1、Prepared by : Department: Measurement System Analysis一、 測量系統(tǒng)的定義測量系統(tǒng)的定義二、二、 認識誤差認識誤差三、三、 GR&RGR&R四、四、 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、 不確定度不確定度六、六、 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析一、 測量系統(tǒng)的定義測量系統(tǒng)的定義二、二、 認識誤差認識誤差三、三、 GR&RGR&R四、四、 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、 不確定度不確定度六、六、 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析 測量系統(tǒng)：測量系統(tǒng)： 是用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量是用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標準、操作

2、、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。設的集合；用來獲得測量結(jié)果的整個過程。 根據(jù)定義，一個測量過程可以看成是一個制造過程，根據(jù)定義，一個測量過程可以看成是一個制造過程，它產(chǎn)生數(shù)值（數(shù)據(jù)）作為輸出。這樣看待測量系統(tǒng)是有它產(chǎn)生數(shù)值（數(shù)據(jù)）作為輸出。這樣看待測量系統(tǒng)是有用的，因為這可以使用權(quán)我們運用那些早已在統(tǒng)計過程用的，因為這可以使用權(quán)我們運用那些早已在統(tǒng)計過程控制領(lǐng)域證明了有效性的所有概念、原理和工具?？刂祁I(lǐng)域證明了有效性的所有概念、原理和工具。測量人員Person/Procedure儀器儀器/工具工具Instr

3、ument工件工件/零件零件Workpiece測量環(huán)境測量環(huán)境Environment測量標準測量標準StandardSWIPE影響測量結(jié)果的因素有哪些？- 測量工具（儀器、量具）?- 測量人員 ?- 被測對象（零件、工件）?- 測量環(huán)境（溫度、濕度）?- 測量標準（方法、軟件、操作）?思考題一、 測量系統(tǒng)的定義測量系統(tǒng)的定義二、二、 認識誤差認識誤差三、三、 GR&RGR&R四、四、 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、 不確定度不確定度六、六、 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析1 1、什么是誤差、什么是誤差 由于測量系統(tǒng)的輸出值用于做出關(guān)于產(chǎn)品和過程的決策，所有變差源的累積影響通常為測量系統(tǒng)誤差，或

4、有時稱為“誤差”。 測量系統(tǒng)誤差可以分成五種類型：偏倚、重復性、再現(xiàn)性、穩(wěn) 定性和線性。 測量系統(tǒng)的波動通過對測量系統(tǒng)的可重復性和可再現(xiàn)性進行分析確定測量系統(tǒng)的波動通過對測量系統(tǒng)的可重復性和可再現(xiàn)性進行分析確定觀測的過程誤差觀測的過程誤差過程實際誤差過程實際誤差測量誤差測量誤差長期過程誤差長期過程誤差短期過程誤短期過程誤差差樣本內(nèi)誤差樣本內(nèi)誤差測量儀器測量儀器引起的誤差引起的誤差操作員操作員引起的誤差引起的誤差準確性準確性線性線性可再現(xiàn)性可再現(xiàn)性穩(wěn)定性穩(wěn)定性可重復性可重復性我們即將了解的的測量系統(tǒng)分析方法將提供對總體測量誤差、由于測量儀器可重復性引起的誤差、由于測量者引起的誤差的估計。3 3、

5、如何、如何“減小減小”誤差？誤差？- 多次測量取平均值避免失誤- 多人測量取平均值“立場”問題- 使用更“高級”的測量設備設備的能力- 改進測量方法方法- 使用輔助工具方法- 向更高級別的標準看齊方法（規(guī)范）- 培訓人的能力- 測量環(huán)境的要求環(huán)境因素- 改進被測工件，方便測量被測對象 4 4、小結(jié)、小結(jié) 誤差是不可避免的，有測量就有誤差。 誤差來自測量系統(tǒng)。 誤差隨著測量系統(tǒng)、時間的改變而變化，從而產(chǎn)生 誤差的變異，即測量變異。 通過改進測量系統(tǒng)，可以減小誤差。一、 測量系統(tǒng)的定義測量系統(tǒng)的定義二、二、 認識誤差認識誤差三、三、 GR&RGR&R四、四、 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、

6、不確定度不確定度六、六、 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析A、 GR&R： Gage Repeatability & Reproducibility 量具的重復性和再現(xiàn)性1 1、名詞解釋、名詞解釋- GR&R是對測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性合成的評估，體現(xiàn) 了測量工具和測量人員兩者綜合的變異。- GR&R體現(xiàn)了測量系統(tǒng)的能力。- GR&R是幫我們量化、評估工具變異和人員變異大小 （在測量系統(tǒng)總變異中所占比例）的工具。B B、重復性：、重復性： 由一位評價人多次使用一種測量儀器，測量同一 零件的同一特性時獲得的測量變差 在固定和規(guī)定的測量條件下連續(xù)（短期）試驗變差 通常

