SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制教程

1、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）的應(yīng)用對(duì)產(chǎn)品的特性進(jìn)行控制是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程的重點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC提供了針對(duì)產(chǎn)品特性和過(guò)程特性進(jìn)行控制的有效工具。一、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的基本概念1，什么是統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制？使用諸如控制圖等統(tǒng)計(jì)技術(shù)來(lái)分析過(guò)程或其輸出，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)達(dá)到并保持統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)從而提高過(guò)程能力，稱(chēng)之為統(tǒng)12，什么是控制圖?控制圖一是使用統(tǒng)計(jì)方法，講收集的數(shù)據(jù)計(jì)算出一條中心線和兩條控制界限，也就是我 們所能做到的制程能力水準(zhǔn)，隨時(shí)講樣本數(shù)據(jù)計(jì)算并點(diǎn)入控制圖內(nèi)，以提醒作業(yè)人員注意，女口 發(fā)現(xiàn)超出控制界限外之點(diǎn)或異常現(xiàn)象時(shí)，立即進(jìn)行改善工作，以防止不合格的發(fā)生。1924年，美國(guó)品管大師休華特博士應(yīng)用統(tǒng)計(jì)數(shù)

2、學(xué)理論將 3sigma 原理運(yùn)用與生產(chǎn)過(guò)程當(dāng) 中，并發(fā)表了著名的“控制圖法”，對(duì)過(guò)程變量進(jìn)行控制。3，什么事計(jì)量型數(shù)據(jù)？計(jì)量型數(shù)據(jù)就是定量的數(shù)據(jù),可用測(cè)量值來(lái)分析。如某人的身高是170CM，體重60公斤,產(chǎn)品的尺寸10.04mm ，溶液的濃度98%，這些都是用具體的量來(lái)表達(dá)的。4，什么是計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)？計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)就是可以用來(lái)記錄和分析的定性數(shù)據(jù)。如一批產(chǎn)品中不合格品的個(gè)數(shù)，一塊玻璃上有幾個(gè)氣泡或沙眼，一張圖紙上出現(xiàn)錯(cuò)誤的點(diǎn)數(shù)，一件產(chǎn)品上有幾個(gè)缺陷等等。計(jì)數(shù)型數(shù) 常以不合格品或不合格的形式出現(xiàn)。5，什么是變差？過(guò)程的單個(gè)輸出之間不可避免的差別，過(guò)程中由于受到人、機(jī)器、材料、方法、環(huán)境、測(cè)量等因素的影

3、響，輸出的零件、半成品或成品個(gè)體之間必然會(huì)存在的差異，這種差異就成為變差。產(chǎn)生變差的原因可以分成兩類(lèi)：普通原因和特殊原因。6，什么是變差的普通原因和特殊原因？? 普通原因：（機(jī)遇原因）指的是造成隨時(shí)間的推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過(guò)程中的許多 變差的原因。表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。普通原因的識(shí)別：- 如用同以量具，由同一人量測(cè)某人身高數(shù)次，所得到的測(cè)量值有差異存在；- 在生產(chǎn)工作中，雖然訂有操作標(biāo)準(zhǔn)，但在操作條件容許之范圍內(nèi)必有變化；- 原材料之品質(zhì)在其規(guī)格范圍內(nèi)的變異。如材料的重量、密度、厚薄及油漆的顏色等。? 特殊原因（非機(jī)遇原因）是指造成不是始終作用于過(guò)程的變差的原因，即當(dāng)他們出現(xiàn)時(shí)

4、講 造成整個(gè)過(guò)程的分布改變。如果系統(tǒng)內(nèi)存在變差的特殊原因，隨著時(shí)間的推移，過(guò)程的輸 出將不穩(wěn)定。特殊原因的識(shí)別：如由于機(jī)器之不同、材料之差異、人為因素、或操作原因，影響品質(zhì)之變異，這些原 因都是可以避免的。- 未遵照操作標(biāo)準(zhǔn)而操作，所發(fā)生的變異。- 機(jī)器設(shè)備之故障發(fā)生的變異。- 操作人員之變動(dòng)造成的變異。普通原因與特殊原因的區(qū)別：特殊原因之變異普通原因之變異1,大量之微笑原因引起。1,一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)較大的原因所引起。2,不管發(fā)生何種之普通原因，其個(gè)別之變異極為微小。2,任何一個(gè)特殊原因，都可能發(fā)生大的變異。3,幾個(gè)較為代表性之普通原因如下：3,幾個(gè)較為代表性之特殊原因如下：1)原料之微小變異；

