测量系统分析05233.doc

1、测量系统分析百科名片测量系统分析(Measurement Systems Analysis,MSA) 数据是通过测量获得的,对测量定义是：测量是赋值给具体事物以表示他们之间关于特殊特性的关系。这个定义由 CEisenhart 首次给出。赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。目录测量系统分析的基本内容1 测量系统所应具有的统计特性 测量系统分析的标准 测量系统分析的指标 测量系统分析时机 进行测量系统分析的基本要求 进行测量系统分析的步骤测量系统分析的基本内容1 测量系统所应具有的统计特性 测量系统分析的标准 测量系统分析的指标 测量系统分析时机 进行测量系统分析的基本要求 进行测量系

2、统分析的步骤展开编 辑 本 段 测 量 系 统 分 析 的 基 本 内 容 1从 测 量 的 定 义 可 以 看 出 ， 除 了 具 体 事 物 外 ， 参 于 测 量 过 程 还 应 有 量 具 、使 用 量 具 的 合 格 操 作 者 和 规 定 的 操 作 程 序 ， 以 及 一 些 必 要 的 设 备 和 软 件 ， 再把 它 们 组 合 起 来 完 成 赋 值 的 功 能 ， 获 得 测 量 数 据 。 这 样 的 测 量 过 程 可 以 看 作为 一 个 数 据 制 造 过 程 ， 它 产 生 的 数 据 就 是 该 过 程 的 输 出 。 这 样 的 测 量 过 程 又称 为 测

3、 量 系 统 。 它 的 完 整 叙 述 是 ： 用 来 对 被 测 特 性 定 量 测 量 或 定 性 评 价 的 仪器 或 量 具 、 标 准 、 操 作 、 夹 具 、 软 件 、 人 员 、 环 境 和 假 设 的 集 合 ， 用 来 获 得测 量 结 果 的 整 个 过 程 称 为 测 量 过 程 或 测 量 系 统 。 众 所 周 知 ， 在 影 响 产 品 质 量 特 征 值 变 异 的 六 个 基 本 质 量 因 素 (人 、 机 器 、材 料 、 操 作 方 法 、 测 量 和 环 境 )中 ， 测 量 是 其 中 之 一 。 与 其 它 五 种 基 本 质 量因 素 所 不

4、 同 的 是 ， 测 量 因 素 对 工 序 质 量 特 征 值 的 影 响 独 立 于 五 种 基 本 质 量 因素 综 合 作 用 的 工 序 加 工 过 程 ， 这 就 使 得 单 独 对 测 量 系 统 的 研 究 成 为 可 能 。 而正 确 的 测 量 ， 永 远 是 质 量 改 进 的 第 一 步 。 如 果 没 有 科 学 的 测 量 系 统 评 价 方 法 ，缺 少 对 测 量 系 统 的 有 效 控 制 ， 质 量 改 进 就 失 去 了 基 本 的 前 提 。 为 此 ， 进 行 测量 系 统 分 析 就 成 了 企 业 实 现 连 续 质 量 改 进 的 必 经 之 路

5、 。 近 年 来 ， 测 量 系 统 分 析 已 逐 渐 成 为 企 业 质 量 改 进 中 的 一 项 重 要 工 作 ， 企业 界 和 学 术 界 都 对 测 量 系 统 分 析 给 予 了 足 够 的 重 视 。 测 量 系 统 分 析 也 已 成 为美 国 三 大 汽 车 公 司 质 量 体 系 QS9000 的 要 素 之 一 ， 是 6 质 量 计 划 的 一 项 重要 内 容 。 目 前 ， 以 通 用 电 气 (GE)为 代 表 的 6 连 续 质 量 改 进 计 划 模 式 即 为 ：确 认 (Define)、 测 量 (Measure)、 分 析 (Analyze)、 改

6、进 (Improve)和 控 制(Control)， 简 称 DMAIC。 从 统 计 质 量 管 理 的 角 度 来 看 ， 测 量 系 统 分 析 实 质 上 属 于 变 异 分 析 的 范 畴 ，即 分 析 测 量 系 统 所 带 来 的 变 异 相 对 于 工 序 过 程 总 变 异 的 大 小 ， 以 确 保 工 序 过程 的 主 要 变 异 源 于 工 序 过 程 本 身 ， 而 非 测 量 系 统 ， 并 且 测 量 系 统 能 力 可 以 满足 工 序 要 求 。 测 量 系 统 分 析 ， 针 对 的 是 整 个 测 量 系 统 的 稳 定 性 和 准 确 性 ， 它需 要

