量測(cè)系統(tǒng)分析培訓(xùn)（MSA）

1、量測(cè)系統(tǒng)分析培訓(xùn)量測(cè)系統(tǒng)分析培訓(xùn) ( (MSA)MSA)我們共同的課堂約定請(qǐng)將手機(jī)調(diào)到靜音或關(guān)掉請(qǐng)將手機(jī)調(diào)到靜音或關(guān)掉請(qǐng)勿任意走動(dòng)、交談、接聽電話請(qǐng)勿任意走動(dòng)、交談、接聽電話 保持教室寧靜并按照座位就坐保持教室寧靜并按照座位就坐 請(qǐng)準(zhǔn)時(shí)到課，不要隨便走出請(qǐng)準(zhǔn)時(shí)到課，不要隨便走出123序：測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)概述：序：測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)概述：量規(guī)儀器的分類量規(guī)儀器的分類 一般分為物理量和電量兩類。 按其是否與品質(zhì)判定及制程監(jiān)控有關(guān)可分為： 標(biāo)準(zhǔn)件或參考物質(zhì)；檢驗(yàn)用量規(guī)儀器（量測(cè)設(shè)備）；試驗(yàn)儀器；監(jiān)控儀器；感測(cè)器；生產(chǎn)用量規(guī)儀器；輔助用量規(guī)儀器；測(cè)試硬件；測(cè)試軟件。 標(biāo)準(zhǔn)件：用來比對(duì)的量規(guī)儀器。 檢測(cè)設(shè)備：用來

2、檢測(cè)的儀器。4檢測(cè)設(shè)備之管制檢測(cè)設(shè)備之管制 購買驗(yàn)收編號(hào)保管 購買檢測(cè)設(shè)備必需滿足適用性和耐用性。 適用性是指設(shè)備精度符合測(cè)量要求精度的1/31/10。 5量規(guī)儀器校準(zhǔn)的方法量規(guī)儀器校準(zhǔn)的方法 1絕對(duì)法以自然現(xiàn)象作標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)； 2直讀法待校件，標(biāo)準(zhǔn)件； 3比較法標(biāo)準(zhǔn)件，待校件，比較件； 4比對(duì)法利用標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)出被校件與其 之間的關(guān)系。6量規(guī)儀器的標(biāo)識(shí)量規(guī)儀器的標(biāo)識(shí) 1限用證限定在某個(gè)范圍內(nèi)使用； 2合格證所有功能都能使用； 3停用證禁止使用，不合格 4參考使用與品質(zhì)無關(guān)； 5報(bào)廢7測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)的PDCA P校驗(yàn)計(jì)劃，儀器失效校準(zhǔn)計(jì)劃 D實(shí)施校驗(yàn)，校準(zhǔn) C日常點(diǎn)檢保養(yǎng)，校驗(yàn)結(jié)果確認(rèn) A修理，調(diào)

3、校，重新校驗(yàn) 內(nèi)校：在儀器同種數(shù)量較多的情況下進(jìn)行。內(nèi)校必備條件：內(nèi)校室（有溫濕度控制），有資歷的校驗(yàn)人員。 8國際基本單位國際基本單位單位名稱代號(hào)備注公尺M(jìn)長度公斤Kg質(zhì)量開爾文K溫度安培A電流坎德拉Cd光強(qiáng)度摩爾mol物質(zhì)秒s時(shí)間9量規(guī)儀器誤差的分類量規(guī)儀器誤差的分類 人為過失儀器誤用重大誤差重大誤差準(zhǔn)確度精密度隨機(jī)誤差氣流輻射遲滯噪音塵埃解析度系統(tǒng)誤差水平儀器負(fù)載歸零磨損環(huán)境干擾溫度振動(dòng)濕度壓力觀測(cè)讀取記憶視差10量規(guī)儀器誤差的分類量規(guī)儀器誤差的分類 誤差 誤差：所有測(cè)量結(jié)果都存在一定的誤差。 絕對(duì)誤差=測(cè)量值-真值（一般用近似值替代） 引用誤差（相對(duì)誤差）=絕對(duì)誤差/標(biāo)稱值 真值的計(jì)算

