測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)培訓(xùn)課件.ppt

1,測(cè)量系統(tǒng)分析 Measurement Systems Analysis,TS16949質(zhì)量體系系列培訓(xùn)教材之四,北京世紀(jì)拓普管理顧問(wèn)有限公司,2,課程大綱：,測(cè)量系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)介紹 測(cè)量系統(tǒng)分析的目的和意義 測(cè)量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)知識(shí) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià) 偏倚 穩(wěn)定性 計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià) 一致性 有效性,線性 重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）,3,測(cè)量系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)介紹,測(cè)量：賦值給具體物以表示它們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程，而賦予的值定義為測(cè)量值。 量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來(lái)特指用在車(chē)間的裝置；包括通過(guò)/不通過(guò)裝置等。 測(cè)量系統(tǒng)：是用來(lái)對(duì)被測(cè)特性定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。 測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備：完成一次測(cè)量所必需的所有測(cè)量?jī)x器、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、基準(zhǔn)材料以及輔助設(shè)備。 測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA) 用于分析測(cè)量系統(tǒng)對(duì)測(cè)量值的影響 測(cè)量設(shè)備或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)對(duì)測(cè)量值的影響 強(qiáng)調(diào)測(cè)量?jī)x器和人的影響,4,測(cè)量系統(tǒng)的組成,5,測(cè)量的重要性,如果測(cè)量出現(xiàn)問(wèn)題，那么合格的產(chǎn)品可能被判為不合格，不合格的產(chǎn)品可能被判為合格，此時(shí)便不能得到真正的產(chǎn)品或過(guò)程特性。 如果過(guò)程特性值測(cè)量出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)使過(guò)程測(cè)量失真，影響過(guò)程控制的可靠性，導(dǎo)致出現(xiàn)不合格品。 因此，要保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。,6,為什么要進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析,即使量具經(jīng)過(guò)檢定或校準(zhǔn)，由于人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等六方面的原因，仍會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。 檢測(cè)設(shè)備的檢定或校準(zhǔn)不能滿足實(shí)際測(cè)量的需要。 因此，還需要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析測(cè)量結(jié)果的變差，從而確定測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量，以滿足測(cè)量的需要。 為了滿足ISO/TS16949標(biāo)準(zhǔn)的要求 ISO/TS16949標(biāo)準(zhǔn)7.6.1規(guī)定：為分析每種測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)得出的結(jié)果中出現(xiàn)的變差，應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究。此要求應(yīng)適用于控制計(jì)劃中提及的測(cè)量系統(tǒng)。所用的分析方法及接收準(zhǔn)則應(yīng)符合顧客關(guān)于測(cè)量系統(tǒng)分析的參考手冊(cè)的要求。如果得到顧客的批準(zhǔn)，也可使用其他分析方法和接收準(zhǔn)則。,7,測(cè)量系統(tǒng)分析的目的,獲得一個(gè)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。 (1) 通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)決定是否對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)能接受. (2) 通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)決定是否調(diào)整制造過(guò)程. 