MSA測量系統(tǒng)分析復(fù)雜測量系統(tǒng)的實(shí)踐

1、測量系統(tǒng)分析（MSA）復(fù)雜測量系統(tǒng)的實(shí)踐-第一節(jié)復(fù)雜的或非重復(fù)的測量系統(tǒng)的實(shí)踐引言本參考手冊的重點(diǎn)是針對每個(gè)零件能重復(fù)讀數(shù)的測量系統(tǒng)，但并不是所有的測量系統(tǒng)都有這種特性，例如：破壞性測量系統(tǒng)零件隨著使用/試驗(yàn)變化的系統(tǒng)；例如，發(fā)動(dòng)機(jī)或變速器測功機(jī)試驗(yàn)下面是一些測量系統(tǒng)分析方法的例子，包括本手冊中前面未討論的系統(tǒng)。這里不打算全面列出覆蓋各種型式的測量系統(tǒng)，而只是給出不同方法的例子。如果本手冊所關(guān)注的不適用于你所具有的測量系統(tǒng)，建議你求助于有能力的統(tǒng)計(jì)資源。非重復(fù)的測量系統(tǒng)案例一一非破壞性測量系統(tǒng)示例零件不為測量過程所改變；即測量系統(tǒng)是非破壞性的 并且附于如卜零件（樣本）：靜態(tài)特性，或 一直穩(wěn)定的

2、狀態(tài)（變化）特性。用于非初次使用的車輛/傳動(dòng)系的車輛測功機(jī)用計(jì)量數(shù)據(jù)的泄漏試驗(yàn)該個(gè)性（性質(zhì)）的保存壽命已知，并延續(xù)超過預(yù)期的 研究時(shí)期，即，在預(yù)期的使用期間，被測特性不發(fā)生 改變。案例一一破壞性測量系統(tǒng)示例試驗(yàn)臺生產(chǎn)線終端V發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺V變速器試驗(yàn)臺V車輛測功機(jī)有定性數(shù)據(jù)的泄漏試驗(yàn)鹽霧口射/濕度間重力計(jì)其他非重復(fù)的測量系統(tǒng)自動(dòng)化的不允許重復(fù)的在線測量系統(tǒng)破壞性焊接試驗(yàn)破壞性電鍍試驗(yàn)本章中所描述的研究圖和不同的案例如下:穩(wěn)定性研究案例S1S2S3S4S5零件不為測量過程所改變；即測量系統(tǒng)是非破壞性的 并且用于具有如下特性的零件（樣本）靜態(tài)特性，或 一直穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)（變化）特性VV該特性（性質(zhì)）的保

3、存壽命已知，并延續(xù)超過預(yù)期的 研究時(shí)期，即，在預(yù)期的使用期間，被測特性不發(fā)生 改變VV破壞性測量系統(tǒng)VV非重復(fù)的測量系統(tǒng)VV試驗(yàn)臺V變異性研究案例V1V2V3V4V5V6V7V8V9零件不為測量過程所改變；即測量系統(tǒng)是非破壞性的 并且用于具有如下特性的零件（樣本）靜態(tài)特性，或 一直穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)（變化）特性V是有P2儀器的上述測量系統(tǒng)V破壞性測量系統(tǒng)VV非重復(fù)性測量系統(tǒng)VV具有動(dòng)態(tài)特性的測量系統(tǒng)，V7V7VVVV是有P3儀器的上述測量系統(tǒng)V表14:基于測量系統(tǒng)形式的方法第二節(jié)穩(wěn)定性研究S1:單個(gè)零件，每循環(huán)單一測量應(yīng)用：a）零件不為測量過程所改變的測量系統(tǒng)，即測量系統(tǒng)是非破壞性的并且用于具有如下特

