MSA量測(cè)系統(tǒng)分析

1、MSA-量測(cè)系統(tǒng)分析(Measurement System Analysis) 前 言 在品質(zhì)檢驗(yàn)、生產(chǎn)控制、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)等過(guò)程中我們經(jīng)常通過(guò)測(cè)量來(lái)得到數(shù)據(jù),并依據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)的信息作出判斷并作相 關(guān) 的 調(diào) 整 , 所 以 量 測(cè) 數(shù) 據(jù) 準(zhǔn) 確 與 否 至 關(guān) 重 要 . 如何來(lái)判斷分析量測(cè)數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確,目前使用量測(cè)系統(tǒng)是否合用? “工欲善其事，必先利其器”，保證測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確是測(cè)量工作的前提條件,量測(cè)系統(tǒng)分析(MSA)就是用來(lái)分析量測(cè)系統(tǒng)狀況的有力工具. 數(shù)據(jù)的質(zhì)量 數(shù)據(jù)的類(lèi)型 -計(jì)量型 -計(jì)數(shù)型 如何評(píng)定數(shù)據(jù)質(zhì)量 -測(cè)量結(jié)果與 “真值”越小越好; -數(shù)據(jù)質(zhì)量是用多次測(cè)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定.

2、 計(jì)量型數(shù)據(jù)質(zhì)量 -均值與真值(基準(zhǔn)值)之差(指數(shù)據(jù)相對(duì)基準(zhǔn)位置); -方差大小(指數(shù)據(jù)分布). 計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)質(zhì)量 -對(duì)產(chǎn)品特性產(chǎn)生錯(cuò)誤分級(jí)的概率 I類(lèi)錯(cuò)誤,合格判為不合格; II類(lèi)錯(cuò)誤,不合格判為合格; 基本術(shù)語(yǔ)量具:任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置;經(jīng)常用來(lái)指用在生產(chǎn)車(chē)間的裝置;包括用來(lái)測(cè)量合格/不合格的裝置.測(cè)量:賦值給具體事物以表示它們之間關(guān)于特殊特性的關(guān)系.量測(cè)系統(tǒng):用來(lái)對(duì)被測(cè)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;用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程. 人設(shè)備材料方法環(huán)境輸入測(cè)量過(guò)程輸出數(shù)據(jù)TS16949與MSA 條文要求 7.6.1測(cè)量系統(tǒng)分析 為分析在各種測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)的測(cè)

3、量結(jié)果中的變差，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)研究，此要求應(yīng)適用于在控制計(jì)劃中提及的測(cè)量系統(tǒng)。 所用的分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與顧客關(guān)于測(cè)量系統(tǒng)分析的參考手冊(cè)相一致，如果顧客批準(zhǔn)，也可使用其它的分析方法和接受準(zhǔn)則。 TS16949與MSA 要點(diǎn)說(shuō)明: -對(duì)控制計(jì)劃中列入的測(cè)量系統(tǒng)要進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析. -測(cè)量系統(tǒng)分析方法及接受準(zhǔn)則應(yīng)與測(cè)量系統(tǒng)分析分析 參考手冊(cè)一致. -經(jīng)顧客批準(zhǔn)，也可使用其它的分析方法和接受準(zhǔn)則。 -如采用QS9000相關(guān)手冊(cè),則: QSA手冊(cè)強(qiáng)調(diào)要有證據(jù)證明上述要求己達(dá)到; PPAP手冊(cè)中規(guī)定:對(duì)新的或改進(jìn)的量具測(cè)量和試驗(yàn) 設(shè)備應(yīng)參考MSA手冊(cè)進(jìn)行變差研究. APQP手冊(cè)中,MSA為產(chǎn)品/過(guò)程

4、確認(rèn)階段的輸出之一. SPC手冊(cè)指出MSA是控制圖必需的準(zhǔn)備工作.測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 理想的量測(cè)系統(tǒng)在每一次使用時(shí),應(yīng)只產(chǎn)生 “正確”的測(cè)量結(jié)果,每一次測(cè)量結(jié)果應(yīng)該是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值.但由于種種原因影響不存這樣理想的量測(cè)系統(tǒng).且各種量測(cè)系統(tǒng)在不同統(tǒng)計(jì)特性(方差、偏倚均不同) 盡管每一量測(cè)系統(tǒng)可能需要不同統(tǒng)計(jì)特性,但所有量測(cè)系統(tǒng)須共有:1. 量測(cè)系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)管制中,這就意味量測(cè)系統(tǒng)中的變差只能是普通原因而不是由特殊原因造成的;2. 量測(cè)系統(tǒng)之變異必須比制造過(guò)程中變異小;3. 量測(cè)系統(tǒng)之變異須相對(duì)小于規(guī)格界限(公差帶);4. 量測(cè)精度應(yīng)高于制程變異/規(guī)格界限(公差帶)較小者;一般來(lái)說(shuō)為1/10;5.

