目錄
• 第一章
• 第A節 引言.目的及朮語
• 第B節 測量過程
• 第C節 測量策略和規划
• 第D節 測量資源的開發
• 第E節 測量問題
• 第F節 測量不確定度
• 第二章
• 第A節 背景
• 第B節 測量系統研究的備用
• 第C節 結果分析
• 第D節 量測系統變異分析
第一章-第A節
引言﹐目的的及朮語
• 引言﹕測量數據的品質
• 數據的品質取決於穩定條件下進行操作的測量系
統中﹐多次測量的統計特性。通常用來描述測量
數據品質的統計特性是某測量系統的偏倚及變異。
• 被稱為偏倚的統計特微指的是數據值相對於參考
(基准)值的位置。而被稱為變異的特性指的是數據
的分布寬度。如果交互作用產生有變異過大﹐那
么數據有品質會太低﹐從而造成測量數據無法利
用。
第一章-第A節引言,目的及朮語
• 目的
• 本手冊的目的是為評估測量系統的品質提供指南。盡管
這指南一般而言可用於任何測量系統﹐但主要意圖是用於
工業界的測量系統。
• 本文件并不意圖成為對所有測量系統的一種分析縱覽﹔
而是主要用於那些對於每個零件的數據可以重復讀取的測
量系統。
• 許多分析對於其他形式的測量系統也是很有用的﹐且本
手冊的確包含了參考意見和建議。對於更復雜的或不常用
的方法本手冊沒有討論﹐建議使用者參考事宜的統計資源。
• 本手冊也不涵蓋顧客對測量分析方法。
第一章-第A節引言.目的及朮語
• 朮語 在本手冊中使用了以下朮語﹕
• 測量(Measurement)
• 被定義為”對某具體事物附與數字(或數值)﹐以表示它們對於特定特性之間的
關系”。這定義由(1963)首次提出。賦予數字的過
• 程被定義為測量過程﹐而數值的指定被定義為測量值。
• 量測(Gage):
• 是指任何用來獲得測量結果的裝置。經常是特別用在工場現場的裝
• 置﹐包括go/no go量規。
• 測量系統(Measurement system):
• 是對測量單元進行量化或對被測的特性進行評估﹐其所使用的儀器或
• 量具,標准﹑操作.﹑方法﹑夾具﹑軟體﹑人員﹑環境及假設的集合﹔
• 也就是說﹐用來獲得測量結果的整個過程。
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 其它朮語匯總
• 標准(Stansard)
• 用於比較的可接受基准
• 接受的准則
• 一已知數值﹐在不確定度的指定范圍內
﹐被接受而唯一真值
• 參考值
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 基本的設備(Bas ic equ ipment)
• 分辨力(Discr im imat ion)﹑可讀性(Readab
• ility)﹑解析度(Reso iut ion)
• √別名﹕最小可讀單位﹑測量解析度﹑最小刻度極
限或探測的最小極限
• √由設計所確定的固有特微
• √一個儀器測量或輸出的最小刻度單位
• √通常被顯示為測量單位
• √10比1的比例法則
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 有效解析度(Effect ive resolution)
• √特定應用條件下﹐一個測量系統對過程 變異的敏感度
• √可以導致測量有用的輸出信號的最小輸入
• √通常被描述為一個測量單元
• 基准值(Reference)
• √人為規定的可接受值
• √需要一個可操作的定義
• √作為真值的替代
• 真值(True va lue)
• √ 物品的實際值
• √ 未知的和不可知的
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 位置變異(Locat ion var iat ion)
• 准確度
• √ 與真值或可接受的參考值”接近”的程度
• √在ASTM包括位置和寬度誤差的影響
偏移(Bias)
√測量的觀測平均值和基准值之間的差異
√測量系統的系統誤差分量
偏倚
測量系統平均值 參考值
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 穩定性(Stability)
• √隨時間變化的偏移值
• √一個穩定的測量過程在位置方面是處于統計上受控制狀態
• √別名﹕漂移
線性(Linear ity)
√在量具正常工作量程內的偏移變化量
√多個獨立的偏移誤差在量具工作量程內的關系
√是測量系統的系統誤差所構成
基准值
時間
偏倚
偏倚
尺寸1 尺寸2
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 寬度變異(Width war iat ion)
