【MSA】偏倚及確定偏倚的方法
發(fā)布時(shí)間：2025-07-06 點(diǎn)擊：26
【MSA】偏倚及確定偏倚的方法
偏倚通常被稱為“準(zhǔn)確度”。由于“準(zhǔn)確度”有多種意思，建議不要用準(zhǔn)確度來代替偏倚。
偏倚是指對(duì)相同零件上同一特性的觀測平均值與真值(參考值)的差異。
偏倚是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。它會(huì)增進(jìn)所有已知或未知的變差來源所共同影響的總偏差，這促使在某一測量時(shí)期內(nèi)重復(fù)地應(yīng)用相同測量過程時(shí)，以總偏差趨向去恒定和預(yù)測地補(bǔ)償所有的結(jié)果。
造成過大的偏倚的可能原因有：
● 儀器需要校準(zhǔn)
● 儀器、設(shè)備或夾具磨損
● 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)偏差
● 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定
● 儀器質(zhì)量不良-設(shè)計(jì)或符合性
● 線性誤差
● 使用了錯(cuò)誤的量具
● 不同的測量方法-作業(yè)準(zhǔn)備、加載、夾緊、技巧
● 測量的特性不對(duì),變形(量具或零件)
● 環(huán)境 - 溫度、濕度、振動(dòng)、清潔
● 錯(cuò)誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對(duì)
● 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差(易讀性、視差)
在校準(zhǔn)過程所使用的測量程序(如：使用“基準(zhǔn)”)，應(yīng)該盡可能地與正常操作的測量程序一致。
校驗(yàn)報(bào)告中會(huì)給出不同值的偏倚量。偏倚為負(fù)，說明觀察值比參考值小，偏倚為正，說明觀察值比參考值大。前提是測量系統(tǒng)的偏倚量是可重復(fù)的。
確定偏倚是否可接受的獨(dú)立樣本方法采用假設(shè)試驗(yàn)：
H0bias=0
H1bias≠0
評(píng)估計(jì)算的平均偏倚來確定這個(gè)偏倚是否是由于隨機(jī)(取樣)變差而產(chǎn)生的。
一般來說，如果相對(duì)于它的重復(fù)性，它在統(tǒng)計(jì)上并不是顯著不同于零，則測量系統(tǒng)的偏倚或線性誤差是可接受的。因此，重復(fù)性與過程變差比較時(shí)必須是可接受的，以便讓這個(gè)分析是有用的。
取得一個(gè)樣件，并且建立其與可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果不能得到這參考值，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)件，并將它指定為偏倚分析的基準(zhǔn)件。在工具室里測量該件n≥10次，并計(jì)算n個(gè)讀值的平均值。將該平均值視為“參考值”。
也許會(huì)希望擁有位于期望測量結(jié)果的下限、中間及上限位置的基準(zhǔn)樣件，如果可做到這樣，可以使用線性研究來分析這些數(shù)據(jù)。
讓一個(gè)評(píng)價(jià)者以正常方式測量樣件n≥10次。
結(jié)果分析-繪圖
確定每個(gè)讀數(shù)的偏倚
偏移：= xi-參考值
繪制出偏倚數(shù)據(jù)相對(duì)于參考值的柱狀圖。評(píng)審柱狀圖，運(yùn)用學(xué)科知識(shí)以確定是否有特殊原因或異常現(xiàn)象存在。如果沒有，則繼續(xù)進(jìn)行分析。當(dāng)n < 30時(shí)，則應(yīng)特別小心的進(jìn)行理解分析。
結(jié)果分析 - 數(shù)值
計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的平均偏倚
計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差(看下面的量具研究和極差法)
如何GRR研究可以得到(并有效)，那么重復(fù) 性標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算就應(yīng)該基于GR的研究結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。
通過計(jì)算%EV確定此重復(fù)性是否可以被接受
%EV = 100 [EV/TV]=100[σ重復(fù)性/TV]
這里的總變差(TV)是基于預(yù)期的過程差(首選)或規(guī)格范圍除6。(見 下面的GRR研究)
如果%EV是大的，那么這個(gè)測量系統(tǒng)的變差可能不被接受。因?yàn)槠蟹治黾俣ㄖ貜?fù)性是可以接受，所以繼續(xù)運(yùn)用一個(gè)%EV值大的測量系統(tǒng)進(jìn)行分析會(huì)導(dǎo)致誤導(dǎo)與混淆的情況。
