计量概述及测量设备管理

仪器校正和管理培训讲义课程大纲计量概述测量ISO9000的要求测量设备管理校正仪校管理常见的问题和缺失MSA

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的范围-几何-力学-热工-电磁-电子(无线电)-时间频率计量概述

-声学-光学-化学-电离辐射-振动转速-气象12大計量

No分類范疇

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1几何量長度﹑角度﹑工程參量

7聲學聲壓(速強﹑速率)

2力學質量﹑密度﹑力﹑功﹑能﹑流量

8光學發光強度﹑照度﹑光通量輻射(強度﹑照度﹑通量)

3熱工溫度﹑熱/容量﹑熱導率

9化學物質的量﹑摩爾﹑滲透壓阿伏加德羅常數

4電磁電流(勢﹑壓﹑容)﹑磁通/導10電離輻射活度﹑吸收劑量粒子通量密度

5電子脈沖﹑失真﹑衰減﹑陰抗噪音﹑功率﹑調制11振動轉速振動輻度(頻率)﹑轉速

6時間頻率時間﹑頻率﹑波長﹑振幅阻尼系數12氣象氣溫﹑氣壓﹐風速﹑相對溫度國際單位制(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計量之特點測量值的准確性計量溯源性准確性統一性法制性計量單位的統一法制制度的保障