• ●精密度(Precision)
• √每個重復讀數之間的”接近”程度
• √是測量系統的隨機誤差所構成
• ●重復性(Repeatability)
• √一個評價者使用一件測量儀器﹐對同上零件的某一特
性進行多次測量下的變異
• √是在固定的和已定義的測量條件下﹐連續(短期內)多次
測量中的變異
• √通常被稱為.設備變異
• √設備(量具)能力或潛能
• √系統內部變異
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• ●再現性(Reprouc ib lity)
• √不同評價者使用相同的量具﹐測量一個零
件的一個特性的測量平均值的變異。
• √在對產品和過程進行評監時﹐誤差可能是
評價者﹑環境(時間)或方法
• √通常被稱為.-評價者變異
• √系統之間(條件)的誤差
• √在ASTM E456-96 包括﹕重復性﹑實驗室
﹑環境以及評價者影響
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• ●GRR或量具的重復性(再生性)和再現性
(Gage R&R)
• √ 量具的重復性和再現性﹕測量系統重復性
和再現性合成的聯合估計值
• √測量系統能力﹕取決於所用的方法﹐可能
包括或不包括時間的影響
• ●測量系統能力(Measurement System
Capability)
• √測量系統變異的短期估計值(例
﹕”GRR”,包括圖表法)
• ●測量系統性能(Measurement System
performance)
• √測量系統變異的長期估計值(例﹕長期控制
圖發)
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• ●靈敏度(Sens it iv ity)
√能導致可探測到的輸出信號的最小輸入
√測量系統被測特性變化的感應度
√取決於量具設計(分辯力)﹑固有品質(OEM)﹑使用其間的維修﹐以及
測量儀器與標准的操作情況
√通常被描述為一種測量單位報告
● 一致性(Consistency)
√隨時間重復性變化的程度
√一致的測量過程是在寬度(變異)方面處於統計上受控制狀態
●均一性(Uniformity)
√在正常工作范圍內重復性的變化
√重復性的同意詞
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 系統變異(System var iat ion)
• 測量系統變異可以具有如下特征﹕
• ●能力(Capab ility)
• √短期內讀數的變化量
• ●性能(Performance)
• √長期讀數的變異性
• √以總變異為基礎
• ●不確定度(Uncertinty)
• √有關被測值的數值估計范圍﹐相信真值都被包括
在該范圍內
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 可追溯性(Tracead ility)
• 可溯源性在ISO國際基本和通用的度量衡
朮語辭匯中的定義為﹕
• “透過一個完整的比較鏈追溯到規定的參
考標准(通常是國家或國際標准)的測量特性
或標准值﹐都具有一定的不確定度”。
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
國家
標准
參考標准
工作標准
生產用量具
波長的標准 相互標准的比較測定儀
鐳射光測量一 標准塊規/比較測定儀
三次元測量儀 塊規
量具裝置 分厘卡尺
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 為了有效地管理任何過程變異﹐需要以下知識﹕
• ●過程應該做什么
• ●會出什么錯
• ●過程正在做什么
測量過程
被管理
的過程
測量
數值
分析 決定
第一章-第A節引言﹑目的及朮語
• 定義系統的統計特性
• 定義一個”好”的測量系統。包括﹕
• 1)具有足夠的分辨力和敏感度
• 2)測量系統應處於統計上受控狀態
• 3)為了產品控制﹐測量系統的變異必須小於
規格限值。以特性的公差來評估測量系統
• 4)為了過程控制﹐測量系統的變異應該能証
明具有效有分辨力﹐并且小於制造過程的
變異
第一章-第B節測量過程
第一章-第B節測量過程
• 測試系統變異的影響
• 由於測量系統會被不同的變異來源影響﹐
相同零件的重復讀值不會有相同的產出與
結果﹐每個讀值之間不相同是因為普通和
特殊原因變異造成的。
• 由於我們是用測量系統的輸出來對某產品
和過程做出決策﹐這所有變異來源的累積
效應通常被稱為[測量系統誤差]﹐或有時簡
單地稱為“誤差”.
