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连续数据测量系统分析
3.1 3.2 3.3 3.4
流程解析和分析 确定根本原因 验证根本原因 管理创造力
4.1 4.2 4.3 4.4
产生改进想法 评估和选择解决方案 提出建议 执行变革
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
开发和执行试行计划 规划和执行解决方案 流程整合 结束和认可 黑带先锋
2
版权归宝钢股份所有 2004
量具重复性及再现性的好处
1. 能在执行流程能力研究、控制图和产品检查前防止测量变差. 2. 能被用来确认新测量工具的测量能力. 3. 能被用来比较不同类型测量工具的准确度和测量能力. 4. 能被用来确认量具可行性. 5. 给分析流程能力和调查流程变差提供基本信息. 6. 改进量具维护,测量工具选择,量具校验和量具表现. 7. 能被用于培训操作者提高测量技能.
部件 A 部件 B
1 2 3
A = 2.0
部件 A
A = 2.25 B = 2.00
B = 2.0
部件 B
4
1
2
3
4
因为上面刻度的分辨率比两个 部件之间的变差要大，两个部 件将出现相同的测量结果。
第二个刻度的分辨率比两个 部件之间的变差要小，部件 将产生不同的测量结果。
测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程变差的10%。
六西格玛精益运营黑带训练教材
为什么要进行测量系统分析？
测量是任何六西格玛项目的基础
•六西格玛方法建立在这样一种思想上：基于数据的决策。用于决策 过程的数据必须是可靠的。基于不可靠数据的决策可能会产生误导 。
进行测量系统分析可以给我们提供以下信息：
•测量误差是否很小，相对产品规范或过程变差来说是否可以接受。
六西格玛精益运营黑带训练教材
MSA测量系统分析(总结篇))PPT课件
什么时候进行MSA？
控制计划中提到的（生产控制中）必须做MSA分析。 控制计划中未提到的，不必做MSA分析。
❖ 2、新量具：
新量具要先进行判断是否需要做MSA分析。 如果量程一样，厂家一样、型号一样的产品。 新购入，原则上也要做MSA。
14
精选PPT课件
什么时候进行MSA？
❖ 3、现有量具和新量具已做MSA
评价人A
评价人C
33
精选PPT课件
如何进行MSA？
❖ 重复性和再现性研究
❖ 重复性和再现性的分析可以理解为系统内变差和系统间的变差，即量 具的变差和人的变差。
为分析在各种测量和试验设备系统测量结果存在的变差， 应进行适当统计研究。
此要求必须适用于在控制计划中提出的测量系统。 所用的分析方法及接收准则，应符合与顾客关于测量系
统分析的参考手册的要求。 如果得到顾客批准，也可采用其它分析方法和接收准则。
3
精选PPT课件
为什么要进行MSA？
4
精选PPT课件
为什么要进行MSA？
❖ 我（你）的测量数据是可靠的吗？ ❖ 测量系统有足够的分辨力吗？ ❖ 两年内量具的结果能否保持一致？ ❖ 为什么不同的测量人员得到的结果不同，我应该相信
谁？ ❖ 量具测量重复测量时结果也不尽相同，应该如何取值？
❖ ……
5
精选PPT课件
为什么要进行MSA？
因此我们需要： 通过一系列的科学方法——确保具有合适分辨力和
至少测量15组数据
输入数据到EXCEL， Xbar-R表格中
计算控制界限，并 用图判定是否稳定
保留记录
针对样本使用更高精密度等级的仪器进行精密 测量10次，计算平均值，作为基准值。
测量系统分析(MSA)培训ppt课件
2
测量系统术语介绍
测量：赋值给具体物以表示它们之间关于特定特性的关系。 赋值过程定义为测量过程，而赋予的值定义为测量值。 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；包括通过/不通过装置等。 测量系统：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、方法、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。 测量和试验设备：完成一次测量所必需的所有测量仪器、 测量标准、基准材料以及辅助设备。 测量系统分析(MSA) 用于分析测量系统对测量值的影响 测量设备或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、 环境和假设对测量值的影响 强调测量仪器和人的影响
