MSA測(cè)量系統(tǒng)(穩(wěn)定性、偏移和線性研究報(bào)告)分析實(shí)施報(bào)告

1、xxxMf業(yè)文件文件編號(hào)：JT/C 7.6J 003版號(hào)：A/0(MSA測(cè)量系統(tǒng)分析穩(wěn)定性、偏移和線性研究作業(yè)指導(dǎo)書批準(zhǔn)：呂春剛審核： 寶永編制： 鄒國(guó)臣受控狀態(tài)： 分發(fā)號(hào)： 2006年11月15日發(fā)布2006年11月15日實(shí)施JT/C 7.6J 0031目的為了配備并使用與要求的測(cè)量能力相一致的測(cè)量?jī)x器，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕y(tǒng) 計(jì)技術(shù)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的五個(gè)特性進(jìn)行分析，使測(cè)量結(jié)果的不確定度已知， 為準(zhǔn)確評(píng)定產(chǎn)品提高質(zhì)量保證。2適用圍適用于公司使用的所有測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性、偏移和線性的測(cè)量分析。3職責(zé)3.1 檢驗(yàn)科負(fù)責(zé)確定過(guò)程所需要的測(cè)量?jī)x器， 并定期校準(zhǔn)和檢定，對(duì)使用的 測(cè)量系統(tǒng)分析，對(duì)存在的異常情況及時(shí)采

2、取糾正預(yù)防措施。3.2 工會(huì)負(fù)責(zé)根據(jù)需要組織和安排測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)。3.3 生產(chǎn)科配合對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。4術(shù)語(yǔ)4.1 偏倚偏倚是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)值）的差值。4.2 穩(wěn)定性（飄移）穩(wěn)定性是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲 得的測(cè)量值總變差。4.3 線性線性是在量具預(yù)期的工作量程，偏倚值的變差。4.4 重復(fù)性重復(fù)性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同 一特性獲得的測(cè)量值的變差。4.5 再現(xiàn)性再現(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的測(cè)量平均值的變差。5測(cè)量系統(tǒng)分析作業(yè)準(zhǔn)備5.1 確定測(cè)量過(guò)程需要使用的

3、測(cè)量?jī)x器以及測(cè)量系統(tǒng)分析的圍。a）控制計(jì)劃有要求的工序所使用的測(cè)量?jī)x器；b）有SPC空制要求的過(guò)程，特別是有關(guān)鍵/特殊特性的產(chǎn)品及過(guò)程；c）新產(chǎn)品、新過(guò)程；d）新增的測(cè)量?jī)x器；e）已經(jīng)作過(guò)測(cè)量系統(tǒng)分析，重新修理后。5.2 公司按GB/T10012標(biāo)準(zhǔn)要求，建立公司計(jì)量管理體系，確保建立的測(cè)量系統(tǒng)的可靠性。6分析研究過(guò)程6.1穩(wěn)定性分析研究1）取一樣件，并建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果無(wú)法取得這 樣的樣件，則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為 基準(zhǔn)樣件進(jìn)行穩(wěn)定性分析。對(duì)于追蹤測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不要求已知 的參考值。建議對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣件分別進(jìn)行測(cè)量和畫 控制圖。2）以一定的周期基礎(chǔ)（

4、每天、每周）測(cè)量基準(zhǔn)件 三到五次，抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)取決于對(duì)測(cè)量系 統(tǒng)的認(rèn)識(shí)?？赡芸紤]的因素可以包括要求重新校 準(zhǔn)和維修的頻率如何、使用測(cè)量系統(tǒng)的頻率，以 及操作條件的重要性等。應(yīng)該在不同的時(shí)間下取 得多次讀值，以代表測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際使用情況， 以便說(shuō)明在一天中預(yù)熱、周圍環(huán)境和其他因素發(fā)生的變化。3）將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫在X&R控制圖上4）建立控制限并用標(biāo)準(zhǔn)化控制圖分析評(píng)價(jià)失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。例-穩(wěn)定性為了確定某一新的測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是否可接受，過(guò)程小組選取了生產(chǎn)過(guò)程 輸出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)量了

5、4周（20個(gè)子組）；收集 所有數(shù)據(jù)以后，畫出了 X&R圖（見(jiàn)圖1）用于分析穩(wěn)定性的均值-極差圖值均本樣UCL=6.2976.021LCL=5.746,32 1 Q,9,8,76 6 6 6 5 5 5UCL=1.0100.4779LCL=0差極本樣JT/C 7.6J 0035）從以上控制圖分析顯示，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。6.2偏移的分析研究6.2.1 進(jìn)行研究控制圖法）如果均值-極差圖用于測(cè)量穩(wěn)定性，其 據(jù)可以用來(lái)進(jìn)行偏倚評(píng)價(jià)。在偏倚被評(píng)價(jià)之前， 控制圖分析應(yīng)該表明測(cè)量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。2）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。如果不能