5、 量測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目改變而變化,若真如此,最大變差應(yīng)小于制程變異或規(guī)格界限(公差帶)較小者 .量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的傳遞國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 地方標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家認(rèn)可的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)公司標(biāo)準(zhǔn) 企業(yè)的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室 測(cè)量結(jié)果 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 檢測(cè)設(shè)備制造廠 量測(cè)系統(tǒng)分析目的 量測(cè)系統(tǒng)分析的主要目的是在所處環(huán)境下求得該量測(cè)系統(tǒng)的變異,進(jìn)而分析此變異之類(lèi)別與變異之程度.分析時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng): -應(yīng)設(shè)定量具之允收標(biāo)準(zhǔn) -量具間如何進(jìn)行比對(duì) -單一量具在修理前與修理后之比較 -長(zhǎng)期之量測(cè)能力評(píng)估 -量具之管制作業(yè) 如何進(jìn)行量測(cè)系統(tǒng)分析 量測(cè)系統(tǒng)分析主要為初期分析與定期分析.前者是新購(gòu)此量測(cè)系統(tǒng)時(shí)所執(zhí)行,

6、以評(píng)判量測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性是否合符期望;后者是在規(guī)定期限內(nèi)所執(zhí)行,以評(píng)判量測(cè)系統(tǒng)是否維持在可接受之狀態(tài)中. 量測(cè)系統(tǒng)分析作業(yè)步驟:1.建立必要之指導(dǎo)文件,例分析指導(dǎo)書(shū),校正指導(dǎo)書(shū)等；2.建立必要之程序,以管制所有量測(cè)系統(tǒng)維持在正常及最佳狀態(tài)；3.須有合格之分析人員,待分析之量具,以及必要環(huán)境；4.依據(jù)相關(guān)指導(dǎo)書(shū)執(zhí)行作業(yè)；5.搜集足夠之?dāng)?shù)據(jù),再依據(jù)所使用之分析表格執(zhí)行分析作業(yè)用分析結(jié)論判定量測(cè)系統(tǒng)是可接受、勉強(qiáng)接受、不能接受。 評(píng)定量測(cè)系統(tǒng)步驟 評(píng)定量測(cè)系統(tǒng)可分析兩個(gè)階段 第一階段是驗(yàn)證系統(tǒng)是否一直量測(cè)正確的變量.( 了解量測(cè)過(guò)程并確定量測(cè)系統(tǒng)能否滿足需求) 第一階段主要有兩個(gè)目的: 1. 確定量測(cè)

7、系統(tǒng)是否具備所需要統(tǒng)計(jì)特性2. 發(fā)現(xiàn)哪些環(huán)境因素對(duì)量測(cè)系統(tǒng)有顯著影響 第二階段確定量測(cè)系統(tǒng)必須具什么樣可接受統(tǒng)計(jì)特性 第二階段主要目的:驗(yàn)證量測(cè)系統(tǒng)一旦可行,應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性.常見(jiàn) “具量R&R”研究是第二階段試驗(yàn)一種形式 量測(cè)系統(tǒng)評(píng)定的兩個(gè)階段第一階段 (使用前) -確定統(tǒng)計(jì)特性是否滿足需要 ? -確認(rèn)環(huán)境因素是否有影響? 第二階段 (使用過(guò)程) -確定是否持續(xù)地具備恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性?評(píng)價(jià)量測(cè)系統(tǒng)的三個(gè)基本問(wèn)題是否有足夠的分辨力?是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定?統(tǒng)計(jì)特性用于過(guò)程控制和分析是否可接受?盲測(cè)法在實(shí)際測(cè)量環(huán)境下,在操作者事先不知正在對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定的條件下,獲得測(cè)量結(jié)果?向傳統(tǒng)觀念