(社會性)量值的傳遞统一性-计量的本本质特性-计量是世世界范围的的-国际米制制公约(1875年年)、国际际计量局(1875)国际法制计计量组织-在更广泛泛的范围内内实现计量量统一计量的特点点准确性-计量的核核心-计量的权权威象征-计量保证证的作用和和价值无论何时、、何地、何何人、用何何方法、器器具进行同类测测量结果是是可比较的的计量的特点点社会性-计量涉及及社会生活活的各个方方面、各个个领域法制性-计量的另另一个特征征-计量的社社会性取决决于计量的的法制性-社会性、、统一性及及准确性是是通过立法法来保障的计量的特点点计量与科学学技术-计量是所所有验证的的技术基础础和重要手手段-三大技术术革命促进进了计量的的发展-计量学的的成就也反反过来促进进的科学的的发展计量与工业生产-科学的社社会化大生生产要求计计量的保障障-计量的科科学生产的的技术基础础-计量贯穿穿于生产的的全过程计量的作用用与意义计量与国防防-计量对国国防、特别别是对尖端端技术的重重要性计量与生活活-人类的一一切都与计计量有关的的计量的作用用与意义准確度度(Accuracy)實際測量值值偏離真值值的程度。。假設一工件件的實際尺尺寸為１５５cm。使用2量具測量值值。Ateam:15.015.114.915.015.1Bteam:16.217.815.516.517.2基准值觀測的平均值精密度度(Precision)■代表量量測儀儀器對對同一一待測測工件件﹐以相同測測量過程程作重重復量量測時時﹐各測量量結果果的差差異程度度。您的選選擇?哪組精精密度度高。Ateam:1016132019Bteam:1513141615上述兩者之之關系准確不准確精密不精密abcd●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●★靈敏敏度量規儀器響響應的變化化與影響該該變化的被被測值值的比值。。★解析析度量規儀器可可響應的最最小變化量量。★游標卡卡尺﹔千分分尺靈敏度與解解析度誤差☆量測時﹐實際量測值值（或量測測平均值））與真值值之間的差差異﹐稱為『誤差』(測量誤差=測量結果-真值)造成誤差的的原因誤差環境誤差方法誤差人為誤差儀器誤差測量不確定定度測量結果常常有的一個個參數。用用以表示合合理地賦予予被測量的的值的分散散性。不確定度愈愈小﹐測量結果的的質量愈高高﹔不確定度愈愈大﹐測量結果的的質量低。。測量不確定定度的分類類---標准不確定定度---合成不確定定度---擴展不確定定度-测量人-测量方法法-测量工具具-测量环境境-其它影响测量的的因素及其其控制◆校驗一種比較的的過程﹐藉由已知的的且更精確確准之測量量儀器對未未知量測儀儀器進行量量測﹐以了解被測測量之儀器器之精准度度。◆校正校正通過常常包括兩方方面的含義義﹐一即『校驗』﹐二即『變異的修正正調整』。『校驗』之目的在于于証實是否否符合乎要要求﹔變異的修正正調整是指指對偏移加加以修正使使恢復原有有的規格特特性。因此此校正是指指將儀器或或設備與已已知較高精精確度的標標准儀器進進行比較﹔以得到修正正值或經由由調整以達達到原有精精確度之過過程。校驗與校正正什麼是測量量◆所謂測量是是人類對自自然界中的的物質或或現象予以以量的掌握握，經由這這個量化的的過程，我我們才能對對此物質或或現象得到到較準確的的描述；也也可以說『測量』就是一系列列的操作，，為的是要要決定物件件的特性的的數值．測量的目的的保証品質---以測量所得得之結果﹐作為生產管管制之依據據﹐掌握現狀﹐確保產品品品質的一致致性降低成本---由測量結果果得到一最最佳之制造造條件﹐避免不必要要的浪費﹐降低生產成成本確保安全---對制造過程程中的參數數之測量﹐確認生產中中之安全問問題（如壓壓力過高將將發生爆炸炸）﹐適時做好處處理﹐以保障人員員和設備之之安全直接推定法法-直接评定定法将被测测量量与已已知的同类类量直接比较从而而得出被测测量量的值值-微差法测测量被测量量量与已知知量之间的的微小差值从而得出被测量量量的值-零位法将将被测量量量与已知量量相比较并并使两者的差值为为零的一种种测量法测量检定方方法间接推定法法-是通过对对被测量量量有已知函函数关系的的其它量的的测量而导导出被测量量量值的检检定方位综合检定法法-又称为整整体检定法法是直接用用计量基准准计量标准准来标明和和确