我們先看一個和平年代發(fā)生的至今為止最嚴重的海難事故:“1923年6月,美國第11驅(qū)逐艦隊在海上結(jié)束演練后返航回母港圣迭戈。不久,海上迷霧升起,加利福尼亞的海岸漸漸變得模糊不清,能見度極差。艦隊指揮官采用航位推算法,即不借助任何天文觀察儀器,而僅通過航行的方向和距離來推算船只的具體位置。傍晚時分,大霧變得更濃了,艦隊指揮官命令所有驅(qū)逐艦以單縱隊緊跟旗艦航行。20時30分,導航臺通知這支艦隊,其航向為320度,嚴重偏航。艦隊指揮官認為其艦隊不可能偏航到與原定航向背道而馳的程度,懷疑導航臺測向出錯,故不加理會,繼續(xù)航行。10分鐘后,導航臺更正了前一次的錯誤,確認該艦隊航向為168度。21時,為首的旗艦撞向了海岸的礁石,隨后的7艘逐艦隊緊跟其后紛紛撞向礁石?!?/p>
這就是注明的美國翁達角海難事故,此次事故共造成了美國8艘驅(qū)逐艦觸礁沉沒和一千多名士兵死亡,其根本原因就是航向測量不準確導致的,可見測量系統(tǒng)是多么重要。在企業(yè)的質(zhì)量管理和質(zhì)量改善中,測量系統(tǒng)同樣重要。那么,什么是測量?什么是測量系統(tǒng)?什么是測量系統(tǒng)分析呢?
何為測量
所謂測量是對某具體事物賦予數(shù)字(數(shù)值),以表示它們對于特定特性之間的關系,比如說給一個加工的部件賦予一個數(shù)值10厘米,以表示其與長度的關系,這就是測量。
何為測量系統(tǒng)
測量系統(tǒng)是一個過程,過程的輸入包括所有和測量相關的因素:量具、人員、材料、測量方法、環(huán)境。過程的輸出為產(chǎn)品的測量值。在測量系統(tǒng)中,有兩個重要的術語量具和測量員。量具(Gage)就是用來測量的器具,如千分尺。測量員(Operator)指的是使用量具來測量的個人或裝置。由測量系統(tǒng)的定義可見,導致測量系統(tǒng)誤差的不僅僅是量具,而是可構成測量系統(tǒng)的各個要素都有關系。
測量系統(tǒng)的類別
根據(jù)測量所得數(shù)據(jù)的特點,有以下兩類測量系統(tǒng)。第一類測量系統(tǒng)為計量型測量系統(tǒng),也叫變量測量系統(tǒng),這一類測量系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)為連續(xù)型數(shù)據(jù),如長度、重量、粗糙度等。這一類測量系統(tǒng)都需要利用量具進行測量。第二類測量系統(tǒng)為計數(shù)型測量,也叫屬性測量系統(tǒng),如外觀檢查、通止規(guī)檢查,色差檢查等,這一類測量系統(tǒng)不需要量具或者只有簡單的量具,得到的測量數(shù)據(jù)是離散型數(shù)據(jù),如外觀合格不合格,直徑通過通不過等。
計量型測量系統(tǒng)誤差
計量型測量體系的誤差是所謂的“五性”誤差:偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復性和再現(xiàn)性。
偏倚:偏倚誤差指的是量具多次重復測量的平均值和真實值的差異,真實值往往是不知道的而是用更高精度的量具測量而來,如用千分尺多次重復測量標準值為10.00mm的量塊,多次重復測量值的平均值為10.01mm,則量具的偏倚為0.01mm。
線性:線性誤差指的是在量具的不同量程范圍偏倚不一致的誤差,如果一個量程范圍為0-25cm的千分尺,如果在5cm處的偏倚為0.01mm,那么我們期望在其他的量程位置偏倚保持一致。
穩(wěn)定性:穩(wěn)定性誤差指的是在不同的時間量具的偏倚不一樣的現(xiàn)象,一個量具如果在5cm處的偏倚為0.01mm,那么我們期望無論任何時候這一處的偏倚都是0.01mm。
重復性:重復性誤差指的是同一個人員用同一個量具多次重復測量同一個產(chǎn)品質(zhì)量特征,多次測量之間的差異,由于此種變差被認為主要是由于測量設備引起的,所以也叫做設備變差(Equipment Variation),簡稱“EV“。
再現(xiàn)性:再現(xiàn)性誤差指的是不同的人員用同一個量具測量同一個產(chǎn)品的質(zhì)量特征,其測量值平均值之間的差異。由于此種變差被認為是由于測量人員引起的,所以也叫做評估者變差(Appraiser Variation),簡稱“AV“。
計數(shù)型測量系統(tǒng)誤差
計數(shù)型測量體系的誤差體現(xiàn)在不一致上,如產(chǎn)品的外觀檢測,對同一個產(chǎn)品,有些檢測人員檢測為合格的,而另一些檢測人員檢測為不合格的,這就是不一致,計數(shù)型測量系統(tǒng)存在以下四類不一致誤差。
檢驗員自身不一致:每個評估者對于同一個對象多次評估判斷之間的結(jié)果不一致。
每個檢驗員與標準不一致:每個評估者對同一個對象判斷結(jié)果與標準不一致。
檢驗員之間不一致:對同一個對象多個評估者之間的判斷結(jié)果不一致。
所有檢驗員與標準不一致:對同一個對象里面,多個評估者所有的判斷結(jié)果一致但是和標準不一致。
關于測量系統(tǒng)誤差大小的分析及改進將在后續(xù)文章中進行介紹。
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