MSA基本知識(shí)與操作實(shí)務(wù)

1、1msamsa測(cè)量系統(tǒng)分析 2課程介紹n第一章:測(cè)量系統(tǒng)分析指南n第二章:基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)一n第三章：測(cè)量系統(tǒng)所具有基本六特性n第四章：計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)分析研究n第五章：計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)分析研究3第一章測(cè)量系統(tǒng)分析指南4測(cè)量數(shù)據(jù)的重要用處n決定過(guò)程是否需要調(diào)整n確定兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)之間是否存在某種重大的關(guān)系進(jìn)行這種相互關(guān)系的研究, 戴明將它稱為分析研究法很大程度在測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量將直接決定統(tǒng)計(jì)研究的好與壞!何為高質(zhì)量數(shù)據(jù)何為低質(zhì)量數(shù)據(jù)?各自有什么影響?5偏倚小,波動(dòng)小偏倚大,波動(dòng)小偏倚小,波動(dòng)大偏倚大,波動(dòng)大6msa之目的!n測(cè)量系統(tǒng)分析是用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來(lái)了解測(cè)量系統(tǒng)中的各個(gè)波動(dòng)源,以及他們對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,最

2、后給出本測(cè)量系統(tǒng)是否合適使用的明確判斷!n本手冊(cè)目的就是為了評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量提供指南7測(cè)量的重要性process原料人機(jī) 法環(huán)測(cè)量測(cè)量結(jié)果好不好如果測(cè)量的方式不對(duì)，那么好的結(jié)果可能被測(cè)為壞的結(jié)果，壞的結(jié)果也可能被測(cè)為好的結(jié)果，此時(shí)便不能得到真正的產(chǎn)品或過(guò)程特性。 8第二章:基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)一1、測(cè)量: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。 2、量具:任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置 3、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。9測(cè)量系統(tǒng)的組成n將被測(cè)試的材料n將被測(cè)量的特性n收集和準(zhǔn)備樣品n測(cè)量的

3、種類和尺度n儀器或測(cè)試設(shè)備n檢驗(yàn)者或技術(shù)員n使用的狀況n間斷n連續(xù)10決定哪些是要測(cè)量n顧客的聲音n你必須轉(zhuǎn)換成技術(shù)特征或規(guī)格。n技術(shù)特征n失效模式分析n控制計(jì)劃n因?yàn)樵跅l文要求中，只要是列在控制計(jì)劃中的就必須進(jìn)行測(cè)量11測(cè)量誤差測(cè)量值=真值 (true value)+ 測(cè)量誤差戴明說(shuō)沒(méi)有真值的存在測(cè)量誤差12測(cè)量誤差的來(lái)源nsensitivity 靈敏度最小的輸入產(chǎn)生可探測(cè)出的輸出信號(hào) nprecision 精密度(重復(fù)讀數(shù)彼此之間的“接近度” )ndamage損壞ndifferences among instruments and fixtures(不同儀器和夾具間的差異)13測(cè)量誤差的來(lái)

4、源ndifference in use by inspector不同檢驗(yàn)者的差異(reproducibility再現(xiàn)性)ndifferences among methods of use(使用不同的方法所造成差異)ndifferences due to environment(不同環(huán)境所造成的差異)14測(cè)量的變異說(shuō)明15環(huán)境因素n溫度n濕度n振動(dòng)n照明n腐蝕n磨耗n污染(油脂)16人性因素n訓(xùn)練n技能n疲勞n無(wú)聊n眼力n舒適n零件的復(fù)雜性n檢驗(yàn)的速度n指導(dǎo)書(shū)的誤解17基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)一4、分辯率：是指測(cè)量系統(tǒng)識(shí)別并并反映最微小的變化能力（測(cè)量結(jié)果的最小間距也稱為分辯率） ；如某一被測(cè)產(chǎn)品特性值為2.3

5、084，用千分尺測(cè)量為2.308，用百分表測(cè)量為2.31，故千分尺的分辯率為0.001，百分表的分辯率為0.01； 如果測(cè)量系統(tǒng)的分辯率不足，則測(cè)量數(shù)據(jù)在用于過(guò)程分析或控制時(shí)可能會(huì)導(dǎo)至不正確的結(jié)果。因此測(cè)量系統(tǒng)首先要用足夠的分辯率。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)量系統(tǒng)的分辯率應(yīng)為（usl-ucl）/10 1819第三章測(cè)量系統(tǒng)所具有的基本六特性ndiscrimination分辨力(ability to tell things apart)nbias偏倚(accuracy準(zhǔn)確性)nrepeatability重復(fù)性(precision)nreproducibility再現(xiàn)性nlinearity線性nstabilit

6、y穩(wěn)定性20理想的測(cè)量系統(tǒng)n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)誤分類為零概率的統(tǒng)計(jì)特性。21n測(cè)量精度應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者，一般來(lái)說(shuō)，n測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨著被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此，22何謂標(biāo)準(zhǔn)n國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)n在美國(guó)是由nist保持或追蹤。n一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)n直接從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)直接復(fù)制或傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)。n二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)n從一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)n工作標(biāo)準(zhǔn)n從二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)23測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定n第一階段：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n