5、1)原料群體之不良；2)機(jī)械之微小振動(dòng)；2)不當(dāng)?shù)臋C(jī)器調(diào)整；3)儀器之不十分準(zhǔn)確；3)新手之作業(yè)員；4,實(shí)際上要去除制程上之普通原因，需投入經(jīng)濟(jì)成本。4,特殊原因之變異不但可以找出其原因，并且去除這些原因是很經(jīng)濟(jì)的。條虛線表示，中心線用實(shí)線表示?？刂茍D是以+3 b作為上下控制界限。8, 控制界限與規(guī)格界限的關(guān)系為確保過(guò)程能力滿(mǎn)足規(guī)格的要求，控制界限必須在規(guī)格界限之內(nèi)。9, 什么是穩(wěn)定的過(guò)程?一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，也稱(chēng)為處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的過(guò)程，也就是這個(gè)過(guò)程中所有的特殊原因變差都 已排除，只存在普通原因的變差。10, 什么是標(biāo)準(zhǔn)差？過(guò)程輸出的分布寬度的量度或過(guò)程中統(tǒng)計(jì)抽樣值的分布寬度的量度，用c表示二

6、、控制圖的類(lèi)型類(lèi)別名稱(chēng)表示符號(hào)使用說(shuō)明計(jì)量值控制圖平均值和極差圖X R屬于雙值控制圖，既控制過(guò)程的樣本平均值，又控制樣本的極差，能提供完整的過(guò)程信息， 子組通常包括2-5件連續(xù)的產(chǎn)品，并周期性的抽取子組。是計(jì)量型數(shù)據(jù)最常用的控制圖。平均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖X屬于雙值控制圖，控制過(guò)程的樣本 平均值和控制樣本的標(biāo)準(zhǔn)差，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)不穩(wěn)定的過(guò)程檢出能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是子組樣本較多，一般為 10個(gè)以上，抽樣時(shí)間長(zhǎng)，計(jì)算較復(fù)雜。中位數(shù)和極差圖X-R屬于雙值控制圖，控制樣本的中位值和樣本的極差，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用，缺點(diǎn)是檢出能力 不強(qiáng)，不靈敏，此控制圖很少用。單值和移動(dòng)極差圖X-Rm屬于雙值控制圖，控制單個(gè)樣本的值 和連續(xù)

7、樣本之間的極差，適用于下列情況：（每次只抽 一個(gè)樣品）：1），當(dāng)產(chǎn)品是非常貴重之物品，測(cè)試一個(gè)即損失很多金錢(qián)時(shí)；2），破壞性試驗(yàn)，每測(cè)一個(gè)樣本即損失一個(gè)產(chǎn)品。3），選取之樣本，屬于一種均勻一致的產(chǎn)品，如液體或氣體。4），管制制造條件如：溫度、壓力、濕度等。計(jì)數(shù)值控制圖不良率控制圖P屬于單值控制圖，控制產(chǎn)品的不良率，適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，每次樣本大小可相同也 可不相同。不良數(shù)控制Pn屬于單值控制圖控制，用來(lái)度量一個(gè)檢驗(yàn)中不合格品的數(shù)量而不是與樣本的比率，不合格 品的實(shí)際數(shù)量比不合格品率更有意義或更容易報(bào)告。要求各階段子組的樣本容量相同。缺點(diǎn)數(shù)控制圖C屬于單值控制圖，用來(lái)測(cè)量一個(gè)檢驗(yàn)批內(nèi)的缺點(diǎn)的

8、數(shù)量，C圖要求樣本的容量恒定或受檢驗(yàn)材料的數(shù)量恒定，主要用于不合格分布在連續(xù)的產(chǎn)品流上（如：玻璃上的氣泡或電線上 的絕緣層薄的點(diǎn)），以及可以用缺點(diǎn)的平均比率表示的地方（如一匹布上的瑕疵）。單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖U屬于單值控制圖，u圖用來(lái)測(cè)量具有不同的樣本（受檢材料的量不同）的子組內(nèi)每檢驗(yàn)單 位產(chǎn)品之內(nèi)的不合格數(shù)量。各子組樣本容量彼此不必相同，盡量使它的容量保持在其平均 值的正負(fù)25%以?xún)?nèi)，可以簡(jiǎn)化控制限的計(jì)算。三、控制圖的應(yīng)用步驟1）識(shí)別需控制的特殊特性。在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，涉及到的產(chǎn)品特性和過(guò)程參數(shù)很多，如果每個(gè)特性都使用控制圖進(jìn) 行控制是很不經(jīng)濟(jì)的，也是不必要的，控制圖主要用于對(duì)特殊特性 進(jìn)行控