4、性的零件（樣本）：V靜態(tài)特性，或V 一直穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)（變化）特性b）該特性（性質(zhì)）的保存壽命已知，并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，就是說，在預(yù)期的 使用期間，被測特性不發(fā)生改變。假設(shè)：在預(yù)期的特性（性質(zhì)）范圍內(nèi)，測量系統(tǒng)具備線性響應(yīng)已知（形成文件的）零件（樣本）覆蓋該特性過程變差的預(yù)期范圍。采用X&mR圖分析：確定測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性V比較標(biāo)繪點(diǎn)和控制限制V看趨勢（僅X圖）比較 %=%; （總測量誤差）和由變異性分析（見下節(jié)）得出的重復(fù)性估計(jì)如果已知基準(zhǔn)值確定偏倚：偏彳e = x -基準(zhǔn)值S2： n3個(gè)零件，每循環(huán)每個(gè)零件單一測量應(yīng)用：a）零件不為測量過程所改變的測量系統(tǒng)，即測量系統(tǒng)是非破壞性的并且用于具

5、有如下特性的零件（樣本）：V靜態(tài)特性，或V 一直穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)（變化）特性b）該特性（性質(zhì)）的保存壽命已知，并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，就是說，在預(yù)期的 使用期間，被測特性不發(fā)生改變。假設(shè)：在預(yù)期的特性（性質(zhì)）范圍內(nèi)，測量系統(tǒng)具備線性響應(yīng)已知（形成文件的）零件（樣本）覆蓋該特性過程變差的預(yù)期范圍。采用Z, R圖分析，此處zi =xi -Ui式中一一Ui是（基準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)值或者由零件（樣本）大量連續(xù)讀數(shù)平均值確定的值。確定測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性V比較標(biāo)繪點(diǎn)與控制限;v查找趨勢（僅z圖）R比較 e 一 乃*和由變異性分析得出的重復(fù)性估計(jì)QE。若已知基準(zhǔn)值則確定偏倚：偏倚=x -基準(zhǔn)值若采用了 n 3個(gè)零件則確定性

6、。零件（樣本）必須覆蓋特性的預(yù)期范圍。每個(gè)零件（樣本）應(yīng)單獨(dú)分析偏倚和重復(fù)性。用在第三章第二節(jié)討論的線性分析量化線性。如果在研究中使用多于一臺儀器，確定這些儀器的一致性（變差均勻性），例如采用F檢驗(yàn)，Bartlett檢驗(yàn)，Levene檢驗(yàn)等。S3:從穩(wěn)定過程中的大量取樣應(yīng)用：測量系統(tǒng)必須評定均勻獨(dú)立同等分布的取樣，（iid）（收集并隔離）。單個(gè)零件（樣本）的測量不重復(fù)進(jìn)行，因此該研究可用于破壞性和非重復(fù)性的測量系統(tǒng)。假設(shè)：特性（性質(zhì)）的保存壽命已知并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，即在預(yù)期的使用和/或儲存期間被測特性不改變；這些零件（樣本）覆蓋該特性（性質(zhì)）的過程變差的預(yù)期范圍；在該特性（性質(zhì)）的預(yù)期

7、范圍上測量系統(tǒng)的線性已知（形成文件的）（如果響應(yīng)是非線性則應(yīng)相應(yīng)地校正讀數(shù)）分析：通過對n 30個(gè)零件的能力研究確定總變異性（這種初步研究也應(yīng)用于驗(yàn)證樣本的一致性，即所有零件（樣本）來自單峰分布）。的=晶程+峭1量系統(tǒng)每個(gè)時(shí)間周期從隔離的樣本中測量一個(gè)或多個(gè)零件，使用帶有由能力研究確定的控制限的X&R或X&mR圖。比較標(biāo)繪點(diǎn)和控制限；查看趨勢因?yàn)檫@些零件（樣本）不會變化（一個(gè)隔離樣本），任何不穩(wěn)定性跡象將歸因于該測量系統(tǒng)的變化。S4:分割樣本（通用），每循環(huán)單一樣本應(yīng)用：零件（樣本）各個(gè)部分的測量不重復(fù)進(jìn)行，因此該研究可用于破壞性和非重復(fù)性測量系統(tǒng)。假設(shè)：特性（性質(zhì)）的保存壽命已知并延續(xù)超過預(yù)