7、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。n發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境。24n第二階段的評(píng)定n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。n常見(jiàn)的就是r&r是其中的一種型式。25評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)基本問(wèn)題n測(cè)量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？(解析能力)n這種測(cè)量系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)是否在統(tǒng)計(jì)上保持一致？(重復(fù)和再現(xiàn))n這些統(tǒng)計(jì)性能在預(yù)期范圍內(nèi)是否一致？(線性)這些問(wèn)題要和過(guò)程變差聯(lián)系起來(lái)。(是否足夠小)26各項(xiàng)定義n量具重復(fù)性: 指由同一操作人員使用相同的量具測(cè)量相同產(chǎn)品之特性時(shí)其作業(yè)者間測(cè)量平均

8、值之變異.(ev,設(shè)備之間的變差)n量具再現(xiàn)性: 指由不同操作人員用同一種量具經(jīng)多次測(cè)量同一個(gè)零件, 其測(cè)量特性值再現(xiàn)能力, 亦稱測(cè)量值間的變異.(av，人員之間的變差)27n穩(wěn)定性: 同一量具于不同時(shí)間測(cè)量同一零件之相同特性所得之變異.穩(wěn)定性是偏倚隨時(shí)間的變化。 n偏倚: 指由同一操作人員使用相同量具, 測(cè)量同一零件之相同特性多次數(shù)所得平均值與工具室或精密儀器測(cè)量同一零件之相同特性所得之真值或參考值之間的偏差值.n線性線性:在設(shè)備的預(yù)期操作預(yù)期操作(測(cè)量)范圍范圍內(nèi)偏倚的不同被稱為線性。線性可以被認(rèn)為是關(guān)于偏倚大小的變化。28偏倚(bias)真值觀測(cè)平均值偏倚偏倚偏倚：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值

9、與基準(zhǔn)值的差值。真值的取得可以通過(guò)采用更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值而定之。29重復(fù)性(repeatability)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，在短時(shí)間內(nèi)多次測(cè)量相同零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值變差。用”ev”表示30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。用av表示再現(xiàn)性31穩(wěn)定性(stability)穩(wěn)定性時(shí)間1時(shí)間2穩(wěn)定性(或飄移)，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)或零件其變差的發(fā)展趨勢(shì)。32線性(linearity)量程基準(zhǔn)值觀測(cè)平均值基準(zhǔn)值線性是在量具預(yù)期的工作范圍

10、內(nèi)，偏倚值變化趨勢(shì)33線性(linearity)觀測(cè)平均值基準(zhǔn)值無(wú)偏倚有偏倚34測(cè)量系統(tǒng)的分析n對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析的目的是為了更好地了解變差來(lái)源。n測(cè)量系統(tǒng)特性可用下列方式來(lái)描述n位置：穩(wěn)定性、偏倚、線性。n寬度或范圍：重復(fù)性、再現(xiàn)性。35位置和寬度位置寬度位置寬度36分辨率一個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí)n控制：只有下列條件才可用于控制n與規(guī)范相比過(guò)程變差較小n預(yù)期過(guò)程變差上的損失函數(shù)很平緩n過(guò)程變差的主要原因?qū)е戮灯苙分析：n對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)的估計(jì)不可接受。n只能表明過(guò)程是否正在生產(chǎn)合格零件。3724個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí)n控制：只有下列條件才可用于控制n依據(jù)過(guò)程分布可用半計(jì)量控制技術(shù)n可產(chǎn)生不敏感的計(jì)量控制圖n分析

11、：n一般來(lái)說(shuō)對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)的估計(jì)不可接受。n只提供粗劣的估計(jì)。385個(gè)或更多個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí)n控制：只有下列條件才可用于控制n可用于計(jì)量控制圖n分析：n建議使用39分辨率的要求n建議的要求是總過(guò)程6(標(biāo)準(zhǔn)偏差)的十分之一。n傳統(tǒng)是公差范圍的十分之一。40測(cè)量系統(tǒng)研究的淮備n先計(jì)劃將要使用的方法。例如，通過(guò)利用工程決策，直觀觀察或量具研究決定是否評(píng)價(jià)人在校準(zhǔn)或使用儀器中產(chǎn)生影響。有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性(不同人之間)影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個(gè)數(shù)字。41測(cè)量系統(tǒng)研究的淮備n評(píng)價(jià)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。在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下：n尺寸的關(guān)鍵性：關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和或試驗(yàn)

12、，原因是量具研究評(píng)價(jià)所需的可信度。n零件結(jié)構(gòu)：大或重的零件可規(guī)定較少樣品和較多試驗(yàn)。42測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備n由于其目的是評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，評(píng)價(jià)人的選擇應(yīng)從日常操作該儀器的人中挑選。n樣品必須從過(guò)程中選取并代表其整個(gè)工作范圍。有時(shí)每一天取一個(gè)樣本，持續(xù)若干天。這樣做是有必要的，因?yàn)榉治鲋羞@些零件被認(rèn)為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品變差的全部范圍。由于每一零件將被測(cè)量若干次，必須對(duì)每一零件編號(hào)以便識(shí)別。43取樣的代表性不具代表性的取法44取樣的代表性具代表性的取法45測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備n儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一，例如特性的變差為0.001，儀器應(yīng)能讀取0.0001的變化。n確保測(cè)

