作者B操作者CGRR或量具的的R&R：量具的的重复性性和再现现性：测测量系统统重复性性和再现现性的合合成评估估。能力：短期内内读取数数据的变变异性。性能：长期读读取数据据的变异异性。基基于总变变差。不确定度度：关于测测量值的的数值的的估计范范围，相相信真值值在此范范围内。第二章测测量系系统的基基本要求求一个理理想的测测量系统统在每次次使用时时，应只只产生“正确”的测量量结果。每次测测量结果果总应该该与一个个标准相相一致。一个能能产生理理想测量量结果的的测量系系统，应应具有零零方差、零偏倚倚和所测测的任何何产品错错误分类类为零概概率的统统计特性性。当然，具有

10、这这样理想想统计特特性的测测量系统统几乎不不存在，因此过过程管理理者必须须采用具具有不太太理想统统计特性性的测量量系统。一个测测量系统统的质量量由其多多次测量量数据的的统计特特性来确确定。所谓“好的”测量系统统，应包包括：足够的的分辨率率和灵敏敏度。为为了测量量的目的的，相对对于过程程变差或或规范控控制限，测量的的增量应应该很小小。通常常所知的的是十进进位或10：1法则，表表明仪器器的分辨辨率应把把公差（过程变变差）分分为十份份或更多多。这个个规则是是选择量量具期望望的实际际最低起起点。测量系系统应该该是统计计受控的的。这意意味着在在可重复复条件下下，测量量系统的的变差只只能是由由于普通通原因

11、而而不是特特殊原因因造成的的。这可可称为统统计稳定定性且最最好用图图形法来来评价，如控制制图，直直方图。对于产产品控制制，测量量系统的的变异性性与公差差相比必必须小。依据特特性公差差评价测测量系统统。对于过过程控制制，测量量系统的的变异性性应该显显示有效效的分辨辨率并且且与制造造过程变变差相比比要小。根据6过程变差差和/或来自MSA研究的总总变差来来评价测测量系统统。测量系统统的统计计特性可可能会随随被测项项目的变变化而改改变。如如果是这样。则则测量系系统最大大的（最最坏的）变差应应小于过过程变差差和规范范控制限两者者中的较较小者。与所有过过程相似似，测量量系统受受随机和和系统变变差源影影响。

12、这这些变差源由普普通原因因和特殊殊原因造造成。为了控制制测量系系统变差差识别潜潜在的变变差源；排除（可能时时）或监监控这些些总变差差源。测量系统统的六个个基本要要素S.W.I.P.E，这可视为为全部测测量系统统的误差差模型。要求理理解影响这这六个方方面的因因素，由由此可以以控制或或排除这些些因素。S标准W工件（如如零件）I仪器M/P人/程序E环境LSLUSL一个“好好的”零零件有时时会被判判为“坏坏的”（型错误，生产者者风险或或误发警警报）。或USLLSL一个“坏坏的”零零件可能能会判为为“好的的”（型错误，消费者者风险或或漏发警警报）。或相对于公公差，对对零件作作出错误误决定的的潜在因因素只

13、在在测量系系统误差差与公差差交叉时时存在，如图给给出的三三个区分分的区域域；：坏零件件总是称称为“坏坏的”；：可能作出出潜在的的错误决决定；：好零件总总是称为为“好的的”；LSLUSL目标对于产品品控制，目标值值是最大大限度地地做出正正确决定定，有两两种选择择：改进生生产过程程：减少少过程的的变差，没有零零件产生生在区域；改进测测量系统统：减少少测量系系统误差差，从而而减少区域的面面积，因因此生产产的所有有零件将将在区域，这这样就可可最小限限度地降降低做出出错误决决定的风风险。上述讨论论假定测测量过程程是统计计受控并并且是对对准目标标（规格格界限）。测量系统统的变异异性可能能影响过过程的稳稳定

