1、有限公司作業文件文件編號：JT/C7.6J003版號：A/0（MSA）測量系統分析穩定性、偏移和線性研究作業指導書批準：審核：編制：受控狀態：分發號：2010年11月15日發布2010年11月15日實施1 / 16量具的穩定性、偏移、線性研究作業指導書 JT/C7.6J0031目的為了配備并使用與要求的測量能力相一致的測量儀器，通過適當的統計技術，對測量系統的五個特性進行分析，使測量結果的不確定度已知，為準確評定產品提高質量保證。2適用范圍適用于公司使用的所有測量儀器的穩定性、偏移和線性的測量分析。3職責3.1檢驗科負責確定過程所需要的測量儀器，并定期校準和檢定，對使用的測量系統分析，對存在的

2、異常情況及時采取糾正預防措施。3.2HR負責根據需要組織和安排測量系統技術應用的培訓。3.3生產科配合對測量儀器進行測量系統分析。4術語4.1偏倚偏倚是測量結果的觀測平均值與基準值（標準值）的差值。4.2穩定性（飄移）穩定性是測量系統在某持續時間內測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差。4.3線性線性是在量具預期的工作量程內，偏倚值的變差。4.4重復性重復性是由一個評價人，采用一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性獲得的測量值的變差。4.5再現性再現性是由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性的測量平均值的變差。5測量系統分析作業準備5.1確定測量過程需要使用的測

3、量儀器以及測量系統分析的范圍。a)控制計劃有要求的工序所使用的測量儀器；b)有SPC控制要求的過程，特別是有關鍵/特殊特性的產品及過程；c)新產品、新過程；d)新增的測量儀器；e)已經作過測量系統分析，重新修理后。5.2公司按GB/T10012標準要求，建立公司計量管理體系，確保建立的測JT/C7.6J003量系統的可靠性。6分析研究過程6.1穩定性分析研究1）取一樣件，并建立其可追溯到相關標準的參考值。如果無法取得這樣的樣件，則選擇一個落在產品測量范圍中間的生產零件，指定它為基準樣件進行穩定性分析。對于追蹤測量系統穩定性，不要求已知的參考值。 建議對每個標準樣件分別進行測量和畫控制圖。2）以

4、一定的周期基礎（每天、每周）測量基準件三到五次，抽樣的數量和頻率應取決于對測量系統的認識?？赡芸紤]的因素可以包括要求重新校準和維修的頻率如何、使用測量系統的頻率，以及操作條件的重要性等。應該在不同的時間下取得多次讀值，以代表測量系統的實際使用情況，以便說明在一天中預熱、周圍環境和其他因素發生的變化。3）將數據按時間順序畫在&R控制圖上4）建立控制限并用標準化控制圖分析評價失控或不穩定狀態。 范例穩定性為了確定某一新的測量儀器的穩定性是否可接受，過程小組選取了生產過程輸出范圍中接近中間值的一個零件。該零件被送到了測量實驗室，經測量其參考值確定為6.01.。小組每班測量該零件5次，共測量了

5、4周（20個子組）；收集所有數據以后，畫出了X&R圖（見圖1） 0 10 20樣本均值UCL=6.2976.021LCL=5.7466.36.26.16.05.95.85.7用于分析穩定性的均值-極差圖樣本極差1.00.50.0UCL=1.0100.4779LCL=0JT/C7.6J003 5）從以上控制圖分析顯示，測量過程是穩定的，因為沒有出現明顯可見的特殊原因影響。6.2偏移的分析研究 6.2.1進行研究控制圖法 1）如果均值-極差圖用于測量穩定性，其偏倚 據可以用來進行偏倚評價。在偏倚被評價之前，控制圖分析應該表明測量系統處于穩定狀態。2）取得一個樣件，并且建立其與可追溯到相關標

6、準的參考值。如果不能得到這個參考值，選擇一個落在生產測量范圍中間的的生產件，測量系統的平均值 基準值 并將它指定為偏倚分析的基準件。在工具室測量這個零件n10次，并計算這n個數據的平均值。把將平均值視為“參考值”。3）從控制圖上獲取平均值 4）用平均值減去參考值，計算得到偏倚偏倚 = 基準值5）用極差的平均值來計算重復性標準差Rd2*重復性 = 公式中d*2取決于子組容量(m)多少和控制圖中子組數量(g)。(見附錄一) 6）確定對偏倚的統計t值： b = r /偏倚b t = 7）如果0落在偏倚值附近的1-a置信區間內，則偏倚在這a水準上可被接受。JT/C7.6J003偏倚 b（t v，1-a

7、/2）0偏倚 + b（t v，1-a/2）公式中，V可以在附錄1中查到T v，1-a/2在標準t分布表中查到。8）所使用的a水準取決于敏感度的水準，而敏感度水平是用來評價/控制一過程是必要的，并且與產品/過程的損失函數（敏感度曲線）有關。如果a置信度水準不是用預設值0.05（95%置信度），則必須得到顧客的同意。 范例偏倚參見圖1、圖2，對一個參考值6.01的零件進行穩定性研究，所有樣本(20個組)的整體平均值為6.021；因此偏倚值的計算值為0.011。使用了散布圖和統計軟件，質檢員得到了數據分析結果，見表1。9）因為0落在偏倚的置信度區間內（-0.0299,0.0519）,該過程小組可以假