13、量方法(即評(píng)價(jià)人和儀器)在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸。46測(cè)量系統(tǒng)分析進(jìn)行的方式n測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序，以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào)，以避免可能的偏倚。但是進(jìn)行研究的人應(yīng)知道正在檢查那一零件，并記下數(shù)據(jù)。n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。n每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同方法，包括所有步驟來(lái)獲得讀數(shù)。47分析時(shí)機(jī)n新生產(chǎn)之產(chǎn)品pv有不同時(shí)(零件變差)n新儀器，ev有不同時(shí)(設(shè)備變差)n新操作人員，av有不同時(shí)(操作人變差)48第四章計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)分析研究49a穩(wěn)定性分析之執(zhí)行:n獲取一樣本并確定其相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果不能得到

14、，則選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的產(chǎn)品零件，并指定它作為標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行穩(wěn)定性分析。并追蹤測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性不需要一個(gè)已知基準(zhǔn)值。可能需要具備測(cè)量的最低值、最高值及中程數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)樣本。建議對(duì)各樣本單獨(dú)測(cè)量并做控制圖。50穩(wěn)定性分析之執(zhí)行:n定期(天、周)測(cè)量基準(zhǔn)樣品35次。樣本容量和頻率應(yīng)基于對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的了解。因素包括要求多長(zhǎng)時(shí)間重新校準(zhǔn)或維修，測(cè)量系統(tǒng)使用的頻率，以及操作條件如何重要。讀數(shù)應(yīng)在不同時(shí)間讀取以代表測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際使用的情況。這些還包括預(yù)熱，環(huán)境或其它在一天內(nèi)可能變化的因素。n將測(cè)量值標(biāo)記在x-r chart 或x chart上. n計(jì)算管制界限, 并對(duì)失控或不穩(wěn)定作評(píng)估. 51穩(wěn)定性分析之執(zhí)

15、行:n 計(jì)算測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差, 并與制程標(biāo)準(zhǔn)差相比較, 以評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性.不可以發(fā)生此項(xiàng)之標(biāo)準(zhǔn)差大于制程標(biāo)準(zhǔn)差之現(xiàn)象，如果有發(fā)生此現(xiàn)象，代表測(cè)量之變異大于制程變異，此項(xiàng)儀器是不可接受的。 52控制圖的判讀n超出控制界限的點(diǎn)：出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)超出任何一個(gè)控制界限是該點(diǎn)處于失控狀態(tài)的主要證據(jù)。uclcllcl異常異常53控制圖的判讀n鏈：有下列現(xiàn)象之一即表明過(guò)程已改變n連續(xù)7點(diǎn)位于平均值的一側(cè)n連續(xù)7點(diǎn)上升(后點(diǎn)等於或大于前點(diǎn))或下降。uclcllcl54控制圖的判讀n明顯的非隨機(jī)圖形：應(yīng)依正態(tài)分布來(lái)判定圖形，正常應(yīng)是有2/3的點(diǎn)落在中間1/3的區(qū)域。uclcllcl55穩(wěn)定性附加說(shuō)明n如果使

16、用s控制圖，則可計(jì)算=c4s(bar)nr(或s)圖中的失控狀態(tài)表明不穩(wěn)定的重復(fù)性(也許什么東西松動(dòng)、氣路部分阻塞、電壓變化等)。nxbar圖中失控表明測(cè)量系統(tǒng)不再正確地測(cè)量(偏倚已經(jīng)改變)，努力確定改變的原因，然后糾正，如果原因是么磨損，則可能要重新校準(zhǔn)。n可以希望備有對(duì)應(yīng)于預(yù)期測(cè)量結(jié)果的下端、上端和中間值的基準(zhǔn)件或基準(zhǔn)的測(cè)量系統(tǒng)控制圖。56范例10/1610/2210/2811/1211/1811/191/156/1910/1211/2012/948.648.448.948.948.948.548.448.747.847.948.148.748.848.647.950.149.048.24

17、8.048.648.348.648.348.048.948.049.249.048.347.748.748.448.71/122/133/204/115/206/196/287/607/218/98/2248.248.148.348.048.148.148.348.148.048.247.948.548.748.948.748.448.448.648.648.648.448.348.948.548.648.648.748.748.548.748.748.948.79/79/1110/948.048.147.948.448.648.348.848.948.457252015105049.549.