认计量量器具是否否符合法定定要求分项检定法法-又称为部部件检定法法它分别分分析与测量量影响受检检计量器具具不确定度度的各项因因素或分量量然后通过过计算求出出合成不确确定度或扩扩展不确定定度以查明明和确认计计量器具是是否合格测量检定方方法外观与正常常性检查检查计量器器具有否致致命缺陷和和和能否正正常工作-计量基准准-计量基准准-工作计量量器具计量特性的的检定按有有关检定规规程的检定定方法进行行对检定结果果的数据进进行处理和和分析例如如算出平均均值求出不不确定度给给出修正值值等必要时时画出误差差曲线图进进行分析检定结果的的处理检定定结果合格格出具检定定证书不合合格的出具具不合格通通知书测量检定步步骤ISO9001:2000关关于仪校的的要求7.6条款款(tbc)组织应确定定需实施的的监视和测测量以及所所需的监视视和测量装装置，为产产品符合确确定的要求求（见7.2.1））提供证据据。组织应建立立过程，以以确保监视视和测量活活动可行并并以与监视视和测量的的要求相一一致的方式式实施。当有必要确保保结果有效的的场合时，测测量设备应：：ISO9000关于仪样样的要求ISO9001:2000关于仪校校的要求7.6条款(bc)a>对照能能溯源到国际际或国家标准准的测量标准准，按照规定定的时间间隔隔或在使用前前进行校准或或检定。当不不存在上述标标准时，应记记录校准或检检定的依据；；b>必要时时进行调整或或再调整；c>得到识识别，以确定定其校准状态态；d>防止可可能使测量结结果失效的调调整；e>在搬运运、维护和贮贮存期间防止止损坏或失效效；ISO9000关于仪样样的要求ISO9001:2000关于仪校校的要求7.6条款此外，当发现现设备不符合合要求时，组组织应对以往往测量结果的的有效性进行行评价和记录录。组织应对对该设备和任任何受影响的的产品采取适适当的措施。。校准和验证证结果的记录录应予保持（（见4.2.4）。当计算机软件件用于规定要要求的监视和和测量时，应应确认其满足足预期用途的的能力。确认认应在初次使使用前进行，，并在必要时时予以重新确确认。注：作为指南南，参见GB/T19022.1和GB/19022.2。ISO9000关于仪校的要求测量设备1>能满足足企业的各类类测试需要2>准确度度能满足要求求，须是被测测物的3-10倍3>配置一一定量的备用用仪器设备4>分级管管理5>仪器设设备的计划和和购置6>仪器设设备的验收、、建帐7>仪器设设备的使用、、维护和维修修8>闲置和和报废测量设备管理理測量設備之購購買儀器采購時機機---工作負荷或項項目增加---引進新技朮---汰舊換新確認采購需求求---為何要采購此此部儀器---需要之儀器特特性為何采購儀器的評評估---儀器的規格---范圍﹑准確度﹑精密度---預算的考量---保養﹑維修及環境要要求---售后服務選擇適當之供供應商---是否投資教育育訓練---價格---能力---售后服務組裝和驗收●小心組裝﹐置于預定位置置●徹底檢查操作作●確定校正時序序●系統功能評估估與校正●環境測試儀器組裝儀器驗收量規儀器編碼碼編碼方式舉例說明位別QA–001QA-部門/單位﹔001-流水號單位+類別W-41-001W:工作用41﹕生產部C:檢驗用30﹕研發部Q:標准件20﹕品保部儀器類別卡尺-001卡尺-儀器種類001-流水線量規儀器建檔檔●量測設備管制制表的項目---設備編號---設備名稱與型型號---放置地點---校正周期---校正種類量測儀器之鑒鑒別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無關數值量﹑位置﹑使用狀況﹑保養﹑維護生命周期﹑校正只需列管儀校中心/實驗室管理工務或工具單位管理---正確地使用訓訓練---保養點檢的實實施---借用早請---延期校正的申申請---異常報告儀器的現場管管理标识和记录-标识(状态态标识及使用用标识)-记录讨论需要的记记录标识和记录校正和溯源1>须校正和溯源2>校正的的目的3>校正的的渠道4>校正的的周期5>如何降降低企业的仪仪器校验成本本校正国际标准国家标准行业标准组织标准计量溯源ABCD儀器校正目的的◆自發性的要求求---因為量測儀器器的誤差﹐將會隨著時間間而增加﹐因此須按時加加以校正﹐以確保儀器之之精度。