MSA測量系統(tǒng)分析作業(yè)指導(dǎo)書

1、有限公司作業(yè)文件文件編號：JT/C 003版號：A/0(MSA測量系統(tǒng)分析穩(wěn)定性、偏移和線性研究作業(yè)指導(dǎo)書批準(zhǔn)：審核：編制： 受控狀態(tài)： 分發(fā)號： 2010年11月15日發(fā)布2010年11月15日實施1目的為了配備并使用與要求的測量能力相一致的測量儀器，通過適當(dāng)?shù)慕y(tǒng) 計技術(shù)，對測量系統(tǒng)的五個特性進(jìn)行分析，使測量結(jié)果的不確定度已知， 為準(zhǔn)確評定產(chǎn)品提高質(zhì)量保證。2適用范圍適用于公司使用的所有測量儀器的穩(wěn)定性、偏移和線性的測量分析。3職責(zé)檢驗科負(fù)責(zé)確定過程所需要的測量儀器，并定期校準(zhǔn)和檢定，對使用的測 量系統(tǒng)分析，對存在的異常情況及時采取糾正預(yù)防措施。負(fù)責(zé)根據(jù)需要組織和安排測量系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)。

2、生產(chǎn)科配合對測量儀器進(jìn)行測量系統(tǒng)分析。4術(shù)語偏倚偏倚是測量結(jié)果的觀測平均值與基準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)值）的差值。穩(wěn)定性（飄移）穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時 獲得的測量值總變差。線性線性是在量具預(yù)期的工作量程內(nèi)，偏倚值的變差。重復(fù)性重復(fù)性是由一個評價人，采用一種測量儀器，多次測量同一零件的同 一特性獲得的測量值的變差。再現(xiàn)性再現(xiàn)性是由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同 一特性的測量平均值的變差。5測量系統(tǒng)分析作業(yè)準(zhǔn)備確定測量過程需要使用的測量儀器以及測量系統(tǒng)分析的范圍。a）控制計劃有要求的工序所使用的測量儀器；b）有SPC空制要求的過程，特別是有關(guān)鍵/特殊特性

3、的產(chǎn)品及過程;c）新產(chǎn)品、新過程；d）新增的測量儀器；e）已經(jīng)作過測量系統(tǒng)分析，重新修理后。公司按GB/T10012標(biāo)準(zhǔn)要求，建立公司計量管理體系，確保建立的測量系統(tǒng)的可靠性。6分析研究過程 穩(wěn)定性分析研究1）取一樣件，并建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果無法取得這 樣的樣件，則選擇一個落在產(chǎn)品測量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它 為基準(zhǔn)樣件進(jìn)行穩(wěn)定性分析。對于追蹤測量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不要求已 知的參考值。建議對每個標(biāo)準(zhǔn)樣件分別進(jìn)行測量和畫 控制圖。12）以一定的周期基礎(chǔ)（每天、每周）測量基準(zhǔn)件!三到五次，抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)取決于對測量系1統(tǒng)的認(rèn)識?？赡芸紤]的因素可以包括要求重新校準(zhǔn)和維修的頻率如何、

4、使用測量系統(tǒng)的頻率，以 及操作條件的重要性等。應(yīng)該在不同的時間下取 得多次讀值，以代表測量系統(tǒng)的實際使用情況， 以便說明在一天中預(yù)熱、周圍環(huán)境和其他因素發(fā) 生的變化。3）將數(shù)據(jù)按時間順序畫在X&R控制圖上4）建立控制限并用標(biāo)準(zhǔn)化控制圖分析評價失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。 范例-穩(wěn)定性為了確定某一新的測量儀器的穩(wěn)定性是否可接受，過程小組選取了生產(chǎn)過程 輸出范圍中接近中間值的一個零件。該零件被送到了測量實驗室，經(jīng)測量其參考直均本樣 差極本樣值確定為.。小組每班測量該零件5次，共測量了 4周（20個子組）；收集所有數(shù)據(jù)以后，畫出了 X&R圖（見圖1）01020UCL=LCL=05）從以上控制圖