18、048.548.0su b g ro u pmeans1x =48.483.0s l =49.16-3.0s l =47.801.00.50.0stdevss =0.34833.0s l =0.8944-3.0s l =0.000stability a n alysis for viscosity58n代表儀器已不穩(wěn)定，須做維修或調(diào)整，維修及調(diào)整完后須再做校正以及穩(wěn)定性之分析。59b偏倚n為了在過(guò)程范圍內(nèi)指定的位置確定測(cè)量系統(tǒng)的偏倚，得到一個(gè)零件可接受的基準(zhǔn)值是必要的。通?？稍谟?jì)量室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上完成?；鶞?zhǔn)值從這些讀數(shù)中獲得，然后這些讀數(shù)要與研究評(píng)價(jià)人的一組觀察平均值(定為xbara，xb

19、arb，xbarc)進(jìn)行比較。60偏倚n如果不能按這種方法對(duì)所有樣件進(jìn)行測(cè)量，可采下列替代的方法：n在計(jì)量室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量。n讓一位評(píng)價(jià)人測(cè)量至少。n計(jì)算讀數(shù)的平均值。基準(zhǔn)值與平均值之間的差值表示測(cè)量系統(tǒng)的偏倚。n如果需要一個(gè)指數(shù)，把偏倚乘以100再除以過(guò)程變差(或公差)，就把偏倚轉(zhuǎn)化為過(guò)程差(或公差)的百分比。61偏倚分析之執(zhí)行:n一、獨(dú)立取樣法:n選取一個(gè)樣品, 并建立可追溯標(biāo)準(zhǔn)之真值或參考值, 若無(wú)樣本則可從生產(chǎn)線中取一個(gè)落在中心值域的零件, 當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)值, 且應(yīng)針對(duì)預(yù)期測(cè)試的高中低端各取得樣本或標(biāo)準(zhǔn)件, 并對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量10次, 計(jì)算其平均值, 將其當(dāng)

20、成 “參考值”.n二、由一位作業(yè)者以常規(guī)方式對(duì)每個(gè)樣本或標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量10次. 并計(jì)算出平均值, 此值為 “觀測(cè)平均值”.62n三、(結(jié)果分析作圖法)相對(duì)于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)劃出直方圖。評(píng)審直方圖，用專業(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nbasic statistics1 sample tn以偏差來(lái)進(jìn)行t檢定。7374檢定結(jié)果none-sample t: c1ntest of mu = 0 vs mu not = 0nvariable n mean stdev se meannc1 15 0.0067 0.2120 0.0547nvariable 95.0% ci t pnc

21、1 ( -0.1107, 0.1241) 0.12 0.90575直方圖結(jié)果0.40.30.20.10.0-0.1-0.2-0.3-0.443210c1frequencyhistogram of c1(with ho and 95% t-confidence interval for the mean)x_ho76確定偏倚的指南控制圖方法n進(jìn)行研究n如果均值極差圖或均值標(biāo)準(zhǔn)差圖用于測(cè)量穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)也可以用來(lái)評(píng)價(jià)偏倚。在評(píng)價(jià)偏倚之前，控制圖分析應(yīng)該指示測(cè)量系統(tǒng)是穩(wěn)定的。n各項(xiàng)分析的步驟如下：n一、獲取一個(gè)樣本并建立相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果這個(gè)樣品不可獲得，選擇一個(gè)落在產(chǎn)品中程數(shù)的生產(chǎn)零件，

22、并指定為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本。在工具間測(cè)量這個(gè)零件n=10次，并計(jì)算這n個(gè)數(shù)據(jù)的均值。把均件作為”基準(zhǔn)值”。77確定偏倚的指南控制圖方法n二、相對(duì)于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)劃出直方圖。評(píng)審直方圖，以專業(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)進(jìn)行分析。n三、從控制圖得到x double barn四、從x double bar減去基準(zhǔn)值計(jì)算出偏倚。n五、用平均極差計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差。n六、確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量n七、如果0落在圍繞偏倚值的1-置信區(qū)間內(nèi)，偏倚在水平內(nèi)可被接受。78數(shù)學(xué)公式)on tabledistribution t check can c,appendix see ,()(0)( ,)

23、,( , ;2/1 ,*222/1 ,*222/1 ,*22*21vvbvbbrbrkiitvddtddbiastddbiasbiastgreferencexbiasnmkgroupdrkxx79示例n參考圖9，對(duì)一個(gè)基準(zhǔn)值6.01的零件進(jìn)行穩(wěn)定性研究，所有樣本(20個(gè)子組)的總平均值是6.021。因而計(jì)算偏倚值為0.011。n數(shù)據(jù)分析如后列。n結(jié)論：因?yàn)?落在偏倚置信區(qū)間(-0.0800,0.1020)內(nèi)，過(guò)程小組可以假設(shè)測(cè)量偏倚是可以接的，同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo)致附加變差源。80數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果n均值標(biāo)準(zhǔn)偏差r均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差b測(cè)量值100 6.0210.20480.045881數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果基準(zhǔn)

24、值=6.001 =0.05,m=5, g=20, d2*=2.334, d2=2.326t統(tǒng)計(jì)量df顯著的t 值(雙尾)偏倚95%的偏倚置信區(qū)間低值高值測(cè)量值 0.2402 72.7 1.9930.011-0.08000.102082偏倚研究分析n如果偏倚從統(tǒng)計(jì)上非0，尋找以下可能的原因n標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差，檢查標(biāo)準(zhǔn)程序n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。n儀器制造尺寸有誤n儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性n儀器未得到完善的校準(zhǔn)，評(píng)審校準(zhǔn)程序n評(píng)價(jià)人設(shè)備操作不當(dāng)，評(píng)審測(cè)量說(shuō)明書(shū)n儀器修正運(yùn)算不正確。83偏倚研究分析n如果測(cè)量系統(tǒng)偏倚非 0，應(yīng)該可以通過(guò)硬件、軟件或兩項(xiàng)同時(shí)調(diào)整再校準(zhǔn)達(dá)

