测量系统分析MSA讲义

兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 1 测量系统分析 MSA 1 测量系统的概述 a 测量系统 用来对被测特性赋值的评价人 量具 设备 零件 程序 环境 操作的组合 如何判定一种系统是测量系统 为什么要做测量系统分析 b 测量数据的用途 分析研究 确定变量间是否存在某种显著关系 计量型数据 计数型数据 数据的统计特征值 平均值 xbar 中位数 中程数 M Md 极差 全距 R 标准偏 误差 标准差 MSE SE SD S c 测量数据的质量 用偏倚 方差表示 管理测量系统主要是监视和控制变差 大部分变差是不希望的 但如果测量系统不能探测到数据的变化 则不 能接受 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 2 正态分布平均值 的特性 1 y 1 2 0 0 2 3 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 x 正态分布标准差 的特性 y 1 0 5 2 1 0 3 1 5 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 x d 测量系统所需的统计特性 对测量系统进行分析的前提条件 测量系统处于统计控制之中 测量系统的变差小于过变差 小于容差 测量系统最大变差小于过程变差 容差二者中的较小者 测量精度 过程变差 容差二者中较小者的 10 一个具有零偏倚 零方差的测量系统 不一定适合于要求低概率的错误 分类的数据测量 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 3 验证测量系统测量正确的变量 I 阶段试验 确定测量系统具有所需统计特性 I 阶段试验 确定环境因素对测量系统的显著影响 I 阶段试验 验证测量系统的 GR g 确保测量方法 即评价人和仪器 在按规定的测量流程测量特征尺寸 h 确定重复读数的次数 尺寸的关键性 关键尺寸需要更多的试验 样品 零件结构 大或重的零件可规定较多试验 i 选择待测项目及其典型的试验环境应用的规范 j 考虑肓测 k 收集记录分析数据的要求说明 l 收集 管理所用的测量标准 m 确定试验所需时间 成本等 2 2 2 确保测量统计独立性的要求 a 研究工作应由知其重要性且仔细认真的人员进行 b 测量应按照随机顺序 评价人不应知道正在检查零件的编号 研究人应 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 8 知道正在检查哪一零件 c 可能时读数应取最小刻度的一半 d 每一位评价人应采用相同方法 含所有步骤 来获得读数 2 3 计量型测量系统研究指南 2 3 1 稳定性的分析确定 使用 x bar s x bar R 图来分析测量系统的稳定性 R 图失控 代表重复性不稳定 如仪器什么东西松动 气路阻塞 电压变化 x bar 图失控 代表不再正确地测量 偏倚已变 过程稳定性分析的工具有链图及控制图 2 3 1 1 链图 检验过程数据有无随时间分布的特点及趋势 并初步检验有无特殊原因所造 成的非随机分布 其主要的五个分析重点为 趋势 振荡 混合 聚集 周 期性循环 a 趋势 过程数据值持续地朝上朝下改变 即图上的点在同一方向连续移动 机床设定值偏离 工具松动 零件逐渐磨损 药液逐渐失效 温 湿度逐渐改变 b 振荡 过程突然改变 跳动 过程呈现不稳定状态 新的操作者 测量方法改变 异常读数的存在 零件与评价人间的交互 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 9 作用 机器方面小故障 进料波动加大 预期或非预期的过程设定改变 c 混合 操作或测量人员不同 测试方法不一样 设备不一样 两台或两台以上的机器使用同一控制图 不同的原料来 源 d 聚集 测量误差 抽取到不良样品 e 周期性循环 在控制图上的点显现出一个波状或周期性的高低点 操作者周期性轮换 周期性机床 进料季节性影响 温 湿度循环性影 响 2 3 1 2 控制图 a 总则 SPC Statistical Process Control 的缩写 即统计过程控制 的意思 又名 SQC 起源于 20 世纪三 四十年代 b 作用 对工序进行品质管制 分析判断工序是否处于稳定状态 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 10 准确且精确 精确但不准确 准确但不精确 c 控制图的基本形式 UCL 时间或组号 LCL 注 3 倍标准差能将偶然波动与异常波动区分开 d 控制图的选用流程 3 倍标准差 3 倍标准差 品质特性 确定要控制的特 性 是计量型 数据吗 样本容量是 否恒定 使用 P 图 样本容量是 否恒定 使用 u 图 性质上是否均匀 或不能按子组取 样一例如 化学 槽液 批量油漆 便于计算 X bar 使用中位数图 使用 np 或 p 图 使用 c 或 u 图 子组容量是否 大于等于 9 使用 X R 图 是否能方便 地计算每个 子组的 S 值 使用 X R 图 是 否 是 是 是 否 