4、方法 A多次測(cè)量的平均值，B用精度更高的量規(guī)儀器測(cè)量值，C用標(biāo)稱值。 誤差位與測(cè)量尾數(shù)一致。 近似值取舍規(guī)則 四舍六入五考慮，五后有數(shù)則進(jìn)一；五后為零看奇偶，偶數(shù)舍去奇進(jìn)一；不得做連續(xù)修約。11測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計(jì)特性測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有之統(tǒng)計(jì)特性 v 測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中，這意味著測(cè)量系統(tǒng)中的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性 。 v 測(cè)量系統(tǒng)的變差必須比制造過程的變差小 。 v 變差應(yīng)小于公差帶 。 v 測(cè)量精度應(yīng)高于過程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測(cè)量精度是過程變差和公差帶兩者中精度較高者的十分之一 。 v 測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的

5、改變而變化。若真的如此，則測(cè)量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過程變差和公差帶兩者中的較小者 。12標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) v 國家標(biāo)準(zhǔn) v 第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(連接國家標(biāo)準(zhǔn)和私人公司、科研機(jī)構(gòu)等) v 第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(從第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)) v 工作標(biāo)準(zhǔn)(從第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作標(biāo)準(zhǔn)) 13測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定 v 測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定通常分為兩個(gè)階段，稱為第一階段和第二階段 v 第一階段：明白該測(cè)量過程并確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。第一階段試驗(yàn)主要有二個(gè)目的 ： v 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 。 v 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，以決定其使用之空

6、間及環(huán)境 。 v 第二階段的評(píng)定 v 目的是在驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性 。 v 常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式 。14 測(cè)量(Measurement) 對(duì)某具體事物賦予數(shù)字(或數(shù)值),以表示它們對(duì)于特定特性之間的關(guān)系.賦予數(shù)字的過程被定義為測(cè)量過程,而數(shù)值的指定被定義為測(cè)量值 量具(Gage) 是指任何用來獲得測(cè)量的裝置.經(jīng)常是特別用在工廠現(xiàn)場(chǎng)的裝置,包括通/止規(guī)(GO/NO GO)第一章第一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義15第一章第一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義 測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量 在穩(wěn)定條件下,使用某測(cè)量系統(tǒng)對(duì)某特定特性值進(jìn)行多次測(cè)量,如果這些測(cè)量值與該

7、特性值的參考值”接近”,那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量就稱為”高”;同樣,如果部份或所有的測(cè)量值與參考值相差”很遠(yuǎn)”,則稱數(shù)據(jù)的質(zhì)量很低. 通常用描述測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特性是某測(cè)量系統(tǒng)的偏倚(相對(duì)于參考值的位置)及變差(數(shù)據(jù)的分布寬度)16 測(cè)量系統(tǒng)(Measurement system) 是對(duì)測(cè)量單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y(cè)的特性進(jìn)行評(píng)估,其所使用的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的集合;也就是說,用來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。 第一章第一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義17 真值(True Value) 真值是被測(cè)零件的“實(shí)際值”,盡管該值不被知道且無法知道,但它是測(cè)量系統(tǒng)的目標(biāo),所有個(gè)別的值盡可能

8、的(經(jīng)濟(jì)的)與該值接近. 參考值常被當(dāng)作真值的最佳近似值.第一章第一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義18 可追溯性(Traceability) 通過一個(gè)完整的比較鏈追溯到規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)(通常為國家或國際標(biāo)準(zhǔn))的測(cè)量特性或標(biāo)準(zhǔn)值,都具有一定的不確定度.在工業(yè)界的許多情況,測(cè)量的可追溯性可能追溯到顧客和供方雙方同意的參考值或一致的標(biāo)準(zhǔn).第一章第一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義生產(chǎn)用量具工作標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)國際(國家)標(biāo)準(zhǔn)19 分辯力(Discrimination) 是指一種測(cè)量儀器能夠檢測(cè)并忠實(shí)地顯示相對(duì)于參考值的變化量.通常也被稱為可讀性或解析度. 10:1規(guī)則:測(cè)量設(shè)備要能分辯出過程變差的至少十分之一以上.第一章第