12
测量系统的基本知识和概念
测量数据的特性分类 计量型数据 计数型数据
测量系统的分类 计量型测量系统 可采取多种方法量化评定 计数型测量系统： 计数型量具研究无法对量具有多“好”作出量化判断， 它只能用于确定量具合格与否。
13
计量型测量系统的统计特性
通常使用测量数据的统计特性来衡量测量系 统的质量： Discrimination 分辨力; Bias 偏倚; Repeatability 重复性; Reproducibility再现性 ; Linearity 线性 ; Stability 稳定性 。
19
分析时机
3
测量系统的组成
测量 系统
人
操作人员
机
量具/测量设备/工装
料
被测的材料/样品/特性
法
操作方法、操作程序
环
工作的环境
4
测量的重要性
人 机 法 环 测量
原料 测量
PROCESS
测量
结果
合格
测量系统分析
有用的工具。 测量系统评价，是对生产中使用的新的测量装置进行许可性评价时的一个重要标准。 测量系统评价，在对被怀疑有问题的测量装置进行检查时，是检查的基础。
22
2.连续GR&R
假如有件产品，其全长尺寸对其性能产生巨大影响，产品出厂前要对其尺寸进 行测量。测量不正确的话，就会给顾客传递不良品，需要花费修理费用。
因此，用属性R&Rで验
…… 不仅仅是颜色的问题，定性判断 的过程几乎都属于属性GR&R的对 象。
证用属性R&R对以下的比例进行评价
１. 对同一件样品反复评价能得出相同结果的比例 （不同检验人员评价）
２．对同一件样品反复进行同样的判定，符合检验标准的比例 （同上）
３．相关检验人员全员对同一件样本进行判定，得出同样结果的比例
短期偏差
操作员的原因
测量装置(量具)的原因 4
基本定义
属性数据 ー 用来记录及分析的非常重要的性质数据 属性测量系统 ー 针对特定的界限值（通常、视觉性），比较各零件，如果满足
界限值就可以接收，以此为目的的测量系统。 变量数据 ー 针对特定的特性的定量化的规格以及能进行比较的有数位性意义的
定量数据。 变量测量系统 ー 对各零部件进行数据性测量，并对和重要特性相关的数据进行
选择属性一致性分析
统计＞品质工具＞属性一致性分析
12
属性GR&R Step 7（Minitab）
在对话框中输入，对结果进行设置
統計＞品质工具＞属性的一致性分析
选择C3～C8
点击检验员内/间的评 价一致率（％）
选择本项
输入3（人） 输入2（回）
选择C2
输入完成后点击 OK键
13
属性GR&R Step. 各检验员相互之间对判定结果保密，并且，使判定结果和样本之 间的关系不容易记忆，各检验员各自随机进行检验，并把检验结果 记录在空白表格中。 ２．重复第二次。为了避免第一次判定内容对记忆的影响，更改变 化两次样本的顺序，或者在两次之间设置充分的间隔。
22
2.连续GR&R
假如有件产品，其全长尺寸对其性能产生巨大影响，产品出厂前要对其尺寸进 行测量。测量不正确的话，就会给顾客传递不良品，需要花费修理费用。
因此，用属性R&Rで验
…… 不仅仅是颜色的问题，定性判断 的过程几乎都属于属性GR&R的对 象。
证用属性R&R对以下的比例进行评价
１. 对同一件样品反复评价能得出相同结果的比例 （不同检验人员评价）
２．对同一件样品反复进行同样的判定，符合检验标准的比例 （同上）
３．相关检验人员全员对同一件样本进行判定，得出同样结果的比例
短期偏差
操作员的原因
测量装置(量具)的原因 4
基本定义
属性数据 ー 用来记录及分析的非常重要的性质数据 属性测量系统 ー 针对特定的界限值（通常、视觉性），比较各零件，如果满足
界限值就可以接收，以此为目的的测量系统。 变量数据 ー 针对特定的特性的定量化的规格以及能进行比较的有数位性意义的
定量数据。 变量测量系统 ー 对各零部件进行数据性测量，并对和重要特性相关的数据进行