7、指E（Equipment Variant)-設備變差 儀器（量具）的能力或潛能 系統(tǒng)內(nèi)變差C C、再現(xiàn)性：、再現(xiàn)性： 由不同的評價人使用同一個量具，測量一個零件的一 個特性時產(chǎn)生的測量平均值的變差 對于產(chǎn)品和過程條件，可能是評價人、環(huán)境（時間） 或方法的誤差 通常指A(Appraiser Variant)- 評價人變差 系統(tǒng)間（條件）變差 ASTM E456-96 包括重復性、實驗室、環(huán)境及評價人 影響定定 義義評估方法評估方法反映反映重復性Repeatability針對同一零件之指定特性、同一量具、同一測量者、多次測量所得之變異極差R測量工具的變異再現(xiàn)性Reproducibility針對同一

8、零件之指定特性、同一量具、不同測量者、分別測量所得之測量值之間的變異平均值之變異測量者變異2 2、重復性與再現(xiàn)性的差異、重復性與再現(xiàn)性的差異3 3、造成重復性誤差的原因、造成重復性誤差的原因零件內(nèi)部（抽樣樣本）：形狀、位置、表面光度、錐度、樣本的一致性儀器內(nèi)部：維修、磨損、設備或夾具失效、質(zhì)量或保養(yǎng)不好標準內(nèi)部：質(zhì)量、等級、磨損方法內(nèi)部：作業(yè)準備、技巧、歸零、固定、夾持、點密度的變差評價人內(nèi)部：技巧、位置、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓、意識、疲勞環(huán)境內(nèi)部：對溫度、濕度、振動、清潔的小幅度波動錯誤的假設穩(wěn)定，適當?shù)牟僮魅狈Ψ€(wěn)健的儀器設計或方法，一致性不好量具誤用 失真（量具或零件）、缺乏堅固性應用零

9、件量、位置、觀測誤差（易讀性、視差）4 4、造成再現(xiàn)性誤差的原因、造成再現(xiàn)性誤差的原因零件之間(抽樣樣本)：相同的儀器、操作者和方法測量A、B、C零件時的平均差異儀器之間：在相同零件、操作者和環(huán)境下A、B、C儀器測量的平均值差異。注意：在這種情況下，再現(xiàn)性誤差通常還混有方法和/或操作者的誤差。標準之間：在測量過程中，不同的設定標準的平均影響。方法之間：由于改變測量點密度、手動或自動系統(tǒng)、歸零、固定或夾緊方法等所造成的平均值差異。評價人（操作者）之間：評價人A、B、C之間由于培訓、技巧、技能和經(jīng)驗所造成的平均值差異。推薦在為產(chǎn)品和過程鑒定和使用手動測量儀器時使用這種研究方法。 環(huán)境之間：在經(jīng)過1

10、、2、3等時段所進行的測量，由于環(huán)境周期所造成的平均值差異。這種研究常用在使用高度自動化測量系統(tǒng)對產(chǎn)品和過程的鑒定。研究中的假設有誤缺乏穩(wěn)健的儀器設計或方法操作者培訓的有效性應用零件數(shù)量、位置、觀測誤差（易讀性、視差）一、 測量系統(tǒng)的定義測量系統(tǒng)的定義二、二、 認識誤差認識誤差三、三、 GR&RGR&R四、四、 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、 不確定度不確定度六、六、 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析1 1、測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性、測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性穩(wěn)定性（或漂移）是測量系統(tǒng)在某一階段時間內(nèi)階段時間內(nèi)，測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量總變差。 時間參考值2 2、系統(tǒng)不穩(wěn)定性的可能原因、系統(tǒng)不穩(wěn)定

11、性的可能原因儀器校準周期過長，需要減少校準時間間隔 儀器、設備或夾緊裝置的磨損 正常老化或退化 維護保養(yǎng)不好：空氣、動力、液體、過濾器、腐蝕、塵土、清潔基準的磨損或損壞，基準的誤差不適當?shù)男驶蚴褂没鶞试O定儀器質(zhì)量不好，缺少穩(wěn)健的設計或方法不同的測量方法：作業(yè)設備、載入、夾緊、技巧變形（量具或零件）環(huán)境變化：溫度、濕度、振動、清潔錯誤的假設，應用的常數(shù)不對應用：零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差（易讀性、視差）一、 測量系統(tǒng)的定義測量系統(tǒng)的定義二、二、 認識誤差認識誤差三、三、 GR&RGR&R四、四、 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、 不確定度不確定度六、六、 測量系統(tǒng)分析測量系