9、制。有關(guān)特性的分類(lèi)一般特性產(chǎn)品特性特殊特性特性過(guò)程特性一般特性特殊特性顯著影響過(guò)程輸出的參數(shù)識(shí)別并建立特殊特性清單在先期產(chǎn)品質(zhì)量策劃中，第一階段的輸出就包括識(shí)別特殊特性，產(chǎn)品和過(guò)程特殊特性除了由組織根 據(jù)產(chǎn)品和過(guò)程經(jīng)驗(yàn)中選擇外，均由顧客確定。顧客通常在其圖紙和技術(shù)資料上指明特殊特性。建議 建立以下特殊特性表：產(chǎn)品和過(guò)程特殊特性表客戶(hù)機(jī)種品名項(xiàng)次特性類(lèi)別序號(hào)特性項(xiàng)目特殊特性符號(hào)選定依據(jù)控制方法一部品特性1鼓指F0 （示例）影響曲線進(jìn)料檢驗(yàn)、控制圖管制二產(chǎn)品特性1喇叭外徑（示例）影響客戶(hù)裝配首末件檢查、巡檢、成品抽檢三過(guò)程特性1打膠量（示例）影響性能首件檢查、巡檢、控制圖管制跨功能小組：2）確定控

10、制特殊特性的過(guò)程和選擇控制圖應(yīng)確定特殊特性在哪個(gè)過(guò)程和具體的工序進(jìn)行控制，并選定使用的控制圖。 規(guī)定檢測(cè)的人員、方法、數(shù)量、頻率、設(shè)備或量具。確保檢測(cè)設(shè)備或量具本身的準(zhǔn)確性和精密性。這些內(nèi)容通常在控 制計(jì)劃中規(guī)定。也可建立單獨(dú)的特殊特性控制計(jì)劃表，如：客戶(hù)機(jī)種品名工程別序號(hào)特性項(xiàng)目符號(hào)制程能力要求抽樣頻率/數(shù)量控制圖管制人員/測(cè)量方法進(jìn)料1鼓指F0 （示例）CPK > 1.33每批抽5個(gè)子組，每個(gè)子組5PCSX RIQC/FO測(cè)試儀測(cè)試磁回工程1喇叭外徑（示例）CPK > 1.67每半小時(shí)稱(chēng)膠量一次X-RmPQC/電子稱(chēng)稱(chēng)量組立工程1打膠量（示例）CPK > 1.33每小時(shí)抽

11、樣5PCSX RFQC/卡尺測(cè)量編制審核3)數(shù)據(jù)收集（如下圖）產(chǎn)品名稱(chēng):軸芯機(jī)器編號(hào)：DRC002質(zhì)量特性：外徑操作者:田林測(cè)定單位:mm測(cè)定者:張龍規(guī)范公差：1.00+0.05抽樣日期:自 年 月 日至年 月 日樣組測(cè)定值Xr樣組測(cè)定值XrX1X2X3X4X5X1X2X3X4X511.020.980.990.960.960.9820.06140.990.980.990.960.960.9820.0621.000.980.990.960.960.9860.04150.990.980.990.960.960.9860.0431.030.980.990.960.960.9940.03160.990

12、.980.990.960.960.9940.0341.040.980.990.960.961.0080.03170.990.980.990.960.961.0080.0351.010.980.990.960.961.0160.04180.990.980.990.960.960.9820.0461.000.980.990.960.960.9820.06190.990.980.990.960.960.9860.0671.000.980.990.960.960.9860.04200.990.980.990.960.960.9940.0480.950.980.990.960.960.9940.0321

13、0.990.980.990.960.961.0080.0391.000.980.990.960.961.0080.03220.990.980.990.960.960.9820.03100.990.980.990.960.960.9820.04230.990.980.990.960.960.9860.04111.030.980.990.960.960.9860.06240.990.980.990.960.960.9940.06121.000.980.990.960.960.9940.04250.990.980.990.960.961.0080.04131.000.980.990.960.961.

14、0080.03合計(jì)125.091.10（上表數(shù)據(jù)有變化，正確數(shù)據(jù)見(jiàn)教材P390 ）4）計(jì)算1.計(jì)算每個(gè)子組的平均值 x和極差R對(duì)每個(gè)子組計(jì)算：X1X2XnXi -，Ri=XmaxXmin ;其中Xi為子組內(nèi)的每個(gè)測(cè)量值。N表示子組的樣n本容量。計(jì)算結(jié)果如上表表示。-.計(jì)算控制限-.1，計(jì)算過(guò)程均值（X ）及平均極差（R）=X- X-XkRi R-RkCLx= X =0.999 CLr=R =0.047Kk（K表示子組數(shù)量，本例中為25）22，計(jì)算控制限計(jì)算公式：UCLx= X +A2 R =1.027LCLx= X-A2 R=0.972UCL r=D 4 R =0.099LCL r=D3 R=