第一章-第B節測量過程
• 對過程決策的影響
生產用量具的變異
實際的過程變異
觀察至的過程變異
第一章-第C節測量的策略和規划
• 在設計和采購測量設備或系統前﹐進行規
划是相當關鍵的。在規划階段所做的許多
決定會影響測量設備的傾向和選擇。
• 測量的目的是什么?如何來使用測量的結果?
規划階段將解決這些問題并且對測量過程
的操作產生顯著的影響﹐同時可以減少可
能出現的問題以及以后的測量誤差.
第一章-第C節測量的策略和規划
• 與測量規划有關的几個需考慮的其他問題﹕
• 誰應加入“需要”分析中?流程圖和最初的討論
將有利於關鍵項目的識別。
• 為什么要采取量測?及如何被使用?數據是否用來
控制﹑分類﹑資格驗証等?測量的應用方式會改變
測量系統的敏感度等級。
• 需要什么級別的敏感度?產品規格是什么?預期的
過程變異是什么?需要用量具檢測的零件之間差別
有多少?
第一章-第C節測量的策略和規划
• 與測量規划有關的几個需考慮的其他問題﹕
• 需要對量具提供那些資訊(例如﹐使用手冊-操作﹑
維護等)?需要操作者具備哪些基本技能?誰來實施
這培訓?
• 如何進行量測?是否可以進行人工測量?在移動的
輸送帶上?離線測量?自動測量?零件的位置和固定
是否是可能的變異來源?接觸或非接觸測量?
• 測量在何時何地進行?零件是否被清潔﹑涂油﹑加
熱等?
第一章-第D節測量資源的開發
• 引言
• 開發一測量過程報價方案的過程﹐獲得對
報價方案的回復﹑裁定專案﹑完成最終設
計﹑開發測量過程﹐并在最后將已建立的
測量過程與生產過程互相結合。
• 應該將它納入先期產品品質規划(APQP)小
組的整體果架構下管理。
• 測量過程已經被概略的設計完成之后﹐便
可以開始量測過程/系統的相關采購活動。
第一章-第D節測量資源的開發
• 評估報價單
• 得到報價單后﹐小組成員要聚集在一起對它
們進行審查和評價。要注意以下項目﹕
• 是否符合基本的要求?
• 是否有任何明顯的顧慮?
• 是否有任何的供應商提出了異常的情況﹐為
什么?(異常情況可能中對價格或交付方面的
重大偏離-沒有必要把這個看成一各負面因素
—一個供應商可能已經發現了其他供應商所
忽視的地方)
• 概念是否提升了簡單易懂且可維修性?
概
念
報
價
核准
第一章-第D節測量資源的開發
• 在供應商處的鑒定
• 適用情況下﹐在測量系統供應商交付之前﹐應付
量具或測量系統進行全尺寸的檢驗和功能試驗。
因此明顯的﹐被選擇的供應商必須在生產現場具
有合格的測量設備和人員﹐以便完成以上工作﹔
如果無法進行﹐必須實先安排一個合格的外部獨
立實驗室來完成這些工作。這種全尺寸所執行和/
或實驗應該是基於顧客的設計和制造標准要求下
所執行結果﹐并且應完全記錄下來以供顧客審查.
• ●初始MSA研究目的﹕
• √量具重復性(GR16 )與量具重復性和再現性(GRR)的比較
• √偏移和/或線性的評估
• √顧客對測量目的的評估
• ●研究中的零件數﹑測量次數和操作者的數量
• √接受准則
• ●利用供應商人員和顧客人員有比較
• ●人員所需要的培訓
• √他們有資格嗎?
• √他們理解意圖嗎?
• √可能需要使用什么軟體?
