統(tǒng)計過程控制spc測量誤差

0測量誤差0 1準確度、精確度和可預測性統(tǒng)計質(zhì)量控制直接依賴于每一讀數(shù)的準確度和精確度。準確度是指均值和目標對象之間的接近程度，精確度則是指讀數(shù)在均值周圍的分布情況。例如，我們假設(shè)現(xiàn)在需要一個保現(xiàn)在有四個保鏢前來應(yīng)聘，他們分別對著一個靶子進行射擊以證明各自的射擊能力。圖91顯示的是他們射擊的結(jié)果。那么你會選擇雇傭哪個保鏢呢？3號:精確但不準確4號：既精確又準確3號:精確但不準確4號：既精確又準確圖9.1射擊中準確度和精確度的區(qū)別第一個保鏢的射擊結(jié)果分散在目標范圍以外，既不準確也不精確。第二個保鏢的射擊是準確的，但不是很精確，她的射擊結(jié)果分散在目標范圍內(nèi)外。以此作為判斷的話，她大有50%的概率擊中目標。第三個保鏢的射擊是精確的，他的每一槍結(jié)果都跟其他結(jié)果很接近，但是卻不夠準確，我們可以看到他的所有射擊結(jié)果都在目標范圍以外后一個保鏢的射擊則是最接近完美的她的射擊既準確又精確，各個結(jié)果彼此接近且又都落在目標范內(nèi)以因此從射擊命中率角度考慮，我們應(yīng)當選擇第四個保鏢。當我們進行測量的時候，我們發(fā)現(xiàn)不同的測量器具和測量方法也會導致類似的差異。因此我們認為測量過程中具有一定的變差也是合理的。但如果我們不加控制的話，變差能會使我們的控制圖發(fā)生錯誤。當我們調(diào)節(jié)機器的時候，我們調(diào)節(jié)的是機器的準確度，而不是精確度。機器的維護則會影響到它的精確度不必要的維護也會導致機器適應(yīng)性的變化而增加讀數(shù)的波動性們可以用統(tǒng)計值指標來監(jiān)控測量系統(tǒng)它能告訴我們何時機器需要調(diào)節(jié)類似這樣的技術(shù)都可以被用來對測量的波

動和控制圖的誤報情況進行控制。.2操作員的變差在測量系統(tǒng)中最難控制的變量就是操作員因素了。像工作態(tài)度、疲勞度和舒適度這樣的因素都會影響一個人精確執(zhí)行過程的能力。這一點在使用測量設(shè)備的時候是適用的，在需要做出諸如如何配色之類的決策時，這一點更加適用。即使來自于正確使用中的設(shè)備數(shù)也是會有一定的波動。你會怎樣對圖9.2中第一個表盤進行讀數(shù)？你可能會說是0.020,0.025,0.0225或者0.022。為什么會存在這樣的差異呢？當一個讀數(shù)介于兩個數(shù)字之間時通常我們就需要去估計它的實際值。即使表盤上的刻度劃分到千分之十那么細致，我們還是要靠估計真實值來獲得讀數(shù)。我們再看圖中的第二個表盤，你可能會很直觀地認為一個稍大于0.020的讀數(shù)理所當然地要大于一個稍小于0.020的讀數(shù)。然而現(xiàn)在我們?nèi)绻俣C器的準確度是正負0.005，你是否依舊堅持大的讀數(shù)總是大于小的讀數(shù)呢？我們對機器的讀數(shù)還會和我們的培訓情況、經(jīng)驗甚至情緒有關(guān)。圖9.2千分制的表盤比百分制的表盤更容易獲得正確讀數(shù)一種減小因操作者主觀判斷帶來的誤差的方法是使用比規(guī)格要求更精細的測量儀器。例如，測量要求的精度為百分之一，我們就采用能精確到千分之一的儀器。這樣操作員以直接根據(jù)最接近指針的刻度進行讀數(shù)了。另一種減小操作員波動帶來影響的方法是采用能夠獲得數(shù)字化讀數(shù)的儀器。通過直接提供數(shù)字形式的讀數(shù)，儀器自身避免了因主觀判斷可能發(fā)生的錯誤。操作員不再需要進行的潴測，而只需將顯示的數(shù)據(jù)直接記錄下來即可。