25、到0，如果偏倚不能調(diào)整到0，也仍然可以通過(guò)改變程序(如用偏倚調(diào)整每個(gè)讀數(shù))使用。由于存在較高評(píng)價(jià)人誤差的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該僅與顧客合作使用。84c重復(fù)性與再現(xiàn)性分析方法n極差法n均值極差法n方差分析法85極差法介紹n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。n這個(gè)方法有潛力探測(cè)不可接受的測(cè)量系統(tǒng)44，對(duì)樣本容量為5的只需通常時(shí)間的80%，樣本容量為10的需要90%的時(shí)間86極差法分析n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。在研究中，兩個(gè)評(píng)價(jià)人各將每個(gè)零件測(cè)量一次。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

26、值。計(jì)算極差的和與平均的極差。通過(guò)將平均極差均值乘以1/d2*在附錄c中可以找到，m=2，g=零件件數(shù)。 87極差法分析8889分析n為了確定測(cè)量變差占過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差的百分比，通過(guò)將grr乘以100除以過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差將其轉(zhuǎn)換為百分比。在例子中，這個(gè)特性的過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.0777，因而：%grr=100*（grr/過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差）= 75.7%現(xiàn)在測(cè)量系統(tǒng)的%grr已經(jīng)確定，應(yīng)該進(jìn)行結(jié)果的解釋。%grr確定為75.7%,結(jié)論是測(cè)量系統(tǒng)需要改進(jìn)。90r&r之分析n決定研究主要變異形態(tài)的對(duì)象.n使用全距及平均數(shù)或變異數(shù)分析方法對(duì)量具進(jìn)行分析.n于制程中隨機(jī)抽取被測(cè)定材料需屬統(tǒng)一制程.n選2-3位

27、操作員在不知情的狀況下使用校驗(yàn)合格的量具分別對(duì)10個(gè)零件進(jìn)行測(cè)量, 測(cè)試人員將操作員所讀數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄, 研究其再生性及再現(xiàn)性.91n針對(duì)重要特性(尤指是有特殊符號(hào)指定者)所使用量具的精確度應(yīng)是被測(cè)量物品公差的1/10, 對(duì)一般之特性者所使用量具的精確度應(yīng)是被測(cè)量物品公差的1/5。n試驗(yàn)完后, 測(cè)試人員將量具的再生性及再現(xiàn)性數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算如附件一(r&r數(shù)據(jù)表), 附件二(r&r分析報(bào)告), 依公式計(jì)算并作成x-r管制圖或直接用表計(jì)算即可92結(jié)果分析:n當(dāng)重復(fù)性(ev)變異值大于再現(xiàn)性(av)時(shí).n量具的結(jié)構(gòu)需在設(shè)計(jì)增強(qiáng).n量具的夾緊或零件定位的方式需加以改善.n量具應(yīng)加以保養(yǎng).n

28、當(dāng)再現(xiàn)性(av)變異值大于重復(fù)性(ev)時(shí).n作業(yè)員對(duì)量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強(qiáng)教育, 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)再明確訂定或修訂.n可能需要某些夾具協(xié)助操作員, 使其更具一致性的使用量具.n量具與夾治具校驗(yàn)頻率于入廠及送修矯正后須再做測(cè)量系統(tǒng)分析, 并作記錄.93nev, av及r&r之接受標(biāo)準(zhǔn)如下:n數(shù)值10%量具系統(tǒng)可接受.n10%數(shù)值30%量具系統(tǒng)不能接受, 須予以改進(jìn). 必要時(shí)更換量具或?qū)α烤咧匦逻M(jìn)行調(diào)整, 并對(duì)以前所測(cè)量的庫(kù)存品再抽查檢驗(yàn), 如發(fā)現(xiàn)庫(kù)存品已超出規(guī)格應(yīng)立即追蹤出貨通知客戶, 協(xié)調(diào)處理對(duì)策.94重復(fù)性與再現(xiàn)性示例（r&r）操作者a操作者b測(cè)試123平均極差123

29、平均極差零件a217216216216.31216219220218.34零件b220216218218.04216216220217.34零件c217216216216.31216215216215.71零件d214212212212.72216212212213.34零件e216219220218.34220220220220.00216.3216.995第一步估計(jì)重復(fù)性5 . 715. 5re45. 172. 1/5 . 2/4 . 65 . 2575. 25 . 210/2524ypeatabilitdrrduclrere=ev2022-2-9960123456789100123456