15、0.00精選資料5）繪制控制圖（目前很多企業(yè)采用電腦軟件制作控制圖）0.15平均值圖樣組值 均極差圖XtjFjf飛 J'S-J0.1差 極0.05012 3 4 5 6 7 8 91011 1213141516171819 20 21 22 2324 25樣組6）控制圖的判定1 ,正?？刂茍D點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)，如圖一。?多數(shù)的點(diǎn)子集中在中心線附近，且兩邊對(duì)稱(chēng)?少數(shù)的點(diǎn)子落在控制界限附近。點(diǎn)子分布呈隨機(jī)狀態(tài)，無(wú)任何規(guī)則可循。 沒(méi)有點(diǎn)子超出控制界限外（就是有也很少）2，不正常控制圖點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)，樣本中可能包括兩種群體，一種偏大，一種偏小，如圖二? 在中心線附近無(wú)點(diǎn)子。此種型稱(chēng)為“混合型”在控制界限附

16、近無(wú)點(diǎn)子。稱(chēng)為“層別型”，原群體可能已經(jīng)加以檢剔過(guò)，如圖三有點(diǎn)子超出控制界限之現(xiàn)象。稱(chēng)為“不穩(wěn)定型”，如圖四控制圖判定異常的準(zhǔn)則（以國(guó)標(biāo)GB/T4091-2001精選資料判定準(zhǔn)則2 （2/3A ）如果3點(diǎn)中有兩點(diǎn)在判定準(zhǔn)則1 （ 1界外）：1點(diǎn)在A區(qū)以外者。準(zhǔn)則1可對(duì)過(guò)程均值的變化或標(biāo)準(zhǔn)差b的變化給出信號(hào)，變化越大，則給出信號(hào)越快。準(zhǔn)則1還可對(duì)過(guò)程中的單個(gè)失控做出反應(yīng)，如計(jì)算錯(cuò)誤、測(cè)量誤差、原材料不合格、 設(shè)備故障等。如下圖 1.A區(qū)或A以外，那么，過(guò)程平均值的變化通常可由本準(zhǔn)則判定，它對(duì)于的卩發(fā)生了變化，如下圖2變異的增加較靈敏。這里需要說(shuō)明：3點(diǎn)中的2點(diǎn)可以是任何2點(diǎn)。出現(xiàn)準(zhǔn)則2的現(xiàn)象是由

17、于分布判定準(zhǔn)則3 （4/5B ）連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線同一側(cè)面的 B區(qū)或以外。與準(zhǔn)則 2類(lèi)似。本準(zhǔn)則對(duì)于過(guò)程平均 值的偏移也是較靈敏的。出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象是由于過(guò)程中心卩發(fā)生了變化，如下圖3判定準(zhǔn)則4 （6連串）：進(jìn)呢個(gè)的逐漸提高等，如下圖檢定規(guī)則5 :（ 8缺C）有8點(diǎn)在中心線之兩側(cè),判定準(zhǔn)則6（ 9單側(cè)）連續(xù)14相鄰點(diǎn)上下交替，出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象是由于輪流使用兩臺(tái)設(shè)備或由兩位操作人員輪流連續(xù)6點(diǎn)持續(xù)的上升或下降。此準(zhǔn)則是針對(duì)過(guò)程平均值的趨勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它判定過(guò)程平均值 的較小趨勢(shì)要比準(zhǔn)則 5更為靈敏。產(chǎn)生趨勢(shì)的原因可能是工具逐漸磨損、維修逐漸變壞、操作人員進(jìn)行操作而引起的系統(tǒng)效應(yīng)。實(shí)際上，

18、這就是一個(gè)數(shù)據(jù)分層不夠的問(wèn)題，如下圖7 :判定準(zhǔn)則8（ 15C）連續(xù)15點(diǎn)在C區(qū)中心線上下。出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象是由于參數(shù)b變小。對(duì)于本準(zhǔn)則不要被它的良好“外貌”所迷惑，而應(yīng)該注意到它的非隨機(jī)性，造成本準(zhǔn)則現(xiàn)象的原因可能有：數(shù)據(jù)虛假或數(shù)據(jù)分層不夠等。如下圖8:7）,控制圖上異常原因之分析檢討:控制圖本身只是一種工具或手段，繪制控制圖的目的在于控制制程在我們所期望的范圍內(nèi)，合乎經(jīng)濟(jì)原則來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品 ?？刂茍D異常原因有以下幾種：未推行標(biāo)準(zhǔn)化人員訓(xùn)練不足機(jī)器設(shè)備保養(yǎng)不足或參數(shù)設(shè)定不當(dāng)工具、夾具不適當(dāng)或使用不當(dāng)不良材料混入制程制程設(shè)計(jì)不合理測(cè)試儀器未加校正與維護(hù)以上原因常出現(xiàn)于管理制度不善之工廠，在X R或