12、統(tǒng)分析1 1、測量不確定度、測量不確定度 不確定度是國際上和來描述一個測量值的質(zhì)量的術(shù)語。本質(zhì)上，不確定度是賦值給測量結(jié)果的范圍，在規(guī)定的置信水平內(nèi)描述為預期包含有真測量結(jié)果的范圍。 測量的不確定度是在測量時間上測量值可能變化多少的一個簡單估計值。要考慮在測量過程中所有重要的測量變差源加上校準、基準、方法、環(huán)境及其它前面沒有考慮到的因素的重要誤差。 定期重復評價與測量過程有關(guān)的不確定度以確保持續(xù)保持所預計的準確度是適宜的。2 2、測量不確定度和、測量不確定度和MSAMSA的主要區(qū)別：的主要區(qū)別： MSA測量的不確定度和MSA的重點是了解測量過程，確定 在測量過程中的誤差總量，及評估（測量系統(tǒng)分

13、析）用于生 產(chǎn)和過程控制中的測量系統(tǒng)的充分性。 MSA促進了解和改進（減少變差）。不確定度是測量值的 一個范圍，由置信區(qū)間來定義，與測量結(jié)果有關(guān)并希望包括測 量的真值。一、 測量系統(tǒng)的定義測量系統(tǒng)的定義二、二、 認識誤差認識誤差三、三、 GR&RGR&R四、四、 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、 不確定度不確定度六、六、 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析1 1、測量系統(tǒng)的類型與分析方法、測量系統(tǒng)的類型與分析方法2 2、初始、初始MSAMSA分析的目標：分析的目標： 量具重復性（GR）與重復性和再現(xiàn)性（GRR）的 對比 偏倚和/或線性的評估 顧客測量的目的的評估3 3、 “ “好的好的”測量系統(tǒng)的基

14、本特性有：測量系統(tǒng)的基本特性有：1 1 足夠的分辨率和靈敏度。足夠的分辨率和靈敏度。 為了測量的目的，相對于過程變差的規(guī)范控制限，測量的增量應該很小。2 2 測量系統(tǒng)應該是統(tǒng)計受控制的。測量系統(tǒng)應該是統(tǒng)計受控制的。 這意味著在可重復條件下，測量系統(tǒng)的變差只能是由于普通原因而不是 特殊原因造成。3 3 對于產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。對于產(chǎn)品控制，測量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。 4 4 對于過程控制，測量系統(tǒng)的變異性應該顯示有效的分辨率并且與對于過程控制，測量系統(tǒng)的變異性應該顯示有效的分辨率并且與 制造過程變差相比要小。制造過程變差相比要小。 測量系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨被測項目的

15、變化而改變。如果是這樣，則 測量系統(tǒng)最大的（最壞）變差應小于過程變差和規(guī)范控制限兩者中的較 小者。 4 4、測量系統(tǒng)的接受標準、測量系統(tǒng)的接受標準 對于以分析過程為目的的測量系統(tǒng)，通常單憑經(jīng)驗來確定測量 系統(tǒng)的可接受性的規(guī)則如下： 誤差低于誤差低于10%10% 測量系統(tǒng)是可接受的。 誤差在誤差在10%10%到到30%30%之間之間 基于應用的重要性、測量裝置成本、 維修成本等方面的考慮，可能是可接受的。 誤差超過誤差超過30%30% 不可接受的，必須改進測量系統(tǒng)。 測量系統(tǒng)的最終可接受性不應該單純由一組指數(shù)來決定。測 量系統(tǒng)的長期表現(xiàn)也應該利用長性能的圖形分析得到評審。5 5、系統(tǒng)測量中的注意

16、點：、系統(tǒng)測量中的注意點：為最大限度地減少誤導結(jié)果的可能性，應采取下列步驟：1 測量應按照隨機順序，以確保整個研究過程中產(chǎn)生的任何漂移或變 化將隨機分布。 評價人不應知道哪個被編號的零件正在被檢查，以避免可能的認識偏倚。 但是進行研究的人應知道正在檢查哪一零件，并相應記下數(shù)據(jù)，即評價人A， 零件1，第一次試驗；評價人B，零件4，第二次試驗等。2 在設備讀數(shù)中，測量值應記錄到儀器分辨率的實際限度。 機械裝置必須讀到和記錄到最小的刻度單位。對于電子讀數(shù)，測量計劃必 須為記錄所顯示的最右有效數(shù)位建立一個通用的原則。模擬裝置應記錄到最 小刻度的一半或靈敏度和分辨力的極限。對于模擬裝置，如果最小刻度為 0.0001”,則測量結(jié)果應記錄到0.0000