14、性、目标以以及变差差的决定定。实际和观观测的过过程变差差之间的的基本关关系是：2obs=2actual+ 2msa其中：2obs=观测过程程方差2actual=实际过程程方差2msa=测量系统统方差在评价一一个测量量系统时时，必须须考虑三三个基本本问题：1）测量系系统必须须显示足足够的灵灵敏性。首先仪仪器（和和标准）具有足足够的分分辨力吗吗？分辨辨力是在在设计时时确定的的，并在在选择一一个测量量系统时时作为基基本出发发点。“十份制制”就是是典型的的应用示示例，它它规定了了仪器的的分辨力力应能将将公差（或过程程变差）分成十十份或更更多份。其次测测量系统统具有有有效的分分辨率吗吗？与分分辨率有有关

15、，确确定测量量系统是是否对探探测产品品或过程程变差在在一定的的应用及及环境下下的变化化具有灵灵敏性。2）测量系系统必须须是稳定定的。在重复复性条件件下，测测量系统统变差只只归因于于普通原原因而不不是特殊殊原因。测量分分析者必必须经常常考虑到到这一点点对实际际应用和和统计的的重要性性。3）统计特特性（误误差）在在预期的的范围内内一致，并足以以满足测测量的目目的（产产品控制制或过程程控制）。当过程改改变或改改进时，必须重重新评价价一个测测量系统统，以确确定其是是否达到到预期的的目的。位置误差差接受准准则位置误误差通常常是通过过分析偏偏倚和线线性来确确定的。一般地地，一个个测量系系统的偏偏倚或线线性

16、的误误差若是是与零误误差差别别较明显显或是超超出量具具校准程程序确立立的最大大允许误误差，那那么它是是不可接接受的。应对该该测量系系统重新新进行校校准或偏偏差校正正以尽可可能地减减少该误误差。宽度误差差接受准准则测量系系统变异异性是否否令人满满意的准准则取决决于被测测测量系系统变差差所掩盖盖的生产产制造过过程变异异性的百百分比或或零件公公差的百百分比。对于以以分析过过程为目目的的测测量系统统，通常常单凭经经验来确确定测量量系统的的可接受受的准则则如下：误差低于于10通通常认为为测量系系统是可可接受的的；误差在10-30之间，基于应应用的重重要性、测量装装置的成成本、维维修成本本等方面面的考虑虑

17、，可能能是可接接受的；误差超过过30认认为是不不可接受受的，应应该做出出各种努努力来改改进测量量系统。第三章测测量系系统变差差的类型型测量系系统变差差（误差差）可以以分为五五种类型型：偏倚、重重复性、再现性性、稳定定性和线线性。测量系系统研究究的目的的之一是是获得测测量系统统与其环环境相互互作用时时，有关关该系统统测量变变差大小小和类型型的信息息。偏倚的定定义：偏倚是是对同样样的零件件的同样样特性，真值（基准值值）和观观测到的的测量平平均值的的差值。偏倚是是测量系系统的系系统误差差的测量量，它影影响各种种已知的的或未知知的变差差源的综综合影响响组成的的总误差差。它引起起总误差差的原因因是在重重

18、复采用用同样的的测量过过程进行行测量时时，总是是趋向于于使所有有的测量量结果发发生持续续的及可可预测的的偏移。基准值观测平均均值偏倚偏倚的评评价：选择测测量系统统，明确确量具，人员，产品和和被测特特性；选定具具体1个产品及及特性，想办法法获得基基准值，如用分分辨率高高10倍以上的的量具进进行重复复测量，取平均均值；让一个个评价人人，以通通常方式式对该产产品该特特性测量量10次以上；对测量量数据做做直方图图，判断断测量过过程有无无特殊原原因，若若有，应应予以排排除。偏倚观测平平均值基准值值可以根根据顾客客要求的的方法对对偏倚的的可接受受性进行行评价。下面是其其中的一一种评价价方法：1、取一个个样