8、挑戰(zhàn)長(zhǎng)期存在的把測(cè)量誤差只作為公差范圍百分率來(lái)報(bào)告的傳統(tǒng),是不能面臨未來(lái)持續(xù)改進(jìn)的市場(chǎng)挑戰(zhàn)。如何選擇適當(dāng)評(píng)定量測(cè)系統(tǒng)方法1.試驗(yàn)中是否應(yīng)使用諸如那些可追溯至NIST的標(biāo)準(zhǔn)?如果是什么等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)適合；2.對(duì)于第二階段正在進(jìn)行的試驗(yàn),應(yīng)考慮使用盲測(cè)；3.試驗(yàn)成本；4.試驗(yàn)所需時(shí)間；5.任何其定義沒(méi)有被普遍接受的術(shù)語(yǔ)應(yīng)作出可操作的定義(如準(zhǔn)確度、精密度、重復(fù)性和再現(xiàn)性)；6.是否由這個(gè)量測(cè)系統(tǒng)取得的測(cè)量結(jié)果要與另一量測(cè)系統(tǒng)對(duì)比；7.第二階段試驗(yàn)應(yīng)每隔多久進(jìn)行一次。 量測(cè)系統(tǒng)變差類(lèi)別 量測(cè)系統(tǒng)變差類(lèi)別有五種: -再現(xiàn)性(Repeatability) -再生性(Reproducibility) -偏差(B

9、ias) -穩(wěn)定性(Stability) -線性(Linearity) 準(zhǔn)確度:量測(cè)真正量測(cè)真正值與觀測(cè)值平均值與觀測(cè)值平均值之差值之差. .再生性再生性: :不同作不同作業(yè)員使用相同業(yè)員使用相同量具測(cè)量同一量具測(cè)量同一產(chǎn)品某一特性產(chǎn)品某一特性之差異之差異再現(xiàn)性再現(xiàn)性: :同一作業(yè)員同一作業(yè)員用同一量具測(cè)量同一用同一量具測(cè)量同一件產(chǎn)品重復(fù)量測(cè)所產(chǎn)件產(chǎn)品重復(fù)量測(cè)所產(chǎn)生的變異生的變異穩(wěn)定性穩(wěn)定性: :使用相同量具使用相同量具, ,量測(cè)同產(chǎn)品在不同時(shí)量測(cè)同產(chǎn)品在不同時(shí)間實(shí)施量測(cè)間實(shí)施量測(cè), ,至少量測(cè)至少量測(cè)兩組數(shù)據(jù)兩組數(shù)據(jù), ,其平均數(shù)據(jù)其平均數(shù)據(jù)之差異之差異線性線性: :透過(guò)可能之操作范透過(guò)可能

10、之操作范圍圍, ,測(cè)量至少兩點(diǎn)數(shù)據(jù)測(cè)量至少兩點(diǎn)數(shù)據(jù), ,并計(jì)算出最大最小精確并計(jì)算出最大最小精確值之差異值之差異分析量測(cè)系統(tǒng)變差作用 接受新量測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)則； 一種量測(cè)設(shè)備與另一種的比較； 評(píng)價(jià)懷疑有缺陷的量具的根據(jù)； 維修前后測(cè)量設(shè)備之比較； 計(jì)算制程變差,以及生產(chǎn)過(guò)程的可接受水平； 作出量具特性曲線(GPC)的必要信息 。偏 倚偏倚:又稱為準(zhǔn)確度(Accuracy),是指量測(cè)平均值與真值之差是指量測(cè)平均值與真值之差值值. 觀測(cè)平均值基準(zhǔn)值偏倚再現(xiàn)性(Repeatability) 再現(xiàn)性:又稱為量具變異,是指用同一種量具,同一作業(yè)者,當(dāng)多次量測(cè)相同零件之指定特性時(shí)所得之變異,以公式表示如下:

11、EV=RK1, %EV=100(EV/TV)注: EV為為再現(xiàn)性,TV為全變異 再現(xiàn)性圖標(biāo): R為所有作業(yè)者多次量測(cè)變異平均值 K1,為再現(xiàn)性系數(shù),與量測(cè)次數(shù)有關(guān) TV為全變異, TV= (R&R)2+(PV) 2 R&R為再現(xiàn)性與再生性 PV為零件變異 再現(xiàn)性再生性(Reproducibility)再生性:又稱作業(yè)者變異,是指不同作業(yè)者以相同量具量測(cè)相同產(chǎn)品特性時(shí),量測(cè)平均值之變異,以公式表如下: AV= (XDIFFK2)2-(EV2/nr) % AV=100(AV/TV)注:AV為再生性,TV為全變異 XDIFF為不同作業(yè)者所量測(cè)之平均值之最大值與最小值之差異 K2為再生

