測量系統(tǒng)培訓(xùn)資料

測量系統(tǒng)分析

MeasurementSystemsAnalysis

培訓(xùn)資料

測量系統(tǒng)的定義用來獲得表示產(chǎn)品或過程特性的數(shù)值的系統(tǒng)，稱之為測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)是與測量結(jié)果有關(guān)的儀器、設(shè)備、軟件、程序、操作人員、環(huán)境的集合。

進(jìn)行測量系統(tǒng)分析的目的通過對(duì)測量系統(tǒng)的變差進(jìn)行分析，確定計(jì)量器具和測試設(shè)備等測量系統(tǒng)是否符合規(guī)定要求，以達(dá)到確保產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

測量系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)特性測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)控制中，這意味著測量系統(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。測量系統(tǒng)的變差必須比制造過程的變差小。變差應(yīng)小于公差帶。

測量系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)特性測量精度應(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。測量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此，則測量系統(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。

測量系統(tǒng)的評(píng)定第一階段的評(píng)定：明白該測量過程并確定該測量系統(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：確定該測量系統(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。發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測量系統(tǒng)有顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境。

測量系統(tǒng)的評(píng)定第二階段的評(píng)定目的是在驗(yàn)證一個(gè)測量系統(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。常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式。

各項(xiàng)定義量具:任何用來獲得測量結(jié)果的裝置，包括用來測量合格/不合格的裝置。量具重復(fù)性：指同一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測量值（數(shù)據(jù)）的變差。量具再現(xiàn)性：指由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時(shí)測量平均值的變差。