19、X-Rm管制圖上出現(xiàn)較大變動(dòng)； 在P、Pn、c、u管制圖出現(xiàn)很多不良或缺點(diǎn)。要消除此原因，一定要先確定管理制度，推行標(biāo)準(zhǔn)化工作。四、過(guò)程（制程）能力分析廣義而言，所謂制程能力就是一個(gè)制程在固定之生產(chǎn)因素及穩(wěn)定管制下之品質(zhì)能力。如果已經(jīng)確定一個(gè)過(guò)程已處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，還存在過(guò)程是否有能力滿(mǎn)足顧客需求的問(wèn)題；一般講，控制狀態(tài)穩(wěn)定，說(shuō)明不存在特殊原因引起的變差，而能力反映普通原因引起的變 差，并且?guī)缀蹩傄獙?duì)系統(tǒng)采取措施來(lái)提高能力，如下圖：帶有不同水平的變差的能夠符合規(guī)范的過(guò)程（所有的輸出都在規(guī)范之內(nèi)）。規(guī)范下卩艮iFs-tFP不能符合規(guī)范的過(guò)程（有超過(guò)一側(cè)或兩側(cè)規(guī)范的輸出）1，過(guò)程術(shù)語(yǔ)的定義：A ,

20、過(guò)程固有變差 一一僅由于普通原因產(chǎn)生的那部分過(guò)程變差，該變差可以從控制圖上通過(guò)R/d2來(lái)估算，也可用其他量（例 S/C4 ）B, 過(guò)程總變差一一由于普通和特殊原因所造成的變差，可用樣本標(biāo)準(zhǔn)差S來(lái)估計(jì)。 只是用詳細(xì)的控制圖或過(guò)程研究中得到的所有單值讀數(shù)計(jì)算出來(lái)的。n二2（Xj X）-S ， Xi為單值讀數(shù)，X為單值讀數(shù)的均值，n為所有單值讀數(shù)的個(gè)數(shù)y n 1C, 過(guò)程能力一一 僅適用于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定的過(guò)程，是過(guò)程固有變差的6 6范圍，6通常由R / d 2計(jì)算而得。D, 過(guò)程性能一一 過(guò)程總變差的的6 6范圍，式中6通常通過(guò)樣本的標(biāo)準(zhǔn)差 S計(jì)算而得，記為0S°格）f Ca=- -,（Ca值越

21、小越好）（對(duì)于單邊規(guī)格無(wú)Ca之計(jì)算），T為公差帶T/2 bB , CP:制程精密度（precisi on ）,這是一個(gè)能力指數(shù)，定義為公差范圍除以過(guò)程分布，不考慮過(guò) 程有無(wú)偏移。（對(duì)于雙邊規(guī)格）CP= USL一LSL 旦或Cp=T/（6 6）6f（對(duì)于單邊規(guī)格）Cp=US或Cp=SL33CPU :上限能力指數(shù)USL X dCPU=-33CPL :下限能力指數(shù)X LSL cCPL=33E , Cpk :這是考慮到過(guò)程中心的能力指數(shù)。定義為 CPU和CPL的最小值?；?C pk = ( 1- I Ca I) CpF，Pp :這是性能指數(shù)，定義為不考慮過(guò)程有無(wú)偏移時(shí)，公差范圍除以過(guò)程性能。Pp=US

22、L LSL或Pp=G， PPk :這是考慮到過(guò)程中心的性能指數(shù)。定義為:PPU=USL X或者PPL=X LSL的最小值。3，評(píng)價(jià)過(guò)程能力當(dāng) Cpk<1 ,1 < Cpk<1.33,1.33 w Cpk<1.67說(shuō)明制程能力差，不可接受。 說(shuō)明制程能力可以，但需要改善。 說(shuō)明制程能力較強(qiáng)。五、過(guò)程（制程）能力與標(biāo)準(zhǔn)差（b）的理解 假設(shè)規(guī)格公差不變，并且過(guò)程中心不偏移的情況下，這時(shí)規(guī)格中心根據(jù)公式Ca-0 ;Cpk =(1- ICa I ) Cp=CpT/22 0時(shí),由下圖可知，當(dāng)制程能力為C pk=0.67 ；當(dāng)制程能力為3 o時(shí)，C pk=1.00 ；當(dāng)制程能力為4卅