8、期的研究時(shí)期，即在預(yù)期的使用和/或儲存期間被測特性不改變；這些零件（樣本）覆蓋該特性（性質(zhì)）的過程變差的預(yù)期范圍；這些樣本被分成m部分。M=2時(shí)常稱為試驗(yàn)一再試驗(yàn)研究。 分析：極差圖以跟蹤（與“批內(nèi)” 一致性相混淆的）測量的一致性。 TOC o 1-5 h z 比較ae = %;和由變異性分析得出的重復(fù)性估計(jì)住。222上邊界研究：=aE +仃btwn控制圖跟蹤生產(chǎn)過程的一致性S4：用于不同批連續(xù)的（同類）成對零件一S4a該研究同S4一樣，用于不同批次連續(xù)的（同類）成對零件。 22 , 2, 2它是一個(gè)上邊界研究，因?yàn)?-e =E . ；-btwn - lotsS5:試驗(yàn)臺在這種情況下，多臺測量

9、儀器（試驗(yàn)臺） 評價(jià)連續(xù)產(chǎn)品流的同一特性。產(chǎn)品流隨機(jī)分配到各試驗(yàn)臺。S5a：計(jì)數(shù)響應(yīng)用P圖進(jìn)行分析：確定試驗(yàn)臺之間（結(jié)論）的一致性：包括各試驗(yàn)臺結(jié)果的一張圖表；確定各臺內(nèi)的穩(wěn)定性：各臺單獨(dú)的圖表。采用P&mR圖分析整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這里的P是在某給定工作日內(nèi)所有試驗(yàn)臺的平均值。S5b:計(jì)量數(shù)據(jù)響應(yīng)用方差分析（ANOVA）和圖形技術(shù)分析按時(shí)間周期計(jì)算各工作臺（按特性）的 X &So確定試驗(yàn)臺間結(jié)論的一致性：一張包括各臺實(shí)驗(yàn)結(jié)果的X &S圖表。確定各臺內(nèi)的穩(wěn)定性：各臺單獨(dú)的 X &S圖。比較e =， 3個(gè)零件則確定性。零件（樣本）必須覆蓋特性的預(yù)期范圍。每個(gè)零件（樣本）應(yīng)單獨(dú)分析偏倚和重復(fù)性。用在

10、第三章第二節(jié)討論的線性分析量化線性。如果在研究中使用多于一臺儀器，確定這些儀器的一致性（變差均勻性），例如采用F檢驗(yàn)，Bartlett檢驗(yàn)，Levene檢驗(yàn)等。S3:從穩(wěn)定過程中的大量取樣應(yīng)用：測量系統(tǒng)必須評定均勻獨(dú)立同等分布的取樣，（iid）（收集并隔離）。單個(gè)零件（樣本）的測量不重復(fù)進(jìn)行，因此該研究可用于破壞性和非重復(fù)性的測量系統(tǒng)。假設(shè)：特性（性質(zhì)）的保存壽命已知并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，即在預(yù)期的使用和/或儲存期間被測特性不改變；這些零件（樣本）覆蓋該特性（性質(zhì)）的過程變差的預(yù)期范圍；在該特性（性質(zhì)）的預(yù)期范圍上測量系統(tǒng)的線性已知（形成文件的）（如果響應(yīng)是非線性則應(yīng)相應(yīng)地校正讀數(shù)）分析：