各項(xiàng)定義

穩(wěn)定性：指測量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的測量值總變差。線性：指測量系統(tǒng)在預(yù)期的工作范圍內(nèi)偏倚的變化。各項(xiàng)定義偏倚:指同一一操作人員使使用相同量具具，測量同一一零件之相同同特性多次數(shù)數(shù)所得平均值值與采用更精精密儀器測量量同一零件之之相同特性所所得之平均值值之差，即測測量結(jié)果的觀觀測平均值與與基準(zhǔn)值的差差值，也就是是我們通常所所稱的“準(zhǔn)確確度”分析時(shí)機(jī)新生產(chǎn)之產(chǎn)品品PV有不同同時(shí)新儀器，EV有不同時(shí)再再現(xiàn)性新操作人員，，AV有不同同時(shí)易損耗之儀器器必須注意其其分析頻率測量系統(tǒng)分析析至少每年一一次計(jì)量型測量系系統(tǒng)MSA方方法重復(fù)性;再現(xiàn)性;偏倚;線性;穩(wěn)定性;計(jì)數(shù)型測量系系統(tǒng)MSA方方法小樣法;大樣法;信號(hào)探測法;風(fēng)險(xiǎn)分析法.測量系統(tǒng)分析析計(jì)劃的制訂訂在考慮如下因因素基礎(chǔ)上確確定測量者的的數(shù)量、樣件件數(shù)量和重復(fù)復(fù)測量次數(shù)特特性重要性如研究測量關(guān)關(guān)鍵特性的測測量系統(tǒng)需要要采用更多的的樣件或增加加對(duì)每個(gè)樣件件的重復(fù)測量量次數(shù)，以保保證分析結(jié)果果的置信水平平。被測對(duì)象的結(jié)結(jié)果特點(diǎn)—對(duì)對(duì)尺寸大或重重量大的零件件采用較少數(shù)數(shù)量的樣件，，增加對(duì)每個(gè)個(gè)樣件重復(fù)測測量次數(shù)來保保證分析結(jié)果果的置信水平平。測量系統(tǒng)分析析計(jì)劃的制訂訂選擇日常使用用過程的測量量系統(tǒng)人員參參加研究。在過程中選擇擇能夠代表過過程的整個(gè)工工作范圍的樣樣件。量具最小刻度度應(yīng)該不超過過預(yù)期的過程程變差的十分分之一。規(guī)定測測量所所應(yīng)遵遵循的的程序序，確確定要要測量量的特特性。。確定測測量系系統(tǒng)分分析的的研究究方式式確保各各次讀讀數(shù)的的統(tǒng)計(jì)計(jì)獨(dú)立立性；；測量讀讀數(shù)應(yīng)應(yīng)該顧顧及到到可能能獲得得的最最接近近數(shù)值值；規(guī)定專專人對(duì)對(duì)測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析的過過程進(jìn)進(jìn)行監(jiān)監(jiān)督；；每個(gè)測測量者者都應(yīng)應(yīng)以使使用同同樣的的方法法和步步驟獲獲取讀讀數(shù)確定需需分析析的測測量系系統(tǒng)每種萬萬能量量具每每年各各抽取取一件件進(jìn)行行測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析。自制專專用檢檢驗(yàn)夾夾具，，每年年進(jìn)行行一次次測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析。新產(chǎn)品品開發(fā)發(fā)時(shí)，，按項(xiàng)項(xiàng)目計(jì)計(jì)劃的的時(shí)間間要求求進(jìn)行行測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析。對(duì)于測測量特特殊特特性的的量檢檢具，，必須須進(jìn)行行測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析。確定需需分析析的測測量系系統(tǒng)對(duì)于生生產(chǎn)中中發(fā)生生問題題,經(jīng)經(jīng)分析析懷疑疑是測測量系系統(tǒng)問問題時(shí)時(shí),應(yīng)應(yīng)進(jìn)行行測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析對(duì)新建建的和和新維維修過過或修修正過過的測測量系系統(tǒng)必必須進(jìn)進(jìn)行測測量系系統(tǒng)分分析對(duì)于樣樣本小小于300件時(shí)時(shí)，計(jì)計(jì)量型型測量量系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)采采用均均值——極差差法；；計(jì)數(shù)數(shù)型測測量系系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)采用用小樣樣法。。測量系系統(tǒng)重重復(fù)性性再現(xiàn)現(xiàn)性均值極極差法法利用均均值級(jí)級(jí)差法法進(jìn)行行測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析最多多允許許安排排三個(gè)個(gè)評(píng)價(jià)價(jià)人、、十個(gè)個(gè)零件件、每每個(gè)人人對(duì)零零件最最多測測量三三次。。5.2.2以以每個(gè)個(gè)人對(duì)對(duì)同一一個(gè)零零件進(jìn)進(jìn)行的的多次次重復(fù)復(fù)測量量值為為子組組（容容量為為重復(fù)復(fù)測量量次數(shù)數(shù)r））計(jì)算算均值值和級(jí)級(jí)差R，。5.2.3利利用上上述極極差作作級(jí)差差圖（（R圖），如如圖2所示示計(jì)算算=其其中，，g=z.nz是評(píng)評(píng)價(jià)人人數(shù)，，n是是零件件數(shù)測量系系統(tǒng)重重復(fù)性性再現(xiàn)現(xiàn)性如果，，極差差圖中中沒有有超出出控制制線的的點(diǎn)則則表明明所有有測量量者的的表現(xiàn)現(xiàn)是一一樣的的。如如果只只有一一個(gè)測測量者者的極極差圖圖中有有超出出控制制線的的點(diǎn)，，則表表明他他的方方法與與其他他人不不同。。如果果所有有測量量者的的極差差圖中中都有有點(diǎn)超超出控控制限限，則則表明明測量量系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)操操作者者的技技術(shù)太太敏感感，需需要改改進(jìn)才才能獲獲得有有用的的數(shù)據(jù)據(jù)。測量系系統(tǒng)重重復(fù)性性再現(xiàn)現(xiàn)性利用各各個(gè)均均值作作均值值圖中心線線=UCL=+A2LCL=+A2其其中，，A2可查查附表表1獲獲得。。