MSA測量系統(tǒng)分析作業(yè)指導(dǎo)書三性

1、有限公司作業(yè)文件文件編號：JT/C7.6J003版號：A/0（MSA）測量系統(tǒng)分析穩(wěn)定性、偏移和線性研究作業(yè)指導(dǎo)書批準(zhǔn)：審核：編制：受控狀態(tài)：分發(fā)號：2010年11月15日發(fā)布2010年11月15日實施量具的穩(wěn)定性、偏移、線性研究作業(yè)指導(dǎo)書 JT/C7.6J0031目的為了配備并使用與要求的測量能力相一致的測量儀器，通過適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計技術(shù)，對測量系統(tǒng)的五個特性進(jìn)行分析，使測量結(jié)果的不確定度已知，為準(zhǔn)確評定產(chǎn)品提高質(zhì)量保證。2適用范圍適用于公司使用的所有測量儀器的穩(wěn)定性、偏移和線性的測量分析。3職責(zé)3.1檢驗科負(fù)責(zé)確定過程所需要的測量儀器，并定期校準(zhǔn)和檢定，對使用的測量系統(tǒng)分析，對存在的異常情況及時

2、采取糾正預(yù)防措施。3.2HR負(fù)責(zé)根據(jù)需要組織和安排測量系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)。3.3生產(chǎn)科配合對測量儀器進(jìn)行測量系統(tǒng)分析。4術(shù)語4.1偏倚偏倚是測量結(jié)果的觀測平均值與基準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)值）的差值。4.2穩(wěn)定性（飄移）穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)在某持續(xù)時間內(nèi)測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時獲得的測量值總變差。4.3線性線性是在量具預(yù)期的工作量程內(nèi)，偏倚值的變差。4.4重復(fù)性重復(fù)性是由一個評價人，采用一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性獲得的測量值的變差。4.5再現(xiàn)性再現(xiàn)性是由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性的測量平均值的變差。5測量系統(tǒng)分析作業(yè)準(zhǔn)備5.1確定測量過程需要使用的測量儀器以及測

3、量系統(tǒng)分析的范圍。a)控制計劃有要求的工序所使用的測量儀器；b)有SPC控制要求的過程，特別是有關(guān)鍵/特殊特性的產(chǎn)品及過程；c)新產(chǎn)品、新過程；d)新增的測量儀器；e)已經(jīng)作過測量系統(tǒng)分析，重新修理后。5.2公司按GB/T10012標(biāo)準(zhǔn)要求，建立公司計量管理體系，確保建立的測JT/C7.6J003量系統(tǒng)的可靠性。6分析研究過程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。如果無法取得這樣的樣件，則選擇一個落在產(chǎn)品測量范圍中間的生產(chǎn)零件，指定它為基準(zhǔn)樣件進(jìn)行穩(wěn)定性分析。對于追蹤測量系統(tǒng)穩(wěn)定性，不要求已知的參考值。 建議對每個標(biāo)準(zhǔn)樣件分別進(jìn)行測量和畫控制圖。2）以一定的周期基

4、礎(chǔ)（每天、每周）測量基準(zhǔn)件三到五次，抽樣的數(shù)量和頻率應(yīng)取決于對測量系統(tǒng)的認(rèn)識?？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)該在不同的時間下取得多次讀值，以代表測量系統(tǒng)的實際使用情況，以便說明在一天中預(yù)熱、周圍環(huán)境和其他因素發(fā)生的變化。3）將數(shù)據(jù)按時間順序畫在&R控制圖上4）建立控制限并用標(biāo)準(zhǔn)化控制圖分析評價失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。 范例穩(wěn)定性為了確定某一新的測量儀器的穩(wěn)定性是否可接受，過程小組選取了生產(chǎn)過程輸出范圍中接近中間值的一個零件。該零件被送到了測量實驗室，經(jīng)測量其參考值確定為6.01.。小組每班測量該零件5次，共測量了4周（20個