9、一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義20 測(cè)量不確定度(Uncertainty) 是國際上用來描述一測(cè)量值質(zhì)量的術(shù)語. 不確定度是測(cè)量可靠性的一種量化的表達(dá).這種概念可簡(jiǎn)單的表達(dá)為: 測(cè)量實(shí)際值=測(cè)量的觀察值(結(jié)果) U 不確定度是測(cè)量值的范圍、通過一個(gè)置信區(qū)間的定義、與測(cè)量結(jié)果相關(guān),并預(yù)期包括測(cè)量的真值.MSA專注于理解某測(cè)量過程,確定這測(cè)量過程中誤差的大小,并評(píng)估這測(cè)量系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和過程的控制;MSA提升理解和改進(jìn)(減小變差).第一章第一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義21 測(cè)量系統(tǒng)分析 測(cè)量系統(tǒng)分析是用于確定測(cè)量裝置與零件變差或公差相比的誤差。 觀測(cè)值=真值+測(cè)量誤差 總變差=產(chǎn)品變差+測(cè)量變差 在進(jìn)行

10、SPC前必須進(jìn)行MSA。第一章第一章 術(shù)語術(shù)語/定義定義22 位置變差(Location Variation) 1. 準(zhǔn)確度(Accuracy):與真值或可接受的參考值“接近” 的程度. 2.偏倚(Bias):觀測(cè)到測(cè)量的平均值與參考值之間的差值, 是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成.第二章第二章 測(cè)量系統(tǒng)變差測(cè)量系統(tǒng)變差23 位置變差(Location Variation) 3.穩(wěn)定性(Stability) 隨時(shí)間變化的偏倚值. 別名:漂移(drift) 一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量過程在位置方面是處于統(tǒng)計(jì)上受控狀態(tài).第二章第二章 測(cè)量系統(tǒng)變差測(cè)量系統(tǒng)變差24 位置變差(Location Variation) 3

11、.線性(Linearity):在量具工作量程內(nèi)的偏倚變化量,是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成.第二章第二章 測(cè)量系統(tǒng)變差測(cè)量系統(tǒng)變差25 寬度變差(Width variation) 1.精確度(Precision):每個(gè)重復(fù)讀數(shù)之間的”接近”程度,是測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差所構(gòu)成. 2.重復(fù)性(Reproducility): 一個(gè)評(píng)價(jià)人使用同一測(cè)量儀器,對(duì)同一零件的同一特性進(jìn)行多次測(cè)量下的變差.通常稱為E.V設(shè)備變差(Equipment Varition)第二章第二章 測(cè)量系統(tǒng)變差測(cè)量系統(tǒng)變差26 寬度變差(Width variation) 3.再現(xiàn)性(Reproducibility):不同評(píng)價(jià)人采用相同

12、的量具,測(cè)量同一個(gè)零件的,同一個(gè)特性的測(cè)量平均值的變差.第二章第二章 測(cè)量系統(tǒng)變差測(cè)量系統(tǒng)變差27 系統(tǒng)變差系統(tǒng)變差(System Variation) 1. 能力能力(Capability) 短期內(nèi)讀數(shù)的變化量短期內(nèi)讀數(shù)的變化量 2.性能性能(Performance) 長期讀數(shù)的變化量長期讀數(shù)的變化量,以總變差為基礎(chǔ)以總變差為基礎(chǔ). 3.不確定度不確定度(Uncertainty) 有關(guān)被測(cè)值的數(shù)值估計(jì)范圍有關(guān)被測(cè)值的數(shù)值估計(jì)范圍,相信真值都被相信真值都被包括在該范圍內(nèi)包括在該范圍內(nèi).第二章第二章 測(cè)量系統(tǒng)變差測(cè)量系統(tǒng)變差28 變差來源 與所有過程類似,測(cè)量系統(tǒng)的變差來源是由于普通原因和特殊原

13、因造成的.為了控制測(cè)量系統(tǒng)的變差: 1.識(shí)別潛在的變差來源 2.消除(如有可能的話)或監(jiān)控這些變差的來源. S.W.I.P.E被用來表示一個(gè)普遍化的測(cè)量系統(tǒng)為了達(dá)成被要求的目標(biāo),有六個(gè)必要因素.可以考慮作為整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)誤差模型. S:標(biāo)準(zhǔn) W:工作件(零件) I:儀器 P:人/程序 E:環(huán)境第二章第二章 測(cè)量系統(tǒng)變差測(cè)量系統(tǒng)變差29 測(cè)量系統(tǒng)研究目的 獲得測(cè)量系統(tǒng)與所處環(huán)境有相互作用時(shí),其產(chǎn)生的測(cè)量變差的類型和結(jié)果的訊息,應(yīng)用這種研究可提供: 接受一新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則 一個(gè)測(cè)量裝置與另一個(gè)測(cè)量裝置的比較 評(píng)價(jià)一個(gè)疑似不充分量具的依據(jù) 測(cè)量設(shè)備維修前后的比較 為計(jì)算過程變差以及生產(chǎn)過程可接受

