MSA測(cè)量系統(tǒng)分析培訓(xùn) -課件

測(cè)量系統(tǒng)分析培訓(xùn)(MSA)1測(cè)量系統(tǒng)分析培訓(xùn)1我們共同的課堂約定請(qǐng)將手機(jī)調(diào)到靜音或關(guān)掉請(qǐng)勿任意走動(dòng)、交談、接聽電話

保持教室寧?kù)o并按照座位就坐

請(qǐng)準(zhǔn)時(shí)到課，不要隨便走出我們共同的課堂約定2測(cè)量(Measurement)對(duì)某具體事物賦予數(shù)字(或數(shù)值),以表示它們對(duì)于特定特性之間的關(guān)系.賦予數(shù)字的過程被定義為測(cè)量過程,而數(shù)值的指定被定義為測(cè)量值量具(Gage)是指任何用來(lái)獲得測(cè)量的裝置.經(jīng)常是特別用在工廠現(xiàn)場(chǎng)的裝置,包括通/止規(guī)(GO/NOGO)第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量(Measurement)第一章術(shù)語(yǔ)/定義3第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量在穩(wěn)定條件下,使用某測(cè)量系統(tǒng)對(duì)某特定特性值進(jìn)行多次測(cè)量,如果這些測(cè)量值與該特性值的參考值”接近”,那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量就稱為”高”;同樣,如果部份或所有的測(cè)量值與參考值相差”很遠(yuǎn)”,則稱數(shù)據(jù)的質(zhì)量很低.通常用描述測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特性是某測(cè)量系統(tǒng)的偏倚(相對(duì)于參考值的位置)及變差(數(shù)據(jù)的分布寬度)第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量4測(cè)量系統(tǒng)(Measurementsystem)是對(duì)測(cè)量單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y(cè)的特性進(jìn)行評(píng)估,其所使用的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的集合;也就是說,用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。

第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量系統(tǒng)(Measurementsystem)第一章5真值(TrueValue)真值是被測(cè)零件的“實(shí)際值”,盡管該值不被知道且無(wú)法知道,但它是測(cè)量系統(tǒng)的目標(biāo),所有個(gè)別的值盡可能的(經(jīng)濟(jì)的)與該值接近.參考值常被當(dāng)作真值的最佳近似值.第一章術(shù)語(yǔ)/定義真值(TrueValue)第一章術(shù)語(yǔ)/定義6可追溯性(Traceability)通過一個(gè)完整的比較鏈追溯到規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)(通常為國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))的測(cè)量特性或標(biāo)準(zhǔn)值,都具有一定的不確定度.在工業(yè)界的許多情況,測(cè)量的可追溯性可能追溯到顧客和供方雙方同意的參考值或一致的標(biāo)準(zhǔn).第一章術(shù)語(yǔ)/定義生產(chǎn)用量具工作標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際(國(guó)家)標(biāo)準(zhǔn)可追溯性(Traceability)第一章術(shù)語(yǔ)/定義生7分辯力(Discrimination)是指一種測(cè)量?jī)x器能夠檢測(cè)并忠實(shí)地顯示相對(duì)于參考值的變化量.通常也被稱為可讀性或解析度.10:1規(guī)則:測(cè)量設(shè)備要能分辯出過程變差的至少十分之一以上.第一章術(shù)語(yǔ)/定義分辯力(Discrimination)第一章術(shù)語(yǔ)/定義8測(cè)量不確定度(Uncertainty)是國(guó)際上用來(lái)描述一測(cè)量值質(zhì)量的術(shù)語(yǔ).不確定度是測(cè)量可靠性的一種量化的表達(dá).這種概念可簡(jiǎn)單的表達(dá)為:測(cè)量實(shí)際值=測(cè)量的觀察值(結(jié)果)±U不確定度是測(cè)量值的范圍、通過一個(gè)置信區(qū)間的定義、與測(cè)量結(jié)果相關(guān),并預(yù)期包括測(cè)量的真值.MSA專注于理解某測(cè)量過程,確定這測(cè)量過程中誤差的大小,并評(píng)估這測(cè)量系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和過程的控制;MSA提升理解和改進(jìn)(減小變差).第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量不確定度(Uncertainty)第一章術(shù)語(yǔ)/定義9測(cè)量系統(tǒng)分析

測(cè)量系統(tǒng)分析是用于確定測(cè)量裝置與零件變差或公差相比的誤差。

觀測(cè)值=真值+測(cè)量誤差

總變差=產(chǎn)品變差+測(cè)量變差在進(jìn)行SPC前必須進(jìn)行MSA。第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量系統(tǒng)分析第一章術(shù)語(yǔ)/定義10位置變差(LocationVariation)1.準(zhǔn)確度(Accuracy):與真值或可接受的參考值“接近”的程度.2.偏倚(Bias):觀測(cè)到測(cè)量的平均值與參考值之間的差值,是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成.第二章測(cè)量系統(tǒng)變差位置變差(LocationVariation)第二章11位置變差(LocationVariation)3.穩(wěn)定性(Stability)隨時(shí)間變化的偏倚值.別名:漂移(drift)※一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量過程在位置方面是處于統(tǒng)計(jì)上受控狀態(tài).第二章測(cè)量系統(tǒng)變差位置變差(LocationVariation)第二章12位置變差(LocationVariation)3.線性(Linearity):在量具工作量程內(nèi)的偏倚變化量,是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成.第二章測(cè)量系統(tǒng)變差位置變差(LocationVariation)第二章13寬度變差(Widthvariation)1.精確度(Precision):每個(gè)重復(fù)讀數(shù)之間的”接近”程度,是測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差所構(gòu)成.

2.重復(fù)性(Reproducility):一個(gè)評(píng)價(jià)人使用同一測(cè)量?jī)x器,對(duì)同一零件的同一特性進(jìn)行多次測(cè)量下的變差.通常稱為E.V—設(shè)備變差(EquipmentVarition)第二章測(cè)量系統(tǒng)變差寬度變差(Widthvariation)2.重復(fù)性(Rep14寬度變差(Widthvariation)3.再現(xiàn)性(Reproducibility):不同評(píng)價(jià)人采用相同的量具,測(cè)量同一個(gè)零件的,同一個(gè)特性的測(cè)量平均值的變差.第二章測(cè)量系統(tǒng)變差寬度變差(Widthvariation)第二章測(cè)量系15系統(tǒng)變差(SystemVariation)1.能力(Capability)短期內(nèi)讀數(shù)的變化量2.性能(Performance)長(zhǎng)期讀數(shù)的變化量,以總變差為基礎(chǔ).3.不確定度(Uncertainty)有關(guān)被測(cè)值的數(shù)值估計(jì)范圍,相信真值都被包括在該范圍內(nèi).第二章測(cè)量系統(tǒng)變差系統(tǒng)變差(SystemVariation)第二章測(cè)量16變差來(lái)源與所有過程類似,測(cè)量系統(tǒng)的變差來(lái)源是由于普通原因和特殊原因造成的.為了控制測(cè)量系統(tǒng)的變差:1.識(shí)別潛在的變差來(lái)源2.消除(如有可能的話)或監(jiān)控這些變差的來(lái)源.S.W.I.P.E被用來(lái)表示一個(gè)普遍化的測(cè)量系統(tǒng)為了達(dá)成被要求的目標(biāo),有六個(gè)必要因素.可以考慮作為整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)誤差模型.S:標(biāo)準(zhǔn)W:工作件(零件)I:儀器P:人/程序E:環(huán)境第二章測(cè)量系統(tǒng)變差變差來(lái)源第二章測(cè)量系統(tǒng)變差17測(cè)量系統(tǒng)研究目的獲得測(cè)量系統(tǒng)與所處環(huán)境有相互作用時(shí),其產(chǎn)生的測(cè)量變差的類型和結(jié)果的訊息,應(yīng)用這種研究可提供:

