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测量系统分析(第三版）MeasurementSystemAnalysis個案分析天平之內校方法一.使用儀器:經檢定合格之砝碼.二.檢定環境:一般室內環境,平臺三.校正方法及步驟:1.檢查天平標尺及旅鈕是否正常.2.將天平放在平臺上及調校至零位(中心刻度).3.將標準砝碼50g,100g,200g,300g,400g,500g,1000g分別放置于天平的托盤內,每一砝碼公別放5個位置,取其中最小值為實測值.4.在“量測設備校驗/確認報告”內示值欄填寫標準砝碼值,天平讀值記入實測欄,即得誤差=5.一般檢查合格且誤差不超過誤差標準為合格,否則不合格.6.校正合格后填上合格標簽并貼在天平上.示值-實測值實測值*100%游標卡尺校正方法一.使用工具:經認可機構鑒定合格后,作為標準參照物的標準塊規.二.校正環境:正常室溫及玻璃臺面.三.校正方法及步驟:1.檢查卡尺外觀:尺身應無碰傷或其它缺陷,刻度數字應清晰.2.卡尺校正:分別用塊規10mm,41.2mm,51.2mm,81.5mm,121.5mm和191.8mm,校正刀口內的尺,刀口外量的尺,校正時,每一受檢點應在量里端和外端兩位置校正,塊規工作面長邊與卡尺測量面邊應垂直,校正應在螺釘緊固和松開兩種狀態下進行,無論尺框緊固與否,塊規應能下沉正常移動,各點示值誤差為卡尺讀數與塊規之差.3.深度尺的尺校正:用兩個尺為20的塊規置于玻璃臺面上,使尺身端與塊規接觸伸出深度尺至平板面,然后在尺身上讀數,示值誤差不應超過卡尺之分度值.4.記錄2~3中測得讀數,均應記入“量測設備校驗/確認報告”中,其中塊規填入“真值”欄,卡尺讀數填入“實測值”欄.5.結果處理:外觀合格及示值誤差不超過吳差標準為合格,否則不合格.测量数据的作用1制程控制/调整---根据测量数据与过程控制限相比较,决定是否进行制程调整。2确定各变量间关系---对影响过程各原因的系统认识。最终更好的理解过程。为什么进行测量系统分析？应用“以数据为基础”的方法的益处，很大程度上决定于所用测量数据的质量。如果测量数据质量低，则这种方法的益处可能低；如果测量数据质量高，则这种方法的益处也可能高。为了确保应用测量数据的收益大于成本，必须把注意力集中于测量数据的质量上。测量数据的质量与稳定条件下,运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性有关。高质量——测量值接近低质量——测量值远离基准值表征数据质量最通用的统计特性是偏倚和方差。偏倚指的是数据相对标准值的位置；而方差指数据的分布。低质量数据表现为变差太大。大多由于测量系统和环境间的交互作用造成，那么数据的质量会很低。管理测量系统就是控制变差，即控制测量环境。目的介绍各方法评定测量系统质量。本指南可以通用于任何测量系统，但其主要用于工业界的测量系统。术语量具:任何用来获得测量结果的装置；包括用来测量合格/不合格的装置测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件已及操作人员的集合；用来获得测量结果的整个过程。盲测：操作者事先不知道正在对该测量系统进行评定的条件下获得的测量结果。公差：零件特性的变差受控：变差表现稳定且可预测不受控：所有特殊原因的变差都不能消除有点子超出控制限，或呈非随机分布形状分辨率：测量设备所能指示的最小刻度分辨能力：测量设备检测被测参数的变差的能力影响测量结果的因素工件操作员方法弹性变形清洁培训技巧经验工作态度样品理解力测试作业指引公差设计维护敏感测量结果变差仪器温度振动环境人机工程照明131量测系统分析应注意之事项1、设定量具精度2、量具间进行比对3、修理前/后之比较4、长期量测能力评估5、量具之管理量测系统之统计特征1、量测系统之变异应源于普通而非特殊原因。2、量测系统之变异须小于制程之变异。3、量测系统之变异须小于规格界限。4、量测系统之最小刻度须小于制程变异或规格界限之较小者（十分之一）。如何进行量测系统分析1、建立SOP，例如：理化分析指导书等。2、建立程序书，管制量测系统在最佳状态。3、有合格分析员分析量具，及必要环境。4、根据相关SOP执行分析。5、汇集足够数据，再依分析表单执行分析。6、判定此系统处于可、勉强或不能接受。量测系统之变异1、重复性（Repeatability）——EV2、再现性（Reproducibility）——AV3、偏倚（Bias）4、稳定性（Stability）5、线性（Linearity）6、零件变异（PartVariation）——PV｝｝位置宽度或范围重复性-EV（Repeatability）由同一操作者对同一部件用同一测量仪器的多次测量的结果的差异,又称为设备变异重复性135再现性-AV（Reproducibility）由不同操作者对同一部件用同一测量仪器的测量的结果平均值间最大差异,又称为操作者变异再现性操作者B操作者C操作者A136量具重复性和再现性GageR&R(repeatabilityandreproducibility)适用于所有列入“控制计划”的测量系统重复性再现性操作者B操作者C操作者A137偏倚（Bias）观测的平均值偏倚基准值132稳定性（Stability）时间2时间1稳定性133线性（Linearity）基准值偏倚较小基准值偏倚较大观测的平均值观测的平均值范围的较低部分范围的较高部分134重复性（Repeatability)——EV又称为量具变异，用同一量具，同一作业者，多次量测相同零件所得之变异，公式如下：EV=×K1%EV=100（EV/TV）公式说明：1、EV/为重复性，TV为全变异。2、为所有作业者执行多次量测所得之变异平均值。3、K1为重复性之系数，与量测次数有关。