选择属性一致性分析
统计＞品质工具＞属性一致性分析
12
属性GR&R Step 7（Minitab）
在对话框中输入，对结果进行设置
統計＞品质工具＞属性的一致性分析
选择C3～C8
点击检验员内/间的评 价一致率（％）
选择本项
输入3（人） 输入2（回）
选择C2
输入完成后点击 OK键
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属性GR&R Step. 各检验员相互之间对判定结果保密，并且，使判定结果和样本之 间的关系不容易记忆，各检验员各自随机进行检验，并把检验结果 记录在空白表格中。 ２．重复第二次。为了避免第一次判定内容对记忆的影响，更改变 化两次样本的顺序，或者在两次之间设置充分的间隔。
测量系统分析
person measures the same unit with the same
equipment over an extended period of time
–Linearity – the consistency of the
measurement system across the entire range of the measurement
第二十四页，共61页。
测量系统偏差范围与零件(línɡ jiàn)公 差比值
测量系统(xìtǒng)的偏差范围与公差范围比值评价了测量系统(xìtǒng)具 有的测量客户给定公差的能力。它用 % Tolerance 表示。
P / T = -测---量---系---统---偏---差---范---围---(-f-ànw= éi6) *s Meansurement
公差带
USL LSL
Tolerance
注明： “6” 代表正负3倍的测
量标准偏差，即覆盖了99.73%
的测量误差范围。 【在
MINITAB 14以下的版本中， MINITAB的默认值是5.15,代
表99％的测量误差范围】
6×σmeasurement
LSL
USL
第二十五页，共61页。
测量系统的方差(fānɡ chà)与总方差 (fānɡ chà)的比值
第二十一页，共61页。
连续型数据 重复性、再现(zàixiàn) 性研究
(Continuous data GR&R)
第二十二页，共61页。
为什么要研究连续型数据(shùjù)的测 量系统?
为了在观测到的制程变化中，量化由于测量 (cèliáng)系统所造成的误差。 在以下情况，也需要做GR&R: 在新量具投入到生产活动中之前，也需要对 其组成的测量(cèliáng)系统进行评估。 比较不同的测量(cèliáng)系统间的差异。 对被怀疑的测量(cèliáng)系统进行评估。
equipment over an extended period of time
–Linearity – the consistency of the
measurement system across the entire range of the measurement
第二十四页，共61页。
测量系统偏差范围与零件(línɡ jiàn)公 差比值
测量系统(xìtǒng)的偏差范围与公差范围比值评价了测量系统(xìtǒng)具 有的测量客户给定公差的能力。它用 % Tolerance 表示。
P / T = -测---量---系---统---偏---差---范---围---(-f-ànw= éi6) *s Meansurement
公差带
USL LSL
Tolerance
注明： “6” 代表正负3倍的测
量标准偏差，即覆盖了99.73%
的测量误差范围。 【在
MINITAB 14以下的版本中， MINITAB的默认值是5.15,代
表99％的测量误差范围】
6×σmeasurement
LSL
USL
第二十五页，共61页。
测量系统的方差(fānɡ chà)与总方差 (fānɡ chà)的比值
第二十一页，共61页。
连续型数据 重复性、再现(zàixiàn) 性研究
(Continuous data GR&R)
第二十二页，共61页。
为什么要研究连续型数据(shùjù)的测 量系统?