23、寸,C pk=1.33 ；當(dāng)制程能力為5 o時(shí)，C pk=1.67 ；當(dāng)制程能力為6 o時(shí)，C pk=2.00 ；精選資料測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）的應(yīng)用在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，為知道生產(chǎn)出來(lái)的制品或成品是否符合要求，我們需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量、檢驗(yàn)或試驗(yàn)；同時(shí)，為確保制造的產(chǎn)品符合要求，我們需要對(duì)制程的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和 測(cè)量；在統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制 （SPC）應(yīng)用中我們需要通過(guò)測(cè)量來(lái)收集數(shù)據(jù)，這些都要使用到測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)是我們做決策用的，因此，數(shù)據(jù)的質(zhì)量關(guān)系到我們的決策正確與否。測(cè)量系統(tǒng)分析的目的就是為了確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量，以提供高可靠度的數(shù)據(jù)。一、有關(guān)測(cè)量的基本概念。1，測(cè)量：定義為賦值（或數(shù)）給具體事

24、物以表示他們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程，而賦予的值定義為測(cè)量值。2，量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來(lái)特指用在車(chē)間的裝置；包括用來(lái)測(cè)量合格/不合格的裝置。3，測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、操作人員、環(huán)境和條件的集合。用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。4，精密度：是指測(cè)量?jī)x器所能夠區(qū)分出的微量程度或最小距離,亦即代表測(cè)量?jī)x器對(duì)同一待測(cè)工件，以相同測(cè)量過(guò)程重復(fù)測(cè)量時(shí)，其測(cè)量結(jié)果的差異程度。以差異程度愈微小為精密度佳，反之稱(chēng)為精密度差。5，準(zhǔn)確度：是指測(cè)量?jī)x器的實(shí)際測(cè)量值（或平均測(cè)量值）與待測(cè)值之真值（true Value

25、 ）的接近程度，亦即實(shí)際測(cè)量值偏離真實(shí)值的程度。以偏差愈小之程度稱(chēng)為準(zhǔn)確度佳，反 之稱(chēng)為準(zhǔn)確度差。6，分辨力：測(cè)量?jī)x器上的最小刻度值，也稱(chēng)分辨率測(cè)量過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn) 零件 儀器 程序 環(huán)境 操作者測(cè)量過(guò)程可以看作是一個(gè)制造過(guò)程，它產(chǎn)生數(shù)據(jù)（數(shù)字） 作為輸出輸入測(cè)量活動(dòng)輸出=>數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)具備的統(tǒng)計(jì)特性。1，有足夠的分辨率和靈敏度。|應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者,一般來(lái)說(shuō)，測(cè)量精度是過(guò)程變異和公差帶兩者中 精度較高者的十分之一。2，測(cè)量系統(tǒng)均須在統(tǒng)計(jì)管制之下，而其所產(chǎn)生之變異只能是由于普通原因，而非特殊原因。3，對(duì)于過(guò)程控制，量測(cè)系統(tǒng)之變異必須小于制造過(guò)程之變異。4，對(duì)于產(chǎn)品控制，量

26、測(cè)系統(tǒng)之變異必須小于公差帶。5，量測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。如果這樣，則量測(cè)系統(tǒng)最大的變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶兩者中較小者。四、測(cè)量系統(tǒng)變異的類(lèi)型測(cè)量系統(tǒng)的變異可分成五種類(lèi)型：再量垂統(tǒng)麥異 n 3SB貝刪1I1TO重復(fù)憫1.偏倚(bias )：測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值。2.EV )4.重復(fù)性(Repeatability ):又稱(chēng)測(cè)量設(shè)備的變異(EquipmentVariation.偏移、穩(wěn)定性、線性、重復(fù)性、再現(xiàn)性。如右下圖所示 通常變異較大的是量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性是由同一位評(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)所得的測(cè) 量值變異。5. 再現(xiàn)性

27、(Reproducibility .):又稱(chēng)評(píng)價(jià)人變異.(.AppraiserVaiati on. . , AV),指不 | 同評(píng)價(jià)人采用相同儀器，測(cè)量評(píng)價(jià)人人同一零件的同一特性時(shí)，祥齡人瞪A測(cè)量平均值的變異。6. 量具R&R或GRR : R&R是結(jié)合重復(fù)性和再現(xiàn)性變異的估計(jì)值。2 2 2GRR再現(xiàn)性重復(fù)性五、測(cè)量系統(tǒng)分析的兩個(gè)階段測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定通常分為兩個(gè)階段：第一階段：了解該測(cè)量過(guò)程并確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿(mǎn)足要求。第一階段試驗(yàn)主要有兩個(gè)目的：A，確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性，此項(xiàng)必須在使用前進(jìn)行；B，發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其