4、TV为全变异，R)2()2(PVGRRTV+=R重复性（Repeatability)例1:三位作业者对10个零件分别量测,每个零件量测两次,数值如下表所列12345678910平均值10.6510.850.850.5510.950.8510.620.610.80.950.4510.950.810.7Ra0.0500.050.10.1000.0500.1Ra=0.0510.551.050.80.80.410.950.7510.5520.550.950.750.750.41.050.90.70.950.5Rb00.10.050.0500.050.050.050.050.05Rb=0.0510.51.050.80.80.4510.950.81.050.8520.5510.80.80.51.050.950.81.050.8Rc0.050.05000.050.050000.05Rc=0.03Xp0.571.010.80.830.461.020.940.781.010.67Rp=0.56ABC重复性（Repeatability)R31R由上表可先计算Ra，Rb，Rc，再计算其平均值Ra，Rb，Rc如上表所示。∴=1/3(Ra+Rb+Rc）=(0.05+0.05+0.03)=0.04∴EV=×K1=0.04×0.8862=0.035%EV=100（EV/TV）=100（0.035/0.18)=19.4%再现性（Reproducibility)——AV又称为作业者变异，指不同作业者以相同量具量测相同产品时，量测平均值之变异，公式如下：)()2EV2(/nrXDIFF×K2AV-=%AV=100(AV/TV)公式说明：1、AV为再现性，TV为全变异；2、XDIFF为不同作业者量测之平均值最大与最小值之差异；3、K2为再现性系数，与作业人数有关；4、n为零件数；5、r为量测次数。再现性（Reproducibility)作业者b作业者a作业者c再现性再现性（Reproducibility)例2(同例1):亦是三位作业者10个零件分别量测,每个零件量测两次,如下表:12345678910平均值10.6510.850.850.5510.950.8510.60.8320.610.80.950.4510.950.810.70.83Ra0.0500.050.10.1000.500.1Ra=0.8310.551.050.80.80.410.950.7510.550.7920.550.950.750.750.41.050.90.70.950.50.75Rb00.10.050.0500.050.050.050.050.05Rb=0.7710.51.050.80.80.4510.950.81.050.850.8320.5510.80.80.51.050.950.81.050.80.83Rc0.050.05000.050.050000.05Rc=0.83ABC再现性（Reproducibility)由上表可先计算个人每次量测10个零件之平均值,再计算两次总平均值Xa,Xb,Xc如上表所示.∴XDIFF=Xa-Xb=0.83-0.77=0.06又已知K2=0.5231,TV=0.93,EV=0.0354,n=10,r=2(EV2/n*r)(XDIFF×K2)2∴AV-==(0.06×0.5231)2－(0.0352/10×2)=0.03%AV=100(AV/TV)=100(0.03/0.18)=16.6%GRR=AV2+EV2=25.6%零件变异(PartVariation)零件变异:个别零件量测平均值之变异.PV=RP×K3RP为零件之最大差异,K3为系数,与零件数有关(例5)同例1我们可计算每个零件之平均值XP,再取XP之全距RP,即得RP=0.56,又查表得K3=0.3146∴PV=RP×K3=0.56×0.3146=0.176量具重复性与再现性之资料汇集1.将作业者分为A、B、C三人,零件10个,但作业者无法看到零件号.2.准备所需之量测量具.3.使作业者A依随顺序量测10个零件并由另一观者在第1行填入量测数据,请作业者B、C量测相同的10个零件,但不使他们看到他人的量测值,将量测分别记入第6行及第11行.(表1)4.重复这个循环但以不同的随机顺序进行量测,将数据填入第2、7及12行之适当列中.例如第一个被量测为7号零件,则在第7例中记录量测值,如须第三次量测,则重复此循环并将结果记入第3、8及13中(表1).量具重复性与再现性之计算1.将第1、2及3行的最大数值减最小数值，将结果记录在第5行，第6、7、8行及第11、12、13行的作法相同，而将其结果分别记录入第10行及第15行（表1）。2.第5、10行及15行之记录应为正值（表1）3.将第5行加总并除以量测零件数,则得第一位作业者的平均全Ra,以相同方法从第10及第15行求得Rb及Rc(表1)4.将第5、10第15行的均值(Ra、Rb、Rc),填入第17行,将其加意后除以作业者人数而得的数值记R(所有全距的平均值)(表一)量具再现性与重复性之计算5.将R(平均值)填入第19、20并乘以D3及D4求下及上的管制界限,如为二次量测D3=0,D4=3.27,将个别全距的上管制界限(UCLR)的值记入第19行,下管制界限(LCLR)的值填入第20行如量测次数少于7则为零(表1).6.将各行加总(第1、2、3、6、7、8、11、12及13行),将各行的总和除以取样零件数,将此值记录在最右边一列标示为“平均值”处(表1).7.将1、2、3行的平均值加总,并除以量测次数,将其值记录在第4行Xa方格处,以相同方式处理6、7、8行及11、12、13行而将其值分别记入第9、14行的Xb及Xc处.8.将第4、9、14行的最大及最小平均值记录在第18行的适当之位置计算其差将此差记录在第18行标行为XDIFF处.(表1).9.将每个零件的各次量测值加总除以量测值总数(量测次数乘以作业者数),将其结果记入第16行之零件平均值处(表1).10.将零件平均值的最大减最小的差记入第16行标示RP是零件平均值的全距(表1).11.将R,XDIFF及Rp的计算值转记在报告表的预留位置(表2)12.执行报告表(表2)左边标示为“量测单元会析”的各项计算.13.执行报告表(表2)右边标示为“%制程变异”的各项计算