否 是 否否 是是 否 否 是 是 关心的是不合格 率一即 坏 产 品的百分比吗 关心的是不合格 数即单位产品不 合格数 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 11 e 控制图的分类 常规控制图 休哈特控制图 可分为 平均值 极差控制图 X bar R 平均值 标准值控制图 X bar S 单值 移动极差控制 X MR 中值 极差控制图 X median R 不合格品率控制图 p 不合格品数控制图 要求样本数相同 pn 单位不合格数控制图 u 不合格数控制图 要求样本数相同 c 按用途分 分析用 管理用控制图 f 控制图的分析 判断 判断过程是否处于控制状态 会有两种错误 类错误 type Error 生产者风险 过程本来处于受控 却判 为失控 以 表示 类错误 type Error 消费者风险 过程本来处于失控 却判 为受控 以 表示 用控制图识别生产过程的状态 主要是根据样本数据形成的样本点位置 以及变化趋势进行分析 判断 如下图 A 所示为典型的受控状态 而失控 状态表现在以下两个方面 样本点超出控制界限 样本点在控制界限内 但排列异常 f 1 受控状态的准则 判稳准则 如下图 B 所示 如果控制图上所有的点都在控制界限以内 而且排列正常 计量值计数值 按测定值性质分 使用 X S 使用单值图 X MR 否 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 12 UCL LCL 说明生产过程处于统计控制状态 休哈特控制图的 ISO 8258 准则 25 点都在控制界限之内 1 0 0654 连续 35 点中仅一点出界 2 0 0041 连续 100 点最多两点出界 3 0 0026 样本点均匀分布 位于中心线两侧的样本点约各占 1 2 靠近中心线的样本点极少 离中心线 1 3 内的点约占 2 3 若多于 90 或低于 40 则不正常 离中心线 1 3 区域外与离中心线 2 3 内之间的点约占 1 3 离中心线 2 3 外 与控制界限间的点约占 1 20 控制界限外的点占 2 100 图 A 控制图的受控状态 x bar CL t 图 B x bar t 图 C xbar UCL CL LCL t f 2 失控状态的准则 判异准则 生产过程处于失控状态的明显特征是有一部分样本点超出控制界限 除 此之外 如果没有样本点出界 但样本点排列和分布异常 也说明生产过 程状态失控 典型失控状态有以下几种情况 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 13 有多个样本点连续出现在中心线一侧 连续 9 点或 9 点以上出现在中心线一侧 如图 C 所示 链状 连续 11 点至少有 10 点出现在中心线一侧 如图 D 所示 b e 为偏 离 连续 14 点至少有 12 点出现在中心一侧 连续 17 点至有 14 点出现在中心一侧 连续 20 点至少有 16 点出现在中心一侧 根据概率统计原理 上述类似情况属于小概率事件 一旦发生就说明生 产状态失控 其中 7 0 0153 8 0 0076 9 0 0038 10 0 0019 连续 6 点上升或下降 如图 E 所示 也是属于小概率事件 其中 5 0 01644 6 0 00273 7 0 00039 有较多的边界点 图 D x bar UCL CL LCL t 图 E x bar UCL CL LCL t 如图 F 所示 图中阴影部分为警戒区 有以下 3 种情况属于小概率事件 图 F x bar 0 0214 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 14 0 00135 1 2 3 t 连续 3 点中有 2 点落在警戒区内 连续 7 点中有 3 点落在警戒区内 连续 10 点中有 4 点落在警戒区内 样本点的周期性变化 控制图上的样本点呈现周期性的分布状态 说明生产过程中周期性因素影 响 使生产过程失控 所以应该及时查明原因 予以消除 样本点分布的水平突变 从第 i 个样本点开始 分布的水平位置突然变化 应查明系统性原因 采取纠正措施 使其恢复受控状态 样本点分布的水平位置渐变 控制图中的样本点呈现较大的离散性 即标准差 变大 说明有系统性原 因影响 例如 原材料规格不统一 样本来自不同总体等因素 查明情况 后要及时采取措施加以消除 失控状态 周期性变化 x bar t 失控状态 分布中心突变 x bar u 3 u 2 u u 2 u 3 UCL CL LCL 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 15 t 失控状态 分布中心渐变 x bar t 失控状态 离散度变大 x bar t x UCLA UCLA BB xbar arCxbarbarC CC BB x LCLALCLA x 检验 1 1 个点落在 A 区以外 检验 2 连续 9 点落在中心线同一侧 UCLA UCLA B XB xbarbarCxbarbarC CC BB x LCLA XLCLA 检验 3 连续 6 点递增或递减 检验 4 连续 14 点中相邻点交替上下 