9 3指令指令也是波動的一種來源。對執(zhí)行測量的步驟的描述有多細致，直接影響到測量的準確度和精確度。對缺陷的描述直接影響到一個數(shù)據(jù)點是否被確定為缺陷以及它應(yīng)該被接受還絕。不清晰的指令往往迫使操作員自身需要去主觀猜測使用哪種方法才是正確的個人對此的理解可能都是不一樣的，因而我們得到的很可能將是類似于前文中提到的第一鏢射擊結(jié)果那樣的圖。舉個例子，如果你接到了下面這樣的指令，你會怎么去做呢?“確保操作正確。”“確保操作正確”這一指令告訴了我們需要做什么，但并沒有告訴我們?nèi)绾稳プ觥＜僭O(shè)你得到的指令就是：確保操作正確：.把各個單元都排列到測試平臺上，確保后面的單元控制前面的單元。.將基點的紅線與管中的紅線相連。同樣將黑線與黑線相連。.將指示器與壓力管相連。用螺絲固定并且用傳感器檢查有否滲漏。.在檢查表上記錄下傳感器獲得的讀數(shù)。拒絕所有讀數(shù)大于等于50的點?，F(xiàn)在你不僅知道要去確保操作正確，而且知道了怎樣去確保。對于某些不太熟悉儀器的檢查者，有時候光有這樣的指令依舊是不夠的。這時我們可以畫出步驟圖，或者添細更情驟指令來幫助完成整個指令。我們的目標是：同一個檢測者在重復檢測同一對象時，能夠盡可能得到一致的讀數(shù)。如果我們的指令從一開始就不夠詳細準確，那么由于人員變動、休假以及操作時間的變長，都會對結(jié)果產(chǎn)生一些不良的影響。4手工檢測中的問題有些檢測問題是無法使用儀器來完成的。唯一的方法就是依靠檢測者的感覺來做出判斷。像顏色的特性和一些表面的缺損，例如標記、刮痕什么的，都需要依靠視覺來進行判斷。另外像氣味這樣的特征也只能依靠一個人的感覺去進行檢測。對于這種類型的檢測問題，接受與不接受之間的界限是模棱兩可的。標準檢測表中列出了好與壞的標準例子并且提供了檢查者的一些基本判斷標準在檢查時與標準檢測表進行對照以作出判斷，可以幫助減小檢查者之間的判斷差別。但是這里要注意的是，這樣做并夠在本質(zhì)上消除這種波動性。正如在本章一開始我們已討論的，工作態(tài)度、舒適度以及疲勞度都會影響一個人的工作。這在手工檢測中尤為明顯舉個例子，隨著工作者疲勞度的增加他們的感覺能力也會發(fā)生變化。他們或者會變得更為嚴格，或者會漏檢很多缺陷。有些人往往還有這樣的想法如果不檢測出足夠多的缺陷，他們的工作就是不負責任的。因此在使用同等檢測標準檢測缺陷數(shù)變少時，他們會不自覺地提高檢測標準。這對于整個生產(chǎn)過程的改進是很不利的。目前為止還沒有能夠行之有效地解決這一類手工檢測問題的通用方法。我們可以做這樣一個試驗，把一堆已知缺陷數(shù)目的部件定期交給檢測者檢查。如果他們各自檢測出的缺目有很大差別，那么意味著他們還需要更系統(tǒng)的培訓。控制圖在一些方面可以幫助我做追不同檢測者之間的區(qū)別我們可以要求每個檢測者檢查受控過程后把他們的檢測結(jié)果畫成P圖蠟u圖見第十章I那些得出結(jié)果中存在控制界限外點的檢測者，顯然都是存在問題的。5重復性和再現(xiàn)性（R&R）計量器能力的研究可以幫助我們確定計量器的準確度和操作者的精確度。重復性研究幫助我們獲得計量器的變差在這種研究中，我們讓同一個人用同一臺計量器對一個對象由多次的測量。再現(xiàn)性研究的是不同操作者之間的變差，而需要多個操作者用同一計量題同一對象進行測量。計量器能力的R&R研究通常采用2至3個操作者對每個部件進行2至3次測量的方案。下面我們提出一套研究計量器重復性和再現(xiàn)性的方法：第一步：我們研究中必須選取若干個相似的部件。讓每個測量者使用同一計量器對每個部件進行測量并且記錄下讀數(shù)。