12、性系數(shù),與作業(yè)者之人數(shù)有關(guān) 再生性圖標(biāo) 作業(yè)員a 作業(yè)員b 作業(yè)員c n為被測(cè)零件數(shù)目 r為位作業(yè)者量測(cè)次數(shù) 再生性作業(yè)員a作業(yè)員b作業(yè)員c衡定性(Stability)穩(wěn)定性:又稱為漂移(Drift),指不同時(shí)間量測(cè)值之變異,此量測(cè)之方式可兩種:1.以相同標(biāo)準(zhǔn)件在不同時(shí)間量測(cè)同一量具所得之變異以相同量具在不同時(shí)間量測(cè)同一零件所得之變異 穩(wěn)定性圖標(biāo) 時(shí)間1穩(wěn)定性時(shí)間2線 性 線性:是指量具在使用范圍內(nèi)偏移差異之分布狀況 觀測(cè)平均值觀測(cè)平均值基準(zhǔn)值偏移小基準(zhǔn)值偏移大觀測(cè)平均值基準(zhǔn)值無(wú)偏倚有偏倚零件變異(Part Variation) 零件變異:為制程中個(gè)別零件量測(cè)平均值之變異. PV=RpK3 (

13、Rp為零件之最大變異, K3為系統(tǒng),數(shù)零件數(shù)有關(guān)) 量測(cè)系統(tǒng)的分析 象過(guò)程一樣,對(duì)用來(lái)描述測(cè)量系統(tǒng)的變差的分布可以賦予以下特性: 1.位置 穩(wěn)定性; 偏移 線性 2.寬度或范圍 再現(xiàn)性 再生性 量測(cè)系統(tǒng)分析-量測(cè)系統(tǒng)分辨力 分辨力-量測(cè)系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測(cè)特性中極小變化的能力,可被稱分辨率.1個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí)2-4個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí)5或更多數(shù)據(jù)分級(jí)控 制只有下列條件才可用于控制:與規(guī)范相比過(guò)程變差較小預(yù)期過(guò)程變差上的損失函數(shù)很平緩過(guò)程變差的主要原因?qū)е戮灯埔罁?jù)過(guò)程分布可用半計(jì)量控制技術(shù)可產(chǎn)生不敏感的計(jì)量控制圖分 析對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)估計(jì)不可接受只能表明過(guò)程是否正在產(chǎn)生合格 零件一般來(lái)講對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)的

14、估計(jì) 不可接受只提供粗略的估計(jì)建議使用(建議可視分辨率最多是總過(guò)程的6的十分之一,而不是公差寬度的1/10)量測(cè)系統(tǒng)分析-量測(cè)系統(tǒng)分辨力 0.14555(UCL)控制上限0.13571(LCL)控制下限0.1431(UCL)控制上限0.1375(LCL)控制下限0.01810(UCL)控制上限0.0102(UCL)控制上限平均(X)平均(X)極差(R)極差(R)最小測(cè)量單位為0.001寸數(shù)據(jù)控制圖最小測(cè)量單位為0.01寸數(shù)據(jù)控制圖量測(cè)系統(tǒng)分析-穩(wěn)定性 兩種穩(wěn)定性 -一般概念:隨時(shí)間變化系統(tǒng)偏倚的總變差; -統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性概念:測(cè)量系統(tǒng)只存在普通原因變差,而沒(méi)有特殊原因變差. 利用控制圖評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)

15、穩(wěn)定性 -保持基準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)件,使其在研究周期內(nèi)保持不變; -極差圖出現(xiàn)失控時(shí),說(shuō)明存在不穩(wěn)定的重復(fù)性; -均值圖出現(xiàn)失控時(shí),說(shuō)明偏倚不穩(wěn)定. 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的原則 -評(píng)價(jià)周期的確定需要專(zhuān)業(yè)知識(shí),但是穩(wěn)定性不是能在很短的時(shí)間內(nèi)作 出評(píng)價(jià),之前可利用統(tǒng)計(jì)技術(shù),過(guò)程模型確定影響因素; -穩(wěn)定性不必計(jì)算數(shù)值. -穩(wěn)定性狀態(tài)不確定時(shí),評(píng)價(jià)R&R弊大于利,因?yàn)檫^(guò)程不受控,計(jì)算過(guò)程能 力沒(méi)有意義.量測(cè)系統(tǒng)分析-穩(wěn)定性 一領(lǐng)班決定監(jiān)視測(cè)量粘度的量測(cè)系統(tǒng).其不知標(biāo)準(zhǔn)值但保留一標(biāo)準(zhǔn)樣本.其把樣本一分為三,測(cè)定各部分粘度. 日期 10/16 10/23 10/3011/6 11/13 11/20 11/2712