8、設這測量系統的偏倚是可以接受的,即在實際使用中不會帶來額外的變差來源。n（m）平均值,標準差,r平均值的標準誤差b測量值1006.0210.20480.0458參考值= 6.01, a=0 .05 ，m=5 ，g = 20, d2* = 2.334，d2 = 2.326統計的t值df顯著的t值(2-含尾數的)偏倚偏倚的95%置信度區間上限下限測量值0.537172.71.9930.011-0.02990.0519表1：偏倚研究-偏倚的穩定性研究分析6.2.2偏倚研究的分析：1）如果偏倚從統計上不等于零，檢查是否存在以下原因： 基準件或參考值有誤差，檢查確定標準件的程序。 儀器磨損。這問題會在穩

9、定性分析中呈現出來，建議進行維修或重新整修計劃。 儀器產生尺寸的誤差。 儀器測量的特性有誤。 儀器沒有經過適當的校準。對校準程序進行評審。JT/C7.6J003 評價人使用儀器方法不正確。對測量指導書進行評審。 儀器糾正的指令錯誤。2）如果測量系統偏倚不等于0，若有可能，應該采用硬件修正法、軟件修正法或同時使用兩種方法來對量具進行重新校準已達到零偏移。如果偏倚不能調整到零，通過改更程序（如對每個讀值根據偏倚進行修正），還可以繼續使用該測量系統。由于存在評價人誤差這一高度風險，因此這種方法只能在取得顧客同意后方能使用。6.3線性的分析研究6.3.1進行研究 可以用以下指南進行線性評價：偏移 偏移

10、 1）由于存在過程變差，選擇g 5個零件，使這些測量涵蓋這量具的整個工作量程。數值1 數值n 2）對每一個零件進行全尺寸測量，從而線性 確定其參考值，并且涵蓋了這量具的工作量程。3）讓經常使用該量具的操作者中測量每個零件m 10次。 要隨機地選擇零件，從而減少評價人對測量中偏倚的“記憶”。6.3.2結果分析- 圖示法1）計算零件每次測量的偏倚，以及每隔零件的偏倚的平均值。偏倚I，j = x I，j（基準值）Im偏倚I，jj=1 偏倚I = m2）在線性圖上畫出相對于參考值的每一個偏倚及偏倚的平均值（見圖2）。3）應用以下公式，計算并畫出最最適合的線和該線的自信度區間置信間。對最適合的線，用公式

11、：i = ax i + b 式中JT/C7.6J003x i = 參考值i = 偏倚平均值并且xy xy 1gmx2 （x）21gm 公式： a = = 斜率（siope）b= a = 中心（intercept）對于一個已知的x0，a置信度區間為：yi2 byi axi yigm 2式中s =1gm（x0x）2（xix）21/2上限：b + ax0 t gm 2，1a/2 + s1gm（x0x）2（xix）21/2下限：b + ax0 t gm 2，1a/2 + s4）畫出“偏倚=0”的線，并對該圖進行評審，以觀察是否存在特殊原因和線性是否可接受（見圖3）5）如果 “偏倚=0”的整個直線完全都

12、在置信度區間以內，則該測量系統的線性是可接受的。6.3.3結果分析（數值法）1）如果圖示法分析表示該測量系統的線性是可接受的，則以下假設就應改為真：JT/C7.6J003H0：a=0 斜率=0 （xi x）2as如果下式成立，則不能被否定t = t gm2，1a/22）如果以上的假設為真，則測量系統對所有的參考值有相同的偏倚。這個偏倚必須為0，該線性才可被接受。H0：b=0 截距（偏倚）=0 s1 x2gm （xix）2+如果下式成立，則不能被否定bt = t gm2，1a/2范例線性某工廠質檢員對某過程引進了一套新測量系統。作為PPAP的一部分，需要對測量系統的線性進行評價。根據已文件化的過

13、程變差描述，在測量系統的全部工作量程范圍內選擇了5個零件。通過對每個零件進行全尺寸檢驗，從而確定它們的參考值。然后由主要操作者對每個零件測量12次。在分析零件是隨機抽取的。 見表2線性研究數據表JT/C7.6J003零件參考值123452.004.006.008.0010.00測量次數12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906

14、.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40見表3線性研究中途的結果零件參考值123452.004.006.008.0010.00偏倚10.701.1-0.2-0.4-0.920.50-0.1-0.3-0.3-0.730.400.2-0.1-0.2-0.540.501-0.1-0.3-0.750.70-0.20.0-0.2-0.660.30-0.10.1-0.2-0.570.50-0.10.0-0.2-0.580.50-0.10.1-0.3-0

15、.590.40-0.10.4-0.2-0.4100.400.00.3-0.5-0.8110.600.10.0-0.4-0.7120.40-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.61667 線性例子Y=0.736667 0.131667XR-Sq = 71.4%JT/C7.6J003使用散布圖和統計軟件，質檢員畫出了線性圖，進行作圖分析（見圖2） * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *1偏移0 偏移01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 回歸 95置信區間 偏移平均值以上圖示

16、法分析指出特殊原因可能會影響這測量系統。參考值4的數據呈現兩種統計模式（可能是雙峰）。即使不考慮參考值為4的數據，圖示分析也明顯地表示該測量系統存有一些線性問題。R2值指出有一些線性模型不是這些數據的適當模型。即使該線性模式是可接受的，這“偏倚=0”的直線置信度區間相交，而不是包含在置信度區間內。此時，這位質檢員要開始分析并解決測量系統存在的問題，因為數據分析不能提供任何進一步有價值的線索和方向。然而，為確保不能半途而廢，質檢員對斜率和中心(截距)計算統計的t值（t-statistic）： 公式：t a =-12.043t b =-10.158JT/C7.6J003取預設a =0 .05，t-分布表，取（gm 2）=58個自由度，并取概率為0.975，該督導者得出關鍵值：t58,.975 =2.00172因為 t a > t58,.975 ，從圖示法分析獲得到的結論經過數值法分析得到證實本測量系統存在一線性問題。如果測量系統存在一線性問題，需