對于“兩次試驗”的研究，我們需要用同一計量器按照同樣對各個部件再作一次測量；同理對于“三次試驗”的研究，我們還需要做第三次。表9.1是一個使用三個檢測者進行“三次試驗”研究用的表格。表9.1計量器R&R研究數(shù)據(jù)表11RL\L￥MBH12a4ii了昌qIn1OprATrijiJ11.295l.l&JL2431.2^51.274I.2S51.24.31.292].2iS6I..27S1T1.2951.267L2431.2^5I.2T3I.2S61.2921.267L27E331.2521.2&JL247I.2T4I.2S91.24.21.292].湖I..2734Al工Eg：XB=5Rnr度Ri=&OprEIiiAl]1.工立i..2jg1.371L班1.2701.200UlfiJO1.275]J75LWT1.373I..2J9L269I.26SI.2SI.L招0I.ZK3.275I.2S7帽3I..27I.1.159L2691.2^51.269I.2fi41.2S5I.2TK1.275I..26QQAi餐巾后10Ron%R,=IICDprCIM1.1.296I..26?L2961.274I.2S61.21.41.253I.366].2iS61277121.訓I..2671..2731湘1.214].2?i.anL溺L27B]331.201"第L29312甚1.2901.2141.2W1.267].泗12再14Ai餐巾后X.=：15RnnpcR.5]El^irl p)霜IT[Itj+kb+kd4*口『甲mi口信二|=Rdnubteh；irM:aX-L■曲I交=SEOT=Rd口味照Unixm=UCLr-20-RdDuhl^hasxDj=LCLk=*表D4=3.27（三次試驗閽兄或2.58（兩次試驗?zāi)?；D3=0（適用于七次試驗以下情況）。代表單個R的控制界限，對于高于這一界限的點要進行單獨分析，找出原因并作出修正，然后重新在同等試驗條件下進行測量獲得數(shù)據(jù)或者排除這些點而根據(jù)新樣本重新計算值，直至全部描曜界限范圍以內(nèi)為止第二步：對每一單列，用第1行至第3行中的最大值減去最小值，把結(jié)果填入第5行。對第6、7、8行和第11、12、13行進行同樣的操作，并把結(jié)果填入第10行和第15行。第三步:將第5行中的所有數(shù)據(jù)加總?cè)缓蟪栽囼灢考膫€數(shù)（即PART部分的列數(shù)）獲得第一個檢查者的平均極差R。對第10行和第15行進行同樣操作獲得凡和《。 一第四步：將第5、10、15行中得到的平均極差代入第17行的公式。三者相加再除以檢查者的數(shù)目（3）所得結(jié)果記為■（全部極差平均）。第五步：將區(qū)如此1（^@!代入第19和20行，分別乘以D3和D4以得到上下控制界限。這里注意三次試驗情況下D3為0，而D4為3.27。將個體極差的上控制界限值UCLR）填入第19行，七次試驗以內(nèi)的下控制界限值（LCLr）為0。第六步：在同等試驗條件下對超出上控制界限的點重新進行檢測，或者排除這些點而根據(jù)新踵新計算Rdoublebar值和上控制界限值，修正導致數(shù)據(jù)點落在控制界限以外的原因。女果數(shù)據(jù)是通過控制圖繪制和分析的，那么這種修正應(yīng)該早已實施過了。第七步：將第1、2、3、6、7、8、11、12、13行中的數(shù)據(jù)各自加總，然后除以試驗部件的個數(shù)（即PART部分的列數(shù)）所得結(jié)果記入相應(yīng)的“AVG”列中。第八步：將第1、2、3行的平均數(shù)加總再除以試驗次數(shù)（3）所的結(jié)果填入第四行的相應(yīng)位置記作乂。