測(cè)量系統(tǒng)是對(duì)測(cè)量單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y(cè)的特性進(jìn)行評(píng)估，其所用的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的集合，也就是說用來獲得測(cè)量結(jié)果的過程。理想的測(cè)量系統(tǒng)在每次使用時(shí)應(yīng)只產(chǎn)生正確的測(cè)量結(jié)果：與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值相符。

在現(xiàn)實(shí)生活中，理想的測(cè)量系統(tǒng)幾乎是不存在的：用一把校準(zhǔn)好的卡尺，不同的人測(cè)量同一件零件都會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。不良的測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果往往本身就有較大的偏差，從而可能掩蓋被分析過程的偏差，這種結(jié)果用于質(zhì)量驗(yàn)證、質(zhì)量改進(jìn)和過程控制分析顯然是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量經(jīng)常使用其測(cè)得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來確定，測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中，也就說測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生的偏差只能是由普通原因造成，而不應(yīng)由于特殊原因?qū)е?。測(cè)量系統(tǒng)分析就是用統(tǒng)計(jì)的方法分析測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性，而確定其質(zhì)量水平。

通常，我們用下述5個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性：

1.偏倚Bias

測(cè)量觀察平均值與該零部件采用精密儀器測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)平均值的差值。

2.線性Linearity

表征量具預(yù)期工作范圍內(nèi)偏倚值的差別。

3.穩(wěn)定性Stability

表征測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于給定的零部件或標(biāo)準(zhǔn)件隨時(shí)間變化系統(tǒng)偏倚中的總偏差量，與通常意義上的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性是有區(qū)別的。

4.重復(fù)性Repeatability

指同一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值（數(shù)據(jù)）的偏差。

5.再現(xiàn)性Reproducibility

指由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的偏差。

通常，前三種指標(biāo)用于評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，后兩種指標(biāo)用于評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的精確性。測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性可以通過對(duì)設(shè)備的校準(zhǔn)等對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、監(jiān)控，也就是說，通過對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的分辨率、偏倚、線性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析后進(jìn)行校準(zhǔn)后可以解決其準(zhǔn)確性問題。工程上通常用測(cè)量系統(tǒng)的精確性也就是其重復(fù)性和再現(xiàn)性來研究其統(tǒng)計(jì)特性，就是通常所說的“GR&R研究”。

測(cè)量系統(tǒng)分析流程及方法

測(cè)量系統(tǒng)分析是一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程。通常需要根據(jù)測(cè)量過程的可重復(fù)性（破壞性或非破壞性）、測(cè)量結(jié)果性質(zhì)（計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)或計(jì)量型數(shù)據(jù)）、待測(cè)單元的數(shù)量大小、過程的成本、儀器或量具的狀態(tài)及測(cè)量過程輸出的重要性等因素來確定分析的方法和流程。

測(cè)量系統(tǒng)分析步驟：

1. 驗(yàn)證 “量具（gauge）”的校準(zhǔn)；

2. 選擇工件和測(cè)量者執(zhí)行測(cè)量；

3. 用MINITAB軟件或Excel編輯表格進(jìn)行數(shù)據(jù)評(píng)估；

4. 分析數(shù)據(jù)，解釋結(jié)果，得出結(jié)論；

5. 檢查是否有不合格的測(cè)量單位，制定長(zhǎng)期量具保持/改進(jìn)計(jì)劃。

量具必須經(jīng)過校準(zhǔn)且才處在正常狀態(tài)，沒有經(jīng)過校準(zhǔn)或者已經(jīng)過了校準(zhǔn)期限的量具是處于不正常狀態(tài)的，其測(cè)量所得數(shù)據(jù)不能用于測(cè)量系統(tǒng)分析。

為保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性，視測(cè)量過程的時(shí)間、費(fèi)用等因素，一般隨機(jī)選擇代表整個(gè)過程的8-10件工件進(jìn)行測(cè)量，選擇2~3名已經(jīng)訓(xùn)練過的操作人員對(duì)各工件進(jìn)行2~3次重復(fù)測(cè)量，得到一組用于評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

將所得數(shù)據(jù)按要求輸入相應(yīng)的計(jì)算工具，執(zhí)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析命令后，即可得到數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性，根據(jù)相應(yīng)的評(píng)判規(guī)則既可判斷測(cè)量系統(tǒng)的能力是否滿足要求，既而根據(jù)分析結(jié)果有針對(duì)性的作出長(zhǎng)期量具保持/改進(jìn)計(jì)劃。

如前所述，關(guān)于精確性的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性包括測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性等，MINITAB提供不同的分析方法以計(jì)算出測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性、被測(cè)工件之間的偏差、過程總偏差以及各因素對(duì)過程偏差的百分比和對(duì)被測(cè)特性公差的比例，以考察測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于過程偏差及規(guī)范公差的測(cè)量能力，同時(shí)MINITAB還計(jì)算出測(cè)量系統(tǒng)的區(qū)別分類數(shù)（Number ofDistinct Categories），以考察測(cè)量系統(tǒng)的有效解析度。

結(jié)果分析

1)當(dāng)重復(fù)性(EV)變差值大于再現(xiàn)性(AV)時(shí):

量具的結(jié)構(gòu)需在設(shè)計(jì)增強(qiáng)。

量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗(yàn)點(diǎn))需加以改善。

量具應(yīng)加以保養(yǎng)。

2)當(dāng)再現(xiàn)性(AV)變差值大于重復(fù)性(EV)時(shí):

作業(yè)員對(duì)量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強(qiáng)教育, 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)再明確訂定或修訂。

可能需要某些夾具協(xié)助操作員, 使其更具一致性的使用量具。

量具與夾治具校驗(yàn)頻率于入廠及送修糾正后須再做測(cè)量系統(tǒng)分析, 并作記錄。

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