●接受一新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則

●一個(gè)測(cè)量裝置與另一個(gè)測(cè)量裝置的比較

●評(píng)價(jià)一個(gè)疑似不充分量具的依據(jù)

●測(cè)量設(shè)備維修前后的比較

●為計(jì)算過程變差以及生產(chǎn)過程可接受程度的必要構(gòu)成元素

●描繪量具性能曲線必要的信息.量具性能曲線是指接受某●一零件真值的概率.第三章計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的研究●TS16949要求必須對(duì)控制計(jì)劃中指示的所有檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。測(cè)量系統(tǒng)研究目的第三章計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的研究●TS1618測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備1.計(jì)劃所使用的方法:有些量測(cè)系統(tǒng)可以忽略再現(xiàn)性的影響,例如:只需按一下按鈕,測(cè)量結(jié)果就可以打印出來(lái)的測(cè)量系統(tǒng)2.應(yīng)該事先確定評(píng)價(jià)人的人數(shù),抽樣零件的數(shù)量,及重復(fù)讀數(shù)的數(shù)量等(注意:考慮尺寸的關(guān)鍵性,零件的形態(tài))3.評(píng)價(jià)人應(yīng)該從那些正常操作該儀器的人員中選擇第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究19第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備4.樣品的選擇:能代表生產(chǎn)過程變差的樣品5.儀器應(yīng)該有足夠的分辯力,例如:如果過程變差為0.01,則量測(cè)設(shè)備應(yīng)該讀出0.001的變化量.確保測(cè)量方法是測(cè)量特性的尺寸,并遵循已定義的測(cè)量程序.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備20穩(wěn)定性研究步驟:1.取得一樣件并建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值.2.以一定的周期基礎(chǔ)(每天、每周)測(cè)量基準(zhǔn)件三到五次3.將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫在X&R圖或X&S控制圖上4.結(jié)果分析--------圖示法建立控制限,使用控制圖分析法來(lái)評(píng)價(jià)是否有不受控或不穩(wěn)定的情況.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究穩(wěn)定性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究21穩(wěn)定性研究范例為了確定某一新測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是否為可接受,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(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)了四周(20個(gè)子組);收集到所有數(shù)據(jù)后,畫出了X&R圖.從控制圖分析表明測(cè)量過程處于穩(wěn)定狀態(tài),因?yàn)闆]有明顯可見的特殊原因結(jié)果發(fā)生第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究穩(wěn)定性研究范例第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究22用于穩(wěn)定性分析的控制圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究6.3UCL=6.267LCL=5.746CL=6.021子組010206.26.16.05.95.85.7樣件平均UCL=1.010LCL=0CL=0.4779樣件極差0.50.01.0用于穩(wěn)定性分析的控制圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究6.3U23造成不穩(wěn)定的可能因素:

◎儀器需要校準(zhǔn),縮短校準(zhǔn)周期

◎儀器或設(shè)備或夾具的磨損

◎正常的老化或損壞

◎維護(hù)保養(yǎng)不好---空氣,動(dòng)力,液體,過濾器,腐蝕,塵土,清潔

◎基準(zhǔn)的磨損或損壞,基準(zhǔn)的誤差

◎不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定

◎儀器質(zhì)量不好---設(shè)計(jì)或符合性

◎儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計(jì)或方法

◎不同的測(cè)量方法—作業(yè)準(zhǔn)備,載入,夾緊,技巧

◎環(huán)境變化—溫度,濕度,振動(dòng),清潔

◎錯(cuò)誤的假設(shè),應(yīng)用的常數(shù)不對(duì)

◎應(yīng)用—零件數(shù)量,位置,操作者技能.疲勞,觀測(cè)誤差(易讀性,視差)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究造成不穩(wěn)定的可能因素:第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究24偏倚研究步驟:1.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.(可以在工具室里測(cè)量該零件n≥10次,并計(jì)算這n個(gè)讀值的平均值,將該平均值視為參考值)2.讓一個(gè)評(píng)價(jià)者以正常方式測(cè)量樣件n≥10次3.結(jié)果分析----圖示法畫出這些數(shù)據(jù)據(jù)相對(duì)于參考值的直方圖.使用專業(yè)知識(shí)評(píng)審這直方圖,從而確定是否存在任何特殊原因或異常點(diǎn).如果不存在,繼續(xù)分析.對(duì)n＜30時(shí),對(duì)任何的解釋或分析時(shí),要能特別注意.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究25偏倚研究結(jié)果分析---數(shù)值法4.計(jì)算n個(gè)讀值的平均值:X=∑Xi/n5.計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差:σ重復(fù)性=

公式中d2可從查表確定,取g=1,且m=n.(g:子組的數(shù)量,m:子組的大小)最大值(Xi)-最小值(Xi)d2第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究nn=1偏倚研究最大值(Xi)-最小值(Xi)d2第三章測(cè)量系26偏倚的研究6.確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)值偏倚=觀測(cè)到的平均測(cè)量值—參考值

σb=σr/√nt=7.如果0落在偏倚值附近的1-α置信度界線內(nèi),則偏倚在α水準(zhǔn)上是可以接受的.

偏倚-「σb

〔tv,1-α/2〕」≤0≤偏倚+「σb

〔tv,1-α/2〕」

公式中:v可以查表得到,tv,1-α/2可以利用標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到

※如果α置信度水準(zhǔn)不是使用預(yù)設(shè)值0.05(95%置信度),則應(yīng)該得到顧客的同意.偏倚σb第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚的研究偏倚σb第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究27偏倚研究范例一個(gè)制造工程師對(duì)一個(gè)已證明沒有線性誤差,且基于一份已文件化的過程變差描述來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)偏倚:在該測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取了一個(gè)零件,通過對(duì)該零件進(jìn)行了全尺寸測(cè)量來(lái)確定它的參考值,然后由主要操作者測(cè)量該零件15次.數(shù)據(jù)如下:第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究范例第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究28偏倚研究數(shù)據(jù)表

測(cè)量次數(shù)序號(hào)測(cè)量值(參考值=6.00)偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156.00.0第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究數(shù)據(jù)表序號(hào)測(cè)量值(參考值=6.00)偏倚15.8-029通過使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件,得到了直方圖和數(shù)值分析結(jié)果

頻率5.66.26.36.45.96.06.15.85.701234偏倚研究的直方圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究通過使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件,得到了直方圖和數(shù)值分析結(jié)果頻率5.30數(shù)值分析結(jié)果

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究n(m)平均值

X

標(biāo)準(zhǔn)差

σr平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差,σb測(cè)量值156.00670.225140.05813參考值=6.00,α=0.05,g=1,d2=3.55統(tǒng)計(jì)的t值df顯著的t值偏倚偏倚的95%置信度區(qū)間下限上限測(cè)量值0.115310.82.2060.0067-0.12150.1319由于0落在偏倚置信度區(qū)間內(nèi)(-0.1215,0.1319),該測(cè)量系統(tǒng)偏倚是可以接受的,在實(shí)際使用時(shí)不會(huì)帶來(lái)額外的變差來(lái)源.數(shù)值分析結(jié)果第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究n(m)平均值31偏倚研究的分析如果偏倚在統(tǒng)計(jì)上不等于0,檢查是否存在以下原因:

