MSA量測系統(tǒng)分析

1、MSA-量測系統(tǒng)分析(Measurement System Analysis) 前 言 在品質(zhì)檢驗、生產(chǎn)控制、開發(fā)設(shè)計等過程中我們經(jīng)常通過測量來得到數(shù)據(jù),并依據(jù)量測數(shù)據(jù)的信息作出判斷并作相 關(guān) 的 調(diào) 整 , 所 以 量 測 數(shù) 據(jù) 準(zhǔn) 確 與 否 至 關(guān) 重 要 . 如何來判斷分析量測數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確,目前使用量測系統(tǒng)是否合用? “工欲善其事，必先利其器”，保證測量系統(tǒng)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確是測量工作的前提條件,量測系統(tǒng)分析(MSA)就是用來分析量測系統(tǒng)狀況的有力工具. 數(shù)據(jù)的質(zhì)量 數(shù)據(jù)的類型 -計量型 -計數(shù)型 如何評定數(shù)據(jù)質(zhì)量 -測量結(jié)果與 “真值”越小越好; -數(shù)據(jù)質(zhì)量是用多次測量的統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行評定.

2、 計量型數(shù)據(jù)質(zhì)量 -均值與真值(基準(zhǔn)值)之差(指數(shù)據(jù)相對基準(zhǔn)位置); -方差大小(指數(shù)據(jù)分布). 計數(shù)型數(shù)據(jù)質(zhì)量 -對產(chǎn)品特性產(chǎn)生錯誤分級的概率 I類錯誤,合格判為不合格; II類錯誤,不合格判為合格; 基本術(shù)語量具:任何用來獲得測量結(jié)果的裝置;經(jīng)常用來指用在生產(chǎn)車間的裝置;包括用來測量合格/不合格的裝置.測量:賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系.量測系統(tǒng):用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合;用來獲得測量結(jié)果的整個過程. 人設(shè)備材料方法環(huán)境輸入測量過程輸出數(shù)據(jù)TS16949與MSA 條文要求 7.6.1測量系統(tǒng)分析 為分析在各種測量和試驗設(shè)備系統(tǒng)的測

3、量結(jié)果中的變差，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計研究，此要求應(yīng)適用于在控制計劃中提及的測量系統(tǒng)。 所用的分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與顧客關(guān)于測量系統(tǒng)分析的參考手冊相一致，如果顧客批準(zhǔn)，也可使用其它的分析方法和接受準(zhǔn)則。 TS16949與MSA 要點說明: -對控制計劃中列入的測量系統(tǒng)要進(jìn)行測量系統(tǒng)分析. -測量系統(tǒng)分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與測量系統(tǒng)分析分析 參考手冊一致. -經(jīng)顧客批準(zhǔn)，也可使用其它的分析方法和接受準(zhǔn)則。 -如采用QS9000相關(guān)手冊,則: QSA手冊強(qiáng)調(diào)要有證據(jù)證明上述要求己達(dá)到; PPAP手冊中規(guī)定:對新的或改進(jìn)的量具測量和試驗 設(shè)備應(yīng)參考MSA手冊進(jìn)行變差研究. APQP手冊中,MSA為產(chǎn)品/過程

4、確認(rèn)階段的輸出之一. SPC手冊指出MSA是控制圖必需的準(zhǔn)備工作.測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性 理想的量測系統(tǒng)在每一次使用時,應(yīng)只產(chǎn)生 “正確”的測量結(jié)果,每一次測量結(jié)果應(yīng)該是一個標(biāo)準(zhǔn)值.但由于種種原因影響不存這樣理想的量測系統(tǒng).且各種量測系統(tǒng)在不同統(tǒng)計特性(方差、偏倚均不同) 盡管每一量測系統(tǒng)可能需要不同統(tǒng)計特性,但所有量測系統(tǒng)須共有:1. 量測系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計管制中,這就意味量測系統(tǒng)中的變差只能是普通原因而不是由特殊原因造成的;2. 量測系統(tǒng)之變異必須比制造過程中變異小;3. 量測系統(tǒng)之變異須相對小于規(guī)格界限(公差帶);4. 量測精度應(yīng)高于制程變異/規(guī)格界限(公差帶)較小者;一般來說為1/10;5.