如果，，50%以以上的的子組組均值值都落落在控控制限限以外外，并并且對(duì)對(duì)所有有評(píng)價(jià)價(jià)人落落在控控制線線以外外的零零件都都是相相同的的情況況下，，可以以認(rèn)為為測量量系統(tǒng)統(tǒng)具有有足夠夠的分分辨率率是適適宜的的。測量系系統(tǒng)重重復(fù)性性再現(xiàn)現(xiàn)性計(jì)算重重復(fù)性性EV=5.15σσeσe=查查附表表確定定。計(jì)算再再現(xiàn)性性AV=5.15σσO計(jì)算重重復(fù)性性和再再現(xiàn)性性R&RC=重重復(fù)性性和再再現(xiàn)性性的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差差σm=測量系系統(tǒng)重重復(fù)性性再現(xiàn)現(xiàn)性5.2.8測測量系系統(tǒng)分分辨率率ΔΔ=3???σm5.2.9零零件間間變差差PV=5.15σσPσP=5.2.10過過程總總變差差TVTV=過程程總變變差標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差差σt=測量系系統(tǒng)重重復(fù)性性再現(xiàn)現(xiàn)性計(jì)算EV、、AV、R&R、PV與與TV的比比值%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TV接受準(zhǔn)準(zhǔn)則測量系系統(tǒng)重重復(fù)性性和再再現(xiàn)性性R&R的的接受受準(zhǔn)則則：%R&R<10%測測量量系統(tǒng)統(tǒng)可以以接受受10%≤%R&R<30%可可能能是可可以接接受，，實(shí)際際上在在許多多情況況下都都是可可以接接受的的R&R>30%測測量量系統(tǒng)統(tǒng)不可可接受受，需需要進(jìn)進(jìn)行改改進(jìn)接受準(zhǔn)準(zhǔn)則對(duì)于用用于檢檢測特特殊產(chǎn)產(chǎn)品特特性的的量具具，R&R偏差差不大大于10%。對(duì)重復(fù)復(fù)性和和再現(xiàn)現(xiàn)性（（R&R））不可可接受受的測測量系系統(tǒng)努努力查查找原原因并并糾正正?！熬€性性”和和“偏偏倚””的分分析方方法數(shù)據(jù)收收集根據(jù)過過程所所生產(chǎn)產(chǎn)的產(chǎn)產(chǎn)品特特性的的變化化范圍圍選擇擇五個(gè)個(gè)零件件做樣樣本，，首先先把他他們送送到必必要研研究的的測量量系統(tǒng)統(tǒng)更高高級(jí)的的系統(tǒng)統(tǒng)上進(jìn)進(jìn)行多多次測測量，，取多多次測測量值值的平平均值值作為為他們們各自自的基基準(zhǔn)值值?！熬€性性”和和“偏偏倚””的分分析方方法選擇一一個(gè)評(píng)評(píng)價(jià)人人，由由評(píng)價(jià)價(jià)人對(duì)對(duì)每個(gè)個(gè)零件件重復(fù)復(fù)測量量12次，，進(jìn)行行這種種測量量時(shí)，，應(yīng)注注意保保持各各次測測量結(jié)結(jié)果之之間的的統(tǒng)計(jì)計(jì)獨(dú)立立性，，即使使后面面的測測量讀讀數(shù)不不受前前面讀讀數(shù)的的影響響?！熬€性性”和和“偏偏倚””的分分析方方法數(shù)據(jù)計(jì)計(jì)算繪制偏偏倚與與基準(zhǔn)準(zhǔn)值之之間的的交點(diǎn)點(diǎn)，最最佳擬擬和這這些點(diǎn)點(diǎn)的線線性回回歸直直線的的擬和和優(yōu)度度計(jì)算算如下下：y=b+ax式式中中：x=基基準(zhǔn)值值；y=偏偏倚；；a=斜率率“線性性”和和“偏偏倚””的分分析方方法a=“線性性”和和“偏偏倚””的分分析方方法b=R2=測量系系統(tǒng)線線性接接受準(zhǔn)準(zhǔn)則偏倚=b+ax線性=|斜率率|（（過過程變變差））%線性性=100|線線性|/（過過程變變差））測量系系統(tǒng)線線性接接受準(zhǔn)準(zhǔn)則“線性性”判判定準(zhǔn)準(zhǔn)則：：··線性性%≤≤5%：該該量具具可接接受;··線性性%≤≤10%：：應(yīng)根根據(jù)該該測量量的重重要程程度決決定是是否可可接受受;··線線性%＞10%：該該量具具不可可接受受。測量系系統(tǒng)偏偏倚接接受準(zhǔn)準(zhǔn)則“偏倚倚”判判定準(zhǔn)準(zhǔn)則：：·偏倚倚%≤≤10%：：可用用于測測量重重要特特性;··偏倚倚%≤≤30%：：可用用于測測量一一般特特性;··偏倚倚%＞＞30%：：該量量具不不可接接受。?！胺€(wěn)定定性””分析析方法法取樣：：可選選擇標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件件作為為測量量樣本本（如如：塊塊規(guī)、、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)樣件件等））；6.4.2測測量執(zhí)執(zhí)行者者：該該量具具的現(xiàn)現(xiàn)行使使用者者；6.4.3測測量量：每每天（（或每每班））對(duì)相相關(guān)樣樣本進(jìn)進(jìn)行一一次測測量，，且每每次測測量4遍（（得一一組數(shù)據(jù)）），并并記錄錄數(shù)據(jù)據(jù)；需需要至至少測測量25組組數(shù)據(jù)據(jù)；“穩(wěn)定定性””分析析方法法由該項(xiàng)項(xiàng)分析析之擔(dān)擔(dān)當(dāng)者者使用用X&R控控制圖圖進(jìn)行行描點(diǎn)點(diǎn)分析析、判判定，，其判判定準(zhǔn)準(zhǔn)則如如下：：··不能能有點(diǎn)點(diǎn)超出出上、、下控控制線線；··不不能有有連續(xù)續(xù)7點(diǎn)點(diǎn)位于于平均均值一一側(cè)；；··不能能有連連續(xù)7點(diǎn)上上升或或下降降；··不不能有有顯著著多于于2/3以以上的的描點(diǎn)點(diǎn)位于于控制制線中中間1/3區(qū)域域；··不不能有有顯著著少于于2/3以以下的的描點(diǎn)點(diǎn)位于于控制制線中中間1/3區(qū)域域；當(dāng)有違違背上上述““判定定準(zhǔn)則則”時(shí)時(shí)，該該量具具的““穩(wěn)定定性””則不不可接接受計(jì)量性性測量量系統(tǒng)統(tǒng)分析析在執(zhí)行行“計(jì)計(jì)量型型”測測量系系統(tǒng)分分析時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)對(duì)上上述“五五性””作出出全面面的分分析，，除非非企業(yè)業(yè)具有有前期可可作利利用的的該測測量系系統(tǒng)之之分析析結(jié)果果或獲得顧顧客的的特別別許可可。計(jì)數(shù)型型測量量系統(tǒng)統(tǒng)評(píng)定定采用小小樣法法進(jìn)行行評(píng)定定