運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法，確定測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的變差（測(cè)量誤差）， 尋找變差的來(lái)源。從而確定測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量，為測(cè)量系統(tǒng)的改進(jìn)提供信息。 保證所用統(tǒng)計(jì)分析方法及判定準(zhǔn)則的一致性。 表征數(shù)據(jù)質(zhì)量最通用的統(tǒng)計(jì)特性:測(cè)量系統(tǒng)的偏倚和方差. 所謂偏倚的特性: 是指數(shù)據(jù)相對(duì)基準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn))值的位置. 所謂方差的特性: 是指數(shù)據(jù)的分布.,8,測(cè)量誤差,Y = x + 測(cè)量值 = 真值(True Value)+測(cè)量誤差,戴明說(shuō)沒(méi)有真 值的存在,一致,9,位置和寬度,測(cè)量系統(tǒng)特性可用下列方式來(lái)描述 ： 位置：準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、偏倚、線性。 寬度或范圍：精密度、重復(fù)性、再現(xiàn)性。,10,準(zhǔn)確度與精密度,11,理想的測(cè)量系統(tǒng),理想的測(cè)量系統(tǒng)在每次使用時(shí)：應(yīng)只產(chǎn)生“正確”的測(cè)量結(jié)果。每次測(cè)量結(jié)果總應(yīng)該與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值相符。一個(gè)能產(chǎn)生理想測(cè)量結(jié)果的測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)具有零方差、零偏倚和所測(cè)的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類(lèi)為零概率的統(tǒng)計(jì)特性。,12,測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有的特性,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(chēng)為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性； 測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比制造過(guò)程的變異小； 變異應(yīng)小于公差帶； 測(cè)量精密應(yīng)高于過(guò)程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來(lái)說(shuō)，測(cè)量精度是過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者的十分之一； 測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此，則測(cè)量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶兩者中的較小者。,13,測(cè)量系統(tǒng)的基本知識(shí)和概念,測(cè)量數(shù)據(jù)的特性分類(lèi) 計(jì)量型數(shù)據(jù) 計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù) 測(cè)量系統(tǒng)的分類(lèi) 計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng) 可采取多種方法量化評(píng)定 計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)： 計(jì)數(shù)型量具研究無(wú)法對(duì)量具有多“好”作出量化判斷，它只能用于確定量具合格與否。,14,計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性,通常使用測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)衡量測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量： Discrimination 分辨力; Bias 偏倚; Repeatability 重復(fù)性; Reproducibility再現(xiàn)性 ; Linearity 線性 ; Stability 穩(wěn)定性 。,15,分辨力（率）,定義：指測(cè)量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測(cè)特性中極小變化 的能力。 通用準(zhǔn)則是一個(gè)量具的分辨率是所測(cè)特性公差/過(guò)程變差的十分之一。建議的要求是總過(guò)程6(標(biāo)準(zhǔn)偏差)的十分之一。,16,分辨力,可讀性,分辨率,有效分辨率,17,測(cè)量系統(tǒng)能力,測(cè)量系統(tǒng)變差的短期評(píng)估.(例如“GRR”包括圖形) 對(duì)測(cè)量誤差(隨機(jī)的和系統(tǒng)的)合成誤差的估計(jì).包括: 1)不正確的偏倚或線性. 2)重復(fù)性和再現(xiàn)性(GRR),包括短期 一致性.,18,測(cè)量系統(tǒng)性能,測(cè)量系統(tǒng)變差的長(zhǎng)期評(píng)估.(長(zhǎng)期控制圖法) 是所有有效的和可確定的變差源隨時(shí)間的最終影響. 