第一章-第D節測量資源的開發
第一章-第D節測量資源的開發
• 文件交付
• ●使用 者手冊
• √維護/服務手冊
• √備用零件清單
• √問題診斷指南
• ●校准說明書
• ●其他特別需要考慮的事項
第一章-第D節測量資源的開發
• 引言﹕
• 當評估一個測量系統時必須討論三個基
本問題﹕
• 1)測量系統必須証明有足夠的敏感度
• 2)這測量系統必須穩定
• 3)統計的特性(誤差)要一直保持在期望的范
圍內﹐并且足以滿足測量的目的(產品控制
或過程控制)
第一章-第D節測量資源的開發
• 變異的定義和潛在的來源
• 位置變異
• 准確度
• 通用的正確說法﹐它是指一個或多個測量
結果的平值與一個參考值之間一致的接近
程度。測量過程必須於統計控狀態﹐否則
談過程的准確度就沒有意義。
第一章-第D節測量資源的開發
• 偏倚
• 偏倚通常被稱作“准確度”。由於“
准確度”有多種意思﹐建議不要用准
確度來代替偏倚。
• 偏倚是指對相同零件上同一特性的觀
測平均值(參考值)的差異。
• 偏倚是測量系統的系統誤差的測量。
它是由所有已知或未知的變異來源所
共同影響的總偏差所造成﹐這些促使
在某一測量時期內重復的應用相同測
量過程時﹐所有結果恆定的且可預測
的呈現偏置的總便差趨向。
偏倚
測量系統平均值 參考值
• 造成過大的偏倚的可能原因有﹕
• 儀器需要校准
• 儀器﹑設備或夾具磨損
• 基准的磨損或損壞﹐基准偏差
• 不適當的校准或使用基准設定
• 儀器品質不良?設計或符合性
• 線性誤差
• 使用了錯誤的量具
• 不同的測量方法?作業准備﹑載入﹑夾緊﹑技巧
• 測量的特性不對
• 變形(量具或零件)
• 環境?溫度﹑濕度﹑振動﹑清潔
• 錯誤的假設﹐應用的常數不對
• 應用?零件數量﹑位置。操作者技能﹑疲勞﹑觀察誤差(易讀性﹑視差)
第一章-第D節測量資源的開發
第一章-第E節測量問題
• 穩定性
• 穩定性(或漂移)是指經過一段長期間下﹐用相
同的測量系統對同一基准或零件的同一特性進
行測量所獲得的總變異。也就是說﹐穩定性是
整個時間的偏倚變化。
基准值
時間
第一章-第E節測量問題
• 造成穩定性的可能原因有﹕
• 儀器需要校准﹐縮短校准周期
• 儀器﹑設備或夾具的磨具
• 正常的老化或損壞
• 維護保養不好?空氣﹑動力﹑液體﹑過濾器﹑腐蝕﹑塵土﹑清潔
• 基准的磨損或損壞﹑基准的誤差
• 不適當的校准或使用基准設定
• 儀器品質不好?設計或符合性
• 儀器缺少穩健的設計或方法
• 不同的測量方法?作業准備﹐載入﹑夾緊﹑技巧
• 變形(量具或零件)
• 環境變化?溫度﹑濕度﹑振動﹑清潔
• 錯誤的假設﹐應用常數不對
• 應用?零件數量﹑位置﹑操作者技能﹑疲勞﹑觀察誤差(易讀性﹑視差)
第一章-第E節測量問題
• 線性
• 線性是在測量設備預期的工作(測量)量程內﹐偏倚
值的差異。線性可被視為偏倚於量程大小不同所
發生的變化。
一致的偏倚
零點偏倚 線性不一樣致的偏倚
一致的偏倚
線性不一樣致的偏倚
觀
測
值
觀
測
值
﹐
參
考
值
參考值
正偏倚
零偏倚
第一章-第E節測量問題
• 造成線性誤差的可能原因如下﹕
• 儀器需要是校准﹐縮短校准周期
• 儀器﹑設備或夾具的磨損
• 維護保養不好?空氣﹑動力﹑液體﹑過濾器﹑腐蝕﹑塵土﹑清潔﹑
• 基准的磨損或損壞﹐基准的誤差-最小/最大
• 不適當的校准(沒有涵蓋操作范圍)或使用基准設定
• 儀器品質不好?設計或符合性
• 缺乏穩健的儀器設計或方法
• 應用了錯誤的量具