5、 量測系統(tǒng)統(tǒng)計特性可能隨被測項目改變而變化,若真如此,最大變差應(yīng)小于制程變異或規(guī)格界限(公差帶)較小者 .量測標(biāo)準(zhǔn)的傳遞國際標(biāo)準(zhǔn) 國際實驗室 國家標(biāo)準(zhǔn) 國家實驗室 地方標(biāo)準(zhǔn) 國家認(rèn)可的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)公司標(biāo)準(zhǔn) 企業(yè)的校準(zhǔn)實驗室 測量結(jié)果 生產(chǎn)現(xiàn)場 檢測設(shè)備制造廠 量測系統(tǒng)分析目的 量測系統(tǒng)分析的主要目的是在所處環(huán)境下求得該量測系統(tǒng)的變異,進(jìn)而分析此變異之類別與變異之程度.分析時應(yīng)注意下列事項: -應(yīng)設(shè)定量具之允收標(biāo)準(zhǔn) -量具間如何進(jìn)行比對 -單一量具在修理前與修理后之比較 -長期之量測能力評估 -量具之管制作業(yè) 如何進(jìn)行量測系統(tǒng)分析 量測系統(tǒng)分析主要為初期分析與定期分析.前者是新購此量測系統(tǒng)時所執(zhí)行,

6、以評判量測系統(tǒng)統(tǒng)計特性是否合符期望;后者是在規(guī)定期限內(nèi)所執(zhí)行,以評判量測系統(tǒng)是否維持在可接受之狀態(tài)中. 量測系統(tǒng)分析作業(yè)步驟:1.建立必要之指導(dǎo)文件,例分析指導(dǎo)書,校正指導(dǎo)書等；2.建立必要之程序,以管制所有量測系統(tǒng)維持在正常及最佳狀態(tài)；3.須有合格之分析人員,待分析之量具,以及必要環(huán)境；4.依據(jù)相關(guān)指導(dǎo)書執(zhí)行作業(yè)；5.搜集足夠之?dāng)?shù)據(jù),再依據(jù)所使用之分析表格執(zhí)行分析作業(yè)用分析結(jié)論判定量測系統(tǒng)是可接受、勉強(qiáng)接受、不能接受。 評定量測系統(tǒng)步驟 評定量測系統(tǒng)可分析兩個階段 第一階段是驗證系統(tǒng)是否一直量測正確的變量.( 了解量測過程并確定量測系統(tǒng)能否滿足需求) 第一階段主要有兩個目的: 1. 確定量測

7、系統(tǒng)是否具備所需要統(tǒng)計特性2. 發(fā)現(xiàn)哪些環(huán)境因素對量測系統(tǒng)有顯著影響 第二階段確定量測系統(tǒng)必須具什么樣可接受統(tǒng)計特性 第二階段主要目的:驗證量測系統(tǒng)一旦可行,應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計特性.常見 “具量R&R”研究是第二階段試驗一種形式 量測系統(tǒng)評定的兩個階段第一階段 (使用前) -確定統(tǒng)計特性是否滿足需要 ? -確認(rèn)環(huán)境因素是否有影響? 第二階段 (使用過程) -確定是否持續(xù)地具備恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計特性?評價量測系統(tǒng)的三個基本問題是否有足夠的分辨力?是否統(tǒng)計穩(wěn)定?統(tǒng)計特性用于過程控制和分析是否可接受?盲測法在實際測量環(huán)境下,在操作者事先不知正在對該測量系統(tǒng)進(jìn)行評定的條件下,獲得測量結(jié)果?向傳統(tǒng)觀念