19、本，并建立立相对于于可溯源源标准的的基准值值。如果果得不到到，样本本可以选选择一个个落在生生产测量量中程数数的生产产零件。基准值值可以在在实验室室条件下下，将样样本放置置24小时，进进行稳定定处理，然后利利用标准准量具（其分辨辨力应是是样本容容差的10倍）进行行连续至至少10次的测量量，取其其平均值值作为基基准值。2、让一个个评价人人，以通通常的方方法测量量样本10次以上。3、结果分分析作作图法：相对于于基准值值将数据据画出直直方图，用专业业知识确确定是否否存在特特殊原因因或出现现异常。如果没没有，继继续分析析。4、计算n个读数的的偏倚的的均值：5、计算可可重复性性标准偏偏差：6、计算均均值的

20、标标准差：7、求显著著水平0.05时的偏倚倚置信区区间，如如果0落在围绕绕偏倚值值1-置信区间间以内，则偏倚倚可以接接受。置信区间间的计算算公式：t分布的双双侧分位位数查查常常数表可可得。本例当n15时，0.05，置信区间间：0.00672.1450.058=(-0.118,0.131)由于0落在(-0.118,0.131)区间内（95的置信信度）如果显著著水平不是默认认值0.05，则必须须得到顾顾客的同同意。第三章测测量系系统变差差的类型型举例：一一个制造造工程师师在评价价一个用用来监视视生产过过程的新新的测量量系统。测量装装置分析析表明没没有线性性问题，所以工工程师只只评价了了测量系系统偏

21、倚倚。在已已记录过过程变差差基础上上从测量量系统操操作范围围内选择择一个零零件，这这个零件件经全尺尺寸检验验测量以以确定其其基准值值为6.0。而后这这个零件件由领班班测量15次。第三章测测量系系统变差差的类型型序号测量值偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156066.10.176086.10.196.40.4106.30.31160126.10.1136.20.2145.6-0.41560第三章测测量系系统变差差的类型型根据上表表可以画画出直方方图如下下，从图图中可以以看出，分布比比较均衡和对对称，表表明没有有特殊原原因或出出现异常常情况。012345.65.7

22、5.85.96.06.16.26.36.4n均值标准偏差均值的标准偏差测量值156.00670.225140.05813根据计算算公式，可以得得出下表表的计算算结果：基准值=6.00 =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因为0落在偏倚倚置信区区间(-0.1185,0.1319)内，因此此工程师师可以判判定偏倚倚是可以以接受的的。第三章测测量系系统变差差的类型型造成过分分偏倚的的可能原原因是：仪器需需要校准准；仪器、设备或或夹

23、紧装装置的磨磨损；磨损或或损坏的的基准，基准出出现误差差；校准不不当或调调整基准准的使用用不当；仪器质质量差设计计或一致致性不好好；线性误误差；应用错错误的量量具；不同的的测量方方法设置、安装、夹紧、技术；测量错错误的特特性；（量具具或零件件）变形形；环境温度度、湿度度、振动动、清洁洁的影响响；违背假假定条件件，在应应用常量量上出错错；应用零件件尺寸、位置、操作者者技能、疲劳、观察错错误（易易读性、视差）第三章测测量系系统变差差的类型型稳定性（或漂移移）是测测量系统统在某一一阶段时时间内，测量同同一基准准或零件的的单一特特性时获获得的测测量总变变差。换换句话说说，稳定定性是偏偏倚随时时间的变化

24、化。时间参考值偏倚2偏倚1偏倚2偏倚3第三章测测量系系统变差差的类型型稳定性评评价：一一个过程程的稳定定性可以以用控制制图进行行评价。1、首先，明确要要研究的的测量系系统，明明确量具具，人员员，产品品和被测测特性；2、由测量量人员对对同一样样品同一一特性定定期进行行多次测测量，一一般每天天或每周周五次。记录测测量结果果。3、将测量量数据按按照时间间顺序记记录在控控制图上上，如均均值极极差图。4、结果分分析作作图法：建立控控制限并并用标准准控制图图分析评评价失控控或不稳稳定状态态。5、如果测测量过程程是稳定定的，说说明这段段时间测测量系统统稳定。第三章测测量系系统变差差的类型型举例：稳稳定性为了