• 不同的測量方法?作業准備。載入﹑夾緊﹑技巧
• 隨著測量尺寸不同﹐(量具 或零件)變形量不同
• 環境?溫度﹑濕度﹑振動﹑清潔
• 錯誤的假設﹐應用的常數不對
• 應用?零件數量﹐位置﹑操作者技能﹑疲勞﹑觀察誤差(易讀性﹑視差)
第一章-第E節測量問題
• 寬度變異
• 精確度
• 傳統上﹐將測量系統整個作業量程范圍內(尺寸﹑范圍和
時間)的分辯力﹑敏感度和重復性的最終影響定義為精確
度。
• 有些組織將精確度與重復性互用。事實上﹐精密度通常用
來描述在測量范圍內重復測量的預期變異﹔這范圍可能是
尺寸或時間(例如“某測量設備在高量程和低量程一樣精
確”或者“今天和昨天一樣精確”)。
• 精密度也是對重復性的線性篇以量(雖然重復性是隨機的
﹐而偏倚是系統的誤差)。
• ASTM定義的精確度的范圍更廣﹐包括由於不同讀數。量
具﹑人﹑試驗或條件造成的偏異差。
第一章-第E節測量問題
• 重復性(再生性)
• 傳統上將重復性稱為“評價者內部”的變異。重復性是用一個評價者
使用相同的測量儀器對同一零件上的同一特性﹐進行多次測量所得到
的測量變異﹔它是設備本身的固有變異或能力。重復行通常被稱為設
備變異(EV)﹐但這是一種誤解。
• 事實上﹐重復性是在指定的測量條件下連續測量的普通原因(隨機誤差
)的變異。重復性有最佳措辭為﹕當測量條件已被確定和定義一以的零
件﹑儀器﹑標准﹑方法﹑操作者﹑環境和假設量﹐對於重復性最好的
朮語是系統內部變差。除了設備內部變差以外﹐重復性將包括所有來
自處於誤差模式的任何情況下內部變差(見下文)
參考值
重重性
第一章-第E節測量問題
• 造成重復性的可能原因包括﹕
• 零件內部(抽樣樣本)﹕形狀﹑位置﹑表面光度﹑錐度﹑樣本的一致性
• 儀器內部﹕維修﹑磨損﹑設備或夾具的失敗﹑品質或保養不好
• 標准內部﹕品質﹑等級﹑磨損
• 方法內部﹕作業准備﹑技巧﹑歸零﹑固定﹑夾持﹑點密度變異
• 評價者內部﹕技巧﹑位置﹑缺乏經驗﹑操作技能或培訓﹑意識﹑疲勞
• 環境內部﹕對溫度﹑濕度﹑振動﹑清潔的小幅度波動
• 錯誤的假設一穩定﹐適當的操作
• 缺乏穩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)﹑缺乏固定性
• 應用?零件數量﹑位置﹑觀測誤差(易讀性﹑視差)
• 再現性
• 傳統上再現性稱為“評價者之間”的變異。通常將再現性定義用不同
評價者使用相同的測量儀器對同一產品上的同一特性﹐進行測量所得
的平均值的變異。手動儀器通常的確受操作者技能的影響﹔但是對於
操作者不是變異主要原因有測量過程(例如自動的系統)﹐上述說法是
不正確的。因為這原因﹐再現性是指測量的系統之間或測量條件之間
的平均值變異。
第一章-第E節測量問題
評價者A C B
再現性
第一章-第E節測量問題
• 造成再現性誤差的潛在原因包括:
• 零件之間(抽樣樣本):使用同樣的儀器﹑操作者和方法測量A﹑B﹑C零件類型時的平均差
異。
• 儀器之間﹕在相同零件﹑操作者﹑和環境下使用A﹑B﹑C儀器測量的平均值差異。注
意﹕在這種情況下﹐再現性誤差通常還混有方法和/或操作者的誤差。
• 標准之間﹕在測量過程中﹐不同的設定標准的平均影響
• 方法之間﹕由於改變測量點密度﹐手動系統﹑歸零﹐固定或夾緊方法等所造成的平均
值差異。
• 評價者(操作者)之間﹕評價者A﹑B﹑C之間由於培訓﹑技巧﹑技能和經驗所遭成的平均
值差異。推荐在這產品和過程鑒定和使用手動測量儀器時使用這種研究方法.