8、挑戰(zhàn)長期存在的把測量誤差只作為公差范圍百分率來報告的傳統(tǒng),是不能面臨未來持續(xù)改進(jìn)的市場挑戰(zhàn)。如何選擇適當(dāng)評定量測系統(tǒng)方法1.試驗中是否應(yīng)使用諸如那些可追溯至NIST的標(biāo)準(zhǔn)?如果是什么等級標(biāo)準(zhǔn)適合；2.對于第二階段正在進(jìn)行的試驗,應(yīng)考慮使用盲測；3.試驗成本；4.試驗所需時間；5.任何其定義沒有被普遍接受的術(shù)語應(yīng)作出可操作的定義(如準(zhǔn)確度、精密度、重復(fù)性和再現(xiàn)性)；6.是否由這個量測系統(tǒng)取得的測量結(jié)果要與另一量測系統(tǒng)對比；7.第二階段試驗應(yīng)每隔多久進(jìn)行一次。 量測系統(tǒng)變差類別 量測系統(tǒng)變差類別有五種: -再現(xiàn)性(Repeatability) -再生性(Reproducibility) -偏差(B

9、ias) -穩(wěn)定性(Stability) -線性(Linearity) 準(zhǔn)確度:量測真正量測真正值與觀測值平均值與觀測值平均值之差值之差. .再生性再生性: :不同作不同作業(yè)員使用相同業(yè)員使用相同量具測量同一量具測量同一產(chǎn)品某一特性產(chǎn)品某一特性之差異之差異再現(xiàn)性再現(xiàn)性: :同一作業(yè)員同一作業(yè)員用同一量具測量同一用同一量具測量同一件產(chǎn)品重復(fù)量測所產(chǎn)件產(chǎn)品重復(fù)量測所產(chǎn)生的變異生的變異穩(wěn)定性穩(wěn)定性: :使用相同量具使用相同量具, ,量測同產(chǎn)品在不同時量測同產(chǎn)品在不同時間實施量測間實施量測, ,至少量測至少量測兩組數(shù)據(jù)兩組數(shù)據(jù), ,其平均數(shù)據(jù)其平均數(shù)據(jù)之差異之差異線性線性: :透過可能之操作范透過可能

10、之操作范圍圍, ,測量至少兩點數(shù)據(jù)測量至少兩點數(shù)據(jù), ,并計算出最大最小精確并計算出最大最小精確值之差異值之差異分析量測系統(tǒng)變差作用 接受新量測設(shè)備的準(zhǔn)則； 一種量測設(shè)備與另一種的比較； 評價懷疑有缺陷的量具的根據(jù)； 維修前后測量設(shè)備之比較； 計算制程變差,以及生產(chǎn)過程的可接受水平； 作出量具特性曲線(GPC)的必要信息 。偏 倚偏倚:又稱為準(zhǔn)確度(Accuracy),是指量測平均值與真值之差是指量測平均值與真值之差值值. 觀測平均值基準(zhǔn)值偏倚再現(xiàn)性(Repeatability) 再現(xiàn)性:又稱為量具變異,是指用同一種量具,同一作業(yè)者,當(dāng)多次量測相同零件之指定特性時所得之變異,以公式表示如下:

11、EV=RK1, %EV=100(EV/TV)注: EV為為再現(xiàn)性,TV為全變異 再現(xiàn)性圖標(biāo): R為所有作業(yè)者多次量測變異平均值 K1,為再現(xiàn)性系數(shù),與量測次數(shù)有關(guān) TV為全變異, TV= (R&R)2+(PV) 2 R&R為再現(xiàn)性與再生性 PV為零件變異 再現(xiàn)性再生性(Reproducibility)再生性:又稱作業(yè)者變異,是指不同作業(yè)者以相同量具量測相同產(chǎn)品特性時,量測平均值之變異,以公式表如下: AV= (XDIFFK2)2-(EV2/nr) % AV=100(AV/TV)注:AV為再生性,TV為全變異 XDIFF為不同作業(yè)者所量測之平均值之最大值與最小值之差異 K2為再生