7、分 析 测 量 系 统 的 位 置 变 差 、 宽 度 变 差 。 在 位 置 变 差 中 包 括 测 量 系 统 的 偏倚 、 稳 定 性 和 线 性 。 在 宽 度 变 差 中 包 括 测 量 系 统 的 重 复 性 、 再 现 性 。 测 量 系 统 可 分 为 “计 数 型 ”及 “计 量 型 ”测 量 系 统 两 类 。 测 量 后 能 够 给出 具 体 的 测 量 数 值 的 为 计 量 型 测 量 系 统 ； 只 能 定 性 地 给 出 测 量 结 果 的 为 计 数型 测 量 系 统 。 “计 量 型 ”测 量 系 统 分 析 通 常 包 括 偏 倚 (Bias)、 稳 定 性

8、(Stability)、 线 性 (Linearity)、 以 及 重 复 性 和 再 现 性(Repeatability Reproducibility， 简 称 R R)。 在 测 量 系 统 分 析 的 实 际运 作 中 可 同 时 进 行 ， 亦 可 选 项 进 行 ， 根 据 具 体 使 用 情 况 确 定 。 “计 数 型 ”测 量 系 统 分 析 通 常 利 用 假 设 检 验 分 析 法 来 进 行 判 定 。 编 辑 本 段 测 量 系 统 所 应 具 有 的 统 计 特 性1.测 量 系 统 必 须 处 于 统 计 控 制 中 ， 这 意 味 着 测 量 系 统 中 的 变

9、 差 只 能 是 由于 普 通 原 因 而 不 是 由 于 特 殊 原 因 造 成 的 。 这 可 称 为 统 计 稳 定 性 。 2.测 量 系 统 的 变 差 必 须 比 制 造 过 程 的 变 差 小 。 3.变 差 应 小 于 公 差 带 。 4.测 量 精 度 应 高 于 过 程 变 差 和 公 差 带 两 者 中 精 度 较 高 者 ， 一 般 来 说 ， 测量 精 度 是 过 程 变 差 和 公 差 带 两 者 中 精 度 较 高 者 的 十 分 之 一 。 5.测 量 系 统 统 计 特 性 可 能 随 被 测 项 目 的 改 变 而 变 化 。 若 真 的 如 此 ， 则 测

10、量 系 统 的 最 大 的 变 差 应 小 于 过 程 变 差 和 公 差 带 两 者 中 的 较 小 者 。 编 辑 本 段 测 量 系 统 分 析 的 标 准1.国 家 标 准 ; 2.第 一 级 标 准 (连 接 国 家 标 准 和 私 人 公 司 、 科 研 机 构 等 ); 3.第 二 级 标 准 (从 第 一 级 标 准 传 递 到 第 二 级 标 准 ); 4.工 作 标 准 (从 第 二 级 标 准 传 递 到 工 作 标 准 )。 编 辑 本 段 测 量 系 统 分 析 的 指 标1.量 具 重 复 性 ： 指 同 一 个 评 价 人 ， 采 用 同 一 种 测 量 仪 器

11、， 多 次 测 量 同 一零 件 的 同 一 特 性 时 获 得 的 测 量 值 （ 数 据 ） 的 变 差 。 2.量 具 再 现 性 ： 指 由 不 同 的 评 价 人 ， 采 用 相 同 的 测 量 仪 器 ， 测 量 同 一 零件 的 同 一 特 性 时 测 量 平 均 值 的 变 差 。 3.稳 定 性 ： 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 。 4.偏 倚 :指 同 一 操 作 人 员 使 用 相 同 量 具 ， 测 量 同 一 零 件 之 相 同 特 性 多 次数 所 得 平