为了在观测到的制程变化中，量化由于测量 (cèliáng)系统所造成的误差。 在以下情况，也需要做GR&R: 在新量具投入到生产活动中之前，也需要对 其组成的测量(cèliáng)系统进行评估。 比较不同的测量(cèliáng)系统间的差异。 对被怀疑的测量(cèliáng)系统进行评估。
测量系统分析(MSA)研讨PPT(共33页)
测量系统分析
测量重复性和再现性可接受标准
低于10% 误差 -- 测量系统可接受 10% 至 30% 误差 -- 考虑重要性、
量具成本、维修成本可能接受 大于30%的误差-- 需改
Minitab中有关MSA部分
测量趋势图 测量线性和偏倚分析 测量重复性和再现性分析(交叉) 测量重复性和再现性分析(嵌套) 属性协议分析
从菜单选择Stat>Quality Tools>Gage Study>Gage Linearity and Bias Study
测量线性和偏倚分析
包含部件名或编号的数据列 包含测量基准值的数据列 包含测量数据的数据列
指定的过程变差值或者是过程公差
测量线性和偏倚分析
结果说明: %Linearity量具的线性度占总测量过程变
嵌套式数据分析
打开Minitab,从菜单选择File>Open Worksheet,打开工作表GAGENEST.MTW
从菜单选择Stat>Quality Tools>Gage Study>Gage R&R Study(Nested)
嵌套式数据分析
包含测量对象名称或编号的列 包含操作者名称或编号的数据列 包含测量值的列
从菜单选择Stat>Quality Tools>Gage Study>Gage R&R Study(Crossed)
交叉式数据分析-均值极差法
包含测量对象名称或编号的列 包含操作者名称或编号的数据列 包含测量值的列
选择均值极差法
交叉式数据分析-均值极差法
过程公差处输入8
交叉式数据分析-均值极差法
结果分析:
测量系统分析课件(PPT49页).pptx
测量系统分析
Measurement System Analysis
1
测量系统分析基础和术语
▪ 测量
➢ 对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们对于 特定特性之间的关系。
➢ 赋予数字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被 定义为测量值。
▪ 量具（Gage)
➢ 是指任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂 现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
在ASTM包括了位置及 宽度误差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均 值与基准值之间的差值。
5
测量系统分析基础和术语
▪ 稳定性(Stability)
➢ 随时间变化的偏倚值。 ➢ 一个稳定的测量过程在位置方
面是处于统计上受控状态。别 名：漂移（drift)
▪ 线性(linearity)
➢ 在量具正常工作量程内的偏倚 变化量。
零件A 零件B
A=2.0 B=2.0
零件A 零件B
A=2.50 B=2.00
12
测量系统分析基础和术语
▪ 有效的分辨率
➢ 考虑整个测量系统变差时的数据分级大小（ndc)。 ➢ Ndc=1.41（PV/GRR）。
13
测量系统分析基础和术语
极差控制图可显示分辨率是否足够，应看控制限内有多少 个数据分级， 一般要求它大于5才可接受。 在过程变差的SPC极差图上可看出：
➢ 一个评价者使用一种测量仪器，对同一零件的某一特 性进行多次测量下的变差。
➢ 是在固定的和已定义的测量条件下，连续（短期内） 多次测量中的变差。
➢ 通常被称为E.V—设备变差 。 ➢ 设备（量具）能力或潜能。 ➢ 系统内部变差。
8
Measurement System Analysis
1
测量系统分析基础和术语
▪ 测量
➢ 对某具体事物赋予数字（或数值），以表示它们对于 特定特性之间的关系。
➢ 赋予数字的过程被定义为测量过程，而指定的数值被 定义为测量值。
▪ 量具（Gage)
➢ 是指任何用来获得测量结果的装置。经常是用在工厂 现场的装置，包括通/止规（go/no go device)。
在ASTM包括了位置及 宽度误差的影响。
偏倚（Bias)
观测到的测量值的平均 值与基准值之间的差值。
5
测量系统分析基础和术语
▪ 稳定性(Stability)
➢ 随时间变化的偏倚值。 ➢ 一个稳定的测量过程在位置方
面是处于统计上受控状态。别 名：漂移（drift)
▪ 线性(linearity)
➢ 在量具正常工作量程内的偏倚 变化量。