28、使 用之空間及環(huán)境。第二階段的評(píng)定：目的是在驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)隨時(shí)間的推移是否持續(xù)滿(mǎn)足要求。六、測(cè)量系統(tǒng)分析的應(yīng)用和時(shí)機(jī)- 接受新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則；- 一種測(cè)量設(shè)備與另一種的比較；- 評(píng)價(jià)懷疑有缺陷的量具的根據(jù)；- 維修前后測(cè)量設(shè)備的比較。分析時(shí)機(jī)：新生產(chǎn)之產(chǎn)品PV （零件變差）有不同時(shí) 新儀器，EV （儀器變差）有不同時(shí) 新操作人員，AV （人員變差）有不同時(shí) 易損耗以?xún)x器必須注意其分析頻率七、測(cè)量系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備先計(jì)劃將要使用的方法。有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略， 如按按鈕，打印出一個(gè)數(shù)字。評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定。在此選擇中應(yīng)考慮的因素有：A，尺寸的關(guān)鍵性關(guān)鍵尺寸需要

29、更多的零件和試驗(yàn)；B，零件結(jié)構(gòu)大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)。由于其目的是評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)， 評(píng)價(jià)人的選擇應(yīng)從日常操作該 儀器的人中選擇。樣品的選擇：A，對(duì)于產(chǎn)品控制情況，樣本的選擇不需要覆蓋整個(gè)過(guò)程范圍；|B,對(duì)于過(guò)程控制情況，樣本必須是選自于過(guò)程并 且代表整個(gè)的生產(chǎn)范圍。C,樣本可以通過(guò)每天取一個(gè)樣本，持續(xù)若干天的方式進(jìn)行選取。? 儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一。例如，如果特性的變差為0.001 ，儀器應(yīng)能讀取0.0001的變化。? 建立測(cè)量程序，以確保測(cè)量方法（如評(píng)價(jià)人和儀器）的正確性。? 在測(cè)量系統(tǒng)研究中，為最大限度的減少誤導(dǎo)結(jié)果的可能性，應(yīng)采取注意以

30、下幾點(diǎn)：A，測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序，以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的任何漂 移或變化將隨機(jī)分布。為此，評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道哪個(gè)被編號(hào)的 零件正在被檢查，以避免可能的認(rèn)識(shí)偏倚。但是在進(jìn)行研究 的人應(yīng)知道正在檢查哪一個(gè)零件，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)。如評(píng)價(jià) 人A，零件1，第一次試驗(yàn)；評(píng)價(jià)人 B，零件4，第二次試 驗(yàn)等。B，在測(cè)量設(shè)備讀數(shù)中，測(cè)量值應(yīng)記錄到儀器分辨率的實(shí)際限 度。機(jī)械裝置必須讀取和記錄到最小的刻度單位。 對(duì)于電子讀數(shù)，必須記錄所顯示的最右有效數(shù)字。 模擬裝置應(yīng)記錄至最小刻度的一半，如，最小刻度為0.001，則測(cè)量結(jié)果應(yīng)記錄到0.0005.C,研究工作應(yīng)由了解進(jìn)行可靠研究的重要性的人員進(jìn)行管理。八、測(cè)量系統(tǒng)分析

31、計(jì)劃在測(cè)量系統(tǒng)分析之前，應(yīng)制定測(cè)量系統(tǒng)分析的總計(jì)劃和每類(lèi)量具分析的細(xì)部計(jì)劃，如 F表所示。測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA ）總計(jì)劃量具名稱(chēng)測(cè)具編號(hào)使用制程量測(cè)特性MSA特性備注GR&R穩(wěn)定性偏倚性線性數(shù)顯卡尺KC-001加工制程產(chǎn)品尺寸VVVV半年一次核準(zhǔn)審核制表測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA ）細(xì)部計(jì)劃測(cè)量設(shè)備類(lèi)別：MSA項(xiàng)目樣本選擇及取樣量測(cè)人數(shù)量測(cè)次數(shù)主辦人/單位地占J '、計(jì)劃實(shí)施日期完成日期備注GR&R偏移性穩(wěn)定性線性總結(jié)講量測(cè)數(shù)據(jù)填表計(jì)算，完成報(bào)告并進(jìn)行判定。如不合格則分析原因及實(shí)施矯正措施，如合格則保存記錄。核準(zhǔn)審核制表九、量具重復(fù)性和再現(xiàn)性研究研究步驟：1. 獲取一個(gè)樣本零