對(duì)測(cè)量誤差(隨機(jī)的和系統(tǒng)的)合成誤差的長(zhǎng)期評(píng)估包括: 1) 能力(短期誤差) 2) 穩(wěn)定性和一致性,19,測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定階段,第一階段：明白該測(cè)量過(guò)程并確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。主要有二個(gè)目的： 1）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。 2）發(fā)現(xiàn)那種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)顯著的影響，例如 溫度、濕度等，以決定其使用的環(huán)境要求。 第二階段：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。 常見(jiàn)的量具R&R分析是其中的一種試驗(yàn)型式。,20,分析時(shí)機(jī),新研究之產(chǎn)品PV有不同時(shí) 新儀器(包括修理后)，EV有不同時(shí)再現(xiàn)性 新操作人員，AV有不同時(shí) 易損耗之儀器必須注意其分析頻率 測(cè)量系統(tǒng)分析至少每年一次 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，按項(xiàng)目計(jì)劃的時(shí)間要求進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。 對(duì)于測(cè)量特殊特性的量檢具，必須進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。 對(duì)于生產(chǎn)中發(fā)生問(wèn)題,經(jīng)分析懷疑是測(cè)量系統(tǒng)問(wèn)題時(shí),應(yīng)進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析 對(duì)新建的和新維修過(guò)或修正過(guò)的測(cè)量系統(tǒng)必須進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析,21,計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià),穩(wěn)定性 偏倚 線性 重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）,22,穩(wěn)定性(Stability)(漂移),穩(wěn)定性：是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的相同特性時(shí)獲得的測(cè)量值的總變差。穩(wěn)定性是偏倚隨時(shí)間的變化。,23,確定穩(wěn)定性的指南,1）取一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果該樣品不可獲得，選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)據(jù)生產(chǎn)零件 ，指定其為穩(wěn)定性分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。對(duì)于追蹤測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不需要一個(gè)已知基準(zhǔn)值。 具備預(yù)期測(cè)量的最低值，最高值和中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是較理想的。建議對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本分別做測(cè)量與控制圖。 2）定期(天,周)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣本35次，樣本容量和頻率應(yīng)該基于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。因素可以包括重新校準(zhǔn)的頻次、要求的維護(hù)，測(cè)量系統(tǒng)的使用頻率，作業(yè)條件的好壞。應(yīng)在不同的時(shí)間讀數(shù)以代表測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際使用情況，以便說(shuō)明在分析測(cè)量時(shí)的周?chē)h(huán)境和其他因素發(fā)生的變化的 測(cè)試條件一致。 3）將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫(huà)在Xbar&R或Xbar&S控制圖上。,24,結(jié)果分析作圖法 4）建立控制限并用標(biāo)準(zhǔn)控制圖分析評(píng)價(jià)失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。 結(jié)果分析數(shù)據(jù)法 除了正態(tài)控制圖分析法，對(duì)穩(wěn)定性沒(méi)有特別的數(shù)據(jù)分析或指數(shù)。 如果測(cè)量過(guò)程是穩(wěn)定的，數(shù)據(jù)可以用于確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚。 同樣，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差可以用作測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性的近似值。這可以與（生產(chǎn)）過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較以決定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用。 