x x UCLA UCLA x B B xbarbarCxbarbarC CC BB x LCLA LCLA x 检验 5 连续 3 点中有 2 点落 检验 6 连续 5 点中有 4 点落在 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 16 在中心线同一侧的 B 区以外 中心线同一侧的 C 区以外 UCLA UCLA B B x xbarbarC xxbarbarC CC BB LCLA LCLA 检验 7 连续 15 点落在中心线 检验 8 连续 8 点落在中心线两 两侧的 C 区内 侧且无一在 C 区内 检验 1 检验 2 检验 3 检验 4 检验 5 检验 6 检验 7 检验 8 的概率分别为 0 135 0 3906 0 2733 0 4 0 3048 0 5331 0 326 0 0103 具体的操作流程为 a 抽取一有可追溯标准的基准值样本 如不能 则选择一个中程数零件 可能需要具备预测量的最低值 最高值及中程数的标准样本 建议对各 样本单独测量并做控制图 b 定期 天 周 测量基准样品 3 至 5 次 读数应在不同时间读取以代表 测量系统实际使用的情况 c 确定每一个曲线的控制限 d 在 x bar R 或 x bar s 控制图中标绘数据 并按标准曲线图判断失控 或不稳定状态 e 计算测量结果的标准偏差并与测量过程偏差相比较 确定测量系统的重 复性是否适于应用 注 试验设计 以确定测量系统缺乏稳定性的主要原因 2 3 2 偏倚的分析确定 2 3 2 1 偏倚的分析 测量系统稳定的前提下进行 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 17 x bar 0 真实值 基准值 更高级别的设备如 计量实验室或全 尺寸检验设备多次测量结果的平均值 x bar 评价人用正被评价的量具测量同一零件至少 10 次的平均值 2 3 2 2 判定是否确实存在偏倚 用 t 检验 原假设 H0 偏倚为 0 对立假设 H1 偏倚不为 0 检验统计量 t x bar 0 s n1 2 拒绝域 t t1 2 n 1 2 3 2 3 偏倚确定 方法有 2 3 2 3 1 独立样本法 a 抽取一有可追溯标准的基准值样本 如不能 则选择一个中程数零件 可 能需要具备预测量的最低值 最高值及中程数的标准样本 建议对各样 本单独测量 b 让一位评价人测量零件 10 次 c 计算 10 次读数的平均值 d 通过该平均值减去基准值来计算偏倚 偏倚 观测平均值 基准值 过程变差 6 偏倚 100 偏倚 过程变差 2 3 2 3 2 图表法 a 获取一有可追溯标准的基准值样本 如不能 则选择一个中程数零件 b 从 x bar R 图表中计算 x bar 值 c 通过 x bar 减去基准值来计算偏倚 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 18 偏倚 x bar 参考值 过程变差 6 偏倚 100 偏倚 过程变差 例 一位评价人对一个样件测量 10 次 10 次测量值如下所示 由全尺寸检 验设备确定的基准值为 0 80mm 该零件的过程变差为 0 70mm 试计算偏倚 偏倚 x 1 0 75 x 6 0 80 x 2 0 75 x 7 0 75 x 3 0 80 x 8 0 75 x 4 0 80 x 9 0 75 x 5 0 65 x 10 0 70 x bar x 10 0 75 如图 4 6 所示 偏倚是基准值与观察平均值间的差值 偏倚 B 观察平均值 基准值 0 75 0 80 0 05 偏倚 100 偏倚 过程变差 100 0 05 0 70 7 1 偏倚较大 可能是 a 评价人操作设备不当 应复查检验说明书 b 量规仪器校准不正确 应复查校准方法 c 标准或基准值误差 检查校准程序 d 量规仪器磨损 主要表现在稳定性分析上 应制定维护或重新修理的 计划 e 制造的量规仪器尺寸不对 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 19 f 量规仪器测量了错误的特性 g 量规仪器修正计算不正确 h 零件磨损 2 3 3 线性分析确定 测量系统的线性 在量程范围内 偏倚是基准值的线性函数 2 3 3 1 线性的确定流程 a 按随机顺序选择 5 个能复盖量具工作范围零件 以减小测量偏倚 b 用全尺寸检验设备测量每个零件 12 次以确认其基准值 c 让通常情况使用该量具的测试人测量每个零件 12 次 d 计算每个零件平均值和偏倚 e 如图 4 13 所示画出偏倚和基准值的关系图 f 使用以下方程计算最佳拟合这些点的回归直线和直线的拟合优度 r2 偏倚 y ax b x 为基准值 a Lxy Lxx b y n a x n Lxx x2 x 2 n Lyy y2 y 2 n Lxy xy x y n 相关系数 r Lxy Lxx Lyy 1 2 r2 拟合优度 结论 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 20 a 愈小 线性度愈好 MS 测量系统越好 即线性是由最佳拟合直线的斜 率而不是拟合优度 r2 的值确定的 