30、7sample numbersample ranger chart for c1 - c3r=2.5ucl=6.436lcl=097第二步計(jì)算再現(xiàn)性n計(jì)算操作平均的極差(ro)n利用d2系數(shù)將ro轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)差n乘以5.15n減去由于重復(fù)性所造成的部份*9819.015.50 .10 .135)5 .7()2 .2(15.515.52 .241.16 .015.515.5222*22ooonrdrilityreproducibdriltyreproducib2e99第三步計(jì)算零件間的變異n每次的值都是同一零件測(cè)二次，所以只是偵測(cè)出儀器變異(re)。n二個(gè)測(cè)量者之間的差異代表了人員之間的差異(ro

31、)n每個(gè)產(chǎn)品間的差距代表了產(chǎn)品的差異(rp)。100%100%&)(15. 547. 1)19. 045. 1 (&)(22222222tmmptpppmeemrrdrdrrr零件間變差0*101零件a零件b零件c零件d零件e操作者a平均216.3218.0216.3212.7218.3操作者b平均218.3217.3215.7213.3220再平均217.3217.7216.0213.0219.2102241. 16 . 78 .1241. 1&%7 .501009 .146 . 7100&100&%9 .1490. 215. 590. 2)47. 1

32、50. 2()(8 .1250. 215. 550. 248. 22 . 622222rrpvtvrrrrtvpvdrtmmptpp數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)*1032345678910111213141511.411.912.242.482.672.832.963.083.183.273.353.423.493.5521.281.812.152.402.602.772.913.023.133.223.303.383.453.5131.231.772.122.382.582.752.893.013.113.213.293.373.433.5041.211.752.112.372.572.742.883.003

33、.103.203.283.363.433.5051.191.742.102.362.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4961.181.732.092.352.562.732.872.993.103.193.273.353.423.4971.171.732.092.352.552.722.872.993.103.193.273.353.423.4881.171.722.082.352.552.722.872.983.093.193.273.353.423.4891.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.35

34、3.423.48101.161.722.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48111.161.712.082.342.552.722.862.983.093.183.273.353.413.48121.151.712.072.342.552.722.862.983.093.183.273.353.423.48131.151.712.072.342.552.712.852.983.093.183.273.353.423.48141.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.4815

35、1.151.712.072.342.542.712.852.983.083.183.273.353.423.48151.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9073.0783.1733.2583.3363.4073.472組數(shù)d2樣本104case studypartreading1reading210.650.6021.001.0030.850.8040.850.9550.550.4561.001.0070.950.9580.850.8091.001.00100.600.70操作者a105case studypartreading1reading210.55

36、0.5521.050.9530.800.7540.800.7550.400.4061.001.0570.950.9080.750.7091.000.95100.550.50操作者b106case studypartreading1reading210.500.5521.051.0030.800.8040.800.8050.450.5061.001.0570.950.9580.800.8091.051.05100.850.80操作者c107r&r極差分析法n典型的極差法使用兩名評(píng)價(jià)人和五個(gè)零件進(jìn)行分析，在這個(gè)分析中，每個(gè)評(píng)價(jià)人測(cè)量每個(gè)零件一次，每個(gè)零件的極差是評(píng)價(jià)人a獲得的測(cè)量結(jié)果與評(píng)價(jià)

37、人b的測(cè)量結(jié)果的絕對(duì)值，利用這些數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算r&r，但這種方法，無(wú)法分解成是儀器的誤差或是人的誤差。108分析數(shù)據(jù)零件評(píng)價(jià)人a評(píng)價(jià)人b極差(a-b)10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.10109計(jì)算%5 .75)40. 0/303. 0(100&%40. 0303. 019. 1/07. 015. 5)(15. 5&07. 05/35. 052rrdrrgrrri過(guò)程變差假定為110d線性分析指南n一、選擇g=5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。n二、用全尺寸檢

38、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。n三、通常用這個(gè)儀器的操作者中的一個(gè)測(cè)量每個(gè)零件m=10次。n隨機(jī)地選擇零件以使評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量偏倚的”記憶”最小化。111線性分析指南n四、計(jì)算每次測(cè)量的零件偏倚及零件偏倚均值。m偏倚偏倚基準(zhǔn) 值x偏倚mjjijjiji1,)(112線性分析指南n五、在線性圖上劃單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值。n六、用下面等式計(jì)算和劃出最佳擬合線和置信帶。2)(11:222gmyxaybys截距xaybslopexgmxyxgmxya偏倚平均值y基準(zhǔn)值準(zhǔn)xbaxy公式對(duì)於最佳擬合直線，用iiiiiii113線性分析指南n七、劃出”偏倚=0”線，評(píng)審該圖指出

39、特殊原因和線性的可接受性。n為使測(cè)量系統(tǒng)線性可被接受，”偏倚=0”線必須完全在擬合線置信帶以內(nèi)。sxxxxgmtax高：bsxxxxgmtax低：bgmgm2/12202/1 , 202/12202/1 , 20)()(1)()(1114線性分析指南n八、如果作圖分析顯示測(cè)量系統(tǒng)線性可接受，則下面的假設(shè)就成立。nh0：a=0, 斜率=0n不推翻原假設(shè)，如果2/1 , 22)(gmjtxxsatn如果以上的假設(shè)是成立的，則測(cè)量系統(tǒng)所有的基準(zhǔn)值有相同的偏倚。對(duì)于可接受的線性，偏倚必須為0。115線性分析指南nh0：b=0, 截距(偏倚)=0n不推翻原假設(shè)，如果2/1 , 222)(1gmitsxx

