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MSA SPC基础知识 测量系统分析统计过程控制 测量系统分析 MeasurementSystemsAnalysis1 什么是测量系统分析 MSA 测量系统 用来对被测特性赋值的操作 程序 量具 设备 软件以及操作人员的集合 用来获得测量结果的整个过程 量具 任何用来获得测量结果的装置 经常用来特指用在车间的装置 包括用来测量合格 不合格的装置 2 测量数据的质量 应用于以数据为基础的方法判断测量数据的质量表征数据质量最通用的统计特性 如果数据的质量是不可接受的 则必须改进 通常是通过改进测量系统来完成的 而不是改进数据本身 3 测量过程 测量 的定义为 赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系 赋值的过程定义为测量过程 而赋予的值定义为测量值 4 测量系统的统计特性 测量系统必须处于统计控制中 测量系统的变异必须比制造过程的变异小 变异应小于公差带 测量精度应高于过程变异和公差带两者中精度较高者 测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化 5 标准 背景标准的使用 越远离国家标准的标准 越是耐其环境的变化 因此保持它也就越便宜和容易 但是 这些优点通常是以较低精度为代价得到的 6 评定测量系统的程序 用于评定的统计特性重复性 再现性 偏倚 稳定性以及线性 这种测量系统有足够的分辨力吗 这种测量系统是在一定时间内是否在统计上保持一致 这些特性能在预期范围内是否一致 并且用于过程分析或控制是否可接受 7 测量的有关问题 偏倚 测量结果的观测平均值与基准值的差值 重复性 由一个评价人 采用一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差 再现性 由不同的评价人 采用相同的测量仪器 测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差 稳定性 是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差 线性 在量具预期的工作范围内 偏倚值的差值 8 测量系统变差的类型 9 测量系统的分析目的 测量系统分析的目的应是为了更好地了解变差的来源 这些来源可以影响系统产生的结果 10 测量系统的分辨力 测量系统分辨力的概念选择具有足够分辨力的测量系统 11 测量系统研究的准备 先计划将要使用的方法 评价人的数量 样品数量及重复读数次数应预先确定 评价人的选择应从日常操作该仪器的人中挑选 样品必须从过程中选取并代表其整个工作范围 仪器分辨力应允许至少直接读取特性的预期过程变差的十分之一 确保测量方法在按照规定的测量步骤测量特征尺寸 12 获得数据的步骤 测量应按照随即顺序进行 在设备读数中 读数应估计到可得到的最近的数字 研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行 每一位评价人应采用相同的方法来获得读数 13 结果 数值分析 量具重复性和再现性 R R 的可接受性准则是 低于10 的误差 测量系统可接受 10 至30 的误差 根据应用的重要性 量具成本 维修的费用等可能是可接受的 大于30 的误差 测量系统需要改进 进行各种努力发现问题并改正 统计过程控制 StatisticalProcessControl汽车制造商 供方及销售商都必须得致力于不断改进 以寻找更有效的方法来提供产品及服务 而且这些产品和服务必须不断地在价值上得以改进 我们必须重视内部以及外部的顾客 并将顾客满意作为企业的主要目标 为了达到这一目标 组织中的每一个人都必须确保不断改进及使用有效的方法 1 应用前的说明 收集数据并用统计方法来解释它们并不是最终目标 增加知识应成为行动的基础 研究变差和应用统计知识来改进性能的基本概念使用于任何领域 SPC代表统计过程控制 应用统计技术来控制输出 例如零件 应仅仅是第一步 接下页 接上页 真正理解SPC的知识需要进一步与过程控制实际相联系 不能盲目使用法则 应在收集过程数据之前就应很好地了解测量系统 否则可能作出不适当的决定 2 预防与检测 检测 检查并剔除不符合规范的产品 预防 在第一步就可以避免生产无用的输出 从而避免浪费 3 过程控制系统 一个过程系统可以称为一个反馈系统 统计过程控制 SPC 是一类反馈系统 过程控制系统的四个基本原理 3 1过程 所谓过程就是共同工作以产生输出的供方 生产者 人 设备 输入材料 方法和环境以及使用输出的顾客的集合 3 2性能 