●基準(zhǔn)件或參考值有誤,檢查制定標(biāo)準(zhǔn)件的程序

●儀器磨損(會(huì)在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)出來(lái))

●儀器產(chǎn)生錯(cuò)誤的尺寸

●儀器所測(cè)量的特性有誤

●儀器沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)(對(duì)校準(zhǔn)程序進(jìn)行評(píng)審)

●評(píng)價(jià)者使用儀器的方法不正確(對(duì)作業(yè)指導(dǎo)書評(píng)審)

●儀器糾正的指令錯(cuò)誤

如果偏倚不能調(diào)整到零,通過變更程序(如:對(duì)每個(gè)讀值根據(jù)偏倚進(jìn)行修正)還可能繼續(xù)使用該測(cè)量系統(tǒng),但要取得顧客同意.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究的分析第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究32線性研究步驟1.由于存在過程變差,選擇g≥5個(gè)零件,使這測(cè)量涵蓋這量具整個(gè)工作量程.2.對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸測(cè)量,從而確定其參考值,并確定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測(cè)量每個(gè)零件m≥10次(要隨機(jī)選取零件,從而減少評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量中偏倚的”記憶”結(jié)果分析----圖示法4.計(jì)算零件每次測(cè)量的偏倚,以及每個(gè)零件的偏倚平均值.偏倚i,j=Xi,j—(參考值)i;再計(jì)算:第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究j=1mm偏倚=∑偏倚i,j線性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究j=1mm偏倚=∑偏倚33線性研究5.在線性圖上畫出相對(duì)于參考值的每個(gè)偏倚及偏倚的平均值(參見圖)6.應(yīng)用以下公式,計(jì)算并畫出最合適的線及該線的置信度區(qū)間.對(duì)最合適的線,用公式:式中Xi=參考值,Yi=偏倚平均值,以及

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究∑x-(∑x)/(gm)22∑xy-(∑x∑y/(gm))a==斜率(slope)Y=axi+bb=y-ax=中心(intercept)線性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究∑x-(∑x)34對(duì)于一個(gè)已知的x0,α置信區(qū)間為:上限:下限:式中:b+ax-｛t(gm-2),(1-α)/2〔1/(gm)+s*√(x0-x)/∑(xi-x〕｝22b+ax+｛t(gm-2),(1-α)/2〔1/(gm)+s*√(x0-x)/∑(xi-x〕｝22S=√(∑yi-b∑yi-a∑xiyi)/(gm-2)2第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究對(duì)于一個(gè)已知的x0,α置信區(qū)間為:b+ax-｛t(gm-235線性研究7.畫出“偏倚=0”的線,并對(duì)圖進(jìn)行評(píng)審,以觀察是否存在特殊原因,以及線性是否可接受.如果偏倚=0的整個(gè)直線都位于置信區(qū)間以內(nèi),則稱該測(cè)量系統(tǒng)的線性是可接受的.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究36線性研究范例某工廠檢驗(yàn)員對(duì)某過程引進(jìn)了一套新測(cè)量系統(tǒng).作為PPAP的一部份,需要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的線性進(jìn)行評(píng)價(jià),根據(jù)已文件化的過程描述:在測(cè)量系統(tǒng)的全部工作量程范圍內(nèi)選取了五個(gè)零件,通過對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)從而確定他們的參考值,然后由主要操作者對(duì)每個(gè)零件測(cè)量12次.在分析中,這些零件是隨機(jī)抽取的.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究范例第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究3712345測(cè)量次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.402.004.008.0010.006.00零件參考值第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究數(shù)據(jù)表12345測(cè)12.705.105.807.609.1022.3812345偏倚10.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51.0-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616672.004.008.0010.006.00零件參考值第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究數(shù)據(jù)---中途的結(jié)果12345偏10.71.1-0.2-0.4-0.920.5-39線性研究范例圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究倚偏02310456798-11參考值偏倚=0回歸----95%置信區(qū)間★偏倚平均值★★★★★Y=0.73667-0.131667X;R-Sq=71.4%線性研究----圖示分析法(本測(cè)量系統(tǒng)存在一線性問題)線性研究范例圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究倚偏02310440重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(均值--極差法)是一種可同時(shí)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提供重復(fù)性和再現(xiàn)性的估計(jì)值的研究方法.GageR&R是“量具(Gage)重復(fù)性(Repeatability)再現(xiàn)性(Reproducibility)”字首字母的縮寫。步驟:1.取得一個(gè)能代表過程變差實(shí)際或預(yù)期范圍的樣本,為n＞5個(gè)零件的樣本2.給評(píng)價(jià)人編號(hào)為:A,B,C等,并將零件從1到n進(jìn)行編號(hào),但零件編號(hào)不要讓評(píng)價(jià)人看到3.對(duì)量具進(jìn)行校準(zhǔn),如果這是正常測(cè)量系統(tǒng)程序中的一部份的話.讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)順序測(cè)量n個(gè)零件,并將結(jié)果記錄在第1行.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(均值--極差法)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析41重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)4.讓評(píng)價(jià)人B和C依次測(cè)量這些一樣的n個(gè)零件,不要讓他們知道別人的讀值;然后將結(jié)果分別記錄在第6行和第11行.5.用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)以上循環(huán),并將數(shù)據(jù)記錄在第2,7和12行;例:如果被測(cè)量的是7號(hào)零件,則數(shù)據(jù)相應(yīng)記錄在標(biāo)有零件7的欄位中.重復(fù)三次.6.當(dāng)測(cè)量大型零件或不可能同時(shí)獲得數(shù)個(gè)零件時(shí),第三步到第五步變更為:(ⅰ)讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第1行;讓評(píng)價(jià)人B測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第6行;讓評(píng)價(jià)人C測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第11行.

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析42重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)(ⅱ)讓評(píng)價(jià)人A重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第2行;評(píng)價(jià)人B重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第7行;評(píng)價(jià)C重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第12行.如果需要進(jìn)行三次測(cè)量,則重復(fù)以上循環(huán),并將數(shù)值記錄在第3,8和13行中.7.如果評(píng)價(jià)人處于不同的班次,可以使用一個(gè)替代的方法.讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有10個(gè)零件,并將讀值記錄在第一行;然后讓評(píng)價(jià)人A按照不同的順序重新測(cè)量,并將讀值記錄在第2行和第3行.評(píng)價(jià)人B和評(píng)價(jià)人C也同樣做第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究量具重復(fù)性和再生性數(shù)據(jù)收集表(見下表)重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析43第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究評(píng)價(jià)人/測(cè)量次數(shù)零件12345678910平均值A(chǔ)123平均值Xa=極差Ra=B123平均值Xb=極差Rb=C123平均值極差Xc=零件平均值Rc=(Ra=+Rb=+Rc=)/(評(píng)價(jià)人數(shù)=3)=RXDIFF=最大值X-最小值XUCLR=R*D42次測(cè)量時(shí),D4=3.27;3次測(cè)量時(shí),D4=2.58.1369121518第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究評(píng)價(jià)人/測(cè)量次數(shù)44計(jì)算公式