25、确定定一个新新的测量量装置稳稳定性是是否可以以接受，工艺小小组在生生产工艺艺中程数数（落在在公差内内的零件件）附近近选择了了一个零零件，这这个零件件被送到到测量试试验室，确定基基准值为为6.01。小组每每班测量量这个零零件5次，共测测量4周（20个子组） 。收收集所有有数据后后均值极极差图就就作出来来了。（见附图图）控制图图分析显显示，测测量过程程是稳定定的，因因为没有有出现明明显可见见的特殊殊原因影影响。UCL6.2976.021LCL5.746UCL1.0100.4779LCL0.0样本均值值样本极差差第三章测测量系系统变差差的类型型稳定性的的均值极差图图稳定性的的控制图图分析第三章测测量

26、系系统变差差的类型型稳定性误误差可能能的原因因包括：仪器需需要校准准，需要要减少校校准时间间间隔；仪器、设备或或夹紧装装置的磨磨损；缺乏维维护通通风、动动力、液液压、过过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁磨损或或损坏的的基准，基准出出现误差差；校准不不当或调调整基准准的使用用不当；仪器质质量差设计或或一致性性不好；仪器设设计或方方法缺乏乏稳健性性；应用错错误的量量具；不同的的测量方方法设置、安装、夹紧、技术；（量具具或零件件）随零零件尺寸寸变化的的变形；环境温度度、湿度度、振动动、清洁洁的影响响；违背假假定条件件，在应应用常量量上出错错；应用零件件尺寸、位置、操作者者技能、疲劳、观察错错误（易易读性、视差

27、）线性：在在设备的的预期操操作（测测量）范范围内偏偏倚的不不同被称称为线性性。线性性可被认认为是关关于偏倚倚大小的的变化。偏倚1偏倚2值1值N第三章测测量系系统变差差的类型型偏倚较少少偏倚较大大观测的平平均值（范围较较低部分分）第三章测测量系系统变差差的类型型基准值观测的平平均值（范围较较高部分分）第三章测测量系系统变差差的类型型线性评价价：首先确确定测量量系统、明确量量具，人人员、多多个产品品和被测测特性；选择数数个零件件，由于于过程变变差，这这些零件件测量值值应覆盖盖被研究究量具的的操作范范围。如如对0-25mm的千分尺尺，可选选择（4、7、9、16、20）mm的零件；在工具具室用全全尺寸

28、检检验测量量每个零零件以确确定其基基准值，注意零零件与工工具室环环境温度度的平衡衡；在与使使用环境境相同的的环境下下，由通通常使用用该量具具的操作作者中的的一人对对每个零零件测量量m10次，注意意测量时时，应随随机地选选择零件件，即盲盲测。研研究人员员记录结结果；计算每每次测量量的零件件偏倚及及零件偏偏倚均值值；在线性性图上画画出单值值偏倚和和相关基基准值的的散点；对这些些散点进进行一元元线性回回归，得得到回归归方程以以及相关关系数r；y=ax+b；要求是是斜率a越小越好好。第三章测测量系系统变差差的类型型X123456Y0.0140.0130.0150.0160.0150.017第三章测测量

29、系系统变差差的类型型线性可能能的原因因是：仪器需需要校准准，需要要减少校校准时间间间隔；仪器、设备或或夹紧装装置的磨磨损；正常老老化或退退化；缺乏维维护通通风、动动力、液液压、过过滤器、腐蚀、锈蚀、清洁磨损或或损坏的的基准，基准出出现误差差；校准不不当或调调整基准准的使用用不当；仪器质质量差设计计或一致致性不好好；仪器设设计或方方法缺乏乏稳健性性；不同的的测量方方法设置、安装、夹紧、技术；（量具具或零件件）变形形；环境温度度、湿度度、振动动、清洁洁的影响响；违背假假定条件件，在应应用常量量上出错错；应用零件件尺寸、位置、操作者者技能、疲劳、观察错错误（易易读性、视差）第三章测测量系系统变差差的