通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性能有关的信息 但是与性能有关的最有用的信息还是以研究过程本质以及其内在的变化性中得到的 3 3对过程采取措施 通常来说 对重要的特性 过程输出 采取措施从而避免它们偏离目标值太远是很经济的 3 4对输出采取措施 仅对输出进行检验并随之采取措施不能代替有效的过程管理 只可作为不稳定或没有能力的过程的临时措施 因此 我们必须要将重点放在过程信息收集和分析上 这样可以对过程本身采取纠正措施 4 变差 普通原因特殊原因 为了有效地使用过程控制数据 理解变差的概念是很重要的 5 局部措施和对系统采取措施 在上面讨论的两种变差以及可能采取的减少他们的措施之间有着重要的联系 5 1局部措施 通常用来消除变差的特殊原因 通常由与过程直接相关的人员实施 通常可纠正大约15 的过程问题 5 2对系统采取措施 通常用来消除变差的普通原因 几乎总是要求管理措施 以便纠正 大约可纠正85 的过程问题 6 过程控制和过程能力 过程控制的目标是对影响过程的措施做出经济合理的决定 过程在统计控制下运行指的是仅存在造成变差的普通原因 讨论过程能力时两个相对的概念 从受统计控制的过程的分布中估计出符合规范的产品的比例 接下页 接上页 一个过程被证明处于统计控制状态后才计算其过程能力 短期能力的研究是以一个从操作循环种获取的测量作为基础的 如果一个过程是稳定的并且能符合短期的要求 紧接应进行长期能力研究 7 控制图 过程控制的工具 控制图能应用于各种过程控制的场合 当出现变差的特殊原因时 控制图能有效地引起人们注意 它们在系统或过程改进要求减少普通原因变差时控制图能反映其大小 8 控制图实施的几个步骤 收集控制分析及改进为了不断地改进过程 重复以上三个阶段适当地多收集数据 通过操作受统计控制的过程来减少过程变差 并且不断分析过程的变化 9 控制图的益处 供正在进行过程控制的操作者使用 有助于过程在质量上和成本上持续地 可预测地保持下去 使过程达到 更高的质量 更低的单件成本 更高的有效能力 接下页 接上页 为讨论过程的性能提供共同的语言 区分变差的特殊原因和普通原因 作为采取局部措施或对系统采取措施的指南 10 计量型数据控制图 大多数过程和其输出具有可测量的特性 量化的值比简单的是 否陈述包含的信息更多 在某些情况下测量的费用更低 缩短零件生产和采取纠正措施之间的时间间隔 使用计量型数据可以分析过程性能及量化所作的改进 11 使用控制图的准备 建立适于实施的环境 定义过程 确定待管理的特性 考虑到 顾客的需求 当前及潜在的问题区域 特性间的相互关系确定测量系统 使不必要的变差最小 12 均值和极差图 在使用均值极差图之前 必须作几点适当的准备 12 1建立适合于实施的环境除非管理者已准备好一个可靠的环境 否则任何统计方法都会失败 必须排除机构内阻碍人们公正的顾虑 管理者必须提供资源 人力和物力 来参与和支持改进措施 12 2定义过程 必须根据过程与其周围的其他操作和上下使用者的关系 以及每个阶段的影响因素来理解过程 12 3确定作图的特性 顾客的需求当前的潜在问题区域特性之间的相互关系注意 统计上的相关性不意味着变量之间存在因果关系 在缺乏现存过程的知识时 可能要设计一个试验来验证这些关系和其重要性 12 4定义测量系统 必须可操作地定义其特性 测量设备的本身的准确性和精密性必须是可预测的 周期性校正是不够的 12 5使不必要的变差最小化 在开始研究之前应消除不必要的变差外部原因 目的是避免甚至不用控制图就能纠正明显的问题 这些包括过度的过程调整或过度控制等 12 6收集数据 选择子组大小 频率和数据 建立控制图及记录原始数据 计算每个子组的均值和极差 选择控制图的刻度 将均值和极差画到控制图上 接下页 接上页 注 为了再次强调生产现场的所有控制限的控制图的应用 还没有计算控制限 由于没有足够的数据 的初期操作控制图上应清楚地注明 初始研究 字样 这样这些标有 初始研究 的控制图 不论是用于能力的初次确定还是用于过程经过改进 改变后的研究 是仅允许用在生产现场中还没有控制限的过程控制图 12 7计算控制限 计算平均值极差及过程均值 计算控制限 在控制图上作出平均值和极差控制限的控制线 12 8过程控制解释 分析极差图上的数据点 超出控制限的点 链 明显的非随即图形 识别并标注特殊原因 极差图 重新计算控制限 极差图 接下页 接上页 分析均值图上的数据点 超出控制限的点 链 明显的非随即图形 识别和标注特殊原因 均值图 重新计算控制限 均值图 为了继续进行控制延长控制限 有关 控制 的最后概念 12 9过程能力解释 讨论下列假设下的过程能力的解释 过程处于统计稳定状态 过程的各测量值