• 環境之間﹕在經過1﹑2﹑3等時段所進行的測量﹐由於環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系統對產品和過程的鑒定。
• 研究中的假設有誤。
• 缺乏穩健的儀器設計或方法。
• 操作者培訓的有效性。
• 應用?零件數量﹑位置﹑觀察誤差(易度性﹑視差)
• 量具R&R或GRR
• 量具的R&R是結合了重復性和再現性變異的估計
值。換句話說﹐GRR值等於系統內部變異和系統
之間變異的和。
第一章-第E節測量問題
A C B
參考值
GRP
σ2GRP=σ2再現性+σ2重復性
第一章-第E節測量問題
• 敏感度
• 敏感度是指技能產生一個可檢測到(有用的)輸出信號的最
小的輸入。它是測量系統被測特性變化的回應。敏感度由
量具設計(分辨力)﹑固有品質(OEM)/使用中保養﹐以及儀
器操作條件和標准來確定。它通常被表示為一測量單位
• 影響敏感度的因素包括﹕
• 一個 儀器的衰減能力
• 操作者的技能
• 測量裝置的重復性
• 對於電子或氣動量具﹐提供無漂移操作能力
• 儀器使用所處的條件﹐例如大氣條件﹑塵土﹑濕度
第一章-第E節測量問題
• 測量系統變異
• 能力
• 一測量系統的能力是基於在短期評估中測量系統誤差(隨
機的和系統的)的組合變異的估計值。簡單的能力包括以
下列組成要素﹕
• 不正確的偏倚或線性
• 重復性和宰相性(GRR)﹐包括短期一致性
σ2能力= σ2偏倚(線性)+ σ2GRP
第一章-第E節測量問題
• 性能
• 像過程性能一樣﹐測量系統性能能是所有重大的和決定性
的變異來源的長期總影響。性能是組合了測量誤差(隨機
的主系統的)的長期評估計算。
• 因此﹐性能包含了以下長期誤差要素﹕
• 能力(短期誤差)
• 穩定性和一致性
σ2性能= σ2能力+ σ2穩定性+ σ2一致性
第一章-第F節測量不確定度
• 總則
• 量測不確定度
• 是國際上用來描述一測量值品質的朮語。
這朮語傳統上為許多度量衡或量具實驗室
所進行的高准確定度測量使用﹐如QS-
9000或ISO/TS16949之類的品質系統標准
要求﹕ “要 了解不確定度﹐并與其他任何
檢驗﹑能量或實驗設備所需的測量能力相
一致.”
第一章-第F節測量不確定度
• 本質上﹐不確定度是對依指定的測量結果
范圍的描述﹐在特定的自信度水准內﹐預
期的包含了實際的測量結果的范圍。不確
定度是測量可靠性的一種量化的表達。這
個概念的一個 簡單的表達為﹕
• 測量實際值=測量的觀測值(結果)+U
• U這朮語即是這被測量結果的“擴充不確定度”。
擴充不確定度是組合 的標准誤差(US)
• 或這組合誤差(隨機的和系統的)的標准差﹐在測量
過程中乘以一個涵蓋常數(K)﹐這是對一期自信度
水准的常態分部曲線面積的表示﹔記住﹐應用了
對測量過程呈常態分布的原則假設。
• ISO/IEC[測量不確定度指南]定義這涵蓋常數是常
態分布下95%面積來充分的呈現不確定度。這通
常被詮釋為K=2,U=KUC
第一章-第F節測量不確定度
第一章-第F節測量不確定度
• 有些不確定度建立於長期測量系統誤差﹐另一些
是基於短期測量系統誤差。然而﹐可以透過以下
簡單公式來計算﹕
U2c= σ2能力+ σ2其它
• 測量不確定僅僅是用來估計在某測量時間下﹐測
量可能的變化有多大﹐記住這一點很重要.