32、件數(shù) n=10，應(yīng)代表實(shí)際的或期望的過(guò)程變差范圍；2. 選擇二個(gè)評(píng)價(jià)人 A/B/C ，零件編號(hào)從1編到10，評(píng)價(jià)人不能看到零件的編號(hào)；3. 讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)順序測(cè)量10個(gè)零件，將測(cè)量結(jié)果輸入第一行，見(jiàn)表一。4. 讓評(píng)價(jià)人B和C測(cè)量同樣的10個(gè)零件，而且他們之間不能看到彼此的結(jié)果，輸 入數(shù)據(jù)到第6和第11行。5.6.用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)該循環(huán)。 如果需要試驗(yàn)三次，重復(fù)循環(huán)并輸入數(shù)據(jù)到 當(dāng)零件重量或體積很大時(shí)， 成如下做法：1)輸入到第2、7、12行，在適當(dāng)?shù)牧杏涗洈?shù)據(jù),3、8、13 仃。或同時(shí)多個(gè)零件不可同時(shí)獲得時(shí)，測(cè)量步驟4、5應(yīng)改7.2)讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人A

33、測(cè)量第B測(cè)量第C測(cè)量第個(gè)零件并在第個(gè)零件并在第個(gè)零件并在第A重復(fù)測(cè)量第 B重復(fù)測(cè)量第C重復(fù)測(cè)量第1行記錄數(shù)據(jù)。6行記錄數(shù)據(jù)。11行記錄數(shù)據(jù)。2行。7行。121個(gè)零件并記錄數(shù)據(jù)在第1個(gè)零件并記錄數(shù)據(jù)在第1個(gè)零件并記錄數(shù)據(jù)在第3)如果評(píng)價(jià)人屬于不同的班次，可以使用一個(gè)替代方法。讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有的10個(gè)零件并輸入數(shù)據(jù)到第 1行； 序讀數(shù)，記錄結(jié)果于第 2 , 3行；讓評(píng)價(jià)人B、C同樣做即可。如果試驗(yàn)需要進(jìn)行 3次，重復(fù)這個(gè)循環(huán)將數(shù)據(jù)記錄在第行。3、8、13 仃。然后評(píng)價(jià)人A以不同順數(shù)值計(jì)算：1) 第1 , 2 , 3行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù)；結(jié)果計(jì)入第5行。用同樣的方法處理6 , 7 , 8行

34、和11 , 12 , 13行，將結(jié)果計(jì)入對(duì)應(yīng)的第10 , 15行。2) 求第5行的綜合在除以零件樣本的數(shù)量。得到第一個(gè)評(píng)價(jià)人試驗(yàn)的極差均值Ra ,用同樣的方法處理第 10 , 15行得到Rb和Rc。3) 將第5, 10 , 15行中的(Ra , Rb , R c)數(shù)據(jù)記錄到第17行。將其求和再除 以評(píng)價(jià)人數(shù)，結(jié)果記錄為 R。4) 將R輸入到19和20行，乘以D4和D3得到R圖的上下控制線。5) 求這些行(1 , 2 , 3 , 6 , 7, 8 , 11 , 12 , 13 )的和。用每行的總和除以樣本零 件數(shù)，將計(jì)算值輸入到最右邊標(biāo)有“均值”的列。9 , 14行的相應(yīng)X b、6) 將1 ,

35、2 , 3行的均值加起來(lái)除以試驗(yàn)次數(shù)，將結(jié)果記錄到第4行Xa中，第6 ,7 , 8和11 , 12 , 13行重復(fù)同樣的計(jì)算，將結(jié)果記錄到第X c中。7) 將第4 , 9 , 14行的最大值和最小值輸入到第18行對(duì)應(yīng)位置，確定他們的差值,將差值輸入第18行標(biāo)有X DIFF的位置以確定差異。8）對(duì)于每個(gè)零件的每次試驗(yàn)的測(cè)量值求和再除以試驗(yàn)次數(shù)（試驗(yàn)次數(shù)乘以評(píng)價(jià)人 數(shù)）。將結(jié)果輸入第16行。9） 用最大的零件均值減去最小的零件均值，將結(jié)果輸入到第16行標(biāo)有Rp的格中, 表示零件的極差。10）將計(jì)算的結(jié)果值 R， X DIFF，Rp轉(zhuǎn)記到提供的報(bào)告表中，見(jiàn)表二。量具重復(fù)性及再現(xiàn)性研究數(shù)據(jù)表（表一）品名量具名稱(chēng)帶表高度尺公司測(cè)定時(shí)間料號(hào)2550201量具型號(hào)770814實(shí)驗(yàn)者測(cè)定數(shù)量10客戶(hù)量具規(guī)格0 300mm審核測(cè)定次數(shù)2規(guī)格33 ± 0.5量具精度0.01mm制作測(cè)定人數(shù)3操作人員/試驗(yàn)序號(hào)零件均值【1 【2 【3 【4 【5 【6 【7 【8 【9 【10 A陳克133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.