6、得到這個(gè)參考值， 選擇一個(gè)落在生產(chǎn)測(cè)量圍中間的的生產(chǎn)件， 并將它指定為偏倚分析的基準(zhǔn)件。在工具室測(cè)量 這個(gè)零件nn 10次，并計(jì)算這n個(gè)數(shù)據(jù)的平均值。 把將平均值視為“參考值”。3）從控制圖/取平均值X4 ）用平均值X減去參考值，計(jì)算得到偏倚偏倚=X -基準(zhǔn)值5）用極差的平均值來(lái)計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差（7重復(fù)性=R7 d2公式中d*2取決于子組容量（m）多少和控制圖中子組數(shù)量（g）。（見(jiàn)附錄一）6 ）確定對(duì)偏倚的統(tǒng)計(jì)t值：（T b = （T r / 7g偏倚t = B7）如果0落在偏倚值附近的1-a置信區(qū)間，則偏倚在這a水準(zhǔn)上可被 接受。JT/C 7.6J 003偏倚一（T b （t v，1旬2）W

7、0W 偏倚 + （T b （t v，1-a?）公式中，V可以在附錄1中查到T 2在標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到。8）所使用的a水準(zhǔn)取決于敏感度的水準(zhǔn)，而敏感度水平是用來(lái)評(píng)價(jià) / 控制一過(guò)程是必要的，并且與產(chǎn)品/過(guò)程的損失函數(shù)（敏感度曲線） 有關(guān)。如果a置信度水準(zhǔn)不是用預(yù)設(shè)值0.05 （95嘴信度），則必須 得到顧客的同意。例-偏倚參見(jiàn)圖1、圖2,對(duì)一個(gè)參考值6.01的零件進(jìn)行穩(wěn)定性研究，所有樣本（20 個(gè)組）的整體平均值為6.021;因此偏倚值的計(jì)算值為0.011。使用了散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件，質(zhì)檢員得到了數(shù)據(jù)分析結(jié)果，見(jiàn)表 1。9）因?yàn)?落在偏倚的置信度區(qū)間（-0.0299,0. 0519）,該過(guò)程小組可

8、以假設(shè)這測(cè)量系統(tǒng)的偏倚是可以接受的，即在實(shí)際使用中不會(huì)帶來(lái) 額外的變差來(lái)源。測(cè)量值n (m)平均值，X標(biāo)準(zhǔn)差，（T r平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 b b1006.0210.20480.0458參考值=6.01, a=0 .05, m=5 , g = 20, d 2* = 2.334 , d2 = 2.326統(tǒng)計(jì)的t值df顯著的t值（2-含尾數(shù)的）偏倚的95%置信度區(qū)間上限下限偏倚測(cè)量值0.537172.71.9930.011-0.02990.0519表1:偏倚研究-偏倚的穩(wěn)定性研究分析6.2.2 偏倚研究的分析：1）如果偏倚從統(tǒng)計(jì)上不等于零，檢查是否存在以下原因：基準(zhǔn)件或參考值有誤差，檢查確定標(biāo)準(zhǔn)件的程

9、序。儀器磨損。這問(wèn)題會(huì)在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)出來(lái)，建議進(jìn)行維修 或重新整修計(jì)劃。儀器產(chǎn)生尺寸的誤差。儀器測(cè)量的特性有誤。儀器沒(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男?zhǔn)。對(duì)校準(zhǔn)程序進(jìn)行評(píng)審。JT/C 7.6J 003評(píng)價(jià)人使用儀器方法不正確。對(duì)測(cè)量指導(dǎo)書進(jìn)行評(píng)審。儀器糾正的指令錯(cuò)誤。2）如果測(cè)量系統(tǒng)偏倚不等于 0,若有可能，應(yīng)該采用硬件修正法、軟 件修正法或同時(shí)使用兩種方法來(lái)對(duì)量具進(jìn)行重新校準(zhǔn)已達(dá)到零偏 移。如果偏倚不能調(diào)整到零，通過(guò)改更程序（如對(duì)每個(gè)讀值根據(jù)偏 倚進(jìn)行修正），還可以繼續(xù)使用該測(cè)量系統(tǒng)。由于存在評(píng)價(jià)人誤差 這一高度風(fēng)險(xiǎn)，因此這種方法只能在取得顧客同意后方能使用。6.3線性的分析研究6.3.1 進(jìn)行研究可以用

10、以下指南進(jìn)行線性評(píng)價(jià)：偏9_偏移1）由于存在過(guò)程變差，選擇 g > 5個(gè)零件，'j 使這些測(cè)量涵蓋這量具的整個(gè)工作量程。數(shù)彳1數(shù)彳n2 ）對(duì)每一個(gè)零件進(jìn)行全尺寸測(cè)量，從而線性確定其參考值，并且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中測(cè)量每個(gè)零件 m 10次。V 要隨機(jī)地選擇零件，從而減少評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量中偏倚的“記憶”。6.3.2 結(jié)果分析-圖示法1）計(jì)算零件每次測(cè)量的偏倚，以及每隔零件的偏倚的平均值。偏彳I, j = x I,j一（基準(zhǔn)值）Im.i, jj=1偏彳奇I2）在線性圖上畫出相對(duì)于參考值的每一個(gè)偏倚及偏倚的平均值（見(jiàn)圖 2）。3）應(yīng)用以下公式，計(jì)算并畫出最最