1.重復(fù)性—設(shè)備變差(EV)EV=R*K12.再現(xiàn)性—評(píng)價(jià)人變差(AV)AV=√(XDIFF*K2)--(EV/(nr))其中:n=零件數(shù),r=測(cè)量次數(shù)XDIFF=零件最大平均值-最小平均值3.重復(fù)性和再現(xiàn)性(GRR)GRR=√EV+AV試驗(yàn)次數(shù)K120.886230.590822評(píng)價(jià)人數(shù)量K220.707130.523122第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究計(jì)算公式試驗(yàn)次數(shù)K120.886230.590822評(píng)價(jià)人數(shù)45計(jì)算公式4.零件變差(PV)PV=RP*K35.總變差TV=√GRR+PV=√EV+AV+PV零件數(shù)量K320.707130.523140.446750.403060.374270.353480.337590.3249100.314622222第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究計(jì)算公式零件K320.707130.523140.4467546計(jì)算公式6.分類計(jì)算:

(1)%AV=100*(AV/TV)(2)%GRR=100*(GRR/TV)(3)%PV=100*(PV/TV)注意:每個(gè)因素所占的百分比之和將不等于100%如果重復(fù)性大于再現(xiàn)性,可能原因是:1.儀器需要維修2.可能需要對(duì)量具進(jìn)行重新設(shè)計(jì),以獲得更好的嚴(yán)格度3.需要對(duì)量具的夾緊或固定裝置進(jìn)行改進(jìn)4.零件內(nèi)變差太大如果再現(xiàn)性大于重復(fù)性,原因可能是:1.需要更好的對(duì)評(píng)價(jià)人進(jìn)行如何使用和判讀該量具儀器的培訓(xùn)2.量具校準(zhǔn),刻度的不清晰.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究計(jì)算公式如果重復(fù)性大于再現(xiàn)性,可能原因是:如果再現(xiàn)性大于重復(fù)47%GR&R等級(jí)%GR&R≦10%E(Excellent)10%＜%GR&R≦30%G(good)%GR&R＞30%U(Unacceptable)%GR&R接受準(zhǔn)則第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究%GR&R等級(jí)%GR&R≦10%E(Excellent)1048結(jié)果分析----圖示法(平均值與極差圖)以零件編號(hào)順序畫出由每個(gè)評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件多次讀值的平均值.(該圖可用來(lái)確認(rèn)評(píng)價(jià)人之間的一致性)控制限以內(nèi)的區(qū)域表示測(cè)量的敏感性,由于研究中所使用的零件代表了過程變差,大約一半或一半以上的平均值應(yīng)該落在控制限以外.如果少于一半的數(shù)據(jù)點(diǎn)落在控制限之外,則測(cè)量系統(tǒng)的有效分辯力不足或樣本不能代表預(yù)期的過程變差.

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究結(jié)果分析----圖示法(平均值與極差圖)第三章測(cè)量系統(tǒng)49圖例(平均值圖)

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究0UCLLCL-1-2-3123評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B評(píng)價(jià)人C對(duì)圖進(jìn)行評(píng)價(jià):測(cè)量系統(tǒng)有足夠的解析度來(lái)測(cè)量橛本零件代表的過程差.沒有發(fā)現(xiàn)明顯的評(píng)價(jià)人與評(píng)價(jià)人之間的差異.圖例(平均值圖)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究0UCLLCL50圖例(極差圖)

極差圖被用來(lái)確定過程是否受控以及確認(rèn)評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件的測(cè)量過程一致性.原因是不論測(cè)量誤差可能有多大,控制限將包含該誤差.將由每個(gè)評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件多次測(cè)量讀值的極差,畫在一個(gè)包含了極差平均值和控制限的標(biāo)準(zhǔn)極差圖上;如果所有的極差受控,說明所有評(píng)價(jià)人都進(jìn)行了相同的工作.如果某個(gè)評(píng)價(jià)人是在控制限之外,則說明他使用的方法與其它人不一致.如果所有的評(píng)價(jià)人均有些超出控制范圍的點(diǎn),則說明該測(cè)量系統(tǒng)對(duì)評(píng)價(jià)人的技巧較敏感,需要進(jìn)行改進(jìn)以獲得有效的數(shù)據(jù).第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究圖例(極差圖)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究51第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究UCLLCLCL0.00.51.0極差評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B評(píng)價(jià)人C評(píng)審以上圖表:評(píng)價(jià)人之間變差存在差異第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究UCLLCLCL0.00.5152計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)是一種測(cè)量數(shù)值為一有限的分類數(shù)量的測(cè)量系統(tǒng).它與能獲得一連串?dāng)?shù)值結(jié)果的計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)截然不同.例如:通止規(guī)(Go/NoGauge)只有兩種結(jié)果;目視標(biāo)準(zhǔn),可能產(chǎn)生幾個(gè)分類:非常好,好,一般,差,非常差.第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)是一種測(cè)量數(shù)值為一有限的分類數(shù)量的測(cè)量系統(tǒng).它53風(fēng)險(xiǎn)分析方法----假設(shè)性試驗(yàn)分析案例情景某生產(chǎn)過程處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài),其性能指數(shù)為PP=PPK=0.5,這是不可接受的.由于過程正在生產(chǎn)不合格的產(chǎn)品,于是被要求采取遏制措施以便從生產(chǎn)過程中挑出不可接受的產(chǎn)品.第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究風(fēng)險(xiǎn)分析方法----假設(shè)性試驗(yàn)分析第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)54具體的遏制措施是:小組采用一個(gè)計(jì)數(shù)型量具來(lái)對(duì)每個(gè)零件與一指定的限值進(jìn)行比較,如果滿足限值則可接受該零件,不滿足的就拒收(通/止規(guī))第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究0.50.40.6LSL=0.450USL=0.550過程范例與測(cè)量系統(tǒng)有關(guān)的灰色區(qū)域0.4500.550具體的遏制措施是:小組采用一個(gè)計(jì)數(shù)型量具來(lái)對(duì)每個(gè)零件與一指定55具體步驟:1.小組使用了一個(gè)%GRR為公差(選過程變差和公差中較小的)的25%的特定量具.由于還沒被小組文件化,所以需要對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行研究.小組決定從過程中隨機(jī)選取50個(gè)零件,以獲得涵蓋了整個(gè)過程范圍的零件.2.使用3名評(píng)價(jià)人,每位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量3次.記錄數(shù)據(jù)于表中..第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究具體步驟:第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究56注:1表示可接收,0表示不可接收,+表示在下限區(qū)合格,-表示在上限區(qū)合格,X表示在灰色區(qū)零件A-1A-2A-3B-1B-2B-3C-1C-2C-3參考參考值代碼111111111110.46901+211111111110.509015+300000000000.576459-400000000000.566152-500000000000.570360-4800000000000.587583-4911111111110.483803+5000000000000.446697-第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究3.計(jì)量型研究數(shù)據(jù)表:注:1表示可接收,0表示不可接收,+表示在下限區(qū)合格,-表示574.假設(shè)試驗(yàn)分析---交叉表法由于小組不知道零件的參考決定,他們展開了交叉表格(Cross-tabulations)來(lái)比較每個(gè)評(píng)價(jià)人與其他人的結(jié)果.B總計(jì).001.00A..00數(shù)量期望的數(shù)量4415.7634.350501.00數(shù)量期望的數(shù)量331.39768.7100100總計(jì)數(shù)量期望的數(shù)量4747.0103103.0150150.0A*B交叉表第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究4.假設(shè)試驗(yàn)分析---交叉表法B總計(jì).001.00A.58B總計(jì).001.00B.00數(shù)量期望的數(shù)量4216.0531.04747.01.00數(shù)量期望的數(shù)量935.09468.0103103.0總計(jì)數(shù)量期望的數(shù)量5151.09999.0150150.0B*C交叉表第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究B總計(jì).001.00B.00數(shù)量4259B總計(jì).001.00A..00數(shù)量期望的數(shù)量4317.0733.05050.01.00數(shù)量期望的數(shù)量834.09266.0100100總計(jì)數(shù)量期望的數(shù)量5151.09999.0150150.0A*C交叉表第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究B總計(jì).001.00A..00數(shù)量460這些表格的目的在于確定評(píng)價(jià)人之間一致性的程度.為確定這一致性,小組使用了Kappa,這是用來(lái)衡量?jī)蓚€(gè)評(píng)價(jià)人對(duì)同一物體進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),其評(píng)定結(jié)果的一致性.Kappa=1時(shí)表示有完全的一致性,為0時(shí)表示一致性不比可能性來(lái)得好.計(jì)算公式:P0=在對(duì)角欄框中,觀測(cè)比例的總和Pe=在對(duì)角欄框中,期望部份的總和則:Kpaap=P0-Pe1-Pe第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究這些表格的目的在于確定評(píng)價(jià)人之間一致性的程度.為確定這一致性61通常的比例法則:Kappa值大于0.75則表示有很好的一致性(最大值等于1);Kappa值小于0.4則表示一致性不好.通過對(duì)以上評(píng)價(jià)人計(jì)算了Kappa程度,小組得到以下結(jié)論:KappaABCA0.860.78B0.860.79C0.780.79分析表明所有評(píng)價(jià)人與其他評(píng)價(jià)人之間有良好的一致性.但不能告訴我們這測(cè)量系統(tǒng)從壞零件中挑選出好零件的能力.第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究通常的比例法則:Kappa值大于0.75則表示有很好的一致性62使用新的信息建立另一組交叉表,以便將每個(gè)評(píng)價(jià)人與參考決定比較.第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究參考總計(jì).001.00A..00數(shù)量期望的數(shù)量4516.0534.05050.01.00數(shù)量期望的數(shù)量332.09768.0100100總計(jì)數(shù)量期望的數(shù)量4848.0102102.0150150.0A*參考交叉表使用新的信息建立另一組交叉表,以便將每個(gè)評(píng)價(jià)人與參考決定比較63參考總計(jì).001.00B..00數(shù)量期望的數(shù)量4515.0232.04747.01.00數(shù)量期望的數(shù)量333.010070.0103103.0總計(jì)數(shù)量期望的數(shù)量4848.0102101.0150150.0B*參考交叉表第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究參考總計(jì).001.00B..00數(shù)量64參考總計(jì).001.00C.00數(shù)量期望的數(shù)量4216.3934.75151.01.00數(shù)量期望的數(shù)量631.79767.39999.0總計(jì)數(shù)量期望的數(shù)量4848.0102102150150.0C*參考交叉表第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究小組也計(jì)算出了Kappa值以確定每個(gè)評(píng)價(jià)人與標(biāo)準(zhǔn)之間有很好的一致性.ABCKappa0.880.920.77參考總計(jì).001.00C.00數(shù)量65測(cè)量系統(tǒng)的有效性過程小組計(jì)算測(cè)量系統(tǒng)的有效性第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究有效性=作出正確決定的次數(shù)總決定次數(shù)評(píng)價(jià)人評(píng)價(jià)人A評(píng)價(jià)人B評(píng)價(jià)人C系統(tǒng)有效結(jié)果%總檢查數(shù)50505050相配數(shù)42454039%84%90%80%78%測(cè)量系統(tǒng)的有效性第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究有效性=作出66評(píng)價(jià)結(jié)果指南