12、 均 值 与 采 用 更 精 密 仪 器 测 量 同 一 零 件 之 相 同 特 性 所 得 之 平 均 值 之 差 ，即 测 量 结 果 的 观 测 平 均 值 与 基 准 值 的 差 值 ， 也 就 是 我 们 通 常 所 称 的 “准 确度 ”。 5.线 性 ： 指 测 量 系 统 在 预 期 的 工 作 范 围 内 偏 倚 的 变 化 。 编 辑 本 段 测 量 系 统 分 析 时 机1） .新 生 产 之 产 品 PV 有 不 同 时 ; 2） .新 仪 器 ， EV 有 不 同 时 ; 3） .新 操 作 人 员 ， AV 有 不 同 时 ; 4） .易 损 耗 之 仪 器 必 须

13、 注 意 其 分 析 频 率 。 1.R 如 : 过 程 中 所 需 量 具 读 数 的 精 确 度 是 0.01m/m, 则 测 量 应 选 择 精确 度 为 0.001m/m), 以 避 免 量 具 的 鉴 别 力 不 足 ， 一 般 之 特 性 者 所 使 用 量 具 的精 确 度 应 是 被 测 量 物 品 公 差 的 1/5。 试 验 完 后 , 测 试 人 员 将 量 具 的 重 复 性 及 再 现 性 数 据 进 行 计 算 如 附 件 一(R&R 数 据 表 ), 附 件 二 (R&R 分 析 报 告 ), 依 公 式 计 算 并 作 成 -R 管 制 图 或 直接 用 表 计

14、 算 即 可 。 2.结 果 分 析1)当 重 复 性 (AV)变 差 值 大 于 再 现 性 (EV)时 : 量 具 的 结 构 需 在 设 计 增 强 。 量 具 的 夹 紧 或 零 件 定 位 的 方 式 (检 验 点 )需 加 以 改 善 。 量 具 应 加 以 保 养 。 2)当 再 现 性 (EV)变 差 值 大 于 重 复 性 (AV)时 : 作 业 员 对 量 具 的 操 作 方 法 及 数 据 读 取 方 式 应 加 强 教 育 , 作 业 标 准 应 再明 确 订 定 或 修 订 。 可 能 需 要 某 些 夹 具 协 助 操 作 员 , 使 其 更 具 一 致 性 的 使

15、 用 量 具 。 量 具 与 夹 治 具 校 验 频 率 于 入 厂 及 送 修 纠 正 后 须 再 做 测 量 系 统 分 析 , 并作 记 录 。 编 辑 本 段 进 行 测 量 系 统 分 析 的 基 本 要 求(1)量 具拟 执 行 测 量 系 统 分 析 的 量 具 必 须 经 过 计 量 确 认 合 格 ， 同 时 其 分 辨 力 应 至少 能 直 接 读 取 被 测 特 性 预 期 变 差 的 1/10。 (2)评 价 人执 行 测 量 作 业 的 人 员 ， 均 应 经 过 必 要 的 量 具 使 用 、 维 护 训 练 ， 不 至 于 出现 因 人 员 操 作 问 题 所 造

16、 成 的 测 量 误 差 。 (3)编 制 测 量 系 统 分 析 计 划在 计 划 中 明 确 所 要 进 行 分 析 的 量 具 以 及 评 价 人 、 开 始 日 期 和 预 计 完 成 日期 等 。 (4)测 量 过 程 为 盲 测最 大 可 能 地 减 少 评 价 人 在 测 量 过 程 中 的 主 观 影 响 。 编 辑 本 段 进 行 测 量 系 统 分 析 的 步 骤测 量 系 统 分 析 的 评 定 通 常 分 为 两 个 阶 段 : 1.第 一 阶 段 ： 验 证 测 量 系 统 是 否 满 足 其 设 计 规 范 要 求 。 主 要 有 两 个 目 的 ：(1)确 定 该 测 量 系 统 是 否 具 有 所 需 要 的 统 计 特 性 ， 此 项 必 须 在 使 用 前 进行 。 (2)发 现 哪 种 环 境 因 素 对 测 量 系 统 有 显 着 的 影 响 ， 例 如 温 度 、 湿 度 等 ，以 决 定 其 使 用 之 空 间 及 环 境 。 2.第 二 阶 段 (1)目 的 是 在 验 证 一 个 测 量 系 统 一 旦 被 认 为 是 可 行 的 ， 应 持 续 具 有 恰 当的 统 计 特 性 。 (2)常 见 的 就 是 “量 具 R&R”是 其 中 的 一 种 型 式 。