30、类型型重复性：是由一个个评价人人，采用用同一种种测量仪仪器，多多次测量量同一零零件的同同一特性性时获得得的测量量变差。它是设备备本身固固有的变变差或性性能仪器的的变差，是从规规定的测测量条件件下连续续试验得得到的普普通原因因变差。重复性第三章测测量系系统变差差的类型型重复性不不好的可可能原因因包括：零件（样品）内部：形状、位置、表面加加工、锥锥度、样样品不一一致；仪器内内部：修修理、磨磨损、设设备或夹夹紧装置置故障，质量差差或维护护不当；基准内内部：质质量、级级别、磨磨损；方法内内部：在在设置、技术、零位调调整、夹夹持、夹夹紧、点点密度的的变差；评价人人内部：技术、职位、缺乏经经验、操操作技能

31、能或培训训、感觉觉、疲劳劳；环境内内部：温温度、湿湿度、振振动、亮亮度、清清洁度的的短期起起伏变化化；仪器设设计或方方法缺乏乏稳健性性，一致致性不好好；应用错错误的量量具；（量具具或零件件）随尺尺寸变化化的变形形，硬度度不足；应用零件件尺寸、位置、操作者者技能、疲劳、观察错错误（易易读性、视差）再现性：传统上上把再现现性看作作“评价价人之间间的变异异性”。再现性是是由不同同评价人人采用相相同测量量仪器，测量同同一零件件同一特特性时测测量平均均值的变变差。再现性评价人A第三章测测量系系统变差差的类型型评价人C评价人B第三章测测量系系统变差差的类型型再现性错错误的潜潜在可能能原因包包括：零件（样品

32、）之间：使用同同样的仪仪器、同同样的操操作者和和方法时时，当测测量零件件的类型型为A、B、C时的均值值差；仪器之之间：同同样的零零件、操操作者和和环境，使用仪仪器A、B、C等的均值值差；基准之之间：测测量过程程中不同同的设定定标准的的平均影影响；方法之之间：改改变点密密度，手手动与自自动系统统相比，零点调调整，夹夹持或夹夹紧方法法等导致致的均值值差；评价人人之间：评价人人A、B、C等的训练练、技术术、技能能和经验验不同导导致的均均值差对对于产品品及过程程资格以以及一台台手动测测量仪器器，推荐荐进行此此研究；环境之之间：在在第1、2、3等时间段段内测量量，由环环境循环环引起的的均值差差；仪器设设

33、计或方方法缺乏乏稳健性性；操作者者训练效效果；（量具具或零件件）随尺尺寸变化化的变形形，硬度度不足；违背假假定条件件稳稳定、正正确操作作；应用零件件尺寸、位置、操作者者技能、疲劳、观察错错误（易易读性、视差）第三章测测量系系统变差差的类型型量具R&R是重复性性和再现现性合成成变差的的一个估估计。换句话说说，GRR等于系统统内部和和系统之之间的方方差的总总和。第三章测测量系系统变差差的类型型确定重复复性和再再现性的的指南：可以使使用多种种不同的的技术进进行计量量型量具具的重复复性和再再现性研研究，如如极差法法、均值值极差法法、ANOVA（方差分分析）法法等；上述分分析方法法在分析析中忽略略了零件