16、/4 12/11 12/18 12/251/41/111/181/252/22/92/16 2/23時(shí)間 10:00 9:309:009:1510:009:459:009:259:0510:009:009:509:359:359:409:009:159:459:25NO148.648.448.9 248.748.848.9 348.348.0平均極差偏倚 1.在工具室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備上對(duì)基準(zhǔn)件進(jìn)行精密測(cè)量;2.認(rèn)一位評(píng)價(jià)人用正被評(píng)價(jià)的量具測(cè)量同一零件至少10次;3.計(jì)算出平均值.基準(zhǔn)值與平均值之差表示量測(cè)系統(tǒng)偏倚. 偏倚相對(duì)比較大的可能原因: 基準(zhǔn)的錯(cuò)誤 磨損的零件 制造的儀器尺寸不對(duì) 儀器測(cè)

17、量非代表性尺寸 儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn) 評(píng)價(jià)人員使用儀器不正確 偏倚-示例 全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備確定的基準(zhǔn)值為0.80mm,該零件的過(guò)程變差為0.70mm. X1=0.75 X2=0.75 X3=0.80 X4=0.80 X5=0.65 X6=0.80 X7=0.75 X8=0.75 X9=0.75 X10=0.70 X =7.5/10=0.75 X =0.75 偏倚=觀察平均值-基準(zhǔn)值=0.75-0.80=-0.05 偏倚占過(guò)程變差的百分比計(jì)算如下: 偏倚%=100【偏倚/過(guò)程變差 】 偏倚%=100【0.05/0.70 】=7.1%基準(zhǔn)值重復(fù)性 測(cè)量過(guò)程的重復(fù)意味著測(cè)量系統(tǒng)自身的變異是一致的.由于儀器

18、自身以及零件在儀器中位置變化導(dǎo)致的測(cè)量變差是重復(fù)性誤差的兩種原因. 重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差或儀器變差(e)的估計(jì)為R/d2 儀器變差或重復(fù)性將為5.15 R/d2或4.65R 從生產(chǎn)過(guò)程中選取5件樣品.選擇兩名經(jīng)常進(jìn)行該測(cè)量的評(píng)價(jià)人參與研究.每一位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量三次.重復(fù)性示例 評(píng)價(jià)人1 評(píng)價(jià)人2零件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5試驗(yàn) 1 217 220 217 214 216 216 216 216 216 220 2 216 216 216 212 219 219 216 215 212 220 3 216 218 216 212 220 220 220 216 212 220平均

19、值 216.3 218.0 216.3 212.7 218.3 216.3 218.3 217.3 215.7 213.3 220.0 216.9極差 1.0 4.0 1.0 2.0 4.0 4.0 4.0 1.0 4.0 0.0 重復(fù)性極差控制圖2名評(píng)價(jià)人3次試驗(yàn)5個(gè)零件 評(píng)價(jià)人1 評(píng)價(jià)人2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5重復(fù)性 R=25/10=2.5e=R/d2=2.5/1.72=1.455.15 e= 5.15 1.45= 7.5再現(xiàn)性 測(cè)量過(guò)程的再現(xiàn)性表明評(píng)價(jià)人的變異性是一致的.考慮評(píng)價(jià)人變異性的一種方法是認(rèn)為變異性代表每位評(píng)價(jià)人造成的遞增偏倚,若存在,每位評(píng)價(jià)人的所有平均值將

20、會(huì)不同. 評(píng)價(jià)人變異性或再現(xiàn)性可通過(guò)確定每一評(píng)價(jià)人所有平均值,然后從評(píng)價(jià)人最大平均值減去最小的得到極差(R0)來(lái)估算,再現(xiàn)性為5.15R0/d2*或3.65R R0=216.9-216.3=0.6 R0/d2*=0.6/1.41=0.4 再現(xiàn)性= 5.15R0/d2* =2.2 由于量具變差影響該估計(jì)值,必須減去重復(fù)性部分來(lái)校正. 校正過(guò)的再現(xiàn)性= 5.15R0/d2* 2 - (5.15 e ) 2 /nr = 2.2 2 - 7.5 2 /5*3 =1.0零件間變差 在均值控制圖中可看出零件間的變差.對(duì)每一位評(píng)價(jià)人來(lái)說(shuō),子組平均值反映出零件間的差異. 樣品平均值均差 Rp 零件間標(biāo)準(zhǔn)偏差p

