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测量系统分析（MSA） 冠智达顾问 高级顾问师：郭克永 内 容 概 要 一、基本概念 二、测量系统的变差类型 三、计量型量具双性的分析与研究 —极差法 —均值和极差法 —方差分析法 四、计数测量系统的分析与研究 —小样法 五、测量系统分析的时机与方式方法 一、基本概念 1、量具 2、测量系统 3、测量数据的质量 4、测量过程 5、测量系统的统计特性 1、量具 任何用来获得测量结果的装置；经常用来特指用在车间的装置；包括用来测量合格/不合格的装置（如：塞规）。 2、测量系统 用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件、操作人员以及环境的集合，用来获得测量结果的整个过程。 3、测量数据的质量 测量数据的质量用稳定条件下的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性来评价。例如，用在稳定条件下运行的测量系统得到某一特性的多次测量结果，若这些结果与基准值（或真值）都很“接近”，则称这些数据的质量“高”，否则若“远离”其基准值（或真值），则称这些数据的质量“低”。 表征测量数据质量的统计特性是编倚（偏移）和方方差。所谓偏倚的特性，是指数据相对基位值的位置，而所谓方差的特性，是指数据离散程度。一组测量数据远离基准值，或其变差太大，则此测量系统的变差，可能会掩盖制造过程的变差。 4、测量过程 赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。 5、测量系统的统计特性 用于输出数据制作控制图或计算过程能力的测量系统应具备如下的统计特性： （1）测量系统必须处于统计控制状态 （2）测量系统的变差必须小于制造过程的变差（6σ）及公差带 （3）测量系统的最小增量，一般说来应为制造过程变差（ 6σ ）或公差带两者中较窄的十分之一 （4）制造过程的总变差相对测量系统的变差的分级数应大于5 （5）随着时间的推移或被测物改变时（即量程变化），也应满足上述要求。 二、测量系统的变差类型 1、偏倚（bias） 2、稳定性（stability） 3、线性（linearity） 4、重复性（repeatability） 5、再现性（reproducibility） 1、偏倚 偏移，又称为“准确度”，是指测量结果的观测平均值与基准值的差值。基准值，也称为标准值，是充当测量值的一个一致认可的基准，一个基准值可以通过采用更高级别的测量设备（例如，计量实验室或全尺寸检验设备）进行多次测量，取其平均值来确定。 2、稳定性 或称飘移，指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差，即偏倚随时间的增量。 3、线性 指测量系统在预期的工作范围内偏移（准确度）的变化。 4、重复性 又称量具变差/设备变差，指由一个评价人采用同一个测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。 5、再现性 又称作业者变差/评价人变差，指由不同的评价人，采用同一个测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。 三、计量型量具双性的分析与研究 1、测量系统变差的接受准则 2、极差法 3、均值和极差法 4、方差分析法 1、测量系统变差的接受准则 （1）若数据用于计算过程能力或制作控制图，双性变差（GR＆R）的大小应和既包含制造系统变差与测量系统变差的总过程变差进行比较，双性占总过程变差的百分比： 小于10%—测量系统可接受； 10%至30%—根据应用的重要性，量具的成本，维修的费用等，可能是可接受的； 大于30%—不可接受。但能否用于判断零件合格与否，需与产品公差进行比较。 （2）偏倚、线性及稳定性变差的大小通常是可修复的，应比双性变差小很多。 2、极差法 典型的极差法使用2名评价人和5个零件进行分析 1）评价人A和B各测量零件一次； 2）计算零件测量的极差R，测量的极差为评价人A和B测量结果差的绝对值； 3）计算零件测量的平均极差 4）计算量具的双性，即测量过程变差； 5）计算双性占总过程变差的百分数； %GRR=100(GRR/过程变差) 例： 注：4.33由5.15/D2而来，D2请参考下表 极差法的限制 *无法将测量工具之重复性及再现性分开来计算 *它所反应之GR＆R值为此2种量测误差之组合 3