34、件内变差差：如锥锥度、圆圆度、平平面度等等；分析方方法的假假设前提提是测量量系统是是统计稳稳定的；有些过过程中，测量系系统没有有评价人人，如所所有零件件被同一一台设备备处理、固定和和测量，则再现现性为0，只需进进行重复复性研究究；而当当测量系系统使用用多台夹夹具时，再现性性就是夹夹具间的的变差；以下重重点介绍绍均值极极差法；1、明确要要研究的的对象，明确测测量系统统中的人人、产品品、特性性、量具具等基本本信息；2、获取若若干个零零件，零零件数n一般大于于5，应代表表过程变变差范围围，特性性值不能能过于集集中。对对这些零零件进行行编号，如1号、2号8号等；3、选择2-3名评价人人，应从从日常操操

35、作该量量具的人人员中选选择，如如该特性性的检验验员、操操作工等等；4、由这些些评价人人对零件件进行循循环测量量并记录录测量结结果，必必须采用用盲测的的方式。第三章测测量系系统变差差的类型型5、如果校校准是正正常测量量系统程程序的一一部分，应先校校准量具具。让评评价人A随机测量量这n个零件，将测量量结果记记在“量量具重复复性和再再现性数数据收集集表”中中；6、对“量具重复复性和再再现性数数据收集集表”中的数数据进行行处理，计算出出相关的的数据；7、对“量具重复复性和再再现性数数据收集集表”中的数数据进行行处理，画均值值极差图图；8、画零件件评价人人平均值值控制图图控制限限内部区区域表示示的是测测

36、量灵敏敏度；因为研研究中使使用的零零件代表表过程变变差，大大约一半半或更多多的均值值应落在在控制限限外；如果显显示出这这种图形形，那么么测量系系统应该该能够充充分探测测零件-零件之间间的变差差，并且且测量系系统能够够提供对对过程分分析和过过程控制制有用的的信息；如果低低于50点落在在控制限限外，则则测量系系统缺乏乏足够的的分辨率率或样本本不能代代表期望望的过程程变差。第三章测测量系系统变差差的类型型9画重复性性极差控控制图：用于确确定过程程是否受受控。重复性性极差控控制图的的控制限限按照以以下公式式计算：如果所所有的极极差都受受控，则则所有的的评价人人的工作作状态是是相同的的。如果有有一个评评

37、价人极极差不受受控，说说明他的的方法与与其他人人不同；如果所所有评价价人都不不受控，则测量量系统对对评价人人的技术术很敏感感，需要要改善以以获得有有用的数数据；注意：极差是是无序数数据，即即使图中中各点用用线连接接起来，也不能能用普通通的控制制图进行行分析。10、如果可可能，可可以用链链图、散散点图、震荡图图、误差差图、归归一化直直方图、均值基准值图图、比较较图等进进行进一一步的分分析。第三章测测量系系统变差差的类型型11、数值的的计算在“量具重复复性和再再现性数数据收集集表”中得到到的计算算结果转转记到“量具重复复性和再再现性报报告”中。按“量具重复复性和再再现性报报告”进行计计算，并并得出

38、结结果。计算各各变差占占总变差差的百分分比各因素素所占的的百分比比之和将将不等于于100。GRR低于10通通常认为为测量系系统是可可接受的的；GRR在10-30之间，基于应应用的重重要性、测量装装置的成成本、维维修成本本等方面面的考虑虑，可能能是可接接受的；GRR超过30认认为是不不可接受受的，应应该做出出各种努努力来改改进测量量系统。EV=100(EV/TV)%AV=100(AV/TV)%GRR=100(GRR/TV)%PV=100(PV/TV)第三章测测量系系统变差差的类型型12、数据结结果的分分析确定由由测量系系统可靠靠地辨别别的分级级数ndc。这个分分级数就就是覆盖盖预期的的产品变变差