11、適合的線和該線的自信度區(qū)間置信 間。對(duì)最適合的線，用公式：Y i = ax i + b式中JT/C 7.6J 003x i =參考值Yi =偏倚平均值并且公式： a =斜率（siope ）b= y a x =中心(intercept )對(duì)于一個(gè)已知的 3，a置信度區(qū)間為:式中s =i b，i aXi yigm 2上限:b + axt gm 2,i a/12gm(X。X) 2 1/2.+E ( Xi x) 2 s下限:b + ax 0(X0 x) 2 1/2+E ( Xi x) 2 s4）畫出“偏倚=0”的線，并對(duì)該圖進(jìn)行評(píng)審，以觀察是否存在特殊原 因和線性是否可接受（見(jiàn)圖3）5）如果“偏倚二0

12、”的整個(gè)直線完全都在置信度區(qū)間以，則該測(cè)量系 統(tǒng)的線性是可接受的。6.3.3 結(jié)果分析（數(shù)值法）1）如果圖示法分析表示該測(cè)量系統(tǒng)的線性是可接受的，則以下假設(shè)就 應(yīng)改為真：JT/C 7.6J 003H0: a=0 斜率=0如果下式成立，則不能被否定W t gm2, 1 a/2IIt =2）如果以上的假設(shè)為真，則測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所有的參考值有相同的偏倚 這個(gè)偏倚必須為0,該線性才可被接受。H0: b=0 截距（偏倚）=0如果下式成立，則不能被否定1b& t gm2, 1 - a/2例-線性某工廠質(zhì)檢員對(duì)某過(guò)程引進(jìn)了一套新測(cè)量系統(tǒng)。作為 PPAP勺一部分，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

13、化的過(guò)程變差描述，在測(cè)量系統(tǒng)的全部工 作量程圍選擇了 5個(gè)零件。通過(guò)對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)，從而確定它們的參 考值。然后由主要操作者對(duì)每個(gè)零件測(cè)量 12次。在分析零件是隨機(jī)抽取的。見(jiàn)表2線性研究數(shù)據(jù)表JT/C 7.6J 003零件 參考值123452.004.006.008.0010.00測(cè) 量 次 數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.50

14、82.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40見(jiàn)表3線性研究中途的結(jié)果零件 參考值123452.004.006.008.0010.00偏 倚10.701.1-0.2-0.4-0.920.50-0.1-0.3-0.3-0.730.400.2-0.1-0.2-0.540.501-0.1-0.3-0.750.70-0.20.0-0.2-0.660.30-0.10.1-0.2-0.570.50-0.10.0-0.2-0.580.50-

15、0.10.1-0.3-0.590.40-0.10.4-0.2-0.4100.400.00.3-0.5-0.8110.600.10.0-0.4-0.7120.40-0.20.1-0.3-0.6偏倚 平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.61667線性例子Y=0.736667 - 0.131667XR-Sq = 71.4%JT/C 7.6J 003使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件，質(zhì)檢員畫出了線性圖，進(jìn)行作圖分析（見(jiàn)圖 2）偏移0L偏移02345678910回歸95%置信區(qū)間夫偏移平均值以上圖示法分析指出特殊原因可能會(huì)影響這測(cè)量系統(tǒng)。參考值4的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)兩種統(tǒng)計(jì)模式（可能是雙峰）。即使

16、不考慮參考值為4的數(shù)據(jù)，圖示分析也明顯地表示該測(cè)量系統(tǒng)存有一些線性 問(wèn)題。R2值指出有一些線性模型不是這些數(shù)據(jù)的適當(dāng)模型。即使該線性模式是可 接受的，這“偏倚二0”的直線置信度區(qū)間相交，而不是包含在置信度區(qū)間。此時(shí)，這位質(zhì)檢員要開始分析并解決測(cè)量系統(tǒng)存在的問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)據(jù)分析不能提 供任何進(jìn)一步有價(jià)值的線索和方向。然而，為確保不能半途而廢，質(zhì)檢員對(duì)斜率 和中心（截距）計(jì)算統(tǒng)計(jì)的t值（t-statistic ）：公式：t a =-12.043t b =-10.158JT/C 7.6J 003取預(yù)設(shè)a =0 .05 , t-分布表，?。╣m -2） =58個(gè)自由度，并取概率為 0.975, 該督導(dǎo)者得出關(guān)鍵值：t 58, 975 =2.00172因?yàn)閨 ta |> t 58.975 ，從圖示法分析獲得到的結(jié)論經(jīng)過(guò)數(shù)值法分析得到證實(shí)一本 測(cè)量系統(tǒng)存在一線性問(wèn)題。如果測(cè)量系統(tǒng)存在一線性問(wèn)題，需要通過(guò)硬