5、分析顯示，測量過程是穩(wěn)定的，因為沒有出現(xiàn)明顯可見 的特殊原因影響。偏移的分析研究 6.2.1進(jìn)行研究控制圖法）如果均值-極差圖用于測量穩(wěn)定性，其 據(jù)可以用來進(jìn)行偏倚評價。在偏倚被評價之前， 控制圖分析應(yīng)該表明測量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。2）取得一個樣件，并且建立其與可追溯到 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果不能得到這個參考值， 選擇一個落在生產(chǎn)測量范圍中間的的生產(chǎn)件， 并將它指定為偏倚分析的基準(zhǔn)件。在工具室測量這個零件nn 10次，并計算這n個數(shù)據(jù)的平均值把將七均值視為“參考值”。3）從控制圖上獲取平均值X4 ）用平均值X減去參考值，計算得到偏倚偏倚=X -基準(zhǔn)值5）用極差的平均值來計算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差a重復(fù)性R

6、*d2公式中d*2取決于子組容量（m）多少和控制圖中子組數(shù)量（g）。（見附 錄一）6 ）確定對偏倚的統(tǒng)計t值：(T r /、, g偏倚(T b7）如果0落在偏倚值附近的1-a置信區(qū)間內(nèi)，則偏倚在這a水準(zhǔn)上可 被接受。偏倚一。b （t v, 1-a/2 ）W0W偏倚 + （T b （t v, 1-a/2 ）公式中，V可以在附錄1中查到T v, 1-a/2 在標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到。8）所使用的a水準(zhǔn)取決于敏感度的水準(zhǔn)，而敏感度水平是用來評價 / 控制一過程是必要的，并且與產(chǎn)品/過程的損失函數(shù)（敏感度曲線） 有關(guān)。如果a置信度水準(zhǔn)不是用預(yù)設(shè)值（95嘴信度），則必須得到 顧客的同意。范例-偏倚參見圖1、

7、圖2,對一個參考值的零件進(jìn)行穩(wěn)定性研究，所有樣本 （20個組）的整體平均值為；因此偏倚值的計算值為。使用了散布圖和統(tǒng)計軟件，質(zhì)檢員得到了數(shù)據(jù)分析結(jié)果，見表1。9）因為0落在偏倚的置信度區(qū)間內(nèi)（，），該過程小組可以假設(shè)這測量 系統(tǒng)的偏倚是可以接受的，即在實際使用中不會帶來額外的變差來 源。測量值n (m)平均值，X標(biāo)準(zhǔn)差，（T r平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 b b100測量值參考值=,a=0 .05, m=5 , g = 20, d 2 = , d2 =統(tǒng)計的t值df顯著的t值（2-含尾數(shù)的）偏局偏倚的95%置信度區(qū)間上限下限表1：偏倚研究-偏倚的穩(wěn)定性研究分析6.2.2偏倚研究的分析：1）如果偏倚從統(tǒng)計

8、上不等于零，檢查是否存在以下原因：基準(zhǔn)件或參考值有誤差，檢查確定標(biāo)準(zhǔn)件的程序。儀器磨損。這問題會在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)出來，建議進(jìn)行維修 或重新整修計劃。儀器產(chǎn)生尺寸的誤差。儀器測量的特性有誤。儀器沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)。對校準(zhǔn)程序進(jìn)行評審。JT/C 003JT/C 003評價人使用儀器方法不正確。對測量指導(dǎo)書進(jìn)行評審。儀器糾正的指令錯誤。2）如果測量系統(tǒng)偏倚不等于 0,若有可能，應(yīng)該采用硬件修正法、軟 件修正法或同時使用兩種方法來對量具進(jìn)行重新校準(zhǔn)已達(dá)到零偏 移。如果偏倚不能調(diào)整到零，通過改更程序（如對每個讀值根據(jù)偏 倚進(jìn)行修正），還可以繼續(xù)使用該測量系統(tǒng)。由于存在評價人誤差 這一高度風(fēng)險，因此這種

9、方法只能在取得顧客同意后方能使用。線性的分析研究6.3.1進(jìn)行研究可以用以下指南進(jìn)行線性評價：偏移偏移1）由于存在過程變差，選擇 g > 5個零立冬R、人 1使這些測量涵蓋這量具的整個工作量程。數(shù)彳1數(shù)彳n2 ）對每一個零件進(jìn)行全尺寸測量，從而線性確定其參考值，并且涵蓋了這量具的工作量程。3）讓經(jīng)常使用該量具的操作者中測量每個零件 m 10次。1.1.1 要隨機地選擇零件，從而減少評價人對測量中偏倚的“記憶”。1.1.2 結(jié)果分析-圖示法1）計算零件每次測量的偏倚，以及每隔零件的偏倚的平均值。偏彳I, j = x I, j（基準(zhǔn)值）mZ2偏倚i, j偏彳奇ij=12）在線性圖上畫出相對于