確定偏倚的t值；
如果符合以下兩種情況,那么偏倚就可在a水平被接受(統(tǒng)計(jì)意義上的0值)。
● P值相對(duì)于tbias是小于ɑ的。
● 基于偏倚值，0落在1-ɑ的偏差置信區(qū)間內(nèi)：
所使用的ɑ水準(zhǔn)取決于敏感度的水準(zhǔn)，敏感度水準(zhǔn)對(duì)評(píng)價(jià)/控制過程是必要的，并且與產(chǎn)品/過程的損失函數(shù)(敏感度曲線)有關(guān)。如果ɑ置信度水準(zhǔn)不是使用默認(rèn)值0.05 (95%置信度)，則應(yīng)該得到顧客的同意。
偏倚 - 范例
一個(gè)制造工程師評(píng)價(jià)了一個(gè)用于過程監(jiān)控的新測量系統(tǒng)。測量設(shè)備的一項(xiàng)分析證明該測量系統(tǒng)應(yīng)該沒有線性誤差的考量，所以該工程師只需對(duì)測量系統(tǒng)的偏倚進(jìn)行評(píng)價(jià)。他基于一份已文件化的過程變差描述，在這測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取了一個(gè)零件；通過對(duì)該零件進(jìn)行了全尺寸測量來確定它的參考值,然后由主要操作者測量該零件15次。
通過使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件，檢驗(yàn)員得到了直方圖和數(shù)值分析結(jié)果(參見圖III-B2和表II-B2)
此柱狀圖并未顯示出任何需要額外分析和評(píng)審的異常現(xiàn)象或異常值。
將0.2120的重復(fù)性與預(yù)期的過程變差(標(biāo)準(zhǔn)差) 2.5 進(jìn)行比較。由于%EV = 100(. 2120/2.5) = 8. 5%，所以這個(gè)重復(fù)性是可以接受的，偏倚分析也能繼續(xù)進(jìn)行。
由于0落在偏倚置信區(qū)間內(nèi)(-0.1107，0. 1241)，該工程師可假設(shè)這測量的偏倚是可接受的，即在實(shí)際使用時(shí)，將不會(huì)帶來額外的變差來源。
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偏倚通常被稱為“準(zhǔn)確度”。由于“準(zhǔn)確度”有多種意思，建議不要用準(zhǔn)確度來代替偏倚。
偏倚是指對(duì)相同零件上同一特性的觀測平均值與真值(參考值)的差異。
偏倚是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。它會(huì)增進(jìn)所有已知或未知的變差來源所共同影響的總偏差，這促使在某一測量時(shí)期內(nèi)重復(fù)地應(yīng)用相同測量過程時(shí)，以總偏差趨向去恒定和預(yù)測地補(bǔ)償所有的結(jié)果。
造成過大的偏倚的可能原因有：
● 儀器需要校準(zhǔn)
● 儀器、設(shè)備或夾具磨損
● 基準(zhǔn)的磨損或損壞，基準(zhǔn)偏差
● 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定
● 儀器質(zhì)量不良-設(shè)計(jì)或符合性
● 線性誤差
● 使用了錯(cuò)誤的量具
● 不同的測量方法-作業(yè)準(zhǔn)備、加載、夾緊、技巧
● 測量的特性不對(duì),變形(量具或零件)
● 環(huán)境 - 溫度、濕度、振動(dòng)、清潔
● 錯(cuò)誤的假設(shè)，應(yīng)用的常數(shù)不對(duì)
● 應(yīng)用零件數(shù)量、位置、操作者技能、疲勞、觀測誤差(易讀性、視差)
在校準(zhǔn)過程所使用的測量程序(如：使用“基準(zhǔn)”)，應(yīng)該盡可能地與正常操作的測量程序一致。
校驗(yàn)報(bào)告中會(huì)給出不同值的偏倚量。偏倚為負(fù)，說明觀察值比參考值小，偏倚為正，說明觀察值比參考值大。前提是測量系統(tǒng)的偏倚量是可重復(fù)的。
確定偏倚是否可接受的獨(dú)立樣本方法采用假設(shè)試驗(yàn)：
H0bias=0
H1bias≠0
評(píng)估計(jì)算的平均偏倚來確定這個(gè)偏倚是否是由于隨機(jī)(取樣)變差而產(chǎn)生的。
一般來說，如果相對(duì)于它的重復(fù)性，它在統(tǒng)計(jì)上并不是顯著不同于零，則測量系統(tǒng)的偏倚或線性誤差是可接受的。因此，重復(fù)性與過程變差比較時(shí)必須是可接受的，以便讓這個(gè)分析是有用的。
取得一個(gè)樣件，并且建立其與可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果不能得到這參考值，選擇一件落在生產(chǎn)測量范圍中間的生產(chǎn)件，并將它指定為偏倚分析的基準(zhǔn)件。在工具室里測量該件n≥10次，并計(jì)算n個(gè)讀值的平均值。將該平均值視為“參考值”。