12、性系數(shù),與作業(yè)者之人數(shù)有關(guān) 再生性圖標(biāo) 作業(yè)員a 作業(yè)員b 作業(yè)員c n為被測零件數(shù)目 r為位作業(yè)者量測次數(shù) 再生性作業(yè)員a作業(yè)員b作業(yè)員c衡定性(Stability)穩(wěn)定性:又稱為漂移(Drift),指不同時間量測值之變異,此量測之方式可兩種:1.以相同標(biāo)準(zhǔn)件在不同時間量測同一量具所得之變異以相同量具在不同時間量測同一零件所得之變異 穩(wěn)定性圖標(biāo) 時間1穩(wěn)定性時間2線 性 線性:是指量具在使用范圍內(nèi)偏移差異之分布狀況 觀測平均值觀測平均值基準(zhǔn)值偏移小基準(zhǔn)值偏移大觀測平均值基準(zhǔn)值無偏倚有偏倚零件變異(Part Variation) 零件變異:為制程中個別零件量測平均值之變異. PV=RpK3 (

13、Rp為零件之最大變異, K3為系統(tǒng),數(shù)零件數(shù)有關(guān)) 量測系統(tǒng)的分析 象過程一樣,對用來描述測量系統(tǒng)的變差的分布可以賦予以下特性: 1.位置 穩(wěn)定性; 偏移 線性 2.寬度或范圍 再現(xiàn)性 再生性 量測系統(tǒng)分析-量測系統(tǒng)分辨力 分辨力-量測系統(tǒng)檢出并如實指示被測特性中極小變化的能力,可被稱分辨率.1個數(shù)據(jù)分級2-4個數(shù)據(jù)分級5或更多數(shù)據(jù)分級控 制只有下列條件才可用于控制:與規(guī)范相比過程變差較小預(yù)期過程變差上的損失函數(shù)很平緩過程變差的主要原因?qū)е戮灯埔罁?jù)過程分布可用半計量控制技術(shù)可產(chǎn)生不敏感的計量控制圖分 析對過程參數(shù)及指數(shù)估計不可接受只能表明過程是否正在產(chǎn)生合格 零件一般來講對過程參數(shù)及指數(shù)的

14、估計 不可接受只提供粗略的估計建議使用(建議可視分辨率最多是總過程的6的十分之一,而不是公差寬度的1/10)量測系統(tǒng)分析-量測系統(tǒng)分辨力 0.14555(UCL)控制上限0.13571(LCL)控制下限0.1431(UCL)控制上限0.1375(LCL)控制下限0.01810(UCL)控制上限0.0102(UCL)控制上限平均(X)平均(X)極差(R)極差(R)最小測量單位為0.001寸數(shù)據(jù)控制圖最小測量單位為0.01寸數(shù)據(jù)控制圖量測系統(tǒng)分析-穩(wěn)定性 兩種穩(wěn)定性 -一般概念:隨時間變化系統(tǒng)偏倚的總變差; -統(tǒng)計穩(wěn)定性概念:測量系統(tǒng)只存在普通原因變差,而沒有特殊原因變差. 利用控制圖評價測量系統(tǒng)

15、穩(wěn)定性 -保持基準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)件,使其在研究周期內(nèi)保持不變; -極差圖出現(xiàn)失控時,說明存在不穩(wěn)定的重復(fù)性; -均值圖出現(xiàn)失控時,說明偏倚不穩(wěn)定. 穩(wěn)定性評價的原則 -評價周期的確定需要專業(yè)知識,但是穩(wěn)定性不是能在很短的時間內(nèi)作 出評價,之前可利用統(tǒng)計技術(shù),過程模型確定影響因素; -穩(wěn)定性不必計算數(shù)值. -穩(wěn)定性狀態(tài)不確定時,評價R&R弊大于利,因為過程不受控,計算過程能 力沒有意義.量測系統(tǒng)分析-穩(wěn)定性 一領(lǐng)班決定監(jiān)視測量粘度的量測系統(tǒng).其不知標(biāo)準(zhǔn)值但保留一標(biāo)準(zhǔn)樣本.其把樣本一分為三,測定各部分粘度. 日期 10/16 10/23 10/3011/6 11/13 11/20 11/2712