可能需要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或其他分析解決問(wèn)題的技術(shù)以確定測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性不足的主要原因。,25,穩(wěn)定性舉例,為了確定一個(gè)新的測(cè)量裝置穩(wěn)定性是否可以接受，工藝小組在生產(chǎn)工藝中程數(shù)附近選擇了一個(gè)零件.這個(gè)零件被送到測(cè)量實(shí)驗(yàn)室，確定基準(zhǔn)值為6.01。小組每班測(cè)量這個(gè)零件5次，共測(cè)量5周（25個(gè)子組）。收集所有數(shù)據(jù)以后，Xbar&R圖就可以做出來(lái)了(見(jiàn)圖示)。 控制圖分析顯示，測(cè)量過(guò)程是穩(wěn)定的，因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)明顯可見(jiàn)的特殊原因影響。,26,穩(wěn)定性的均值-極差圖,27,偏倚(Bias),偏倚：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值。 基準(zhǔn)值的取得可以通過(guò)采用更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值來(lái)確定。,28,確定偏倚指南獨(dú)立樣本法,1）獲取一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可溯源標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。 如果得不到，選擇一個(gè)落在生產(chǎn)測(cè)量的中程數(shù)的生產(chǎn)零件，指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具室測(cè)量這個(gè)零件n10次，并計(jì)算這n個(gè)讀數(shù)的均值。把均值作為“基準(zhǔn)值”。 可能需要具備預(yù)期測(cè)量值的最低值、最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本是理想的。完成此步后，用線性研究分析數(shù)據(jù)。 2）讓一個(gè)評(píng)價(jià)人，以通常方法測(cè)量樣本10次以上。,29,結(jié)果分析1）直方圖法 3）相對(duì)于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫(huà)出直方圖。評(píng)審直方圖，用專(zhuān)業(yè)知識(shí)確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒(méi)有，繼續(xù)分析，對(duì)于n30時(shí)的解釋或分析，應(yīng)當(dāng)特別謹(jǐn)慎。 結(jié)果分析2）數(shù)據(jù)法 4）計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的均值。 X=xi/n 5）計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差（參考量具研究，極差法，如下）： r= max(xi)-min(xi)/d2* , 這里d2*可以從附錄C中查到，g=1,m=n 如果GRR研究可用（且有效），重復(fù)性 標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算應(yīng)該以研究結(jié)果為基礎(chǔ)。,30,6）確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量： 偏倚=觀測(cè)測(cè)量平均值-基準(zhǔn)值 b= r /（n）1/2 t=偏倚/ b 7）計(jì)算偏倚的置信區(qū)間,置信水平取95% 偏倚 t1-/2 (v) b d2 /d2* 其中參數(shù)d2 、d2* 、v 可查書(shū)上附錄C或 t1-/2 (v)可從標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到 8）判斷置信區(qū)間是否包括0，如果0落在置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在水平是可接受的，如果0沒(méi)有落在置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在水平是不可接受的。 注：如果a水平不是取0.05，必須取得顧客的同意。,31,偏倚舉例,一個(gè)制造工程師在評(píng)價(jià)一個(gè)用來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的新的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量裝置分析表明沒(méi)有線性問(wèn)題，所以工程師只評(píng)價(jià)了測(cè)量系統(tǒng)偏倚。在已記錄過(guò)程變差基礎(chǔ)上從測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇一個(gè)零件。這個(gè)零件經(jīng)全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量確定其基準(zhǔn)值為6.0mm。而后這個(gè)零件由領(lǐng)班測(cè)量15次。