14、程度的必要構(gòu)成元素 描繪量具性能曲線必要的信息.量具性能曲線是指接受某一零件真值的概率.第三章第三章 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的研究計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的研究 TS16949 要求必須對(duì)控制計(jì)劃中指示的所有檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)裝要求必須對(duì)控制計(jì)劃中指示的所有檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。置進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。30 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備 1.計(jì)劃所使用的方法:有些量測(cè)系統(tǒng)可以忽略再現(xiàn)性的影響,例如:只需按一下按鈕,測(cè)量結(jié)果就可以打印出來的測(cè)量系統(tǒng) 2.應(yīng)該事先確定評(píng)價(jià)人的人數(shù),抽樣零件的數(shù)量,及重復(fù)讀數(shù)的數(shù)量等(注意:考慮尺寸的關(guān)鍵性,零件的形態(tài)) 3.評(píng)價(jià)人應(yīng)該從那些正常操作該儀器的人員中選擇第三章第三章 測(cè)

15、量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究31第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究 測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備 4.樣品的選擇:能代表生產(chǎn)過程變差的樣品 5.儀器應(yīng)該有足夠的分辯力,例如:如果過程變差為0.01,則量測(cè)設(shè)備應(yīng)該讀出0.001的變化量. 確保測(cè)量方法是測(cè)量特性的尺寸,并遵循已定義的測(cè)量程序.32 穩(wěn)定性研究 步驟: 1.取得一樣件并建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值. 2.以一定的周期基礎(chǔ)(每天、每周)測(cè)量基準(zhǔn)件三到五次 3.將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫在X&R圖或X&S控制圖上 4.結(jié)果分析-圖示法 建立控制限,使用控制圖分析法來評(píng)價(jià)是否有不受控或不穩(wěn)定的情況.第三章第三章 測(cè)

16、量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究33 穩(wěn)定性研究范例 為了確定某一新測(cè)量儀器的穩(wěn)定性是否為可接受,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(gè)零件.該零件被送到了測(cè)量實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)測(cè)量其參考值確定為6.01.小組每班測(cè)量該零件5次,共測(cè)了四周(20個(gè)子組);收集到所有數(shù)據(jù)后,畫出了X&R圖. 從控制圖分析表明測(cè)量過程處于穩(wěn)定狀態(tài),因?yàn)闆]有明顯可見的特殊原因結(jié)果發(fā)生第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究34 用于穩(wěn)定性分析的控制圖第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究6.3UCL=6.267LCL=5.746CL=6.021子組 010206.26.16.05.

17、95.85.7樣件平均UCL=1.010LCL=0CL=0.4779樣件極差0.50.01.035 造成不穩(wěn)定的可能因素造成不穩(wěn)定的可能因素: 儀器需要校準(zhǔn),縮短校準(zhǔn)周期 儀器或設(shè)備或夾具的磨損 正常的老化或損壞 維護(hù)保養(yǎng)不好-空氣,動(dòng)力,液體,過濾器,腐蝕,塵土,清潔 基準(zhǔn)的磨損或損壞,基準(zhǔn)的誤差 不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定 儀器質(zhì)量不好-設(shè)計(jì)或符合性 儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計(jì)或方法 不同的測(cè)量方法作業(yè)準(zhǔn)備,載入,夾緊,技巧 環(huán)境變化溫度,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(cè)誤差(易讀性,視差)第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究3