11、通過對n 30個(gè)零件的能力研究確定總變異性（這種初步研究也應(yīng)用于驗(yàn)證樣本的一致性，即所有零件（樣本）來自單峰分布）。& =端程+域|量系統(tǒng)每個(gè)時(shí)間周期從隔離的樣本中測量一個(gè)或多個(gè)零件，使用帶有由能力研究確定的控制限的X&R或X&mR圖。比較標(biāo)繪點(diǎn)和控制限；查看趨勢因?yàn)檫@些零件（樣本）不會變化（一個(gè)隔離樣本），任何不穩(wěn)定性跡象將歸因于該測量系統(tǒng)的變化。S4:分割樣本（通用），每循環(huán)單一樣本應(yīng)用：零件（樣本）各個(gè)部分的測量不重復(fù)進(jìn)行，因此該研究可用于破壞性和非重復(fù)性測量系統(tǒng)。假設(shè)：特性（性質(zhì)）的保存壽命已知并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，即在預(yù)期的使用和/或儲存期間被測特性不改變；這些零件（樣本）覆蓋該

12、特性（性質(zhì)）的過程變差的預(yù)期范圍；這些樣本被分成m部分。M=2時(shí)常稱為試驗(yàn)一再試驗(yàn)研究。 分析：極差圖以跟蹤（與“批內(nèi)” 一致性相混淆的）測量的一致性。 TOC o 1-5 h z 比較%= Rd2和由變異性分析得出的重復(fù)性估計(jì)保。 _2_2_2上邊界研允：仃e 一仃E仃btwn控制圖跟蹤生產(chǎn)過程的一致性S4：用于不同批連續(xù)的（同類）成對零件一S4a該研究同S4一樣，用于不同批次連續(xù)的（同類）成對零件。2222它是一個(gè)上邊界研究，因?yàn)?限eE +仃btwn +%otsS5:試驗(yàn)臺在這種情況下，多臺測量儀器（試驗(yàn)臺） 評價(jià)連續(xù)產(chǎn)品流的同一特性。產(chǎn)品流隨機(jī)分配到各試驗(yàn)臺。S5a：計(jì)數(shù)響應(yīng)用P圖進(jìn)行

13、分析：確定試驗(yàn)臺之間（結(jié)論）的一致性：包括各試驗(yàn)臺結(jié)果的一張圖表；確定各臺內(nèi)的穩(wěn)定性：各臺單獨(dú)的圖表。采用P&mR圖分析整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這里的P是在某給定工作日內(nèi)所有試驗(yàn)臺的平均值。S5b:計(jì)量數(shù)據(jù)響應(yīng)用方差分析（ANOVA）和圖形技術(shù)分析按時(shí)間周期計(jì)算各工作臺（按特性）的 X &So確定試驗(yàn)臺間結(jié)論的一致性：一張包括各臺實(shí)驗(yàn)結(jié)果的X &S圖表。確定各臺內(nèi)的穩(wěn)定性：各臺單獨(dú)的 X &S圖。定量表示試驗(yàn)臺間的一致性 （變差的均勻性）；例如，采用F檢3敘、BartlettJIANY ANLevene檢驗(yàn)等。通過比較試驗(yàn)臺平均值，確定所有試驗(yàn)臺是否在同一目標(biāo)上；例如采用單向方差分析。如果存在任何差

14、別，通過采用例如Tukey的T檢驗(yàn)來分離“不同的試驗(yàn)臺。一第三節(jié) 變異性研究所有描述性的研究在本質(zhì)上都是通過計(jì)算的形式來描述研究期間的測量系統(tǒng)（包括環(huán)境效應(yīng)）。由于測量系統(tǒng)要用于作出有關(guān)產(chǎn)品、過程或服務(wù)的未來判定，對測量系統(tǒng)作出分析 結(jié)論是需要的。從計(jì)算的到分析的結(jié)果轉(zhuǎn)變需要專業(yè)知識和專門技能來：保證這種研究的設(shè)計(jì)和實(shí)施考慮到所有預(yù)期的測量變差源。按照預(yù)期用途、環(huán)境、控制、保養(yǎng)等分析結(jié)果（數(shù)據(jù)）。V1 :標(biāo)準(zhǔn)GRR研究這些研究包含在本參考手冊內(nèi)。這些研究包括圖形分析和數(shù)值分析。V1a極差法（R&R）V1b 極差法（R&R和零件內(nèi)）V1c 方差法V1d改進(jìn)的方差分析/極差法V2: p 2臺儀器的