5、子組）；收集所有數(shù)據(jù)以后，畫出了X&R圖（見圖1） 0 10 20樣本均值UCL=6.2976.021LCL=5.7466.36.26.16.05.95.85.7用于分析穩(wěn)定性的均值-極差圖樣本極差1.00.50.0UCL=1.0100.4779LCL=0JT/C7.6J003 5）從以上控制圖分析顯示，測量過程是穩(wěn)定的，因為沒有出現(xiàn)明顯可見的特殊原因影響。6.2偏移的分析研究 進(jìn)行研究控制圖法 1）如果均值-極差圖用于測量穩(wěn)定性，其偏倚 據(jù)可以用來進(jìn)行偏倚評價。在偏倚被評價之前，控制圖分析應(yīng)該表明測量系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。2）取得一個樣件，并且建立其與可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值。如果不能得

6、到這個參考值，選擇一個落在生產(chǎn)測量范圍中間的的生產(chǎn)件，測量系統(tǒng)的平均值 基準(zhǔn)值 并將它指定為偏倚分析的基準(zhǔn)件。在工具室測量這個零件n10次，并計算這n個數(shù)據(jù)的平均值。把將平均值視為“參考值”。3）從控制圖上獲取平均值 4）用平均值減去參考值，計算得到偏倚偏倚 = 基準(zhǔn)值5）用極差的平均值來計算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差Rd2*重復(fù)性 = 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)。(見附錄一) 6）確定對偏倚的統(tǒng)計t值： b = r /偏倚b t = 7）如果0落在偏倚值附近的1-a置信區(qū)間內(nèi)，則偏倚在這a水準(zhǔn)上可被接受。JT/C7.6J003偏倚 b（t v，1-a/2）0偏倚 + b（

7、t v，1-a/2）公式中，V可以在附錄1中查到T v，1-a/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評價/控制一過程是必要的，并且與產(chǎn)品/過程的損失函數(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%置信度），則必須得到顧客的同意。 范例偏倚參見圖1、圖2，對一個參考值6.01的零件進(jìn)行穩(wěn)定性研究，所有樣本(20個組)的整體平均值為6.021；因此偏倚值的計算值為0.011。使用了散布圖和統(tǒng)計軟件，質(zhì)檢員得到了數(shù)據(jù)分析結(jié)果，見表1。9）因為0落在偏倚的置信度區(qū)間內(nèi)（-0.0299,0.0519）,該過程小組可以假設(shè)這測量系統(tǒng)的偏倚是可

8、以接受的,即在實際使用中不會帶來額外的變差來源。n（m）平均值,標(biāo)準(zhǔn)差,r平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差b測量值1006.0210.20480.0458參考值= 6.01, a=0 .05 ，m=5 ，g = 20, d2* = 2.334，d2 = 2.326統(tǒng)計的t值df顯著的t值(2-含尾數(shù)的)偏倚偏倚的95%置信度區(qū)間上限下限測量值0.537172.71.9930.011-0.02990.0519表1：偏倚研究-偏倚的穩(wěn)定性研究分析偏倚研究的分析：1）如果偏倚從統(tǒng)計上不等于零，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)件的程序。 儀器磨損。這問題會在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)出來，建議進(jìn)行維修

9、或重新整修計劃。 儀器產(chǎn)生尺寸的誤差。 儀器測量的特性有誤。 儀器沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)。對校準(zhǔn)程序進(jìn)行評審。JT/C7.6J003 評價人使用儀器方法不正確。對測量指導(dǎo)書進(jìn)行評審。 儀器糾正的指令錯誤。2）如果測量系統(tǒng)偏倚不等于0，若有可能，應(yīng)該采用硬件修正法、軟件修正法或同時使用兩種方法來對量具進(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，通過改更程序（如對每個讀值根據(jù)偏倚進(jìn)行修正），還可以繼續(xù)使用該測量系統(tǒng)。由于存在評價人誤差這一高度風(fēng)險，因此這種方法只能在取得顧客同意后方能使用。6.3線性的分析研究進(jìn)行研究 可以用以下指南進(jìn)行線性評價：偏移 偏移 1）由于存在過程變差，選擇g 5個零件，

10、使這些測量涵蓋這量具的整個工作量程。數(shù)值1 數(shù)值n 2）對每一個零件進(jìn)行全尺寸測量，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量每個零件m 10次。 要隨機地選擇零件，從而減少評價人對測量中偏倚的“記憶”。結(jié)果分析- 圖示法1）計算零件每次測量的偏倚，以及每隔零件的偏倚的平均值。偏倚I，j = x I，j（基準(zhǔn)值）Im偏倚I，jj=1 偏倚I = m2）在線性圖上畫出相對于參考值的每一個偏倚及偏倚的平均值（見圖2）。3）應(yīng)用以下公式，計算并畫出最最適合的線和該線的自信度區(qū)間置信間。對最適合的線，用公式：i = ax i + b 式中JT/C7.6J00