a對第6、7、8行和第11、12、13行作同樣操作，并將結(jié)果分別記作Xb和Xc填入第9和第14行的相應(yīng)位置。第九步：將AVG列中第4、9和14行的均值中的最大值和最小值代入第18行的公式，所得結(jié)果記為XDIFF。第十步：對每一個部件，把每次測量的結(jié)果加總再除以測量次數(shù)（試驗次數(shù)乘以檢查者個數(shù)得結(jié)果記入第16行作為部件均值。第4^一步：在第16行中用最大的部件均值減去最小的部件均值，結(jié)果標記為，，表示部件均值的極差。第十二步：把計算得到的Rdoublebar值，X叱和H。值代入表格中的單元，這樣我們就得到及口表9.2所示的那樣一張完成后的計量器&R研究數(shù)據(jù)表。OPKRAT'ORrPilffrAVC1t346SgI.Q1OprAftiil11.2551.2671.2431.2951.274I2S51.243I..292I..266I..IT6I.273Sn1.29512671.2431.295I.J7312861.24.5I..292I..267I..Z761.2739331.252I..247IN1.274口強1.242I..252I..26KI..273I.273S-1Aicnipe1.儂I..2441.2951.274I2S71.243I..2521.267I..I75X?-L273B5Rll吧！0.CO5aoooaooj.OJOOI.QOOI.OJO040.003OLOWQ.0Q2ft003R--0.0021GOprBTrill1I26SI..2591.271L2tS21.27012601.2150I..275I..275I..367I.2S&771.2731.259I..2691.263I.26S1.2611.2(50I..Z76I..275I..3671.2671S31.271I..2591.2651.2601264\265I..Z7fiI..275I..369L2fi般gAicnipeI..27I.I..259I..2TO1.25312的12621.262I..Z761.275I..36KXta-I.2fi751.0Rji隼lj0.CO5aoooao020.003O.OEOJO040.005O.COI□.ODDft002Hf-1'.'HjJ1.1OprCTn：il11.2%I26SL刈1.2-J1.2曜12441.293I..3&SI..266I..Z77127661.21.2%L期1.2731.912441.292l..3fiT1.266I..I79I.27S51331.2941.2661.2931.2761.2901244I.2M4I..367I..266I..I79I.27&9UAicrnpe1.29512671.2951.2-JI.2S712441.293I..3671.2661.7781.5即修O.Offift002aoa30.0030.004OJOOOO.Offi0.001o.ocna002國Ml曷電l：XP)I.2K671.26431.2697127-J1.^7671.266]I27SI1.2693I..2737X-I.272fil：Rp-OjQ22S1.7([Ii-i：i.0O2J]t[Ri^i：i.OQ24.]+[Rr-0.0019P4#aFjpprais￡'m-3]-0.0021IS[MamX=].27i56]-|MijiX=1.2675]=其口FT-0.009119-|Rdodb匕hor=0.0021>|a==2.5K|=LCLa二0J0O54|Rdodbbhir=0.0021<[口3=OJOO|=LCLr=OJOOOO表9.2完成后的計量器區(qū)&區(qū)研究數(shù)據(jù)表第十三步：估計重復性。計量器的變差可以通過運用下面的公式和表9.3中的K1因子進行計