工程師級(jí)SPC教材3--量測(cè)系統(tǒng)研究ppt課件

1、SPC量測(cè)系統(tǒng)研討(工程師級(jí)講師: Mccain.Koo (顧孝鋒).內(nèi)容：為什么要進(jìn)展MSA？Why？；什么是MSA？ What ？；什么時(shí)候進(jìn)展MSA？When？；如何進(jìn)展MSA？ How？；目的：了解進(jìn)展過(guò)程才干分析的重要性；掌握量測(cè)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指數(shù);掌握如何評(píng)價(jià)量測(cè)系統(tǒng)的分辨率.為什么要進(jìn)展MSA？我他的丈量數(shù)據(jù)是可靠的嗎？丈量系統(tǒng)有足夠的分辨力嗎？?jī)赡陜?nèi)量具的結(jié)果能否堅(jiān)持一致？為什么不同的丈量人員得到的結(jié)果不同，我應(yīng)該置信誰(shuí)？量具丈量反復(fù)丈量時(shí)結(jié)果也不盡一樣，應(yīng)該如何取值？.為什么要進(jìn)展MSA？.為什么要進(jìn)展MSA？因此我們需求：經(jīng)過(guò)一系列的科學(xué)方法確保具有適宜分辨力和小的丈量系統(tǒng)誤差的

2、丈量系統(tǒng)。.為什么要進(jìn)展MSA？MSA系統(tǒng)可以讓他獲得什么？接受新丈量設(shè)備的準(zhǔn)那么；一種丈量設(shè)備與另一種丈量設(shè)備的比較；評(píng)價(jià)疑心有缺陷的量具的根據(jù)；維修前后丈量設(shè)備的比較；計(jì)算過(guò)程變差所需的方法，以及消費(fèi)過(guò)程的可接受性程度；想知道什么是MSA了吧？.什么是MSA？丈量系統(tǒng)：指被測(cè)試特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合，是用來(lái)獲得丈量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。量具：指任何用來(lái)獲得丈量結(jié)果的安裝；包括用來(lái)丈量合格/不合格的安裝。丈量系統(tǒng)的分辨率：丈量系統(tǒng)檢出并照實(shí)指示被測(cè)特性中極小變化的才干也稱為分辨力。.什么是MSA？影響丈量系統(tǒng)的要素:量具(Gage)人(People)丈量技術(shù)(Me

3、asurement Technique)丈量程序(Measurement Procedure)軟件(Software)環(huán)境(Environment)其它要素(Other Factors).什么是MSA？丈量系統(tǒng)的分辨率的意義：假設(shè)丈量系統(tǒng)沒(méi)有足夠的分辨率，它不能識(shí)別過(guò)程變差以及定量表示單個(gè)零件的特性值；不適宜的分辨率可以經(jīng)過(guò)極差圖方便地顯示出來(lái)。請(qǐng)看下頁(yè)的極差圖.什么是MSA？如何判別丈量系統(tǒng)的分辨率能否足夠？極 差 圖.什么是MSA？如何判別丈量系統(tǒng)的分辨力能否足夠？判別準(zhǔn)那么： 當(dāng)極差圖顯示能夠只需一、二或三個(gè)極差值在控制限值內(nèi)時(shí)，或能夠4個(gè)極差值在控制限值內(nèi)且超越四分之一以上的極差為零時(shí)

4、，都反映了丈量系統(tǒng)沒(méi)有足夠的分辨率/力。 建議： 可視分辨率最多是總過(guò)程的6規(guī)范偏向的非常之一而不是公差范圍的非常之一。.什么是MSA？丈量系統(tǒng)變差的分布特征：反映丈量值相對(duì)于規(guī)范值的位置：偏倚(Bias)穩(wěn)定性(Stability)線性(Linearity)反映丈量值的分散程度方差，也即R&R：反復(fù)性(Repeatability)再現(xiàn)性(Reproducibility)零件間變差.什么是MSA？偏倚：丈量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值也叫準(zhǔn)確度；.什么是MSA？偏倚較大，能夠的緣由：規(guī)范或基準(zhǔn)值誤差；檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序儀器磨損； 維護(hù)或修繕制造的儀器尺寸不對(duì)；儀器丈量了錯(cuò)誤的特性；儀器校準(zhǔn)不當(dāng)；

5、復(fù)查校準(zhǔn)方法評(píng)價(jià)人員運(yùn)用儀器不當(dāng)； 復(fù)查檢驗(yàn)闡明書(shū)儀器修正計(jì)算不正確.什么是MSA？穩(wěn)定性：丈量系統(tǒng)在某繼續(xù)時(shí)間內(nèi)丈量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的丈量值總變差；或稱飄移.什么是MSA？可利用平均值極差控制圖來(lái)研討穩(wěn)定性.什么是MSA？可利用平均值極差控制圖來(lái)研討穩(wěn)定性平均值失控表示：系統(tǒng)不再正確地丈量偏倚曾經(jīng)改動(dòng) 能夠的緣由：需求校準(zhǔn)等極差圖失控表示：不穩(wěn)定的反復(fù)性 能夠的緣由：部件松動(dòng)、氣路堵塞、電壓變化等.什么是MSA？線性：量具預(yù)期的任務(wù)量程內(nèi)，偏倚值的差值。量程較低部分量程較高部分.什么是MSA？線 性 圖 其中：x:基準(zhǔn)值 y:偏倚y=a+bx ，b：斜率.什么是MSA？線性的表