40、xgmbt116示例n一名工廠主管希望對(duì)過(guò)程采用新測(cè)量系統(tǒng)。作為ppap的一部份，需要評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的線性?；谝炎C明的過(guò)程變差，在測(cè)量系統(tǒng)操作量程內(nèi)選擇了五個(gè)零件。每個(gè)零件經(jīng)過(guò)全尺寸檢測(cè)測(cè)量以確定其基準(zhǔn)值。然后由領(lǐng)班分別測(cè)量每個(gè)零件12次。研究中零件是被隨機(jī)選擇的。117示例pmrpmrpmrpmrpmr122.7245.1365.8487.65109.1122.5243.9365.7487.75109.3122.4244.2365.9487.85109.5122.5245.0365.9487.75109.3122.7243.8366.0487.85109.4122.3243.9366.148

41、7.85109.5122.5243.9366.0487.85109.5122.5243.9366.1487.75109.5122.4243.9366.4487.85109.6122.4244.0366.3487.55109.2122.6244.1366.0487.65109.3122.4243.8366.1487.75109.4118示例零件基準(zhǔn)值123452.004.006.008.0010.0010.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-

42、0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.61667119示例20.741.16-0.28-0.410-0.920.54-0.16-0.38-0.310-0.720.440.26-0.18-0.210-0.520.5416-0.18-0.310-0.720.74-0.2608-0.210-0.620.34-0.160

43、.18-0.210-0.520.54-0.1608-0.210-0.520.54-0.160.18-0.310-0.520.44-0.160.48-0.210-0.420.44060.38-0.510-0.820.640.1608-0.410-0.720.44-0.260.18-0.310-0.6120示例10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0-1referencebiass = 0.239540 r-sq = 71.4 % r-sq(adj) = 70.9 %bias = 0.736667 - 0.131667 reference95% ciregressionregression p

44、lot121示例nregression analysis: bias versus referencenthe regression equation is nbias = 0.736667 - 0.131667 reference ns = 0.239540 r-sq = 71.4 % r-sq(adj) = 70.9 %nanalysis of variancensource df ss ms f pnregression 1 8.3213 8.32133 145.023 0.000nerror 58 3.3280 0.05738 ntotal 59 11.6493 122示例n圖形分析顯

45、示特殊原因可能影響測(cè)量系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)值4數(shù)據(jù)顯示可能是雙峰。n即使不考慮基準(zhǔn)值數(shù)據(jù)4，作圖分析也清楚的顯示出測(cè)量系統(tǒng)有線性問(wèn)題。r2值指出線性模型對(duì)于數(shù)據(jù)是不適合的模型。即使模型可以接受，”偏倚=0”線與置信交叉而不是被包含其中。n此時(shí)，主管應(yīng)該開(kāi)始分析和解決測(cè)量系統(tǒng)的問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)據(jù)分析不會(huì)提供任何其它的有價(jià)值的線索。然而，為確保所有書(shū)面文文件都已作標(biāo)記，主管還是計(jì)算了在此斜率和截距情況下的t統(tǒng)計(jì)量。nta=-12.043ntb=10.158123示例n采用默認(rèn)值=0.05，t表自由度(gm-2)=58和0.975的比率，主管得出關(guān)鍵值t58,0.975=2.00172。n因?yàn)閠at58,0.97

46、5，從作圖分析獲得的結(jié)果由數(shù)據(jù)分析得到增強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)存在線性問(wèn)題。n在此種情況下，因?yàn)橛芯€性問(wèn)題，tb與t58,0.975的關(guān)系如何無(wú)關(guān)緊要。引起線性問(wèn)題可能的原因也可以在前面中找到。n如果測(cè)量存在線性問(wèn)題，需要通過(guò)調(diào)整軟件、硬件或兩項(xiàng)同時(shí)進(jìn)行來(lái)再校準(zhǔn)以達(dá)到0偏倚。n如果偏倚在測(cè)量范圍內(nèi)不能被調(diào)整到0，只要測(cè)量系統(tǒng)保持穩(wěn)定，仍可用于產(chǎn)品過(guò)程控制，但不能進(jìn)行分析，直到測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。124第五章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)研究125何謂計(jì)數(shù)型量具n計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)屬于測(cè)量系統(tǒng)中的一類，其測(cè)量值是一種有限的分級(jí)數(shù)，與結(jié)果是連續(xù)值的測(cè)量系統(tǒng)不同。n最常見(jiàn)的是g/ng的量具，只可能有兩種結(jié)果。其它計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)，例如