零件A 零件B
A=2.0 B=2.0
零件A 零件B
A=2.50 B=2.00
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测量系统分析基础和术语
▪ 有效的分辨率
➢ 考虑整个测量系统变差时的数据分级大小（ndc)。 ➢ Ndc=1.41（PV/GRR）。
13
测量系统分析基础和术语
极差控制图可显示分辨率是否足够，应看控制限内有多少 个数据分级， 一般要求它大于5才可接受。 在过程变差的SPC极差图上可看出：
➢ 一个评价者使用一种测量仪器，对同一零件的某一特 性进行多次测量下的变差。
➢ 是在固定的和已定义的测量条件下，连续（短期内） 多次测量中的变差。
➢ 通常被称为E.V—设备变差 。 ➢ 设备（量具）能力或潜能。 ➢ 系统内部变差。
8
《MSA测量系统分析》PPT课件
R& R = 4.36
%R& R = 43.6%
22
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
►第9步 ● 对结果进行解释： ○量具 %R&R 结果大于30％，因此验收不 合格。 ○操作员变差为零，因此我们可以得出结论 认为由操作员造成的误差可忽略。 ○要达到可接受的％量具R&R，必须把重点 放在设备上。
2
2
75
76
74
2
75.0
75.1
75.1
17
测量系统分析
计量型 - 大样法 (极差法)
► 第4步
● 计算均值的平均值，然后确定最大差值并确定平均极差的平 均值，如：
操作员 A
操作员 B
操作员 C
样品 第一次 第二次 第三次 极差 第一次 第二次 第三次 极差 第一次 第二次 第三次 极差
1
75
75
极差
0.05 0.10 0.00 0.00 0.05
12
测量系统分析
计量型 - 小样法 (极差法)
► 第4步
● 确定平均极差并计算量具双性的％，如
A 平v e r 均a g e极R a差n g e ( R ) = R i / 5 = 0 .2 0 / 5 = 0 .0 4
T计h e 算f o r量m u具l a t双o c性a l c （u l a tRe &t h eR%)百R &分R 比i s ; 的公式为： % R & R = 1 0 0 [ R & R / T o容l e r差a n c e ] w其h e中r e R & R = 4 .3 3 ( R ) = 4 .3 3 ( 0 .0 4 ) = 0 .1 7 3 2 a s s u m i n g t h a t t假h e 设t o l e容r a n差c e = 0 .5 u 单n i t s位 % R & R = 100[0.1732 / 0.5] = 34.6%
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过程变差
测量变差
测量变差
操作者 操作者变差
(再现性)
由未知因素引起 的变差
操作者*部件 测量 再现性
σ
2 2
总＝σ
2
过程 2
＋σ 2
σ
17
测量＝σ
重复性
＋σ 2
量具重复性和再现性（ Gage R&R ）的两种方法
1) X- R 方法 把总体变差划分为两类 : 量具变差和操作者变差. 多应用于手工计算，不能显示操作者*部件交互作用 2) ANOVA分析方法 把总体变差划分成三类 量具变差、操作者变差和操作者与部件间的交互作用.
精确度（变差）
•重复性（Repeatability） •再现性（Reproducity）
7
分辨力
分辨力： 可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位的能力。 看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分辨力描述了测 量仪器分辨两个部件的测量值之间的变差的能力。
部件 A 部件 B
1 2 3
A = 2.0
% R&R =
R&am格下限 重复性 + 再现性
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2.4.1 连续数据测量系统分析
1
版权归宝钢股份所有 2004
定义(Define) 测量(Measure) 分析(Analyze) 改进(Improve)
控制(Control)
1.0 定义 Define
2.0 测量 Measure
3.0 分析 Analyze
4.0 改进 Improve
ANOVA分析方法能提供更详细的测量变差的信息.
18
10% 区分法则
• 如果一个测量工具不能区分到部件10%的公差, 这个测量工具就不足以测量流程变差. –如果一个部件有0.2的总公差, 测量工具区分 度应不超过0.2的10% 或 0.02.