◆外部環境的需需求---為確保進料的的產品品質和和生產交付給給顧客滿意的的產品◆國際交易的需需求---為確保產品品品質的一致性性﹐保証買方雙方方﹑共同認定的品品質制度與規規范標准應運運而生﹐如ISO9000﹑CEMARK﹑UL◆法規的要求---政府為確保公公共安全﹐衛生醫療與公公平交易之維維系﹐所訂定之度量量衡法之要求求﹐例﹕血壓計﹑電表﹑水表﹑瓦斯表﹐計費表﹐電子稱等。儀器的校正方方式外校免校內校游校校正周期的確確定★校正是為了避避免儀器偏差差﹐而制定校正周周期則是為了了使儀器或標標准件能時時時保持穩定。。★因此﹐校正周期乃系系根據使用之之目的﹐程序及准確度度要求﹐以統計方法及及經驗判斷所所推導出最具具信賴度的一一送校間隔時時間。★兩類校正周期期的確定方式式。美國NCSL法◆由工程上的直直覺來確定校校正周期，即即以固定期間間作為校驗周周期。---對于新購買之之儀器設備﹐是目前最通用用之方法◆由數據來制定定固定校正周周期---適用于同一廠廠牌﹐型號或同一種種類之儀器◆變動的校正周周期---適用于單一型型號之儀器◆以使用頻率來來制定校正周周期---適用于同一廠廠牌﹐型號或同一種種類之儀器◆使用測試結果果來制定校正正周期---此方法亦適用用于同廠牌型型號之儀器。。校驗周期法☆初期選擇的校校驗周期---以工程上的直直覺式﹐即以固定期間間作為校驗周周期。☆校驗周期調整整---自動的或階梯梯式的調整校校驗周期---管制圖法---歷時法---實際使用時數數法如何降低企业业的仪器检验验成本将仪器分级。。开展内仪工作作。合适的仪验周周期。委托兄弟企业业进行。不同仪校机构构比价以及签签定长期合作作协议仪校管理常见见的疑问和缺缺失-讨论计量管理量規﹑儀器管理作業業常見之缺失失(1)量規儀器超過過檢驗日期﹐尚未校正仍是是現場使用﹐而管理者未做做任何處置。。(2)執行內校的人人員沒有經過過相關的訓練練。(3)查制三課量測測粗坯長度使使用之游標卡卡尺(200mm)之校正點為20﹑50﹑﹑80﹑100﹑150mm,唯其使用范圍圍系30~180mm,并無法確保使使用范圍之精精確度。(4)試驗設備高斯斯量測器用來來做進貨檢驗驗﹐雖列為內校且且有校正記錄錄﹐但未建立校正正指導書。(5)已校正的量規規儀器﹐但沒有允收標標准﹐違反量規儀器器管理程序。。(6)標准法碼是一一個標准件﹐卻當成免校件件。(7)依據允差﹐應判“NG”﹐但卻標示OK.(8)查核『量規儀器履歷歷表』﹕游標卡尺(0220002/0.02×150-175mm)02.3.26校正。上述記記錄校正時之之溫度﹐與『量規儀器校正正指導書』(Q-3-006,85.5.23Rev1)規定。『校驗環境室溫溫』不符。(規定20±5。C,但校正記錄災災26.5。C)(9)設備R-01到R-20環境上分包商商協助校正的的﹐這結果可被接接受的。但是是12/28/96的校正報告即即無法追溯國國家或國際標標准。(10)沒有客觀証據據顯示先前校校驗的失效時時﹐管理者對產品品品質有效性性之評估記錄錄。(11)新購之量規﹐未適時安排校校正亦未要求求廠商提供校校正報告(12)個人擁有之儀儀器用在品質質檢驗﹐但未列入校正正管理體系。。(13)用在量測產品品之卡尺精度度不足(規格要求15±0.01mm),現場使用卡尺尺最小刻度為為0.02mm。量規﹑儀器管理作業業常見之缺失失(14)自制之檢測設設備,未建立校正標標准(或因為無法外外校無適當標標准件,逕行列為免校校),與條文要求不不符.(15)加了封簽之可可調式旋鈕,已見破損,雖看似未被調調整,但管理者未依依規定執行評評估及重新標標示.(16)被列為標准件件之儀器,于稽核中發現現被經常使用用在檢測及校校正等兩項作作業,與程序文件規規定不符.(17)游標卡尺之校校正點為30.60.90.120.150mm,但使用范圍在在15~20mm間.量規﹑儀器管理作業業常見之缺失失(18)某電子秤使用用范圍0~10kg,校正結果發現現,8kg以上已超出允允差范圍,雖可挪用在8kg以下之量測,但校正報告未未注明適用范范圍.儀器外部亦僅僅標示合格,未加以注明限限用范圍.(19)校正計划未將將所有須執行行校正之儀器器一一列入.(20)校正周期或校校正允差,制訂不合格.制訂內容(方式)不合理,例如校正允差差要求大于產產品規格允差差.