11、3x i = 參考值i = 偏倚平均值并且xy xy 1gmx2 （x）21gm 公式： a = = 斜率（siope）b= a = 中心（intercept）對于一個已知的x0，a置信度區(qū)間為：yi2 byi axi yigm 2式中s =1gm（x0x）2（xix）21/2上限：b + ax0 t gm 2，1a/2 + s1gm（x0x）2（xix）21/2下限：b + ax0 t gm 2，1a/2 + s4）畫出“偏倚=0”的線，并對該圖進(jìn)行評審，以觀察是否存在特殊原因和線性是否可接受（見圖3）5）如果 “偏倚=0”的整個直線完全都在置信度區(qū)間以內(nèi)，則該測量系統(tǒng)的線性是可接受的。結(jié)果

12、分析（數(shù)值法）1）如果圖示法分析表示該測量系統(tǒng)的線性是可接受的，則以下假設(shè)就應(yīng)改為真：JT/C7.6J003H0：a=0 斜率=0 （xi x）2as如果下式成立，則不能被否定t = t gm2，1a/22）如果以上的假設(shè)為真，則測量系統(tǒng)對所有的參考值有相同的偏倚。這個偏倚必須為0，該線性才可被接受。H0：b=0 截距（偏倚）=0 s1 x2gm （xix）2+如果下式成立，則不能被否定bt = t gm2，1a/2范例線性某工廠質(zhì)檢員對某過程引進(jìn)了一套新測量系統(tǒng)。作為PPAP的一部分，需要對測量系統(tǒng)的線性進(jìn)行評價。根據(jù)已文件化的過程變差描述，在測量系統(tǒng)的全部工作量程范圍內(nèi)選擇了5個零件。通過

13、對每個零件進(jìn)行全尺寸檢驗，從而確定它們的參考值。然后由主要操作者對每個零件測量12次。在分析零件是隨機抽取的。 見表2線性研究數(shù)據(jù)表JT/C7.6J003零件參考值123452.004.006.008.0010.00測量次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.6

14、0102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40見表3線性研究中途的結(jié)果零件參考值123452.004.006.008.0010.00偏倚10.701.1-0.2-0.4-0.920.50-0.1-0.3-0.3-0.730.400.2-0.1-0.2-0.540.501-0.1-0.3-0.750.70-0.20.0-0.2-0.660.30-0.10.1-0.2-0.570.50-0.10.0-0.2-0.580.50-0.10.1-0.3-0.590.40-0.10.4-0.2-0.4100.400.0

15、0.3-0.5-0.8110.600.10.0-0.4-0.7120.40-0.20.1-0.3-0.6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/C7.6J003使用散布圖和統(tǒng)計軟件，質(zhì)檢員畫出了線性圖，進(jìn)行作圖分析（見圖2） * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *1偏移0 偏移01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 回歸 95置信區(qū)間 偏移平均值以上圖示法分析指出特殊原因可能會影響這測量系統(tǒng)。參考值4的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)兩種

16、統(tǒng)計模式（可能是雙峰）。即使不考慮參考值為4的數(shù)據(jù)，圖示分析也明顯地表示該測量系統(tǒng)存有一些線性問題。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=0”的直線置信度區(qū)間相交，而不是包含在置信度區(qū)間內(nèi)。此時，這位質(zhì)檢員要開始分析并解決測量系統(tǒng)存在的問題，因為數(shù)據(jù)分析不能提供任何進(jìn)一步有價值的線索和方向。然而，為確保不能半途而廢，質(zhì)檢員對斜率和中心(截距)計算統(tǒng)計的t值（t-statistic）： 公式：t a =-12.043t b =-10.158JT/C7.6J003取預(yù)設(shè)a =0 .05，t-分布表，取（gm 2）=58個自由度，并取概率為0.975，該督導(dǎo)者得出關(guān)鍵值：t58,.975 =2.00172因為 t a > t58,.975 ，從圖示法分析獲得到的結(jié)論經(jīng)過數(shù)值法分析得到證實本測量系統(tǒng)存在一線性問題。如果測量系統(tǒng)存在一線性問題，需要通