15、多重讀數(shù)這里允許多臺儀器的比較應(yīng)用：a）零件不為測量過程所改變的測量系統(tǒng)，即測量系統(tǒng)是非破壞性的并且用于具有如下特性的零件（樣本）：靜態(tài)特性，或一直穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)（變化）特性假設(shè)：該特性（性質(zhì)）的保存壽命已知，并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，就是說，在預(yù)期的使用期間，被測特性不發(fā)生改變。零件（樣本）覆蓋該特性過程變差的預(yù)期范圍。采用Grubb （或ThomPson）估計(jì)分析：過程變異性；儀器變異性=重復(fù)性置信區(qū)間的計(jì)算是可得到的。V3 :平分樣本（m=2）應(yīng)用：零件（樣本）各個(gè)部分的測量不重復(fù)進(jìn)行，因此該研究可用于破壞性和非重復(fù)性測量系統(tǒng)，也可用于分析測量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。假設(shè)：特性（性質(zhì)）的保存壽命已知

16、并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，即在預(yù)期的使用和/或儲存期間被測特性不改變；這些零件（樣本）覆蓋該特性（性質(zhì)）的過程變差的預(yù)期范圍；樣本被分成m部分。M=2時(shí)常稱為試驗(yàn)一再實(shí)驗(yàn)研究采用回歸技術(shù)分析：用誤差估計(jì)重復(fù)性：aE =仃e線性（通過比較估計(jì)線和 45線）V3a V3用于連續(xù)成對的零件該研究同V3 一樣，用于連續(xù)的成對零件而不是平分樣本。該研究用于不破壞測量特性 零件就不能被分割的場合。這是上邊界分析：;e -二e ,二btwnV4 一分割樣本（通用）應(yīng)用：零件（樣本）各個(gè)部分的測量不重復(fù)進(jìn)行，因此該研究可用于破壞性和非重復(fù)性測量系統(tǒng)，也可用于分析測量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。假設(shè)：特性（性質(zhì)）的保存壽命

17、已知并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，即在預(yù)期的使用和/或儲存期間被測特性不改變；這些零件（樣本）覆蓋該特性（性質(zhì)）的過程變差的預(yù)期范圍；把樣本分成 m部分，這里m對2, 3求余數(shù)恒為0; m2 （如m=3, 4, 6, 9, ） 分析：標(biāo)準(zhǔn)GRR技術(shù)。包括圖形；方差分析一隨機(jī)化的分組設(shè)計(jì)（雙向方差分析）。V4a V4用于不同批中連續(xù)（同類的）成對的零件該研究同V4 一樣，用于不同批連續(xù)的（同類）成對零件而不是分割樣本。該研究用于不破壞測量特性零件就不能被分割的場合。這是上邊界分析： aE Me十零件十。批下述研究件假定零件（樣本）特性（性質(zhì)）是動(dòng)態(tài)的：V5 :與V1 一樣用于穩(wěn)定化的零件用于研究的零件用基于工程知識和專門技術(shù)的過程達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；例如，磨合過的發(fā)動(dòng)機(jī)與“初次使用的”發(fā)動(dòng)相比較就是穩(wěn)定化的零件。V6:時(shí)間序列分析假設(shè)：在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)讀數(shù)；特性（性質(zhì)）的保存壽命已知并延續(xù)超過預(yù)期的研究時(shí)期，即在預(yù)期的使用期間被測特性不改變；這些零件（樣本）覆蓋該特性的過程變差的預(yù)期范圍；通過確定各樣本零件的衰變模型分析：- E