量規﹑儀器管理作業業常見之缺失失测量系统分析析MeasurementSystemAnalysis误差及能力分分析测量系统分析析的目的测量系统分析析的目的是确确定所使用的的数据是否可可靠测量系统分析析还可以：评估新的测量量仪器将两种不同的的测量方法进进行比较对可能存在问问题的测量方方法进行评估估确定并解决测测量系统误差差问题数据的质量数据的质量取取决于从处于于稳定条件下下进行操作的的测量系统中中，多次测量量的统计特性性，如：假设设使用某一在在稳定条件下下操作的测量量系统对某一一特定特性值值进行了几次次测量，如果果这些测量值值均与该特性性的参考值（（mastervalue）“接接近”），那那么，数据的的质量被称为为“高”；同同样，如果部部份或所有的的测量值与参参考值相差““很远”，则则数据的质量量很“低”描述测量数据据质量的统计计特性通常用来描述述测量数据质质量的统计特特性是某测量量系统的偏倚倚（Bias）和变差（（variance）。。被称为偏倚的的统计特性指指的是数据值值相对于参考考（基准）值值的位置。被称为变差的的特性指的是是数据的分布布宽度。低质量数据的的原因和影响响低质量数据的的普遍原因之之一是变差太太大一组数据中的的变差多是由由于测量系统统及其环境的的相互作用造造成的。如果相互作用用产生的变差差过大，那么么数据的质量量会太低，从从而造成测量量数据无法利利用。如：具具有较大变差差的测量系统统可能不适合合用于分析制制造过程，因因为测量系统统的变差可能能掩盖制造过过程的变差。。有关测量数据据的常见问题题什么是测量？？将一个未知量量与一个已知知的或已经接接受的参照值值进行的比较较为什么我们需需要测量数据据？我们使用测量量数据来判断断产品是否合合格，制定有有关过程管理理的决策。我接受这件产产品吗？过程是很好，，还是需要进进行调整？我们对测量数数据有什么期期望？准确性：数据据必须告诉我我们真相！重复性：重复复测量必须产产生同样的结结果！再现性：结果果不应该受检检验员的影响响。什么是测量仪仪器？用来进行测量量的任何仪器器。什么是检验员员（或者鉴定定人）？使用测量仪器器进行测量的的个人或装置置有关测量数据据的常见问题题测量系统：不不仅指量具。。测量系统包括括：人（及其其培训）、过过程（测量程程序）、设备备（量具或测测量工具）、、系统的控制制点、及所有有这些因素的的相互作用。。测量总偏差：：总的观察偏差差=过程偏差差+测量系统统偏差测量是一个能能影响所观察察值的中心值值和偏差的过过程。有关测量数据据的常见问题题GageR&R分析是是用来分析测测量系统的方方法，目的是是确定测量某某种东西时出出现的波动（（误差）的大大小和类型。。将“测量系统统”看作是会会给测量数据据带来额外误误差的子过程程，其目的就就是使用误差差尽可能小的的测量过程。。任何观测数据据的误差，都都是部件的实实际误差和测测量系统误差差的总和。过程变差剖析析长期过程变差短期抽样产生的变变差实际过程变差差稳定性线性重复性准确度量具变差操作员造成的的变差测量误差过程变差观测测值“重复性”和和“再现现性”是测测量误差的主主要来源再现性过程变差测量仪器分辨辨率（测量仪器的的分辨率必须须小于或等于于规范或过程程误差的10%）测量仪器分辨辨率可定义为为测量仪器能能够读取的最最小测量单位位。看看下面的部部件A和部件件B，它们的的长度非常相相似。测量分分辨率描述了了测量仪器分分辨两个部件件的测量值之之间的差异的的能力。部件A部件B部件A部件BA=2.0B=2.0A=2.25B=2.00因为上面刻度度的分辨率比比两个部件之之间的差异要大，，两个部件将将出现相同的的测量结果。第二个刻度的的分辨率比两两个部件之间间的差异要小，部部件将产生不不同的测量结结果。测量系统的有有效分辨率（（discrimination）要求不低于过过程变差或允允许偏差（tolerance））的十分之一一零件之间的差差异必须大于于最小测量刻刻度极差控制图可可显示分辨率率是否足够看控制限内有有多少个数据据分级不同数据分级级(ndc)的计算为零件的标准偏偏差/总的的量具偏差*1.41.一般要要求它大于5才可接受直尺卡尺千分尺.25.279.2794.28.282.2822.28.282.2819.28.279.2791准确度(Accuracy)准确度(Accuracy)—测测量的平均均值是否与真真值吻合?