,32,偏倚研究數(shù)據(jù),33,偏倚計(jì)算,均值 (X-bar)=6.0067 偏倚=觀測(cè)均值 - 基準(zhǔn)值 =6.0067- 6.0 = 0.0067 標(biāo)準(zhǔn)偏差=(6.4-5.6)/3.553 =0.22514 均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差= =0.22514/(sqrt15)=0.05813 t=0.0067/0.05813=0.1153 95%置信區(qū)間：-0.11850 0.1319 結(jié)論：偏倚是可以接受的，同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo)致附加變差源,觀測(cè)次數(shù) 外徑觀測(cè)值 Bias 1 5.8 -0.2 2 5.7 -0.3 3 5.9 -0.1 4 5.9 -0.1 5 6.0 0.0 6 6.1 0.1 7 6.0 0.0 8 6.1 0.1 9 6.4 0.4 10 6.3 0.3 11 6.0 0.0 12 6.1 0.1 13 6.2 0.2 14 5.6 -0.4 15 6.0 0.0,34,偏倚研究偏倚研究分析,因?yàn)?落在偏倚置信區(qū)間（-0.1185，0.1319)內(nèi),工程師可以假設(shè)測(cè)量偏倚是可以接受的,同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo)致附加變差源。,35,偏倚研究的分析,如果偏倚從統(tǒng)計(jì)上非0，且不可接受，尋找以下可能的原因： 標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差； 儀器磨損。這在穩(wěn)定性分析可以表現(xiàn)出，建議按計(jì)劃維護(hù)或修整； 儀器制造尺寸有誤； 儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性； 儀器未得到完善的校準(zhǔn)，評(píng)審校準(zhǔn)程序； 評(píng)價(jià)人設(shè)備操作不當(dāng)，評(píng)審測(cè)量說(shuō)明書(shū)等；,36,線性(Linearity),線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。,37,線性(Linearity),E,F,O,B,A,C,D,A,B,38,確定線性指南,線性按以下指南評(píng)價(jià)： 1）選擇g5 個(gè)零件，由于過(guò)程變差，這些零件測(cè)量值覆蓋量具的操作范圍。 2）用全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量每個(gè)零件，以確定其基準(zhǔn)值并確認(rèn)了包括量具的操作范圍。 3）通常用這個(gè)儀器的操作者中的一人測(cè)量每個(gè)零件m10次。隨機(jī)的選擇零件以使評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量偏倚的“記憶”最小化。,39,4）確定每一零件的觀察平均值，基準(zhǔn)值與觀察平均值之間的差值為偏倚，要確定各個(gè)被選零件的偏倚。 5）線性圖就是在整個(gè)工作范圍內(nèi)的這些偏倚與基準(zhǔn)值之間描繪的。如果線性圖顯示可用一根直線表示這些標(biāo)繪點(diǎn)，則偏倚與基準(zhǔn)值之間的最佳線性回歸直線表示兩個(gè)參數(shù)之間的線性。線性回歸直線的擬合優(yōu)度（R2）確定偏倚與基準(zhǔn)值是否有良好的線性關(guān)系。 6）按接受準(zhǔn)則評(píng)定測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所有的基準(zhǔn)值有相同的偏倚。,40,計(jì)算偏倚: 偏倚= 觀測(cè)平均值 基準(zhǔn)值 過(guò)程變差= 6 線性方程式： y=b+ax x=基準(zhǔn) y=偏倚,41,截距、斜率、擬合度、線性、線性%公式,42,系統(tǒng)的線性及線性百分率由回歸線斜率及零件過(guò)程變差(或公差)計(jì)算得出。如果回歸線有很好的線性擬合，那么可以評(píng)價(jià)線性幅度及線性百分率來(lái)確定線性是否可接受。如果回歸線沒(méi)有很好的線性擬合，那么可能偏倚平均值與基準(zhǔn)有非線性關(guān)系，這需要進(jìn)一步分析以判定測(cè)量系統(tǒng)的性能是否可接受。,43,對(duì)測(cè)量特殊特性的測(cè)量系統(tǒng)，線性%5% 接受，線性%5%時(shí)，不予接受。 對(duì)測(cè)量非特殊特性的測(cè)量系統(tǒng)，線性%10%接受，線性% 10%時(shí)，不予接受。 如果測(cè)量系統(tǒng)為非線性，查找這些可能原因： 在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)； 最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差； 磨損的儀器； 儀器固有的設(shè)計(jì)特性。,線性接受準(zhǔn)則：,44,線性舉例,1.選擇g=5個(gè)試樣,這些樣件測(cè)量值覆蓋量具的操作范圍 2.確定每個(gè)零件的基準(zhǔn)值(用尺寸檢驗(yàn)法) 3.一個(gè)操作者測(cè)量每個(gè)零件m=12次. 4. 結(jié)果分析-作圖法 畫(huà)出最佳擬合線和置信帶Yi=aXi+b,為了使測(cè)量系統(tǒng)線性可被接受, “偏倚=0”的線必須完全在擬合線置信帶以內(nèi).由圖表確定在偏倚和基準(zhǔn)值之間是否存在線性關(guān)系。 如果存在“良好的”線性關(guān)系，則可計(jì)算出線性。如果不存在線性關(guān)系，則我們必須考慮其它的變差來(lái)源。 5. 結(jié)果分析-數(shù)據(jù)法(t檢定) 6.接受準(zhǔn)則: (1)H0: a=0,斜率=0; (2) H0: b=0,截距(偏倚)=0, 假設(shè)成立。