決定測(cè)量系統(tǒng)有效性錯(cuò)誤率錯(cuò)誤報(bào)警率評(píng)價(jià)人可接受的條件≥90%≤2%≤5%評(píng)價(jià)人可接受的條件---可能需要改進(jìn)≥80%≤5%≤10%評(píng)價(jià)人不可接受的條件---需要改進(jìn)＜80%＞5%＞10%第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究評(píng)價(jià)結(jié)果指南決定測(cè)量系統(tǒng)有效性錯(cuò)誤率錯(cuò)誤報(bào)警率評(píng)價(jià)人可接受的67總結(jié)對(duì)他們所已經(jīng)得到的所有信息進(jìn)行匯總,小組得到以下結(jié)論:有效性錯(cuò)誤率錯(cuò)誤報(bào)警率A84%6.3%4.9%B90%6.3%2.0%C80%12.5%8.8%這些結(jié)果顯示:在所有三個(gè)項(xiàng)目中沒有一個(gè)評(píng)價(jià)者是可接受的.第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究總結(jié)有效性錯(cuò)誤率錯(cuò)誤報(bào)警率A84%6.3%4.9%B90%668檢討分析1.是否需要為該過程更改其接收標(biāo)準(zhǔn)?2.這些風(fēng)險(xiǎn)客戶可接收嗎?3.評(píng)價(jià)者是否需要更好的培訓(xùn)?4.測(cè)量的環(huán)境可不可以改善?5.上述分析是以數(shù)據(jù)為依據(jù)的,例如:如果過程能力指數(shù)為PP=

PPK=1.00,則所有的結(jié)論將可能正確.因?yàn)楹苌?或沒有)零件落在灰色區(qū)域中;在這種情況下,所有評(píng)價(jià)人都是可以接受的,因?yàn)椴惶赡苡袥Q定誤差.第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究檢討分析第四章計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)的研究69ThankYou!ThankYou!70測(cè)量系統(tǒng)分析培訓(xùn)(MSA)71測(cè)量系統(tǒng)分析培訓(xùn)1我們共同的課堂約定請(qǐng)將手機(jī)調(diào)到靜音或關(guān)掉請(qǐng)勿任意走動(dòng)、交談、接聽電話

保持教室寧?kù)o并按照座位就坐

請(qǐng)準(zhǔn)時(shí)到課，不要隨便走出我們共同的課堂約定72測(cè)量(Measurement)對(duì)某具體事物賦予數(shù)字(或數(shù)值),以表示它們對(duì)于特定特性之間的關(guān)系.賦予數(shù)字的過程被定義為測(cè)量過程,而數(shù)值的指定被定義為測(cè)量值量具(Gage)是指任何用來(lái)獲得測(cè)量的裝置.經(jīng)常是特別用在工廠現(xiàn)場(chǎng)的裝置,包括通/止規(guī)(GO/NOGO)第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量(Measurement)第一章術(shù)語(yǔ)/定義73第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量在穩(wěn)定條件下,使用某測(cè)量系統(tǒng)對(duì)某特定特性值進(jìn)行多次測(cè)量,如果這些測(cè)量值與該特性值的參考值”接近”,那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量就稱為”高”;同樣,如果部份或所有的測(cè)量值與參考值相差”很遠(yuǎn)”,則稱數(shù)據(jù)的質(zhì)量很低.通常用描述測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特性是某測(cè)量系統(tǒng)的偏倚(相對(duì)于參考值的位置)及變差(數(shù)據(jù)的分布寬度)第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量74測(cè)量系統(tǒng)(Measurementsystem)是對(duì)測(cè)量單元進(jìn)行量化或?qū)Ρ粶y(cè)的特性進(jìn)行評(píng)估,其所使用的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的集合;也就是說,用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。