真值(TrueValue):理论上正确的的值国际度量衡标标准偏倚（Bias)测量值的均值值与真值的距距离测量系统持续续地偏离目标标系统错误BIAS——测量结果果的平均值与与参考值的差差异.参考值（（reference-value）是一个预预先认定的参参考标准.该该标准可用用更高一级测测量系统测量量的平均值来来确定(例如如：高一级计计量室)观测平均值参考值偏倚BIASX1=0.75mmX6=0.8mmX2=0.75mmX7=0.75mmX3=0.8mm X8=0.75mmX4=0.8mm X9=0.75mmX5=0.65 mmX10=0.7mm同一操作者对对同一工件测测量10次如果参考标准准是0.80mm.过过程变差为为0.70mm=0.75Bias=0.75-0.8=-0.05%Bias=100[0.05/0.70]=7.1%表明7.1%的过程程变差是偏倚倚BIAS偏倚BIAS实例:准确度的问题题可以通过校校准来探测.偏倚也可以与与过程的容差差相比较判断准确度的的简单标准为为.小于过程变差差或容差的1%,可可认为是精确确的.小于过程变差差或容差的1%则需需要研究和调调整测量系统统,或者临临时用补偿值值来修正以后后的测量值偏倚的研究还还可以通过作作图的方式来来进行,即即作出直方图图,然后根根据经验判断断是否可以接接受.偏倚的研究还还可以通过计计算置信区间间来判断是否否可以接受测量平均值–参考值x(100)容差宽度偏倚研究的分分析如果偏倚在统统计上不等于于0，检查是是否存在以下下原因：基准件或参考考值有误—检检查确定标准准件的程序仪器磨损—维维修仪器所测量的的特性有误仪器没有经过过适当的校准准—对校准程程序进行评审审评价者使用仪仪器的方法不不正确—对测测量指导书进进行评审偏倚的调整如果偏倚不等等于零，应采采用硬体修正正法和软体修修正法对量具具进行重新校校准以达到零零偏倚；如果果偏倚不能调调整为零，通通过变更程序序（每个读值值根据偏倚进进行修正）还还可继续使用用该测量系统统。由于存在在评价误差这这一高度风险险，因此这种种方法只能在在取得顾客同同意后方可使使用。线性性在量具正常工工作量程内的的偏倚变化量量多个独立的偏偏倚误差在量量具工作量程程内的关系是测量系统的的系统误差构构成线性的探测可可以在校准时时进行线性的好坏可可以通过作图图来显示线性的研究也也可以通过数数据分析来进进行,即用用最小二乘法法来计算最佳佳的拟合直线线,再用假假设检验来验验证其线性是是否可以接受受.线性误差的原原因造成线性误差差的可能原因因如下：仪器需要校准准，缩短校准准周期仪器、设备或或夹具的磨损损维护保养不好好—空气、动动力、液体、、过滤器、腐腐蚀、尘土、、清洁基准的磨损或或损坏，基准准的误差—最最小/最大在一段时间内内，测量结果果的分布无论论是均值还是是标准偏差都都保持不变和和可预测的通过较长时间间内，用被监监视的量具对对相同的标准准或标准件件的同一特性性进行测量的的总变异来监监视可用时间走势势图进行分析析稳定性（Stability）时间-1时间-2时间稳定性量值稳定性的判定定确定参考值长期抽样：例例如每班5件件抽20个班班做出稳定性的的均值极差控制图如测量过程处处于稳定状态态，没有明显显的特殊原因因结果发生，，则判定稳定定性合格。造成不稳定的的可能因素（（一）仪器需要校准准，缩短校准准周期仪器、设备或或夹具的磨损损正常的老化或或损坏维护保养不好好：空气、动动力、液体、、过滤器、腐腐蚀、尘土、、清洁基准的磨损或或损坏，基准准的误差不适当的校准准或使用基准准设定造成不稳定的的可能因素（（二）仪器质量不好好—设计或符符合性仪器缺少稳健健的设计或方方法不同的测量方方法—作业准准备、载入、、夹紧、技巧巧变形（量具或或零件）环境变化—温温度、湿度、、振动、清洁洁错误的假设，，应用的常数数不对应用—零件数数量、位置、、操作者技能能、疲劳、观观测误差（易易读性、视差差）精确性（重复性和再再现性）精确性—描述述了测量系统统的偏差可重复性—偏偏差由量具本本身造成；（（测量系统内内部变差）可再现性—偏偏差由测量者者的技巧造成成；（测量系系统之间或条条件之间的变变差）测量系统=重重复性+再现现性测量系统内在在的变异性基于重复测量量的数据，用用分组后组内内的标准偏差差来估算小于测量系统统的总变差