第一章-第F節測量不確定度
• 測量不確定度和MSA
• 不確定度和MSA的主要不同點在於﹐MSA
專注於理解測量過程﹑確定這過程中誤差
的大小﹐并評估這測量系統是否使用於產
品和過程的控制﹔MSA提升理解和改進(減
小變異)。
• 不確定度是測量值的范圍﹑透過一個自信
度區間的定義﹑與測量結果相關﹐并預期
包括測量的真值
第一章-第F節測量不確定度
• 引言
• 理解測量變異及它整個變異的貢獻是需要一個 問
題解決的基本步驟。
• 步驟1 識別問題
• 步驟2 識別小組
• 步驟3 測量系統和過程的流程圖
• 步驟4 因果圖
• 步驟5 計划-實施-研究-行動(PDSA)27
• 步驟6 可能的解決方法及矯正的証明
• 步驟7 將變化耕制度化
• 第二章
• 用於評估測量系統的基本分析
第二章-第A節背景
• 引言
• 需要對兩個重要領域進行評估﹕
• 1)驗証在適合的特性位置上測量了正確的變數。
若適用﹐驗証夾具和固定裝置﹐同時識別與測量
相互依賴的任何關鍵環境因素。
• 2)確定該測量系統需要具備哪些可被接受的統計
特微。為了作成這確定﹐知道將使用什么詎的數
據是很重要﹐因為如果不了解這一點﹐就不能確
定適當的統計特性。
第二章-第B節測量系統研究的准備
• 進行測量系統研究的准備一般包括﹕
• 1)應該規划所使用的方法﹐例如﹐如果在校准或
使用儀器時有評價者影響﹐使用工程判斷﹑目視
觀察﹑或量具研究來確定。
• 2)應該事先確定評價者的人數﹑抽樣零件的數量
﹐及重復讀數的數量等。選擇以上內容時考慮以
下因素﹕
• a)關鍵性尺寸-關鍵尺寸需要更多的零件和/或測
量次數﹔原因是量具研究估計用的自信度要求
• b)零件的形態-大型或重型零件可能意味著樣本數
較少但測量次數多
第二章-第B節測量系統研究的備用
• 進行測量系統研究的備用一般包括﹕
• 3)由於目的是評價全部的測量系統﹐評價者應該從那些正
常操作儀器的人員中選擇。
• 4)樣件的選擇對適當的分析是很關鍵的﹐其完全的取決於
MSA研究的設計﹑系統的目的﹑及代表該生產過程的零件
樣本的可獲得性.
• 5)儀器應該有足夠的分辨力﹐特性直接被讀出的值至少是
預期過程變異的十分之一。例如﹐如果特性的變異為
﹐則設備能被“讀出”的變化量。
• 6)確保測量方法(如評價者和儀器)是測量特性的尺寸﹐并
遵循已定義的測量程序。
第二章-第C節結果分析
• 位置誤差
• 接受性准則 – 位置誤差
• 位置誤差通常被定義為偏倚和線性分析。
• 通常﹐如果一測量系統的偏倚或線性誤差
明顯的異於零﹑或超過該量具校准程序中
所建立的最大容許誤差﹐則該測量系統未
何不可接受。在這種情況下﹐應該對這測
量進行重新校准或進行一個 補償修正來減
少這誤差
第二章-第C節結果分析
• 寬度誤差
• 接受性准則—寬度誤差
• 對於目的是用來分析–過程的測量系統﹐對測量
系統可接受性的通用比例原則如下﹕
• 低於10%的誤差—通常被認為是一個 接受的測量
系統.