6、達(dá)方式：.什么是MSA？線性的表達(dá)方式：線性回歸直線的擬合優(yōu)度R2用來(lái)推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的線性關(guān)系.線性=|斜率|過(guò)程變差%線性=100線性/過(guò)程變差擬合優(yōu)度R2用來(lái)推斷偏倚與基準(zhǔn)值之間的線性關(guān)系,其取值范圍為0,1,越接近于1表示線性關(guān)系越強(qiáng)。留意: 線性是由最正確擬合直線的斜率而不是擬合優(yōu)度的值確定的，普通地，斜率越低，量具線性越好。.什么是MSA？丈量系統(tǒng)非線性的能夠緣由：在任務(wù)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； .什么是MSA？反復(fù)性：由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用同一種丈量?jī)x器，多次丈量同一零件的同一特性時(shí)獲得的丈量值的變差。主要反映

7、：量具變異。.什么是MSA？反復(fù)性的計(jì)算公式：.什么是MSA？產(chǎn)生反復(fù)性的普通緣由：儀器本身；零件在儀器中位置變化。.什么是MSA？極差控制圖分析反復(fù)性假設(shè)一切極差都受控，那么儀器變差和丈量過(guò)程在研討期間是一致的；假設(shè)一名評(píng)價(jià)人失控，那么他的方法與其他人不同；假設(shè)一切評(píng)價(jià)人都失控，那么必需改良丈量技術(shù)；.什么是MSA？再現(xiàn)性：由不同的評(píng)價(jià)人，采用同一個(gè)的丈量?jī)x器，丈量同一零件的同一特性時(shí)丈量平均值的變差。主要反映:人的變異.什么是MSA？再現(xiàn)性的表達(dá)方式：再現(xiàn)性的規(guī)范偏向：o=Ro/d2 (Ro為評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小平均值)。再現(xiàn)性AV=5.15 Ro/d2 。(d2的值取決于評(píng)價(jià)人的人數(shù)

8、m和參與計(jì)算的極差的個(gè)數(shù)g=1,可從附表一中查得)由于量具變差影響了該估計(jì)值，必需經(jīng)過(guò)減去反復(fù)性部分來(lái)調(diào)整。調(diào)整后的再現(xiàn)性的規(guī)范偏向：o=AV/5.15.什么是MSA？再現(xiàn)性研討：均值控制圖評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件的平均值繪制而成假設(shè)只需30%或少于一半的平均值在限值外，那么丈量系統(tǒng)缺乏以檢測(cè)出零件間變差。留意： 控制限以反復(fù)性誤差為根底而不是零件間變差。.什么是MSA？反復(fù)性與再現(xiàn)性之間比較：假設(shè)反復(fù)性再現(xiàn)性：儀器需求維護(hù)；量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度；夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需求改良；存在過(guò)大的零件內(nèi)變差；假設(shè)再現(xiàn)性反復(fù)性：評(píng)價(jià)人需求更好的培訓(xùn)如何運(yùn)用量具和讀數(shù)量具刻度盤上的刻度不清楚；需求某種夾具協(xié)助評(píng)價(jià)人提高

9、適用量具的一致性.零件間變差：由同一或不同的評(píng)價(jià)人，采用同一個(gè)的丈量?jī)x器，丈量不同零件的同一特性時(shí)零件丈量平均值的變差。零件間規(guī)范偏向：p =Rp/d2 Rp為樣品平均值極差。零件間變差：PV=5.15 Rp/d2 。(d2取值取決于量具研討運(yùn)用的零件數(shù)m和參與計(jì)算的極差個(gè)數(shù)g=1，可從附表一中查得)。什么是MSA？.什么是MSA？好的丈量系統(tǒng)應(yīng)該具備：統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性： 只需正常緣由 沒(méi)有異常緣由丈量系統(tǒng)的變差過(guò)程的變差丈量的分辨率=1/10*5.15*過(guò)程變差線性較好保證丈量結(jié)果的一致性;.什么是MSA?丈量系統(tǒng)R&R計(jì)算公式.丈量系統(tǒng)反復(fù)性和再現(xiàn)性占總過(guò)程變差的百分比%R&R的可接受性準(zhǔn)那么：