則測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所有的基準(zhǔn)值有相同的偏倚,45,測(cè)量系統(tǒng)分析 如何確定線性的示例,46,測(cè)量系統(tǒng)分析 如何確定線性的示例,47,測(cè)量系統(tǒng)分析 如何確定線性的示例,公式計(jì)算線性。,48,線性圖,2,4,6,8,10,-1,1,0,偏倚,基準(zhǔn)值,偏倚=0,回歸(直線),95%的置信區(qū)間,偏倚均值,擬合優(yōu)度(R2)=0.98 %線性=13.17% 線性=0.79,49,重復(fù)性(Repeatability),重復(fù)性是由同一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一個(gè)測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值變差。 一般指設(shè)備/量具的變差(EV) ，也是設(shè)備(量具)的能力.,50,再現(xiàn)性(Reproducibility),再現(xiàn)性是由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。 通常指評(píng)價(jià)人的變差(AV)。,51,GRR或量具R&R 重復(fù)性和再現(xiàn)性,評(píng)價(jià)人:,A,B,C,基準(zhǔn)值,GRR或量具R&R,量具重復(fù)性和再現(xiàn)性: 測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性合成的評(píng)估. 測(cè)量系統(tǒng)能力;依據(jù)使用的方法,可能包括或不包括時(shí)間影響.,52,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性的指南,討論有三種可接受的研究方法: (以統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定為前提) 1. 極差法(提供測(cè)量系統(tǒng)的整體概況) 2. 均值極差法(包括控制圖法) 3. 方差分析法(ANOVE法),53,1.極差法,極差法是一種改良的計(jì)量型量具的研究，它可迅速提供一個(gè)測(cè)量變異的近似值，這種方法只能提供測(cè)量系統(tǒng)的整體概況而不能將變異分為重復(fù)性和再現(xiàn)性。它典型的用途是快速檢查驗(yàn)證GRR是否發(fā)生了變化。 典型的極差方法用2個(gè)評(píng)價(jià)人和5個(gè)零件進(jìn)行研究： 1）5個(gè)零件 2)2個(gè)評(píng)價(jià)人各將每個(gè)零件測(cè)量一次. 3)計(jì)算平均極差 4)結(jié)果分析 5)GRR=R/d2; %GRR=100X(GRR/過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差),54,每個(gè)零件的極差是評(píng)價(jià)人A獲得測(cè)量值和B獲得測(cè)量值之間的絕對(duì)差值。計(jì)算極差的和與平均極差。,示 例：,55,計(jì)算,平均極差 (R)=R/n=0.35/5=0.07 通過(guò)將平均極差均值乘以1/ d2*可以得到總測(cè)量變差。這里d2*在 附錄C 中可以找到，m=2，g=零件數(shù)。 GRR=R/d2*=0.07/1.19=0.0588 已知過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)差為0.0777 %GRR=100(GRR/過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)差)=75.7%30% 結(jié)論：是測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn).,附錄C,56,2.均值-極差法,均值極差法(Xbar&R)是一種可提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性兩個(gè)特性作估計(jì)評(píng)價(jià)的方法。與極差法不同，這種方法可以將測(cè)量系統(tǒng)的變差分成兩個(gè)部分重復(fù)性和再現(xiàn)性，而不是他們的交互作用 。 盡管評(píng)價(jià)人數(shù)量、試驗(yàn)次數(shù)和零件數(shù)是可變的，但我們下面的討論反映了研究中條件的優(yōu)化。參考GRR數(shù)據(jù)表。詳細(xì)的程序是： 1、獲得一個(gè)樣本零件數(shù)n大于5，應(yīng)代表實(shí)際的或期望的過(guò)程變差范圍； 2、選擇評(píng)價(jià)人為A，B，C等。零件的號(hào)碼從1到n，評(píng)價(jià)人不能看到零件編號(hào)。,57,3、如果是正常測(cè)量系統(tǒng)的一部分，應(yīng)校準(zhǔn)量具。讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)的順序測(cè)量n個(gè)零件，將測(cè)量結(jié)果輸入第一行（如使用MINITAB應(yīng)輸入“數(shù)據(jù)”欄）。 4、讓評(píng)價(jià)人B和C測(cè)量同樣的n個(gè)零件，而且他們之間不能看到彼此的結(jié)果，輸入數(shù)據(jù)到第6行和11行。 5、用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)該循環(huán)。輸入數(shù)據(jù)到第2，7，12行，在適當(dāng)?shù)牧杏涗洈?shù)據(jù)，如果需要試驗(yàn)3次，重復(fù)循環(huán)并輸入數(shù)據(jù)到3，8，13行。 6、當(dāng)零件數(shù)量很大或同時(shí)多個(gè)零件不可同時(shí)獲得時(shí)，測(cè)量步驟4，5可能改變?nèi)缦率切枰模?讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量第一個(gè)零件并在第1行記錄讀數(shù)。 讓評(píng)價(jià)人B測(cè)量第一個(gè)零件并在第6行記錄讀數(shù)。 讓評(píng)價(jià)人C測(cè)量第一個(gè)零件并在第11行記錄讀數(shù)。,58,讓評(píng)價(jià)人A重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并記錄讀數(shù)于第2行， 讓評(píng)價(jià)人B重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并記錄讀數(shù)于第7行， 讓評(píng)價(jià)人C重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并記錄讀數(shù)于第12行。 如果試驗(yàn)需要進(jìn)行3次，重復(fù)這個(gè)循環(huán)將數(shù)據(jù)記錄在第3，8，13行。 7、如果評(píng)價(jià)人屬于不同的班次，可以使用一個(gè)替代方法，讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有的10個(gè)零件輸入數(shù)據(jù)于第1行，然后評(píng)價(jià)人A以不同的順序讀數(shù)，記錄結(jié)果于第2，3行，讓評(píng)價(jià)人B，C同樣做。 依公式計(jì)算并作成控制圖或直接用表計(jì)算即可。,59,%R&R接受準(zhǔn)則,a. %R&R30%不能接受，必須改進(jìn)。 d. 區(qū)別分類(lèi)數(shù) ndc5. e.極差圖中沒(méi)有超出控制線的點(diǎn)則表明所有測(cè)量者的表現(xiàn)是一樣的。 f. 均值圖中50%以上的子組均值都落在控制限以外，并且對(duì)所有評(píng)價(jià)人落在控制線以外的零件都是相同的情況下，可以認(rèn)為測(cè)量系統(tǒng)具有足夠的分辨率是適宜的。,60,結(jié)果分析:,當(dāng)重復(fù)性(EV)大于再現(xiàn)性(AV)時(shí)，原因可能是： 儀器需要保養(yǎng)； 量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度增強(qiáng)； 量具的夾緊或零件定位的方式需要改進(jìn)； 存在過(guò)大的零件內(nèi)變差。 當(dāng)再現(xiàn)性(AV)大于重復(fù)性(EV)時(shí)： 評(píng)價(jià)人員需要更好的培訓(xùn)如何使用量具及數(shù)據(jù)讀取方式； 量具刻度盤(pán)上的刻度不清楚； 需要某些夾具協(xié)助評(píng)價(jià)人員來(lái)提高使用量具的一致性。,61,均值極差法示例(包括控制圖法),取n5樣本零件數(shù) (一般取10個(gè)零件) 選擇3位評(píng)價(jià)人(A,B,C) A,B,C都分別以隨機(jī)順序測(cè)量這n個(gè)零件 A,B,C重復(fù)以上,共測(cè)量三次. 5)數(shù)據(jù)收集(數(shù)據(jù)收集表) 6)結(jié)果分析-作圖法 均值圖/極差圖/散點(diǎn)圖/震蕩圖/誤差圖/歸一化直方圖/均值-基準(zhǔn)圖/比較圖 7)結(jié)果分析-數(shù)據(jù)計(jì)算 數(shù)值計(jì)算 (重復(fù)性和再現(xiàn)性報(bào)告）; %EV, %AV, %GRR, %PV, ndc=1.41(PV/GRR),62,例: 游標(biāo)卡尺測(cè)量一金屬零部件的長(zhǎng)度,1. 分析變差的來(lái)源。 主要變差來(lái)源： a. 人員讀數(shù)，手勢(shì)，方法 b. 卡尺本身游隙,2. 選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?參考方法：重復(fù)性和再現(xiàn)性分析。（前提偏倚已在控制范圍內(nèi)。）,63,計(jì)量型數(shù)據(jù)的 均值-極差法步驟如下：,均值-極差（X-R）法是確定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的數(shù)學(xué)方法 1 選擇三個(gè)測(cè)量人（A, B,C）和10個(gè)測(cè)量樣品。 測(cè)量人應(yīng)有代表性，代表經(jīng)常從事此項(xiàng)測(cè)量工作的QC人員或生產(chǎn)線人員 10個(gè)樣品應(yīng)在過(guò)程中隨機(jī)抽取，可代表整個(gè)過(guò)程的變差，否則會(huì)嚴(yán)重影響研究結(jié)果。 2 校準(zhǔn)量具 3 測(cè)量，讓三個(gè)測(cè)量人對(duì)10個(gè)樣品的某項(xiàng)特性進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣品每人測(cè)量三次，將數(shù)據(jù)填入表中。試驗(yàn)時(shí)遵循以下原則： 盲測(cè)原則1：對(duì)10個(gè)樣品編號(hào)，每個(gè)人測(cè)完第一輪后，由其他人對(duì)這10個(gè)樣品進(jìn)行隨機(jī)的重新編號(hào)后再測(cè)，避免主觀偏向。 盲測(cè)原則2：三個(gè)人之間都互相不知道其他人的測(cè)量結(jié)果。,64,計(jì)算A測(cè)的所有樣品 的總平均值XA。,同樣方法計(jì)算 RB, XB, RC, Xc,對(duì)每個(gè)樣品由三個(gè)人所測(cè)得的 9個(gè)測(cè)試值求平均值， 計(jì)算這些均值的極差Rp,計(jì)算A對(duì)每個(gè)樣品三次 測(cè)試結(jié)果的極差， 然后計(jì)算10 個(gè)樣品 的極差的均值RA,4 計(jì)算,65,計(jì)算公式,R=(RA+RB+RC)/3 X