• 10%到30%的誤差–根據應用的重要性﹑測量裝
置的成本﹑維修費用等﹑可能是可接受的﹑
• 大於30%誤差–考慮為不可接受–應該盡各種力
量以改進這測量系統
第D節量測系統變異分析
• 量測系統之變異主要有六種﹕
• – 偏差(Bias)
• – 穩定性(Stability)
• – 線性(Linear ity)
• – 再現性(Repeatability)
• – 再生性 (Reproduc ibility)
• – 零件變異(Part bar iat ion)
量測系統變異分析
• (一)偏移(Bias)
• 偏移又稱為准確度(Accuracy)﹐是指量測平均值與
真值之差值。
VT VA
VT=真值
VA=量測平均值
偏移准確度)
量測試系統變異分析
• (例3) 1位作業者量測1個零件10次﹐量測值如下所示﹕
• X1= X2= X3= X4= X5=
• X6= X7= X8= X9= X10=
• 則量測平均值
• 已知該零件之直值VT為,
• 零件之制程容許變異為,
• 則Bias=VA-VT==
• %Bias=100(∣Bias∣/制程變異管制)
• =100(
量測系統變異分析
• (二)穩定性(Stab ilty)
• 穩定性又稱為漂移(Drift)﹐是指不同時間測值之63變異﹐此量測之
方式可有兩種﹕
• 1.以相同標准件在不同時間量測同一量具所得之變異
• 2.以相同量具在不同時間量測同一零件所得之變異
時間1
時間2
穩定性
量測系統變異分析
• (三)線性(Linear ity)
• 線性是指量具在使用范圍內偏移(准確度)差
異之分布狀況。
• (例4)作業者量測5個不同零件﹐其真值分別
為﹕,,,,及
,每個零件量測12次﹐如下表所示:
• 平均值
• 偏移 + + +
量測系統變異分析
0
0﹐
5﹐﹐0
回歸線
X(真值)
(偏
移
值
)
量測系統變異分析
• 可由上可得到回歸線如下﹕
• y=a+bx 其中
•
a(斜率)=
Σχγ - (Σχ
Σγ
γ )
[Σχ2- (Σχ)
2
π
] x [
(Σχ)2
π Σχ
2- ]
=
b=
%Linearity=100(linearity/process variation)=%
Bias= a +b x = –
綜上可知Linearity(線性)是由slope(斜率)所決定﹐
斜率愈小則量之線性愈佳﹐反之亦然。
量測系統變異常分析
• 4.量具再生性與再現性之分析
• 量具宰相性與再生性之資料密集
• 1)將作業者分為A﹑B﹑C三人﹐零件10個
﹐但作業者 無法看到零件號碼。
• 2)准備所需之量測量具.
量測系統變異分析
• (A)再現性(Repeatability)
• 再現性雙稱為量具變異﹐是指用同一種量具﹐同一位作業
者﹐當多次量測相同零件之指定特性所得之變異﹐以公式
表示如下﹕
• EV=R X K1﹐%EV=100(EV/TV)
• 為再現性中﹐TV為全變異
• 2.為所有作業者執行多次量測所得之變異平均值
• 為再現性之系數﹐與量測次數有關
• 為全變異,
• √ (R&R)TV=(PV)2
•
量測系統變異分析
• (六)再生性(Reproducibility)
• 再生性又稱為作業者變異﹐是指不同作業
者以相同量具量測相同產品之特性時﹐量
測平均值之變異﹐以公式表示如下﹕
• AV=√(XDIFF x K2)
2 – (EV21nγ)
• %AV=100(AV/TV)
量測系統變異常分析
• 公式說明﹕
• 為再生性﹐TV為全變異
• 為不同作業者所量測之平均值之最
大值與x最小值之差異
• 為再生性之系數﹐與作業者之人數有關
• 為被量測之零件數目
• 為每位作業者測之次數
量測系統分析
• (六)零件變異(Part var iat ion)
• 零件變異為制程中個別零件量測平均值
之變異。
• PV=Rp x K3
量測系統分析
• 練習
•
• 具有再現性與再生性之計算
•
• 請完成附件表格資料的計算