39、所用用不重叠叠的97置信区区间的数数量。ndc1.41(PV/GRR)ndc应取整数数，且应应该大于于等于5。作为确确定有效效分辨率率的一种种方法。第四章测测量系系统变差差的类型型讨论及案案例：1、在什么情情况下应应开展偏偏倚、线线性、稳稳定性、重复性性和再现现性变差差研究？2、练习GRR的分析过过程，见见案例。第四章测测量系系统变差差评估的的准备工工作当选择或或制定一一个评定定方法时时，一般般应考虑虑的问题题包括：试验中中是否应应使用诸诸如那些些可溯源源到NIST的标准？如果是是，什么么等级的的标准是是合适的的？对于第第二阶段段进行的的试验，应考虑虑使用盲盲测法；试验成成本；试验所所需的时时

40、间；第二阶阶段试验验每隔多多久进行行一次？实施测量量系统研研究之前前的典型型准备如如下：先计划划将要使使用的方方法；确定评评价人的的数量、样品数数量及重重复读数数次数，在此选选择中应应考虑的的因素如如下：尺寸的关关键性关键键尺寸需需要更多多的零件件和/或试验，原因是是量具研研究所需需的置信信度；零件结构构大大或重的的零件可可规定较较少样品品和较多多试验。由于其其目的是是评价整整个测量量系统，评价人人的选择择应从日日常操作作该仪器器的人中中挑选；第四章测测量系系统变差差评估的的准备工工作实施测量量系统研研究之前前的典型型准备如如下：样品的的选择取取决于MSA研究的设设计、测测量系统统的目的的以及

41、能能否获得得代表生生产过程程的样品品。对于产品品控制情情况，测测量结果果和判定定准则用用于确定定“相对对特性规规范确定定合格或或不合格格”（如如100检验或或抽样），必须须选择样样本（或或标准），但不不需要覆覆盖整个个过程范范围。测测量系统统的评定定是基于于特性的的公差。对于过程程控制情情况，测测量结果果和判定定准则用用于确定定“过程程稳定性性、方向向和符合合自然过过程变差差”（如如SPC、过程监监视），因此，样本应应代表整整个过程程范围。样本可以以通过每每天取一一个样本本，持续续若干天天的方式式进行选选取。由于每一一个零件件将被测测量若干干次，必必须对每每一个零零件编号号以便识识别。第四章测

42、测量系系统变差差评估的的准备工工作实施测量量系统研研究之前前的典型型准备如如下：仪器的的分辨力力应允许许至少直直接读取取特性的的预期过过程变差差的十分分之一。如特性性的变差差为0.001，仪器应应能读取取0.0001的变化。确保测测量方法法（如评评价人和和仪器）正在测测量特性性的尺寸寸并遵守守规定的的测量程程序。进行研究究的方式式十分重重要，本本手册介介绍的所所有分析析都假定定各次读读数的统计计独立性性数数据之间间没有相相互关系系，因此此：测量应应按照随随机顺序序，以确确保整个个研究过过程中产产生的任任何漂移移或变化化将随机机分布。评价人人不应知知道哪个个被编号号的零件件正在被被检查，以避免免

43、可能的的认识偏偏倚，但但是进行行研究的的人应知知道正在在检查哪哪个零件件，并相相应记下下数据。在设备备读数中中，测量量值应记记录到仪仪器分辨辨率的实实际限度度：机械械装置必必须读取取和记录录到最小小的刻度度单位；对于电电子读数数，测量量计划必必须为纪纪录所显显示的最最右边有有效数位位建立一一个通用用的原则则；模拟拟装置应应记录到到最小刻刻度的一一半或灵灵敏度和和分辨力力的极限限，如最最小刻度度为0.001，则测量量结果应应记录到到0.0005。第五章计计数型型量具研研究一、计数数型测量量系统研研究（风风险分析析法）计数型测测量系统统属于测测量系统统中的一一类，其其测量值值是一种种有限的的分级数数。与结结果是连连续的计计量型测测量系统统不同。最常见见的是通通过/不通过量量具，只只可能有有两个结结果。风险分析析法的前前提条件件：由于风险险分析法法不能量量化测量量系统变变异性，只有当当顾客同同意的