第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量系統(tǒng)(Measurementsystem)第一章75真值(TrueValue)真值是被測(cè)零件的“實(shí)際值”,盡管該值不被知道且無(wú)法知道,但它是測(cè)量系統(tǒng)的目標(biāo),所有個(gè)別的值盡可能的(經(jīng)濟(jì)的)與該值接近.參考值常被當(dāng)作真值的最佳近似值.第一章術(shù)語(yǔ)/定義真值(TrueValue)第一章術(shù)語(yǔ)/定義76可追溯性(Traceability)通過一個(gè)完整的比較鏈追溯到規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)(通常為國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))的測(cè)量特性或標(biāo)準(zhǔn)值,都具有一定的不確定度.在工業(yè)界的許多情況,測(cè)量的可追溯性可能追溯到顧客和供方雙方同意的參考值或一致的標(biāo)準(zhǔn).第一章術(shù)語(yǔ)/定義生產(chǎn)用量具工作標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際(國(guó)家)標(biāo)準(zhǔn)可追溯性(Traceability)第一章術(shù)語(yǔ)/定義生77分辯力(Discrimination)是指一種測(cè)量?jī)x器能夠檢測(cè)并忠實(shí)地顯示相對(duì)于參考值的變化量.通常也被稱為可讀性或解析度.10:1規(guī)則:測(cè)量設(shè)備要能分辯出過程變差的至少十分之一以上.第一章術(shù)語(yǔ)/定義分辯力(Discrimination)第一章術(shù)語(yǔ)/定義78測(cè)量不確定度(Uncertainty)是國(guó)際上用來(lái)描述一測(cè)量值質(zhì)量的術(shù)語(yǔ).不確定度是測(cè)量可靠性的一種量化的表達(dá).這種概念可簡(jiǎn)單的表達(dá)為:測(cè)量實(shí)際值=測(cè)量的觀察值(結(jié)果)±U不確定度是測(cè)量值的范圍、通過一個(gè)置信區(qū)間的定義、與測(cè)量結(jié)果相關(guān),并預(yù)期包括測(cè)量的真值.MSA專注于理解某測(cè)量過程,確定這測(cè)量過程中誤差的大小,并評(píng)估這測(cè)量系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和過程的控制;MSA提升理解和改進(jìn)(減小變差).第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量不確定度(Uncertainty)第一章術(shù)語(yǔ)/定義79測(cè)量系統(tǒng)分析

測(cè)量系統(tǒng)分析是用于確定測(cè)量裝置與零件變差或公差相比的誤差。

觀測(cè)值=真值+測(cè)量誤差

總變差=產(chǎn)品變差+測(cè)量變差在進(jìn)行SPC前必須進(jìn)行MSA。第一章術(shù)語(yǔ)/定義測(cè)量系統(tǒng)分析第一章術(shù)語(yǔ)/定義80位置變差(LocationVariation)1.準(zhǔn)確度(Accuracy):與真值或可接受的參考值“接近”的程度.2.偏倚(Bias):觀測(cè)到測(cè)量的平均值與參考值之間的差值,是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成.第二章測(cè)量系統(tǒng)變差位置變差(LocationVariation)第二章81位置變差(LocationVariation)3.穩(wěn)定性(Stability)隨時(shí)間變化的偏倚值.別名:漂移(drift)※一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量過程在位置方面是處于統(tǒng)計(jì)上受控狀態(tài).第二章測(cè)量系統(tǒng)變差位置變差(LocationVariation)第二章82位置變差(LocationVariation)3.線性(Linearity):在量具工作量程內(nèi)的偏倚變化量,是測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差所構(gòu)成.第二章測(cè)量系統(tǒng)變差位置變差(LocationVariation)第二章83寬度變差(Widthvariation)1.精確度(Precision):每個(gè)重復(fù)讀數(shù)之間的”接近”程度,是測(cè)量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差所構(gòu)成.

2.重復(fù)性(Reproducility):一個(gè)評(píng)價(jià)人使用同一測(cè)量?jī)x器,對(duì)同一零件的同一特性進(jìn)行多次測(cè)量下的變差.通常稱為E.V—設(shè)備變差(EquipmentVarition)第二章測(cè)量系統(tǒng)變差寬度變差(Widthvariation)2.重復(fù)性(Rep84寬度變差(Widthvariation)3.再現(xiàn)性(Reproducibility):不同評(píng)價(jià)人采用相同的量具,測(cè)量同一個(gè)零件的,同一個(gè)特性的測(cè)量平均值的變差.第二章測(cè)量系統(tǒng)變差寬度變差(Widthvariation)第二章測(cè)量系85系統(tǒng)變差(SystemVariation)1.能力(Capability)短期內(nèi)讀數(shù)的變化量2.性能(Performance)長(zhǎng)期讀數(shù)的變化量,以總變差為基礎(chǔ).3.不確定度(Uncertainty)有關(guān)被測(cè)值的數(shù)值估計(jì)范圍,相信真值都被包括在該范圍內(nèi).第二章測(cè)量系統(tǒng)變差系統(tǒng)變差(SystemVariation)第二章測(cè)量86變差來(lái)源與所有過程類似,測(cè)量系統(tǒng)的變差來(lái)源是由于普通原因和特殊原因造成的.為了控制測(cè)量系統(tǒng)的變差:1.識(shí)別潛在的變差來(lái)源2.消除(如有可能的話)或監(jiān)控這些變差的來(lái)源.S.W.I.P.E被用來(lái)表示一個(gè)普遍化的測(cè)量系統(tǒng)為了達(dá)成被要求的目標(biāo),有六個(gè)必要因素.可以考慮作為整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)誤差模型.S:標(biāo)準(zhǔn)W:工作件(零件)I:儀器P:人/程序E:環(huán)境第二章測(cè)量系統(tǒng)變差變差來(lái)源第二章測(cè)量系統(tǒng)變差87測(cè)量系統(tǒng)研究目的獲得測(cè)量系統(tǒng)與所處環(huán)境有相互作用時(shí),其產(chǎn)生的測(cè)量變差的類型和結(jié)果的訊息,應(yīng)用這種研究可提供:

●接受一新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則

●一個(gè)測(cè)量裝置與另一個(gè)測(cè)量裝置的比較

●評(píng)價(jià)一個(gè)疑似不充分量具的依據(jù)