18、6 偏倚研究 步驟: 1.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.(可以在工具室里測(cè)量該零件n10次,并計(jì)算這n個(gè)讀值的平均值,將該平均值視為參考值) 2.讓一個(gè)評(píng)價(jià)者以正常方式測(cè)量樣件 n 10次 3.結(jié)果分析-圖示法 畫出這些數(shù)據(jù)據(jù)相對(duì)于參考值的直方圖.使用專業(yè)知識(shí)評(píng)審這直方圖,從而確定是否存在任何特殊原因或異常點(diǎn).如果不存在,繼續(xù)分析.對(duì)n30時(shí),對(duì)任何的解釋或分析時(shí),要能特別注意.第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究37 偏倚研究 結(jié)果分析-數(shù)值法 4.計(jì)算n個(gè)讀值的平均值:X=Xi /n 5.計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差: 重復(fù)性= 公式中d2可從查表確定,取g=1,且

19、m=n.(g:子組的數(shù)量,m:子組的大小)最大值(Xi)-最小值(Xi)d2第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究nn=138 偏倚的研究 6.確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)值 偏倚=觀測(cè)到的平均測(cè)量值參考值 b= r/n t= 7.如果0落在偏倚值附近的1-置信度界線內(nèi),則偏倚在水準(zhǔn)上是可以接受的. 偏倚偏倚- b tv,1-/20 偏倚偏倚+ b tv,1-/2 公式中公式中:v可以查表得到可以查表得到, tv,1-/2可以利用標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到 如果如果置信度水準(zhǔn)不是使用預(yù)設(shè)值預(yù)設(shè)值0. 05(95%置信度置信度),則應(yīng)該得到顧客的同意則應(yīng)該得到顧客的同意.偏倚b第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析

20、和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究39 偏倚研究范例 一個(gè)制造工程師對(duì)一個(gè)已證明沒有線性誤差,且基于一份已文件化的過程變差描述來評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)偏倚:在該測(cè)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(cè)量來確定它的參考值,然后由主要操作者測(cè)量該零件15次.數(shù)據(jù)如下:第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究40 偏倚研究數(shù)據(jù)表 測(cè)量次數(shù)序號(hào)測(cè)量值(參考值=6.00)偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156

21、.00.0第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究41 通過使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件,得到了直方圖和數(shù)值分析結(jié)果 頻率5.66.26.36.45.96.06.15.85.701234偏倚研究的直方圖第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究42 數(shù)值分析結(jié)果 第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究n(m)平均值 X 標(biāo)準(zhǔn)差 r平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差, b測(cè)量值156.00670.225140.05813參考值=6.00, =0.05,g=1,d2=3.55統(tǒng)計(jì)的t值df顯著的t值偏倚偏倚的95%置信度區(qū)間下限上限測(cè)量值0.115310.82.2060.0067-0.1215

22、0.1319由于0落在偏倚置信度區(qū)間內(nèi)(-0.1215,0.1319),該測(cè)量系統(tǒng)偏倚是可以接受的,在實(shí)際使用時(shí)不會(huì)帶來額外的變差來源.43 偏倚研究的分析 如果偏倚在統(tǒng)計(jì)上不等于0,檢查是否存在以下原因: 基準(zhǔn)件或參考值有誤,檢查制定標(biāo)準(zhǔn)件的程序 儀器磨損(會(huì)在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)出來) 儀器產(chǎn)生錯(cuò)誤的尺寸 儀器所測(cè)量的特性有誤 儀器沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)(對(duì)校準(zhǔn)程序進(jìn)行評(píng)審) 評(píng)價(jià)者使用儀器的方法不正確(對(duì)作業(yè)指導(dǎo)書評(píng)審) 儀器糾正的指令錯(cuò)誤 如果偏倚不能調(diào)整到零,通過變更程序(如:對(duì)每個(gè)讀值根據(jù)偏倚進(jìn)行修正)還可能繼續(xù)使用該測(cè)量系統(tǒng),但要取得顧客同意.第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析

23、和研究44 線性研究 步驟 1.由于存在過程變差,選擇g5個(gè)零件,使這測(cè)量涵蓋這量具整個(gè)工作量程. 2.對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸測(cè)量,從而確定其參考值,并確定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測(cè)量每個(gè)零件m 10次(要隨機(jī)選取零件,從而減少評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量中偏倚的”記憶” 結(jié)果分析-圖示法 4.計(jì)算零件每次測(cè)量的偏倚,以及每個(gè)零件的偏倚平均值. 偏倚i,j=Xi,j(參考值)i; 再計(jì)算:第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究j=1mm偏倚=偏倚i,j45 線性研究 5.在線性圖上畫出相對(duì)于參考值的每個(gè)偏倚及偏倚的平均值(參見圖) 6.應(yīng)用以下公式,計(jì)算并畫出最合適的線及