21、 = Rp/d2* 零件間變差將5.15 Rp/d2*或2.08 Rp 量測(cè)系統(tǒng)再現(xiàn)性與重復(fù)性相關(guān)的過(guò)程變差百分比一般稱為%R&R,由 m / t 100估計(jì),式中t為總過(guò)程變差標(biāo)準(zhǔn)差. t =( p2 + m2) 100 p =( t2 - m2) 與量測(cè)系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性相關(guān)的容差百分比估計(jì)為5.15 m / 容差 100 . 產(chǎn)品尺寸的分級(jí)(數(shù)據(jù)分級(jí))數(shù),可根據(jù) p / m 1.41 或 1.41 PV/R&R 確定 零件間變差 零件評(píng)價(jià)人均值圖2名評(píng)價(jià)人3次試驗(yàn)5個(gè)零件 評(píng)價(jià)人1 評(píng)價(jià)人2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5由于只有30%或少于一半的平均值在限值外,

22、本例測(cè)量系統(tǒng)于足以檢測(cè)出零件間變差UCLX=X+A2R LCLX=X-A2R =216.6+1.023 2.5 =216.6-1.023 2.5 =219.2 =214.1零件間變差-示例測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏差(m) =(e2 + o2) = (1.452 + 0.192) =1.47測(cè)量系統(tǒng)變差或量具&R=5.15m= 5.151.47=7.6P= RP / d2* =6.2/2.48=2.50總過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)差 (t) =(p2 + m2) = (2.502 + 1.472) =2.90總過(guò)程變差 =TV=5.15 2.90=14.9%R&R= ( m / t ) 100 = R&am

23、p;R/TV100= 7.6/14.9100=50.7%數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)= PV/R&R1.41= 12.8/7.61.41=2零件間變差-示例量具產(chǎn)品:連結(jié)件 量具R&R平均值及極差法研究號(hào):1 研究日期:量器號(hào): 說(shuō)明: 類(lèi)型:特性:1 說(shuō)明: 名稱:特性12名評(píng)價(jià)人3次試驗(yàn)5個(gè)零件 5.15標(biāo)準(zhǔn)差 占研究變差的百分比 貢獻(xiàn)百分比重復(fù)性 7.5 50.3 25.3再現(xiàn)性 1.0 6.9 0.6量具R&R 7.6 50.8 25.8零件間 12.8 86.1 74.2 基于數(shù)據(jù)分級(jí),量具系統(tǒng)可用于計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù) 注: 容差=不適用 研究變差=14.9 數(shù)據(jù)分級(jí)數(shù)=2 線 性 -

24、示 例 某工廠領(lǐng)班研究某測(cè)量系統(tǒng)的線性,基于該過(guò)程變差,在測(cè)量系統(tǒng)工作范圍內(nèi)選定五個(gè)零件.數(shù)據(jù)如下: 零件 1 2 3 4 5 基準(zhǔn)值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 1 2.70 5.10 5.80 7.60 9.10 2 2.50 3.90 5.70 7.70 9.30 3 2.40 4.20 5.90 7.80 9.50 4 2.50 5.00 5.90 7.70 9.30 5 2.70 3.80 6.00 7.80 9.40 6 2.30 3.90 6.10 7.80 9.50 7 2.50 3.90 6.00 7.80 9.50 8 2.50 3.90 6.10

25、7.70 9.50 9 2.40 3.90 6.40 7.80 9.60 10 2.40 4.00 6.30 7.50 9.20 11 2.60 4.10 6.00 7.60 9.30 12 2.40 3.80 6.10 7.70 9.40 零件平均值 2.49 4.13 6.03 7.71 9.38 基準(zhǔn)值 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 偏倚 0.49 0.13 0.03 0.29 0.62 極差 0.4 1.3 0.7 0.3 0.5x2 - (x)2 /nxy-(x y/n)xy-(x y/n)2x2 - (x)2 /n y2 - (y)2 /n線 性 -示 例 偏

26、倚與基準(zhǔn)值之間的交點(diǎn)標(biāo)繪見(jiàn)圖12,最佳擬合這些點(diǎn)的線性回歸直線及該直線的擬合度(R2)計(jì)算如下: y=b+ax x=基準(zhǔn)值 y=偏倚 a=斜率 a= =-0.1317 b= y/n-a(x /n) =0.7367 R2= =0.98偏倚=b-ax=0.7367-0.1317基準(zhǔn)值線性=斜率過(guò)程變差=0.1317*6.00%線性=100 線性過(guò)程變差=0.1317%擬合度(R2)=0.981.201.000.800.600.400.20-0.00-0.20-0.40-0.60 4.00 6.00 8.00 10.00線 性 -示 例 1名評(píng)價(jià)人12次試驗(yàn)5個(gè)零件 過(guò)程變差=6.00 低 名 義