10、低于10% 丈量系統(tǒng)可接受；10%至30% 根據(jù)運(yùn)用的重要性、量具本錢和維修的費(fèi)用等能夠是可接受的；大于30% 丈量系統(tǒng)需求改良。丈量系統(tǒng)R&R的接受準(zhǔn)那么.什么時(shí)候進(jìn)展MSA？傳統(tǒng)上:根據(jù)閱歷制造商建議無(wú)科學(xué)的方法太短資源浪費(fèi)不用要的活動(dòng)太長(zhǎng)采取不正確的丈量系統(tǒng)的危險(xiǎn)度增大.什么時(shí)候進(jìn)展MSA？丈量系統(tǒng)研討預(yù)備方案要運(yùn)用的方法；確定評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及反復(fù)讀數(shù)次數(shù)；從日常操作該儀器的人中挑選評(píng)價(jià)人；樣品必需從過(guò)程中選取并代表整個(gè)任務(wù)范圍；儀器的分辨率應(yīng)允許至少讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的非常之一；確保丈量方法即評(píng)價(jià)人和儀器在按照規(guī)定的丈量步驟丈量特征尺寸。.什么時(shí)候進(jìn)展MSA？丈量系統(tǒng)研討的

11、本卷須知丈量必需按照隨機(jī)順序進(jìn)展；不應(yīng)讓評(píng)價(jià)人知道正在檢查零件的編號(hào)；丈量讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字；研討任務(wù)應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)仔細(xì)的人員進(jìn)展；每一位評(píng)價(jià)人在整個(gè)研討過(guò)程中應(yīng)采用一樣的丈量方法。.如何進(jìn)展MSA？偏倚或線性：獨(dú)立樣本法圖表法平均值規(guī)范差控制圖穩(wěn)定性：平均值極差或平均值規(guī)范差控制圖.如何進(jìn)展MSA？反復(fù)性與再現(xiàn)性極差法； 丈量變異近似值； 只提供總體情形；平均值極差控制圖法； 把變異分為反復(fù)性和再現(xiàn)性；方差分析法； 把變差分為四類：零件、評(píng)價(jià)人、零件與評(píng)價(jià)人的交互作用、量具反復(fù)性誤差。.Gage R&R研討極差法2名評(píng)價(jià)人，5個(gè)零件.平均值極差控制圖法.平均值極差控制圖法

12、.Gage R&R研討方差分析法ANOVA.Gage R&R研討方差分析法ANOVA.MSA流程圖.Gage R&R例如研討實(shí)驗(yàn)步驟：取包含5個(gè)零件的一個(gè)樣本，代表過(guò)程變差的實(shí)踐或預(yù)期范圍；指定評(píng)價(jià)人A、B，并按1至5給零件編號(hào)，使評(píng)價(jià)人不能看到這些數(shù)字；假設(shè)校準(zhǔn)是正常程序中的一部分，那么對(duì)量具進(jìn)展校準(zhǔn)；讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)的順序丈量5個(gè)零件，并讓另一個(gè)觀測(cè)人記錄結(jié)果。讓評(píng)價(jià)人B以同樣的方法丈量5個(gè)零件；運(yùn)用不同的隨機(jī)丈量順序反復(fù)上述操作過(guò)程3次；.Gage R&R例如研討數(shù)據(jù)搜集.Gage R&R例如研討丈量系統(tǒng)R&R的初步斷定.Gage R&R例如研討將每個(gè)評(píng)價(jià)人/零件組合的均值畫在均值圖中,

13、均值圖的控制限由下式計(jì)算:.Gage R&R例如研討將每個(gè)評(píng)價(jià)人/零件組合的極差畫在極差圖中,極差圖的控制限由下式計(jì)算:.Gage R&R例如研討反復(fù)性和再現(xiàn)性的計(jì)算:反復(fù)性規(guī)范偏向量具規(guī)范偏向：反復(fù)性：.Gage R&R例如研討反復(fù)性和再現(xiàn)性的計(jì)算:.Gage R&R例如研討零件間變差計(jì)算:.Gage R&R例如研討丈量系統(tǒng)R&R計(jì)算和分析.Gage R&R例如研討丈量系統(tǒng)R&R計(jì)算和分析.Gage R&R例如研討研討結(jié)果闡明：研討顯示丈量系統(tǒng)的%R&R為50.7%，不符合丈量要求；丈量系統(tǒng)的反復(fù)性為丈量系統(tǒng)%R&R不合格的主要緣由；.Gage R&R示例研究分析報(bào)表.附錄：d2*取值表.自動(dòng)丈量設(shè)備的Gage R&R研討EV反映系統(tǒng)內(nèi)偏向；AV反映系統(tǒng)間偏向；對(duì)自動(dòng)丈量設(shè)備，丈量過(guò)程與人員的技術(shù)無(wú)關(guān)，不用分析AV；多臺(tái)自動(dòng)丈量設(shè)備，AV反映測(cè)定設(shè)備之間的偏向。.自動(dòng)丈量設(shè)備的Gage R&R研討1個(gè)評(píng)價(jià)人，10個(gè)零件，丈量每個(gè)零件210次計(jì)算步驟：1計(jì)算每個(gè)零件的規(guī)范方差；2計(jì)算平均的規(guī)范方差sBar；3估計(jì)過(guò)程偏向sBar/c4)；4) %P/T=(6*sBar/c4)/(USL-LSL)*100；n2345678910c40.79790.88620.92130.9400