10、參考值的每一個偏倚及偏倚的平均值（見圖 2）。3）應(yīng)用以下公式，計算并畫出最最適合的線和該線的自信度區(qū)間置信 間。對最適合的線，用公式：Y i = ax i + b式中并且公式： a =x i =參考值Y i =偏倚平均值ExEyEx2i gm(Ex) 2斜率（siope ）b= y a x =中心(intercept )對于一個已知的x0, a置信度區(qū)間為:式中s = l/ vyiyib: yia: xigm 2上限:b + ax 0 t gm 2, i a/(x0 x)2 1/2+-E (xi-x)2)s下限:b + ax 0 t gm 2, i21 /(x?；?/2+E ( xi-x)

11、2 )s4）畫出“偏倚二0”的線，并對該圖進(jìn)行評審，以觀察是否存在特殊原 因和線性是否可接受（見圖3）5）如果“偏倚二0”的整個直線完全都在置信度區(qū)間以內(nèi)，則該測量 系統(tǒng)的線性是可接受的。1.1.3 結(jié)果分析（數(shù)值法）1）如果圖示法分析表示該測量系統(tǒng)的線性是可接受的，則以下假設(shè)就 應(yīng)改為真：H0: a=0 斜率=0II如果下式成立，則不能被否定t gm2, 1 a/22）如果以上的假設(shè)為真，則測量系統(tǒng)對所有的參考值有相同的偏倚 這個偏倚必須為0,該線性才可被接受。H）: b=0 截距（偏倚）=0如果下式成立，則不能被否定br¥r s& t gm-2, 1 a/2范例-線性某工

12、廠質(zhì)檢員對某過程引進(jìn)了一套新測量系統(tǒng)。作為 PPAP勺一部分，需要對 測量系統(tǒng)的線性進(jìn)行評價。根據(jù)已文件化的過程變差描述，在測量系統(tǒng)的全部工 作量程范圍內(nèi)選擇了 5個零件。通過對每個零件進(jìn)行全尺寸檢驗，從而確定它們 的參考值。然后由主要操作者對每個零件測量 12次。在分析零件是隨機抽取的。見表2線性研究數(shù)據(jù)表零件 參考值12345測 量 次 數(shù)123456789101112見表3線性研究中途的結(jié)果零件 參考值12345偏 倚1234156789101112偏倚 平均值線性例子Y=一R-Sq = %使用散布圖和統(tǒng)計軟件，質(zhì)檢員畫出了線性圖，進(jìn)行作圖分析（見圖 2）回歸95 %置信區(qū)間*偏移平均值

13、 以上圖示法分析指出特殊原因可能會影響這測量系統(tǒng)。參考值4的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)兩種統(tǒng)計模式（可能是雙峰）。 即使不考慮參考值為4的數(shù)據(jù)，圖示分析也明顯地表示該測量系統(tǒng)存有一些線性 問題。R2值指出有一些線性模型不是這些數(shù)據(jù)的適當(dāng)模型。即使該線性模式是可 接受的，這“偏倚二0”的直線置信度區(qū)間相交，而不是包含在置信度區(qū)間內(nèi)。 此時，這位質(zhì)檢員要開始分析并解決測量系統(tǒng)存在的問題，因為數(shù)據(jù)分析不能提 供任何進(jìn)一步有價值的線索和方向。然而，為確保不能半途而廢，質(zhì)檢員對斜率 和中心（截距）計算統(tǒng)計的t值（t-statistic ）：公式：t a =t b =取預(yù)設(shè)a =0 .05 , t-分布表，?。╣m -2） =58個自由度，并取概率為，該督導(dǎo) 者得出關(guān)鍵值：t 58,.975 =因為| ta |> t 58.975 ，從圖示法分析獲得到的結(jié)論經(jīng)過數(shù)值法分析得到證實一本 測量系統(tǒng)存在一線性問題。如果測量系統(tǒng)存在一線性問題，需要通過硬體修正、軟件修正或?qū)烧咄瑫r修正的方法，對該測量系統(tǒng)進(jìn)行重新校準(zhǔn)，使