27、高偏倚線性是由最佳擬合直線的斜率而不是由擬合度值確定,一般斜率越低,量具線性越好;相反斜率越大,量具線性越差.量測(cè)系統(tǒng)非線之原因1.在工作范圍上限和下限內(nèi)儀器沒(méi)有正確校準(zhǔn)；2.最大值和最小值校準(zhǔn)量具的誤差；3.磨損的零件；4. 儀器固有的設(shè)計(jì)特性。 量測(cè)系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備1.先計(jì)劃將要使用之方法；2.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；3由于其目的是評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng),評(píng)價(jià)人應(yīng)為日常儀器操作人；4.樣品必須從過(guò)程中選取并代表其整個(gè)工作范圍；5.儀器的分辦力應(yīng)允許直接讀取特性的預(yù)期制程變差的十分之一；6.確保測(cè)量方法在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸。 減少量測(cè)系統(tǒng)分析誤差要點(diǎn) 1. 測(cè)量應(yīng)

28、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;2.在設(shè)備讀數(shù)中,讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的收字;3.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;4.每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同方法包括所有步驟-來(lái)讀得讀數(shù)。計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究 確定穩(wěn)定性用指南:1.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;2.定期測(cè)量基準(zhǔn)樣品3至5次;3.在X&R或X&s控制圖中標(biāo)繪數(shù)據(jù);4.確定每個(gè)曲線的控制限并按標(biāo)準(zhǔn)曲線圖判斷失控或不穩(wěn)定狀態(tài);5.計(jì)算測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差并與測(cè)量過(guò)程偏差相比較,確定測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性是否適于應(yīng)用.獨(dú)立樣本法: a.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;

29、b.認(rèn)一位評(píng)價(jià)人以通常的方法測(cè)量該零件10次; c.計(jì)算這10次讀數(shù)的平均值; d.通過(guò)該平均值減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚.計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)研究 偏倚=觀測(cè)平均值-基準(zhǔn)值 過(guò)程變差=6 極差 偏倚%=偏倚/過(guò)程變差圖表法:a.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;b.從圖表中計(jì)算X值;c.通過(guò)X減去基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算偏倚: 偏倚=X-基準(zhǔn)值 過(guò)程變差=6 極差 偏倚%=偏倚/過(guò)程變差確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南極差法: 是一種改進(jìn)計(jì)量型量具研究方法,它可迅速提供一個(gè)測(cè)量變異性的近似值.但不能分解重復(fù)性和再現(xiàn)性 零件 評(píng)價(jià)人A 評(píng)價(jià)人B 極差(A-B) 1 0.85 0.80 0.05 2 0.75 0.7

30、0 0.05 3 1.00 0.95 0.05 4 0.45 0.55 0.10 5 0.50 0.60 0.10 平均極差(R)= R/5=0.35/5=0.07 GR&R=5.15R/d2*=5.15(0.07)/1.19=0.303 過(guò)程變差=0.40 %GR&R=100GR&R/過(guò)程變差=1000.303/0.40=75.5%確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 均值和極差法: 均值和極差法是一種提供測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性估計(jì)的數(shù)學(xué)方法.可將重復(fù)性和再現(xiàn)性分開(kāi). 再現(xiàn)性比再生性大之原因： 1. 儀器需要維護(hù)； 2. 量具應(yīng)重新設(shè)計(jì)來(lái)提高剛度； 3. 夾緊和檢驗(yàn)點(diǎn)需要改進(jìn)；

31、4. 存在過(guò)大零件內(nèi)變差。 再生性比再現(xiàn)性大之原因： 1. 評(píng)價(jià)人員需要更好培訓(xùn)如何使用量具儀器和讀數(shù)； 2. 量具刻度盤(pán)上的刻度不清楚； 3. 需要某種夾具幫助評(píng)價(jià)人提高使用量具的一致性 。 確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 進(jìn)行研究: 量具再現(xiàn)性與再生性之資料搜集1.將作業(yè)者分為A、B、C三人,零件10個(gè),但作業(yè)者無(wú)法看到零件號(hào)碼。2.準(zhǔn)備所需之量測(cè)量具。3.使作業(yè)者A依隨機(jī)順序量測(cè)10個(gè)零件并由另一觀測(cè)者在第1行填入量測(cè)數(shù)據(jù)，請(qǐng)作業(yè)者B、C量測(cè)相同的10個(gè)零件，但不使他們看到他人旳量測(cè)值，將量測(cè)值分別記入第6行及11行。(表1)4.重復(fù)這個(gè)循環(huán)但以不同的隨機(jī)順序進(jìn)行量測(cè)。將數(shù)據(jù)填入第2、7及12