24、該線的置信度區(qū)間. 對(duì)最合適的線,用公式:式中 Xi=參考值,Yi=偏倚平均值,以及 第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究x - (x) /(gm)22xy-(x y/(gm)a=斜率(slope)Y=axi+bb=y-ax=中心(intercept)46 對(duì)于一個(gè)已知的x0,置信區(qū)間為:上限: 下限:式中:b+ax-t(gm-2), (1-)/21/(gm)+s* (x0-x) / (xi-x22b+ax+t(gm-2), (1-)/21/(gm)+s* (x0-x) / (xi-x22S= (yi - b yi-a xiyi)/(gm-2)2第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)

25、量系統(tǒng)分析和研究47 線性研究 7.畫出“偏倚=0”的線,并對(duì)圖進(jìn)行評(píng)審,以觀察是否存在特殊原因,以及線性是否可接受. 如果偏倚=0的整個(gè)直線都位于置信區(qū)間以內(nèi),則稱該測(cè)量系統(tǒng)的線性是可接受的.第三章第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)分析和研究48 線性研究范例 某工廠檢驗(yàn)員對(duì)某過程引進(jìn)了一套新測(cè)量系統(tǒng).作為PPAP的一部份,需要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的線性進(jìn)行評(píng)價(jià),根據(jù)已文件化的過程描述:在測(cè)量系統(tǒng)的全部工作量程范圍內(nèi)選取了五個(gè)零件,通過對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)從而確定他們的參考值,然后由主要操作者對(duì)每個(gè)零件測(cè)量12次.在分析中,這些零件是隨機(jī)抽取的.第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究4912345測(cè)量次數(shù)12

26、.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.402.004.008.0010.006.00零件參考值第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究數(shù)據(jù)表線

27、性研究數(shù)據(jù)表5012345偏倚10.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51.0-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616672.004.008.0010.0

28、06.00零件參考值第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究數(shù)據(jù)-中途的結(jié)果51 線性研究范例圖第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究倚偏02310456798-11參考值偏倚=0 回歸-95%置信區(qū)間偏倚平均值Y=0.73667-0.131667X; R-Sq=71.4%線性研究-圖示分析法(本測(cè)量系統(tǒng)存在一線性問題)52重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(均值-極差法) 是一種可同時(shí)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提供重復(fù)性和再現(xiàn)性的估計(jì)值的研究方法. Gage R&R 是“量具(Gage) 重復(fù)性(Repeatability) 再現(xiàn)性(Reproducibility) ” 字首字母的縮寫。 步驟: 1.取得一個(gè)能代表過程變差實(shí)際或預(yù)期

29、范圍的樣本,為n5個(gè)零件的樣本 2.給評(píng)價(jià)人編號(hào)為:A,B,C等,并將零件從1到n進(jìn)行編號(hào),但零件編號(hào)不要讓評(píng)價(jià)人看到 3.對(duì)量具進(jìn)行校準(zhǔn),如果這是正常測(cè)量系統(tǒng)程序中的一部份的話.讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)順序測(cè)量n個(gè)零件,并將結(jié)果記錄在第1行.第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究53 重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法) 4.讓評(píng)價(jià)人B和C依次測(cè)量這些一樣的n個(gè)零件,不要讓他們知道別人的讀值;然后將結(jié)果分別記錄在第6行和第11行. 5.用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)以上循環(huán),并將數(shù)據(jù)記錄在第2,7和12行;例:如果被測(cè)量的是7號(hào)零件,則數(shù)據(jù)相應(yīng)記錄在標(biāo)有零件7的欄位中.重復(fù)三次. 6.當(dāng)測(cè)量大型零件或不可能同時(shí)獲得數(shù)