16、/4 12/11 12/18 12/251/41/111/181/252/22/92/16 2/23時間 10:00 9:309:009:1510:009:459:009:259:0510:009:009:509:359:359:409:009:159:459:25NO148.648.448.9 248.748.848.9 348.348.0平均極差偏倚 1.在工具室或全尺寸檢驗設(shè)備上對基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測量;2.認(rèn)一位評價人用正被評價的量具測量同一零件至少10次;3.計算出平均值.基準(zhǔn)值與平均值之差表示量測系統(tǒng)偏倚. 偏倚相對比較大的可能原因: 基準(zhǔn)的錯誤 磨損的零件 制造的儀器尺寸不對 儀器測

17、量非代表性尺寸 儀器沒有正確校準(zhǔn) 評價人員使用儀器不正確 偏倚-示例 全尺寸檢驗設(shè)備確定的基準(zhǔn)值為0.80mm,該零件的過程變差為0.70mm. X1=0.75 X2=0.75 X3=0.80 X4=0.80 X5=0.65 X6=0.80 X7=0.75 X8=0.75 X9=0.75 X10=0.70 X =7.5/10=0.75 X =0.75 偏倚=觀察平均值-基準(zhǔn)值=0.75-0.80=-0.05 偏倚占過程變差的百分比計算如下: 偏倚%=100【偏倚/過程變差 】 偏倚%=100【0.05/0.70 】=7.1%基準(zhǔn)值重復(fù)性 測量過程的重復(fù)意味著測量系統(tǒng)自身的變異是一致的.由于儀器

18、自身以及零件在儀器中位置變化導(dǎo)致的測量變差是重復(fù)性誤差的兩種原因. 重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差(e)的估計為R/d2 儀器變差或重復(fù)性將為5.15 R/d2或4.65R 從生產(chǎn)過程中選取5件樣品.選擇兩名經(jīng)常進(jìn)行該測量的評價人參與研究.每一位評價人對每個零件測量三次.重復(fù)性示例 評價人1 評價人2零件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5試驗 1 217 220 217 214 216 216 216 216 216 220 2 216 216 216 212 219 219 216 215 212 220 3 216 218 216 212 220 220 220 216 212 220平均

19、值 216.3 218.0 216.3 212.7 218.3 216.3 218.3 217.3 215.7 213.3 220.0 216.9極差 1.0 4.0 1.0 2.0 4.0 4.0 4.0 1.0 4.0 0.0 重復(fù)性極差控制圖2名評價人3次試驗5個零件 評價人1 評價人2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5重復(fù)性 R=25/10=2.5e=R/d2=2.5/1.72=1.455.15 e= 5.15 1.45= 7.5再現(xiàn)性 測量過程的再現(xiàn)性表明評價人的變異性是一致的.考慮評價人變異性的一種方法是認(rèn)為變異性代表每位評價人造成的遞增偏倚,若存在,每位評價人的所有平均值將

20、會不同. 評價人變異性或再現(xiàn)性可通過確定每一評價人所有平均值,然后從評價人最大平均值減去最小的得到極差(R0)來估算,再現(xiàn)性為5.15R0/d2*或3.65R R0=216.9-216.3=0.6 R0/d2*=0.6/1.41=0.4 再現(xiàn)性= 5.15R0/d2* =2.2 由于量具變差影響該估計值,必須減去重復(fù)性部分來校正. 校正過的再現(xiàn)性= 5.15R0/d2* 2 - (5.15 e ) 2 /nr = 2.2 2 - 7.5 2 /5*3 =1.0零件間變差 在均值控制圖中可看出零件間的變差.對每一位評價人來說,子組平均值反映出零件間的差異. 樣品平均值均差 Rp 零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差p