32、行之適當(dāng)列中。例如第一個(gè)被量測(cè)為7號(hào)零件，則在第7列中記錄量測(cè)值，如須第三次量測(cè)，則重復(fù)此循環(huán)并將結(jié)果記入第3、8及I3中。(表1) A B C1A B C2A B C3A B C4A B C51 2 3 4 5A1 2 3 4 5B1 2 3 4 5CUCLRUCLRRR確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 結(jié)果分析-圖表分析 a.極差圖 -關(guān)于重復(fù)性統(tǒng)計(jì)控制; -評(píng)價(jià)人之間對(duì)每個(gè)零件測(cè)量過(guò)程的一致性. 20100-10-2020100-10-20AAAAAAAAAAA AA AA AAAB BC CC CB BC CC CC CBBCCBBBBCCBBBBBBBCCCCAACCBBB確定重復(fù)性和再現(xiàn)性

33、用指南 誤差圖: 誤差=觀測(cè)值-基準(zhǔn)值(零件平均測(cè)量值) 1. 評(píng)價(jià)人B的第二個(gè)讀數(shù)有規(guī)律地高于第一個(gè)讀數(shù); 2. 評(píng)價(jià)人B的平均值高于其它評(píng)價(jià)人的測(cè)量平均值； 3. 10號(hào)零件很難測(cè)量一致-我們應(yīng)確定其原因.誤差誤差零件1零件2零件3零件4零件5零件6零件7零件8零件9零件105432101 2 3 4 5 6 7 8 9 10UCLXLCLXX確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 均值/鏈圖 1. 評(píng)價(jià)人之間的一致性; 2. 測(cè)量系統(tǒng)的“實(shí)用性”評(píng)價(jià)人C評(píng)價(jià)人B評(píng)價(jià)人A零件平均值1 2 3 4 5A1 2 3 4 5B1 2 3 4 5C確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 歸一化的單值圖: 1. 再現(xiàn)性; 2.

34、 評(píng)價(jià)人間的一致性 3. 離群值的存在(即異常讀數(shù)) 4. 零件與評(píng)估人間的交互作用歸一化值零件評(píng)價(jià)人=第一次讀數(shù)=第二次讀數(shù)A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 歸一化的單值圖: 歸一化值評(píng)價(jià)人零件=第一次讀數(shù)=第二次讀數(shù)A B C1A B C2A B C3A B C4A B C5確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 振蕩圖: a.評(píng)價(jià)人間的一致性 b.離群值的存在(即異常讀數(shù)) c.零件與評(píng)價(jià)人間的交互作用值評(píng)價(jià)人零件最高讀數(shù)最低讀數(shù)平均值確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 X-Y均值-基準(zhǔn)值圖: 1.線性 2.評(píng)價(jià)人間線性的一致性.測(cè)量平均值基準(zhǔn)值=評(píng)價(jià)人A=評(píng)

35、價(jià)人B=評(píng)價(jià)人C確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 X-Y比較圖: 平均值評(píng)價(jià)人B注:45線平均值評(píng)價(jià)人A平均值評(píng)價(jià)人B平均值評(píng)價(jià)人C平均值評(píng)價(jià)人A平均值評(píng)價(jià)人CA B C1A B C2A B C3A B C4A B C5確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 散點(diǎn)圖: a.評(píng)價(jià)人間的一致性 b.離群值的存在(即異常讀數(shù)) c.零件與評(píng)價(jià)人間的交互作用讀數(shù)評(píng)價(jià)人零件確定重復(fù)性和再現(xiàn)性用指南 數(shù)值計(jì)算:1.將第1、2及3行的最大數(shù)值減最小數(shù)值，將結(jié)果記錄在第5行，第6、7、8行及11、12、13行的作法相同，而將其結(jié)果分別記入第10行及第15行(表1)。2.第5、10行及15行之記錄應(yīng)為正值(表1)。3.將第5行加總并除以量測(cè)零件數(shù)，則得第一位作業(yè)者的平均全距Ra,以相同方法從第10及第15行求得Rb及Rc。(表I)4.將第5、10第15行的平均值(Ra、Rb、Re)填入第17行，將其加總后除以作業(yè)人數(shù)而得的數(shù)據(jù)記入R(所有全距的平均值)5.將R(平均值)填入第19、20行并乘以D3及D4求下及上的管制界限，如為二次測(cè)量測(cè)