●測(cè)量設(shè)備維修前后的比較

●為計(jì)算過程變差以及生產(chǎn)過程可接受程度的必要構(gòu)成元素

●描繪量具性能曲線必要的信息.量具性能曲線是指接受某●一零件真值的概率.第三章計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的研究●TS16949要求必須對(duì)控制計(jì)劃中指示的所有檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。測(cè)量系統(tǒng)研究目的第三章計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)的研究●TS1688測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備1.計(jì)劃所使用的方法:有些量測(cè)系統(tǒng)可以忽略再現(xiàn)性的影響,例如:只需按一下按鈕,測(cè)量結(jié)果就可以打印出來(lái)的測(cè)量系統(tǒng)2.應(yīng)該事先確定評(píng)價(jià)人的人數(shù),抽樣零件的數(shù)量,及重復(fù)讀數(shù)的數(shù)量等(注意:考慮尺寸的關(guān)鍵性,零件的形態(tài))3.評(píng)價(jià)人應(yīng)該從那些正常操作該儀器的人員中選擇第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究89第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備4.樣品的選擇:能代表生產(chǎn)過程變差的樣品5.儀器應(yīng)該有足夠的分辯力,例如:如果過程變差為0.01,則量測(cè)設(shè)備應(yīng)該讀出0.001的變化量.確保測(cè)量方法是測(cè)量特性的尺寸,并遵循已定義的測(cè)量程序.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備90穩(wěn)定性研究步驟:1.取得一樣件并建立其可追溯到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考值.2.以一定的周期基礎(chǔ)(每天、每周)測(cè)量基準(zhǔn)件三到五次3.將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序畫在X&R圖或X&S控制圖上4.結(jié)果分析--------圖示法建立控制限,使用控制圖分析法來(lái)評(píng)價(jià)是否有不受控或不穩(wěn)定的情況.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究穩(wěn)定性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究91穩(wěn)定性研究范例為了確定某一新測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是否為可接受,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(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)了四周(20個(gè)子組);收集到所有數(shù)據(jù)后,畫出了X&R圖.從控制圖分析表明測(cè)量過程處于穩(wěn)定狀態(tài),因?yàn)闆]有明顯可見的特殊原因結(jié)果發(fā)生第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究穩(wěn)定性研究范例第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究92用于穩(wěn)定性分析的控制圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究6.3UCL=6.267LCL=5.746CL=6.021子組010206.26.16.05.95.85.7樣件平均UCL=1.010LCL=0CL=0.4779樣件極差0.50.01.0用于穩(wěn)定性分析的控制圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究6.3U93造成不穩(wěn)定的可能因素:

◎儀器需要校準(zhǔn),縮短校準(zhǔn)周期

◎儀器或設(shè)備或夾具的磨損

◎正常的老化或損壞

◎維護(hù)保養(yǎng)不好---空氣,動(dòng)力,液體,過濾器,腐蝕,塵土,清潔

◎基準(zhǔn)的磨損或損壞,基準(zhǔn)的誤差

◎不適當(dāng)?shù)男?zhǔn)或使用基準(zhǔn)設(shè)定

◎儀器質(zhì)量不好---設(shè)計(jì)或符合性

◎儀器缺少穩(wěn)健的設(shè)計(jì)或方法

◎不同的測(cè)量方法—作業(yè)準(zhǔn)備,載入,夾緊,技巧

◎環(huán)境變化—溫度,濕度,振動(dòng),清潔

◎錯(cuò)誤的假設(shè),應(yīng)用的常數(shù)不對(duì)

◎應(yīng)用—零件數(shù)量,位置,操作者技能.疲勞,觀測(cè)誤差(易讀性,視差)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究造成不穩(wěn)定的可能因素:第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究94偏倚研究步驟:1.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.(可以在工具室里測(cè)量該零件n≥10次,并計(jì)算這n個(gè)讀值的平均值,將該平均值視為參考值)2.讓一個(gè)評(píng)價(jià)者以正常方式測(cè)量樣件n≥10次3.結(jié)果分析----圖示法畫出這些數(shù)據(jù)據(jù)相對(duì)于參考值的直方圖.使用專業(yè)知識(shí)評(píng)審這直方圖,從而確定是否存在任何特殊原因或異常點(diǎn).如果不存在,繼續(xù)分析.對(duì)n＜30時(shí),對(duì)任何的解釋或分析時(shí),要能特別注意.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究95偏倚研究結(jié)果分析---數(shù)值法4.計(jì)算n個(gè)讀值的平均值:X=∑Xi/n5.計(jì)算重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差:σ重復(fù)性=

公式中d2可從查表確定,取g=1,且m=n.(g:子組的數(shù)量,m:子組的大小)最大值(Xi)-最小值(Xi)d2第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究nn=1偏倚研究最大值(Xi)-最小值(Xi)d2第三章測(cè)量系96偏倚的研究6.確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)值偏倚=觀測(cè)到的平均測(cè)量值—參考值

σb=σr/√nt=7.如果0落在偏倚值附近的1-α置信度界線內(nèi),則偏倚在α水準(zhǔn)上是可以接受的.

偏倚-「σb

〔tv,1-α/2〕」≤0≤偏倚+「σb

〔tv,1-α/2〕」

公式中:v可以查表得到,tv,1-α/2可以利用標(biāo)準(zhǔn)t分布表中查到

※如果α置信度水準(zhǔn)不是使用預(yù)設(shè)值0.05(95%置信度),則應(yīng)該得到顧客的同意.偏倚σb第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚的研究偏倚σb第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究97偏倚研究范例一個(gè)制造工程師對(duì)一個(gè)已證明沒有線性誤差,且基于一份已文件化的過程變差描述來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)偏倚:在該測(cè)量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選取了一個(gè)零件,通過對(duì)該零件進(jìn)行了全尺寸測(cè)量來(lái)確定它的參考值,然后由主要操作者測(cè)量該零件15次.數(shù)據(jù)如下:第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究范例第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究98偏倚研究數(shù)據(jù)表

測(cè)量次數(shù)序號(hào)測(cè)量值(參考值=6.00)偏倚15.8-0.225.7-0.335.9-0.145.9-0.156.00.066.10.176.00.086.10.196.40.4106.30.3116.00.0126.10.1136.20.2145.6-0.4156.00.0第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究數(shù)據(jù)表序號(hào)測(cè)量值(參考值=6.00)偏倚15.8-099通過使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件,得到了直方圖和數(shù)值分析結(jié)果

頻率5.66.26.36.45.96.06.15.85.701234偏倚研究的直方圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究通過使用散布圖和統(tǒng)計(jì)軟件,得到了直方圖和數(shù)值分析結(jié)果頻率5.100數(shù)值分析結(jié)果

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究n(m)平均值

X

標(biāo)準(zhǔn)差

σr平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差,σb測(cè)量值156.00670.225140.05813參考值=6.00,α=0.05,g=1,d2=3.55統(tǒng)計(jì)的t值df顯著的t值偏倚偏倚的95%置信度區(qū)間下限上限測(cè)量值0.115310.82.2060.0067-0.12150.1319由于0落在偏倚置信度區(qū)間內(nèi)(-0.1215,0.1319),該測(cè)量系統(tǒng)偏倚是可以接受的,在實(shí)際使用時(shí)不會(huì)帶來(lái)額外的變差來(lái)源.數(shù)值分析結(jié)果第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究n(m)平均值101偏倚研究的分析如果偏倚在統(tǒng)計(jì)上不等于0,檢查是否存在以下原因:

●基準(zhǔn)件或參考值有誤,檢查制定標(biāo)準(zhǔn)件的程序

●儀器磨損(會(huì)在穩(wěn)定性分析中呈現(xiàn)出來(lái))

●儀器產(chǎn)生錯(cuò)誤的尺寸

●儀器所測(cè)量的特性有誤

●儀器沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)(對(duì)校準(zhǔn)程序進(jìn)行評(píng)審)

●評(píng)價(jià)者使用儀器的方法不正確(對(duì)作業(yè)指導(dǎo)書評(píng)審)