30、個(gè)零件時(shí),第三步到第五步變更為: ()讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第1行;讓評(píng)價(jià)人B測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第6行;讓評(píng)價(jià)人C測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第11行. 第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究54 重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)()讓評(píng)價(jià)人A重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第2行;評(píng)價(jià)人B重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第7行;評(píng)價(jià)C重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第12行.如果需要進(jìn)行三次測(cè)量,則重復(fù)以上循環(huán),并將數(shù)值記錄在第3,8和13行中. 7.如果評(píng)價(jià)人處于不同的班次,可以使用一個(gè)替代的方法.讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有10個(gè)零件,并將讀值記錄在第一行;然后讓評(píng)價(jià)人A按照不同

31、的順序重新測(cè)量,并將讀值記錄在第2 行和第3 行.評(píng)價(jià)人B和評(píng)價(jià)人C也同樣做第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究 量具重復(fù)性和再生性數(shù)據(jù)收集表(見下表)55第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究評(píng)價(jià)人/測(cè)量次數(shù) 零 件12345678910平均值A(chǔ) 1 2 3平均值Xa=極差Ra=B 1 2 3平均值Xb=極差Rb=C 1 2 3平均值極差Xc=零件平均值Rc=(Ra= +Rb = +Rc= )/(評(píng)價(jià)人數(shù)=3)= R XDIFF= 最大值X-最小值XUCLR=R*D4 2次測(cè)量時(shí),D4=3.27;3次測(cè)量時(shí),D4=2.58.136912151856 計(jì)算公式 1.重復(fù)性設(shè)備變差(EV) EV=R*K1 2.再現(xiàn)性

32、評(píng)價(jià)人變差(AV) AV=(XDIFF*K2)-(EV / (nr) 其中:n=零件數(shù),r=測(cè)量次數(shù) XDIFF=零件最大平均值-最小平均值 3.重復(fù)性和再現(xiàn)性(GRR) GRR=EV + AV試驗(yàn)次數(shù)K120.886230.590822評(píng)價(jià)人數(shù)量K220.707130.523122第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究57 計(jì)算公式 4.零件變差(PV) PV=RP*K3 5.總變差 TV=GRR+PV = EV +AV +PV零件數(shù)量K320.707130.523140.446750.403060.374270.353480.337590.3249100.314622222第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究5

33、8 計(jì)算公式 6.分類計(jì)算: (1)%AV=100*(AV/TV) (2)%GRR=100*(GRR/TV) (3)%PV=100*(PV/TV) 注意:每個(gè)因素所占的百分比之和將不等于100%如果重復(fù)性大于再現(xiàn)性,可能原因是:1.儀器需要維修2.可能需要對(duì)量具進(jìn)行重新設(shè)計(jì),以獲得更好的嚴(yán)格度3.需要對(duì)量具的夾緊或固定裝置進(jìn)行改進(jìn)4.零件內(nèi)變差太大如果再現(xiàn)性大于重復(fù)性,原因可能是:1.需要更好的對(duì)評(píng)價(jià)人進(jìn)行如何使用和判讀該量具儀器的培訓(xùn)2.量具校準(zhǔn),刻度的不清晰.第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究59%GR&R等級(jí)%GR&R10%E(Excellent)10%GR&R30%G(

34、good)%GR&R30%U(Unacceptable)%GR&R接受準(zhǔn)則第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究60 結(jié)果分析-圖示法(平均值與極差圖) 以零件編號(hào)順序畫出由每個(gè)評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件多次讀值的平均值.(該圖可用來確認(rèn)評(píng)價(jià)人之間的一致性) 控制限以內(nèi)的區(qū)域表示測(cè)量的敏感性,由于研究中所使用的零件代表了過程變差,大約一半或一半以上的平均值應(yīng)該落在控制限以外.如果少于一半的數(shù)據(jù)點(diǎn)落在控制限之外,則測(cè)量系統(tǒng)的有效分辯力不足或樣本不能代表預(yù)期的過程變差. 第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究61 圖例(平均值圖) 第三章 測(cè)量系統(tǒng)分析和研究0UCLLCL-1-2-3123評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B評(píng)價(jià)人C對(duì)圖進(jìn)行評(píng)價(jià):測(cè)量系統(tǒng)有足夠的解析度來測(cè)量橛本零件代表的過程差.沒有發(fā)現(xiàn)明顯的評(píng)價(jià)人與評(píng)價(jià)人之間的差異.62 圖例(極差圖) 極差圖被用來確定過程是否受控以及確認(rèn)評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)