19
% 公差
如果由重复性和再现性所占用的公差百分比没有超过10%, 测量系统就是好的. %重复性和再现性(R&R)
No Image
重新校定
时间
11
稳定性－控制图
12
重复性
•重复性是由同一评价人多次使用同一种测量仪器，测量同一零件的同一特
性时获得的测量变差。 •通常是指测量仪器变差
•系统内误差
重复性
13
再现性
•再现性是由不同的评价人多次使用同一种测量仪器，测量同一零件的同一
特性时获得的测量变差。 •通常是指评价人变差
值之间的变差
•偏倚通常又称为准确度 •由于准确度字面上有几层含义， 所以偏倚成为专业术语
真实平均值
偏倚（准确性）
观察到的平均值
9
线性
•线性是整个正常操作范围的偏倚改变。
•整个操作范围的多个并且独立的偏倚误差的 相互关系
小量程
大量程
10
稳定性
•稳定性是偏倚随时间的变化。
•一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控 •有时也叫漂移
•什么是测量系统
•衡量测量系统能力方面的基本概念 •测量系统的分类
介绍连续测量系统的分析方法
•量具的重复性和再现性分析方法 •量具的线性、偏倚分析方法
16
量具的重复性和再现性分析方法
量具的重复性及再现性分析（ Gage R&R ）是识别由测量系 统引起的测量变差的方法.
总变差
量具变差 （重复性）
5.0 控制 Control
1.1 1.2 1.3 1.4
确认业务改进机会 记录并分析流程 确定客户要求 组建有效的小组
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
确定测量对象 制定数据收集计划 流程稳定性分析 测量系统分析 确定sigma水平和过程能 力 2.6 优秀的小组业绩表现
3.1 3.2 3.3 3.4
-- “测量系统”
部件 观察 测量 数据
输入
输出
输入
输出
将“测量系统”看作是会给测量数据带来额外误差的子过程，其目的就是使 用误差尽可能小的测量过程。
6
衡量测量系统能力方面的基本概念
分辨力（Resolution）
准确度（位置）
•偏倚（Bias） •线性（Linearty）
•稳定性（Stabilty）
•什么是测量系统
•衡量测量系统能力方面的基本概念 •测量系统的分类
介绍连续测量系统的分析方法
•量具的重复性和再现性分析方法 •量具的线性、偏倚分析方法 •宝钢测量系统分析管理制度
4
为什么要进行测量系统分析？
测量是任何六西格玛项目的基础
•六西格玛方法建立在这样一种思想上：基于数据的决策。用于决策 过程的数据必须是可靠的。基于不可靠数据的决策可能会产生误导 。
主要内容： –介绍测量系统的基本概念
• • • • 为什么要进行测量系统分析 什么是测量系统 衡量测量系统能力方面的基本概念 测量系统的分类
–介绍连续测量系统的分析方法
• 量具的重复性和再现性分析方法 • 量具的线性、偏倚分析方法 • 宝钢测量系统分析管理制度
3
介绍测量系统的基本概念
•为什么要进行测量系统分析
进行测量系统分析可以给我们提供以下信息：
•测量误差是否很小，相对产品规范或过程变差来说是否可以接受。
•如果测量误差不可接受，从何处着手来改进测量系统。
•使您能够对数据的“质量”充满信心。 •测量仪器是否具有足够的分辨力。
5
什么是测量系统？
- 与进行测量有关的集合：测量仪器或量具、标准、操作、方法、软件、人 员和环境，称之为
流程解析和分析 确定根本原因 验证根本原因 管理创造力
4.1 4.2 4.3 4.4
产生改进想法 评估和选择解决方案 提出建议 执行变革
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
开发和执行试行计划 规划和执行解决方案 流程整合 结束和认可 黑带先锋
2
2.4 连续数据测量系统分析
目标：
介绍测量系统的基本概念和连续测量系统的分析方法。
•系统间误差
重复性
14
测量系统的分类
从测量结果的数据类型不同可 将测量系统分为： 连续数据测量系统，其中常用
测量仪器有：
•电压表 •容器 •卷尺 •千分尺
离散数据测量系统，其中常用
测量仪器有：
1
2
3
4
是的
不
A
B
C
•Go/No－Go工具 •通过与不通过的目视检查
15
介绍测量系统的基本概念
•为什么要进行测量系统分析
部件 A
A = 2.25 B = 2.00
B = 2.0
部件 B
4
1
2
3
4
因为上面刻度的分辨率比两个 部件之间的变差要大，两个部 件将出现相同的测量结果。
第二个刻度的分辨率比两个 部件之间的变差要小，部件 将产生不同的测量结果。
测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程变差的10%。
8
偏倚
•偏倚是 观测值的平均值和真实平均