●儀器糾正的指令錯(cuò)誤

如果偏倚不能調(diào)整到零,通過變更程序(如:對(duì)每個(gè)讀值根據(jù)偏倚進(jìn)行修正)還可能繼續(xù)使用該測(cè)量系統(tǒng),但要取得顧客同意.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究偏倚研究的分析第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究102線性研究步驟1.由于存在過程變差,選擇g≥5個(gè)零件,使這測(cè)量涵蓋這量具整個(gè)工作量程.2.對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸測(cè)量,從而確定其參考值,并確定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測(cè)量每個(gè)零件m≥10次(要隨機(jī)選取零件,從而減少評(píng)價(jià)人對(duì)測(cè)量中偏倚的”記憶”結(jié)果分析----圖示法4.計(jì)算零件每次測(cè)量的偏倚,以及每個(gè)零件的偏倚平均值.偏倚i,j=Xi,j—(參考值)i;再計(jì)算:第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究j=1mm偏倚=∑偏倚i,j線性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究j=1mm偏倚=∑偏倚103線性研究5.在線性圖上畫出相對(duì)于參考值的每個(gè)偏倚及偏倚的平均值(參見圖)6.應(yīng)用以下公式,計(jì)算并畫出最合適的線及該線的置信度區(qū)間.對(duì)最合適的線,用公式:式中Xi=參考值,Yi=偏倚平均值,以及

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究∑x-(∑x)/(gm)22∑xy-(∑x∑y/(gm))a==斜率(slope)Y=axi+bb=y-ax=中心(intercept)線性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究∑x-(∑x)104對(duì)于一個(gè)已知的x0,α置信區(qū)間為:上限:下限:式中:b+ax-｛t(gm-2),(1-α)/2〔1/(gm)+s*√(x0-x)/∑(xi-x〕｝22b+ax+｛t(gm-2),(1-α)/2〔1/(gm)+s*√(x0-x)/∑(xi-x〕｝22S=√(∑yi-b∑yi-a∑xiyi)/(gm-2)2第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究對(duì)于一個(gè)已知的x0,α置信區(qū)間為:b+ax-｛t(gm-2105線性研究7.畫出“偏倚=0”的線,并對(duì)圖進(jìn)行評(píng)審,以觀察是否存在特殊原因,以及線性是否可接受.如果偏倚=0的整個(gè)直線都位于置信區(qū)間以內(nèi),則稱該測(cè)量系統(tǒng)的線性是可接受的.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究106線性研究范例某工廠檢驗(yàn)員對(duì)某過程引進(jìn)了一套新測(cè)量系統(tǒng).作為PPAP的一部份,需要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的線性進(jìn)行評(píng)價(jià),根據(jù)已文件化的過程描述:在測(cè)量系統(tǒng)的全部工作量程范圍內(nèi)選取了五個(gè)零件,通過對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)從而確定他們的參考值,然后由主要操作者對(duì)每個(gè)零件測(cè)量12次.在分析中,這些零件是隨機(jī)抽取的.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究范例第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究10712345測(cè)量次數(shù)12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.402.004.008.0010.006.00零件參考值第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究數(shù)據(jù)表12345測(cè)12.705.105.807.609.1022.10812345偏倚10.71.1-0.2-0.4-0.920.5-0.1-0.3-0.3-0.730.40.2-0.1-0.2-0.540.51.0-0.1-0.3-0.750.7-0.20.0-0.2-0.660.3-0.10.1-0.2-0.570.5-0.10.0-0.2-0.580.5-0.10.1-0.3-0.590.4-0.10.4-0.2-0.4100.40.00.3-0.5-0.8110.60.10.0-0.4-0.7120.4-0.20.1-0.3-0.6偏倚平均值0.4916670.1250.025-0.29167-0.616672.004.008.0010.006.00零件參考值第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究線性研究數(shù)據(jù)---中途的結(jié)果12345偏10.71.1-0.2-0.4-0.920.5-109線性研究范例圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究倚偏02310456798-11參考值偏倚=0回歸----95%置信區(qū)間★偏倚平均值★★★★★Y=0.73667-0.131667X;R-Sq=71.4%線性研究----圖示分析法(本測(cè)量系統(tǒng)存在一線性問題)線性研究范例圖第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究倚偏023104110重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(均值--極差法)是一種可同時(shí)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提供重復(fù)性和再現(xiàn)性的估計(jì)值的研究方法.GageR&R是“量具(Gage)重復(fù)性(Repeatability)再現(xiàn)性(Reproducibility)”字首字母的縮寫。步驟:1.取得一個(gè)能代表過程變差實(shí)際或預(yù)期范圍的樣本,為n＞5個(gè)零件的樣本2.給評(píng)價(jià)人編號(hào)為:A,B,C等,并將零件從1到n進(jìn)行編號(hào),但零件編號(hào)不要讓評(píng)價(jià)人看到3.對(duì)量具進(jìn)行校準(zhǔn),如果這是正常測(cè)量系統(tǒng)程序中的一部份的話.讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)順序測(cè)量n個(gè)零件,并將結(jié)果記錄在第1行.第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(均值--極差法)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析111重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)4.讓評(píng)價(jià)人B和C依次測(cè)量這些一樣的n個(gè)零件,不要讓他們知道別人的讀值;然后將結(jié)果分別記錄在第6行和第11行.5.用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)以上循環(huán),并將數(shù)據(jù)記錄在第2,7和12行;例:如果被測(cè)量的是7號(hào)零件,則數(shù)據(jù)相應(yīng)記錄在標(biāo)有零件7的欄位中.重復(fù)三次.6.當(dāng)測(cè)量大型零件或不可能同時(shí)獲得數(shù)個(gè)零件時(shí),第三步到第五步變更為:(ⅰ)讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第1行;讓評(píng)價(jià)人B測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第6行;讓評(píng)價(jià)人C測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第11行.

第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析112重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)(ⅱ)讓評(píng)價(jià)人A重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第2行;評(píng)價(jià)人B重新測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第7行;評(píng)價(jià)C重復(fù)測(cè)量第一個(gè)零件并將讀值記錄在第12行.如果需要進(jìn)行三次測(cè)量,則重復(fù)以上循環(huán),并將數(shù)值記錄在第3,8和13行中.7.如果評(píng)價(jià)人處于不同的班次,可以使用一個(gè)替代的方法.讓評(píng)價(jià)人A測(cè)量所有10個(gè)零件,并將讀值記錄在第一行;然后讓評(píng)價(jià)人A按照不同的順序重新測(cè)量,并將讀值記錄在第2行和第3行.評(píng)價(jià)人B和評(píng)價(jià)人C也同樣做第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究量具重復(fù)性和再生性數(shù)據(jù)收集表(見下表)重復(fù)性和再現(xiàn)性研究(平均值和極差法)第三章測(cè)量系統(tǒng)分析113第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究評(píng)價(jià)人/測(cè)量次數(shù)零件12345678910平均值A(chǔ)123平均值Xa=極差Ra=B123平均值Xb=極差Rb=C123平均值極差Xc=零件平均值Rc=(Ra=+Rb=+Rc=)/(評(píng)價(jià)人數(shù)=3)=RXDIFF=最大值X-最小值XUCLR=R*D42次測(cè)量時(shí),D4=3.27;3次測(cè)量時(shí),D4=2.58.1369121518第三章測(cè)量系統(tǒng)分析和研究評(píng)價(jià)人/測(cè)量次數(shù)114計(jì)算公式

1.重復(fù)性—設(shè)備變差(EV)EV=R*K12.再現(xiàn)性—評(píng)價(jià)人變差(AV)AV=√(XDIFF*K2)