21、 = Rp/d2* 零件間變差將5.15 Rp/d2*或2.08 Rp 量測系統(tǒng)再現(xiàn)性與重復(fù)性相關(guān)的過程變差百分比一般稱為%R&R,由 m / t 100估計,式中t為總過程變差標(biāo)準(zhǔn)差. t =( p2 + m2) 100 p =( t2 - m2) 與量測系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的容差百分比估計為5.15 m / 容差 100 . 產(chǎn)品尺寸的分級(數(shù)據(jù)分級)數(shù),可根據(jù) p / m 1.41 或 1.41 PV/R&R 確定 零件間變差 零件評價人均值圖2名評價人3次試驗5個零件 評價人1 評價人2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5由于只有30%或少于一半的平均值在限值外,

22、本例測量系統(tǒng)于足以檢測出零件間變差UCLX=X+A2R LCLX=X-A2R =216.6+1.023 2.5 =216.6-1.023 2.5 =219.2 =214.1零件間變差-示例測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差(m) =(e2 + o2) = (1.452 + 0.192) =1.47測量系統(tǒng)變差或量具&R=5.15m= 5.151.47=7.6P= RP / d2* =6.2/2.48=2.50總過程標(biāo)準(zhǔn)差 (t) =(p2 + m2) = (2.502 + 1.472) =2.90總過程變差 =TV=5.15 2.90=14.9%R&R= ( m / t ) 100 = R&am

23、p;R/TV100= 7.6/14.9100=50.7%數(shù)據(jù)分級數(shù)= PV/R&R1.41= 12.8/7.61.41=2零件間變差-示例量具產(chǎn)品:連結(jié)件 量具R&R平均值及極差法研究號:1 研究日期:量器號: 說明: 類型:特性:1 說明: 名稱:特性12名評價人3次試驗5個零件 5.15標(biāo)準(zhǔn)差 占研究變差的百分比 貢獻(xiàn)百分比重復(fù)性 7.5 50.3 25.3再現(xiàn)性 1.0 6.9 0.6量具R&R 7.6 50.8 25.8零件間 12.8 86.1 74.2 基于數(shù)據(jù)分級,量具系統(tǒng)可用于計數(shù)型數(shù)據(jù) 注: 容差=不適用 研究變差=14.9 數(shù)據(jù)分級數(shù)=2 線 性 -

24、示 例 某工廠領(lǐng)班研究某測量系統(tǒng)的線性,基于該過程變差,在測量系統(tǒng)工作范圍內(nèi)選定五個零件.數(shù)據(jù)如下: 零件 1 2 3 4 5 基準(zhǔn)值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 1 2.70 5.10 5.80 7.60 9.10 2 2.50 3.90 5.70 7.70 9.30 3 2.40 4.20 5.90 7.80 9.50 4 2.50 5.00 5.90 7.70 9.30 5 2.70 3.80 6.00 7.80 9.40 6 2.30 3.90 6.10 7.80 9.50 7 2.50 3.90 6.00 7.80 9.50 8 2.50 3.90 6.10

25、7.70 9.50 9 2.40 3.90 6.40 7.80 9.60 10 2.40 4.00 6.30 7.50 9.20 11 2.60 4.10 6.00 7.60 9.30 12 2.40 3.80 6.10 7.70 9.40 零件平均值 2.49 4.13 6.03 7.71 9.38 基準(zhǔn)值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 偏倚 0.49 0.13 0.03 0.29 0.62 極差 0.4 1.3 0.7 0.3 0.5x2 - (x)2 /nxy-(x y/n)xy-(x y/n)2x2 - (x)2 /n y2 - (y)2 /n線 性 -示 例 偏