重复性指同一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，用于估计短期的变差MasterValue精确度：重复复性造成重复性的的可能原因零件内部（抽抽样样本）：：形状、位置置、表面光度度、锥度、样样本的一致性性仪器内部：维维修、磨损、、设备或夹具具的失效、质质量或保养不不好标准内部：质质量、等级、、磨损方法内部：作作业准备、技技巧、归零、、固定、夹持持、点密度的的变差评价人内部：：技巧、位置置、缺乏经验验、操作技能能或培训、意意识、疲劳造成重复性的的可能原因（（续）环境内部：对对温度、湿度度、振动、清清洁的小幅度度波动错误的假设——稳定，适当当的操作缺乏稳健的仪仪器设计或方方法，一致性性不好量具误用失真（量具或或零件）、缺缺乏坚固性应用—零件数数量、位置、、观测误差（（易读性、视视差）精确度：再现现性测量系统中操操作员产生的的变异基于不同操作作者的测量数数据，按操作作员分组，通通过组平均值值的差来估。。应扣除量具的的因素（组内内变差）比测量系统总总变差小InspectorAMasterValueInspectorBInspectorCInspectorAInspectorBInspectorC再现性指不同的人在对同种特性进行测量时产生的变差造成再现性误误差的潜在原原因零件之间（抽抽样样本）：：使用相同的的仪器、操作作者和方法测测量A、B、、C零件类型型时的平均差差异仪器之间：在在相同零件、、操作者和环环境下使用A、B、C仪仪器测量的平平均值差异。。注意：在这这种情况下，，再现性误差差通常还混有有方法和/或或操作者的误误差。标准之间：在在测量过程中中，不同的设设定标准的平平均影响。造成再现性误误差的潜在原原因（续）方法之间：由由于改变测量量点密度、手手动或自动系系统、归零、、固定或夹紧紧方法等所造造成的平均值值差异。评价人（操作作者）之间：：评价人A、、B、C之间间由于培训、、技巧、技能能和经验所造造成的平均值值差异。推荐荐在为产品和和过程鉴定和和使用手动测测量仪器时使使用这种研究究方法。造成再现性误误差的潜在原原因（续）环境之间：在在经过1、2、3等时段段所进行的测测量，由于环环境周期所造造成的平均值值差异。这种种研究常用在在使用高度自自动化测量系系统对产品和和过程的鉴定定。研究中的假设设有误缺乏稳健的仪仪器设计或方方法。操作者培训的的有效性。应用—零件数数量、位置、、观测误差（（易读性、视视差）测量系统分析析的准备工作作确定要测量的的对象确定评价人的的人数，抽样样零件的数量量重复测量的次次数评价人的选择择样件的选择仪器有足够的的分辨率确定测量程度度平均范围==(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%GageR&R=量具误误差GageError/允允差Tolerance=6.1/20*100%=30.5%快速GR&R（极差法/短期模式））d常数表允差Tolerance=20=最大值-最小值RRRRR短期模式练习习Averagerange=R=(++++)/____=_____/___GageError=5.15/d*R=5.15/______*R=_____*R=____*____=_____%GageR&R=GageError/Tolerance=_____/_____*100%)=______%Specrange=185-215计量型数据的的均值-极极差法均值-极差（（X-R）法法是确定测量量系统的重复复性和再现性性的数学方法法，步骤如下下：1选择择三个测量人人（A,B,C）和10个测量样样品。测量人应有代代表性，代表表经常从事此此项测量工作作的QC人员或生产线线人员10个样品应应在过程中随随机抽取，可可代表整个过过程的变差，，否则会严重重影响研究结结果。2校准准量具3测量量，让三个测测量人对10个样品的某某项特性进行行测试，每个个样品每人测测量三次，将数据据填入表中。。试验时遵循循以下原则：：盲测原则1：：对10个样样品编号，每每个人测完第第一轮后，由由其他人对这这10个样品品进行随机的的重新编号后后再测，避免免主观偏向。。盲测原则2：：三个人之间间都互相不知知道其他人的的测量结果。。4计算算计算A测的所有样品品的总平均值XA。同样方法计算算RB,XB,RC,Xc对每个样品由由三个人所测测得的9个测试值求求平均值，计算这些均值值的极差Rp计算A对每个个样品三次测试结果的极极差，然后计算10个样品的极差的均值值RA测量系统分析析R=(RA+RB+RC)/3XDIFF=Max{XA,XB,XC}-Min{XA,XB,XC}重复复性性--设设备备变变差差EV=RK1再现现性性--测测验验人人变变差差AV=(XDIFFK2)2-(EV2/nr)过程程变变差差PV=RPK3R&R=(EV2+AV2)总变变差差TV=(R&R2+PV2)%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TVP/T=R&R/Tolerancen=样品品个个数数r=每每个个人人对对每每个个样样品品的的试试验验次次数数rK1234.563.05K2233.652.70测试试人人数数nK3789101.821.741.671.62K1=5.15/d*2*AV计算算中中，，如如根根号号下下出出现现负负值值，，AV取取值值0EV=EquipmentVariation(Repeatability)AV=AppraiserVariation(Reproducibility)R&R=Repeatability&ReproducibilityPV=PartVariationTV=TotalVariationofR&RandPVK1-Trial,K2-Operator,&K3-PartConstantsGR&R研究究中中的的名名词词卡尺尺的的R&R研究究Excel运运算算StdDevStudyVar%StudyVar%ToleranceSource(SD)(5.15*SD)(%SV)(SV/Toler)TotalGageR&R1.85E-020.09544918.8719.09Repeatability1.42E-020.07300614.4414.60Reproducibility1.19E-020.06148612.1612.30Part-to-Part9.64E-020.49664698.2099.33TotalVariation9.82E-020.505735100.00101.15Numberofdistinctcategories=7Minitab计算算GR&RXbar-R均均值值极极差差法法注：：使使用用同同组组数数据据Discrim98.218.9=sspms==**.227.3GageR&R判判断断原原则则%R&RResults<5%很很好好<10%好好10%––30%可可以以接接受受，，视视被被测测量量特特性性的的重重要要程程度度和和测量量成成本本等等因因素素而而定定。。