也許會(huì)希望擁有位于期望測量結(jié)果的下限、中間及上限位置的基準(zhǔn)樣件，如果可做到這樣，可以使用線性研究來分析這些數(shù)據(jù)。
讓一個(gè)評(píng)價(jià)者以正常方式測量樣件n≥10次。
結(jié)果分析-繪圖
確定每個(gè)讀數(shù)的偏倚
偏移：= xi-參考值
繪制出偏倚數(shù)據(jù)相對(duì)于參考值的柱狀圖。評(píng)審柱狀圖，運(yùn)用學(xué)科知識(shí)以確定是否有特殊原因或異常現(xiàn)象存在。如果沒有，則繼續(xù)進(jìn)行分析。當(dāng)n < 30時(shí)，則應(yīng)特別小心的進(jìn)行理解分析。
結(jié)果分析 - 數(shù)值
計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的平均偏倚
計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差(看下面的量具研究和極差法)
如何GRR研究可以得到(并有效)，那么重復(fù) 性標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算就應(yīng)該基于GR的研究結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。
通過計(jì)算%EV確定此重復(fù)性是否可以被接受
%EV = 100 [EV/TV]=100[σ重復(fù)性/TV]
這里的總變差(TV)是基于預(yù)期的過程差(首選)或規(guī)格范圍除6。(見 下面的GRR研究)
如果%EV是大的，那么這個(gè)測量系統(tǒng)的變差可能不被接受。因?yàn)槠蟹治黾俣ㄖ貜?fù)性是可以接受，所以繼續(xù)運(yùn)用一個(gè)%EV值大的測量系統(tǒng)進(jìn)行分析會(huì)導(dǎo)致誤導(dǎo)與混淆的情況。
確定偏倚的t值；
如果符合以下兩種情況,那么偏倚就可在a水平被接受(統(tǒng)計(jì)意義上的0值)。
● P值相對(duì)于tbias是小于ɑ的。
● 基于偏倚值，0落在1-ɑ的偏差置信區(qū)間內(nèi)：
所使用的ɑ水準(zhǔn)取決于敏感度的水準(zhǔn)，敏感度水準(zhǔn)對(duì)評(píng)價(jià)/控制過程是必要的，并且與產(chǎn)品/過程的損失函數(shù)(敏感度曲線)有關(guān)。如果ɑ置信度水準(zhǔn)不是使用默認(rèn)值0.05 (95%置信度)，則應(yīng)該得到顧客的同意。
偏倚 - 范例
一個(gè)制造工程師評(píng)價(jià)了一個(gè)用于過程監(jiān)控的新測量系統(tǒng)。測量設(shè)備的一項(xiàng)分析證明該測量系統(tǒng)應(yīng)該沒有線性誤差的考量，所以該工程師只需對(duì)測量系統(tǒng)的偏倚進(jìn)行評(píng)價(jià)。他基于一份已文件化的過程變差描述，在這測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取了一個(gè)零件；通過對(duì)該零件進(jìn)行了全尺寸測量來確定它的參考值,然后由主要操作者測量該零件15次。
通過使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件，檢驗(yàn)員得到了直方圖和數(shù)值分析結(jié)果(參見圖III-B2和表II-B2)
此柱狀圖并未顯示出任何需要額外分析和評(píng)審的異常現(xiàn)象或異常值。
將0.2120的重復(fù)性與預(yù)期的過程變差(標(biāo)準(zhǔn)差) 2.5 進(jìn)行比較。由于%EV = 100(. 2120/2.5) = 8. 5%，所以這個(gè)重復(fù)性是可以接受的，偏倚分析也能繼續(xù)進(jìn)行。
由于0落在偏倚置信區(qū)間內(nèi)(-0.1107，0. 1241)，該工程師可假設(shè)這測量的偏倚是可接受的，即在實(shí)際使用時(shí)，將不會(huì)帶來額外的變差來源。
ISO39001道路交通安全管理體系認(rèn)證簡介
國家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定政策解讀問答
在哪可以代辦ISO9001質(zhì)量認(rèn)證要多少費(fèi)用
2025年專利申請(qǐng)有哪些注意事項(xiàng)？
中國綠色環(huán)保產(chǎn)品證書有哪個(gè)正規(guī)部門頒發(fā)
iso37301認(rèn)證條件
綠色產(chǎn)品認(rèn)證證書和標(biāo)志審查記錄
質(zhì)量總監(jiān)情真意切的一封信