26、倚與基準(zhǔn)值之間的交點標(biāo)繪見圖12,最佳擬合這些點的線性回歸直線及該直線的擬合度(R2)計算如下: y=b+ax x=基準(zhǔn)值 y=偏倚 a=斜率 a= =-0.1317 b= y/n-a(x /n) =0.7367 R2= =0.98偏倚=b-ax=0.7367-0.1317基準(zhǔn)值線性=斜率過程變差=0.1317*6.00%線性=100 線性過程變差=0.1317%擬合度(R2)=0.981.201.000.800.600.400.20-0.00-0.20-0.40-0.60 4.00 6.00 8.00 10.00線 性 -示 例 1名評價人12次試驗5個零件 過程變差=6.00 低 名 義

27、高偏倚線性是由最佳擬合直線的斜率而不是由擬合度值確定,一般斜率越低,量具線性越好;相反斜率越大,量具線性越差.量測系統(tǒng)非線之原因1.在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn)；2.最大值和最小值校準(zhǔn)量具的誤差；3.磨損的零件；4. 儀器固有的設(shè)計特性。 量測系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備1.先計劃將要使用之方法；2.評價人的數(shù)量,樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定；3由于其目的是評價整個測量系統(tǒng),評價人應(yīng)為日常儀器操作人；4.樣品必須從過程中選取并代表其整個工作范圍；5.儀器的分辦力應(yīng)允許直接讀取特性的預(yù)期制程變差的十分之一；6.確保測量方法在按照規(guī)定的測量步驟測量特征尺寸。 減少量測系統(tǒng)分析誤差要點 1. 測量應(yīng)

28、按照隨機(jī)順序 ,以確保整個研究過程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布;2.在設(shè)備讀數(shù)中,讀數(shù)應(yīng)估計到可得到的最接近的收字;3.研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行;4.每一位評價人應(yīng)采用相同方法包括所有步驟-來讀得讀數(shù)。計量型測量系統(tǒng)研究 確定穩(wěn)定性用指南:1.獲取一樣本并確定其相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值;2.定期測量基準(zhǔn)樣品3至5次;3.在X&R或X&s控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù);4.確定每個曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài);5.計算測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差并與測量過程偏差相比較,確定測量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用.獨(dú)立樣本法: a.獲取一樣本并確定其相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值;

29、b.認(rèn)一位評價人以通常的方法測量該零件10次; c.計算這10次讀數(shù)的平均值; d.通過該平均值減去基準(zhǔn)值來計算偏倚.計量型測量系統(tǒng)研究 偏倚=觀測平均值-基準(zhǔn)值 過程變差=6 極差 偏倚%=偏倚/過程變差圖表法:a.獲取一樣本并確定其相對于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值;b.從圖表中計算X值;c.通過X減去基準(zhǔn)值來計算偏倚: 偏倚=X-基準(zhǔn)值 過程變差=6 極差 偏倚%=偏倚/過程變差確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南極差法: 是一種改進(jìn)計量型量具研究方法,它可迅速提供一個測量變異性的近似值.但不能分解重復(fù)性和再現(xiàn)性 零件 評價人A 評價人B 極差(A-B) 1 0.85 0.80 0.05 2 0.75 0.7

30、0 0.05 3 1.00 0.95 0.05 4 0.45 0.55 0.10 5 0.50 0.60 0.10 平均極差(R)= R/5=0.35/5=0.07 GR&R=5.15R/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303 過程變差=0.40 %GR&R=100GR&R/過程變差=1000.303/0.40=75.5%確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 均值和極差法: 均值和極差法是一種提供測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計的數(shù)學(xué)方法.可將重復(fù)性和再現(xiàn)性分開. 再現(xiàn)性比再生性大之原因： 1. 儀器需要維護(hù)； 2. 量具應(yīng)重新設(shè)計來提高剛度； 3. 夾緊和檢驗點需要改進(jìn)；