>30%测测量量系系统统需需要要改改进进如果果重重复复性性大大于于再再现现性性，，原原因因可可能能是是：：仪器器需需要要维维修修可能能需需要要对对量量具具进进行行重重新新设设计计，，以以获获得得更更好好的的严严格格度度需要要对对量量具具的的夹夹紧紧或或固固定定装装置置进进行行改改进进零件件内内变变差差太太大大如果果再再现现性性大大于于重重复复性性，，原原因因可可能能是是：：需要要更更好好的的对对评评价价人人进进行行如如何何使使用用和和判判读读该该量量具具仪仪器器的的培培训训量具具校校准准，，刻刻度度不不清清晰晰某种种夹夹具具帮帮助助评评价价人人更更一一致致地地使使用用量量具具。。短期期与与长长期期方方法法的的比比较较短期期模模式式用生生产产设设备备用生生产产操操作作员员快速速-只只需需几几个个样样品品(~5)无反反复复（（replicates））估计计总总的的变变差差(TotalGageR&R)不能能区区分分AV和和EV不能能指指导导改改进进的的方方向向可用用于于破破坏坏性性测测试试长期期模模式式用生生产产设设备备用生生产产操操作作员员较多多样样品品(>5)要求求反反复复Replicates(~3)估计计总总的的变变差差(TotalGageR&R)可以以区区分分AV和和EV为测测量量系系统统的的改改进进提提供供指指导导R&R对产产品品决决策策的的影影响响下限限上限限上限限下限限或或第II型型错错误误：：漏漏判判，，将将不不合合格格的的判判断断成成合合格格的的第I型型错错误误：：误误判判，，将将合合格格的的判判断断成成不不合合格格的的R&R对过过程程变变差差计计算算的的影影响响观测测到到的的过过程程变变差差实际际的的过过程程变变差差测量量系系统统的的变变差差P/T与与%R&R将测测量量系系统统的的变变差差与与产产品品容容差差比比较较是是最最常常用用的的方方法法:P/T可可以以表表达达与与产产品品规规范范比比较较时时的的好好坏坏程程度度.产品品规规范范的的制制订订有有时时会会太太紧紧，，有有时时又又太太松松。。一般般来来说说，，当当测测量量系系统统只只是是用用来来检检验验生生产产线线样样品品是是否否合合格格时时，，P/T是是很很有有效效的的。。因因为为这这时时候候，，即即使使过过程程能能力力(Cpk)不不足足，，P/T也也可可以以给给你你足足够够的的信信心心来来判判断断产产品品的的好好坏坏测量量系系统统变变差差与与过过程程变变差差的的比比较较（（%R&R））更更适适合合于于研研究究过过程程的的能能力力与与过过程程改改进进。。PTTolerance（容差）测量系统/.*=515sTolerance=USL-LSL%&RR测量系统总过程变差=´ss100%R&R=20%%R&R=50%过程实际的变差%R&R=100%产品的容差LSLUSL测量量系系统统变变差差P/T=20%P/T=50%P/T=100%%R&R=25%%R&R=50%过程实际变差%R&R=100%产品容差（Tolerance）LSLUSL测量量系系统统变变差差P/T=50%P/T=100%P/T=200%%R&R=20%%R&R=40%%R&R=100%产品容差（Tolerance）LSLUSL测量量系系统统变变差差P/T=10%P/T=20%P/T=50%过程程实实际际变变差差重复复性性和和再再现现性性在在时时间间和和量量程程上上的的稳稳定定性性一致致性性:重重复复性性随随时时间间的的变变化化均匀匀性性:重重复复性性和和再再现现性性在在整整个个量量程程上上的的变变化化NO-GOGOErrorOperator2Operator1定性性数数据据(AttributeData)的的R&RGo-NoGo数据据模模式式人为为因因素素主主导导，，情情况况复复杂杂统计计模模型型多多种种多多样样统计计学学上上各各家家争争鸣鸣，，尚尚无无定定论论实践践中中采采用用何何种种形形式式，，取取决决于于实实例例与与统统计计模模型型的的接接近近程程度度对于于以以““是是””和和““不不是是””为为计计数数基基础础的的定定性性数数据据，，其其GR&R考考察察的的概概念念是是与与定定量量数数据据一一样样的的。。但但方方法法上上完完全全不不同同.定性性数数据据测测量量系系统统的的能能力力取取决决于于操操作作员员判判断断的的有有效效性性，，即即将将““合合格格””判判断断成成合合格格，，将将““不不合合格格””判判断断成成不不合合格格的的程程度度.计数数型型测测量量系系统统能能力力分分析析方方法法示示例例小样样法法短期期法法选选择择20个个零零件件，，两两个个操操作作者者对对所所有有零零件件都都测测2次次，，要要求求测测量量方方法法能能够够防防止止偏偏倚倚选择择的的零零件件中中，，要要求求其其中中一一部部分分略略微微超超出出公公差差限限所有有测测量量结结果果一一致致时时，，仪仪器器方方可可接接受受如果果测测量量结结果果不不一一致致，，仪仪器器应应改改进进或或重重新新评评价价如果果仪仪器器不不能能改改进进就就不不可可使使用用，，应应代代之之以以其其他他可可接接受受的的测测量量系系统统9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。21:54:1121:54:1121:5412/28/20229:54:11PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12