47、可視標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果可形成57個(gè)不同的分級(jí)。這些要用計(jì)數(shù)型方法進(jìn)行分析。n因?yàn)槿魏螠y(cè)量系統(tǒng)都存在可量化的風(fēng)險(xiǎn)，由于最大的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自于分區(qū)的邊界，最適常的分析是用量具性能曲線將測(cè)量系統(tǒng)變差量化126風(fēng)險(xiǎn)分析法n有于有些時(shí)候無(wú)法得到足夠的計(jì)量基準(zhǔn)值的零件。在這種情況下，做出錯(cuò)誤或不一致判斷的風(fēng)險(xiǎn)可以用以下方法評(píng)價(jià)。n假設(shè)檢驗(yàn)分析n信號(hào)探測(cè)理論n由于這些方法不能量化測(cè)量系統(tǒng)變異性。只有當(dāng)顧客同意的情況下才能使用。選擇和應(yīng)用這些技術(shù)應(yīng)以良好的統(tǒng)計(jì)實(shí)踐和對(duì)潛在的可影響產(chǎn)品和測(cè)量過(guò)程變差源的了解，以及一個(gè)不正確的判斷對(duì)保持過(guò)程或最終顧客的影響為基礎(chǔ)。n計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)變差源應(yīng)該通過(guò)人的因素和人機(jī)工程學(xué)研究的結(jié)果最小

48、化。127案例n生產(chǎn)過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)受控并且性能指數(shù)pp=ppk=0.5是不可接受的。因?yàn)樵撨^(guò)程生產(chǎn)不合格產(chǎn)品，需要一個(gè)遏制措施把不可接受的產(chǎn)品從生產(chǎn)流中挑選出來(lái)。lslusl0.500.600.40128案例n為了遏制行動(dòng)，項(xiàng)目小組選擇了一個(gè)計(jì)數(shù)型量具，把每個(gè)零件同一個(gè)特性的限定值進(jìn)行比較。如果零件滿足限定值就接受這個(gè)零件，反之拒絕零件。n多數(shù)這種類型的量具以一套標(biāo)準(zhǔn)零件為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)定接收與拒絕。這個(gè)計(jì)數(shù)型量具不能指出一個(gè)零件有多好或多壞，只能指出零件可接受或拒絕(如2個(gè)分級(jí))lslusl0.500.600.40xx129案例n小組使用的特定量具具有與公差相比的%grr為25%。由于其尚未被小組

49、證據(jù)，需要研究測(cè)量系統(tǒng)。小組決定隨機(jī)地從過(guò)程中抽取50個(gè)零件樣本，以獲得覆蓋過(guò)程范圍的零件，使用三名評(píng)價(jià)人，每位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件評(píng)價(jià)三次。n(1)指定為可接受判斷，(0)為不可接受判斷。下表中的基準(zhǔn)判斷和計(jì)量基準(zhǔn)值不預(yù)先確定。表的”代碼”列還用”-”,”+”,”x”顯示是否在第iii，ii，i區(qū)域。130假設(shè)檢驗(yàn)分析交叉表方法b總計(jì)01a0.0 計(jì)算 期望的計(jì)算4415.7634.35050.01.0 計(jì)算 期望的計(jì)算331.39768.7100100.0總計(jì) 計(jì)算 期望的計(jì)算4747.0103103.0150150.0a與b的交叉表131假設(shè)檢驗(yàn)分析交叉表方法c總計(jì)01b0.0 計(jì)算 期望的

50、計(jì)算4216.0531.04747.01.0 計(jì)算 期望的計(jì)算935.09468.0103103.0總計(jì) 計(jì)算 期望的計(jì)算5151.09999.0150150.0b與c的交叉表132假設(shè)檢驗(yàn)分析交叉表方法c總計(jì)01a0.0 計(jì)算 期望的計(jì)算4317.07335050.01.0 計(jì)算 期望的計(jì)算834.09266.0100100.0總計(jì) 計(jì)算 期望的計(jì)算5151.09999.0150150.0a與c的交叉表133案例kappan設(shè)計(jì)這些表的目的是確定評(píng)價(jià)人之間意見(jiàn)一致的程度。為了確定評(píng)價(jià)一致的水平，小組用科恩的kappa來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)評(píng)價(jià)人對(duì)同一目標(biāo)評(píng)價(jià)值的一致程度。1表示完全一致。0表示一致程度不比偶然的要好。kappa只用于兩個(gè)變量具有相同的分級(jí)值和相同的分級(jí)數(shù)的情況。nkappa是一個(gè)評(píng)價(jià)人之間一致性的測(cè)量值，檢驗(yàn)是否沿對(duì)角線格子中的計(jì)(接收比率一樣的零件)與那些僅是偶然的期望不同。n設(shè)p0=對(duì)角線單元中計(jì)算值的總和/被測(cè)機(jī)會(huì)總數(shù)npe=對(duì)角線單元中期望值的總和/被測(cè)機(jī)會(huì)總數(shù)n則kappa=(p0-pe)/(1-pe)134案例kappankappa是測(cè)量而不是檢驗(yàn)。其大小用一個(gè)漸進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)誤差構(gòu)成的t統(tǒng)計(jì)量決定。一個(gè)通用的法則是kappa大于0.75表示好的一致性；小于0.4表示一致性差，計(jì)算結(jié)果如下：kappaabc