31、4. 存在過大零件內(nèi)變差。 再生性比再現(xiàn)性大之原因： 1. 評價人員需要更好培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)； 2. 量具刻度盤上的刻度不清楚； 3. 需要某種夾具幫助評價人提高使用量具的一致性 。 確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 進(jìn)行研究: 量具再現(xiàn)性與再生性之資料搜集1.將作業(yè)者分為A、B、C三人,零件10個,但作業(yè)者無法看到零件號碼。2.準(zhǔn)備所需之量測量具。3.使作業(yè)者A依隨機(jī)順序量測10個零件并由另一觀測者在第1行填入量測數(shù)據(jù)，請作業(yè)者B、C量測相同的10個零件，但不使他們看到他人旳量測值，將量測值分別記入第6行及11行。(表1)4.重復(fù)這個循環(huán)但以不同的隨機(jī)順序進(jìn)行量測。將數(shù)據(jù)填入第2、7及12

32、行之適當(dāng)列中。例如第一個被量測為7號零件，則在第7列中記錄量測值，如須第三次量測，則重復(fù)此循環(huán)并將結(jié)果記入第3、8及I3中。(表1) A B C1A B C2A B C3A B C4A B C51 2 3 4 5A1 2 3 4 5B1 2 3 4 5CUCLRUCLRRR確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 結(jié)果分析-圖表分析 a.極差圖 -關(guān)于重復(fù)性統(tǒng)計控制; -評價人之間對每個零件測量過程的一致性. 20100-10-2020100-10-20AAAAAAAAAAA AA AA AAAB BC CC CB BC CC CC CBBCCBBBBCCBBBBBBBCCCCAACCBBB確定重復(fù)性和再現(xiàn)性

33、用指南 誤差圖: 誤差=觀測值-基準(zhǔn)值(零件平均測量值) 1. 評價人B的第二個讀數(shù)有規(guī)律地高于第一個讀數(shù); 2. 評價人B的平均值高于其它評價人的測量平均值； 3. 10號零件很難測量一致-我們應(yīng)確定其原因.誤差誤差零件1零件2零件3零件4零件5零件6零件7零件8零件9零件105432101 2 3 4 5 6 7 8 9 10UCLXLCLXX確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 均值/鏈圖 1. 評價人之間的一致性; 2. 測量系統(tǒng)的“實用性”評價人C評價人B評價人A零件平均值1 2 3 4 5A1 2 3 4 5B1 2 3 4 5C確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 歸一化的單值圖: 1. 再現(xiàn)性; 2.

34、 評價人間的一致性 3. 離群值的存在(即異常讀數(shù)) 4. 零件與評估人間的交互作用歸一化值零件評價人=第一次讀數(shù)=第二次讀數(shù)A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 歸一化的單值圖: 歸一化值評價人零件=第一次讀數(shù)=第二次讀數(shù)A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 振蕩圖: a.評價人間的一致性 b.離群值的存在(即異常讀數(shù)) c.零件與評價人間的交互作用值評價人零件最高讀數(shù)最低讀數(shù)平均值確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 X-Y均值-基準(zhǔn)值圖: 1.線性 2.評價人間線性的一致性.測量平均值基準(zhǔn)值=評價人A=評

35、價人B=評價人C確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 X-Y比較圖: 平均值評價人B注:45線平均值評價人A平均值評價人B平均值評價人C平均值評價人A平均值評價人CA B C1A B C2A B C3A B C4A B C5確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 散點圖: a.評價人間的一致性 b.離群值的存在(即異常讀數(shù)) c.零件與評價人間的交互作用讀數(shù)評價人零件確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 數(shù)值計算:1.將第1、2及3行的最大數(shù)值減最小數(shù)值，將結(jié)果記錄在第5行，第6、7、8行及11、12、13行的作法相同，而將其結(jié)果分別記入第10行及第15行(表1)。2.第5、10行及15行之記錄應(yīng)為正值(表1)。3.將第5行加總并除以量測零件數(shù)，則得第一位作業(yè)者的平均全距Ra,以相同方法從第10及第15行求得Rb及Rc。(表I)4.將第5、10第15行的平均值(Ra、Rb、Re)填入第17行，將其加總后除以作業(yè)人數(shù)而得的數(shù)據(jù)記入R(所有全距的平均值)5.將R(平均值)填入第19、20行并乘以D3及D4求下及上的管制界限，如為二次測量測