一般地 斜率越低 量具线性越 好 相反斜率越大 量具线性越差 线性 斜率 a 过程总波动 5 15 或过程变差 6 线性度 线性百分比 斜率 a 100 r 0 不相关 r 1 完全正相关 r1 正相关 r 大 说明偏倚与基准值关系密切 拟合优度可用来推断偏倚与基准值之间是否呈线性关系 2 3 3 2 x y 是否确实相关的检验方法 显著性检验 a 当样本量 9 而 r 0 7 时 偏倚与基准值确有密切关系 当样本量 25 而 r 0 4 时 偏倚与基准值确有密切关系 b r r1 0 n 2 则说明偏倚与基准值确实相关或回归方程有意义 c 方差分析 波动源 变差源自由度 df 偏差平方和均方和 F 回归 R 1SR yi y bar 2 MSR SR fRMSR MSE 残差 E n 2SE yi yi 2MSE SE fE 总体 n 1ST yi y bar 2 注 F F1 a fR fE 则说明偏倚 y 确实与基准值 x 相关或回归方程有意义 2 3 3 3 线性度的判定原则 线性度小于 10 则测量系统可接受 线性度 大于 10 则应改进测量系统 测量系统线性度大 可能是 在工作范围的上下限内量规仪器没正确校准 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 21 最大或最小值校准量规仪器的误差 量规仪器固有的设计特性 量规仪器磨损 例 某公司领班对确定某测量系统 s 1 的线性感兴趣 基于该过程变差 在测量系统工作范围内选定五个零件 通过全尺寸检验设备测量每个零件以 确定它们的基准值 测量值如表 5 8 然后一位评价人对每个零件测量 12 次 试确定其线性 y ax b 式中 x 基准值 y 偏倚 a 斜率 0 1317 b 0 7367 r2 0 98 偏倚 ax b 0 7367 0 1317 基准值 线性 斜率 过程变差 0 1317 6 00 0 79 线性度 100 线性 过程变差 13 17 拟合优度 r2 0 98 2 3 4 重复性和再现性的分析确定 2 3 4 1 重复性 尽可能相同条件下 评价人对同一测量对象的同一特性进行多次重复 测量所得测量值的变差 常用来度量量具固有波动性大小 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 22 流程 确认测量过程是否稳定 计算重复性 EV 5 15 e e R bar bar d2 d2 通过查表 5 1 得 m 测量次数 g 评价人数 k 测量对象个数 n 例 2 名评价人对 5 个零件进行测量 分别对每个零件测量 3 次 结果如下 评价人 1评价人 2 零件 试验 1234512345 1217220217214216216216216216220 2216216216212219219216215212220 3216218216212220220220216212220 xbarbarxbarbar 平均 值 216 3218 0216 3212 7 218 3 216 3 218 3 217 3215 7213 3 220 0 216 9 极差 1 04 01 02 04 04 04 01 04 00 0 a 计算 R bar 2 5 b R 图控制限 查 D4 2 575 D3 0 UCLR D4R bar 2 575 2 5 6 4 LCLR D3R bar 0 c 计算重复性 EV 5 15 e 7 5 见图 4 1 4 2 3 4 2 再现性 复现性 重现性 AV 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 流程 确认测量过程是否稳定 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 23 设 k 名评价人 对 n 个样品各测量 m 次 计算评价人间的变差 R0 x barmax x barmim o R0 d2x d2x根据 m k g 1 查表 5 1 再现性方差校正值 o 2 o2 e2 nm AV 5 15 0 见 4 1 5 2 3 4 3 零件间变差 PV 对 x bar 图 子组平均值反映零件间的差异 由于零件平均值的控制限值 以重复性误差为基础 非零件间变差 所以 50 以上的平均值应落于平均 值控制限外 如果没有一个子组平均值落在平均值管制图的限值外 则零 件变差隐藏在重复性之中 小于一半的平均值落在均值管制图限值外 则 该测量系统不能检测出零件间变差 而且检测出的样本数据不能代表过程 变差 如果所有零件相似 50 规则无效 确定零件间变差 PV 的方法有 a 测量系统研究 2p 2t 2m b 独立的过程能力 其流程为 确认测量过程是否稳定 确定零件平均值 确定零件平均值的极差 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 24 注 1 研究变差 过程总变差 注 2 贡献百分比 各变差占过程总变差百分比的平方 2 3 4 4 重复性和再现性的确定 计量型量具的分析方法有极差法 均值和极差法 包括控制图法 和方差分析法 以上所有方法分析时都忽略了零件内变差 例如 圆度 锥度 平面度等 但能找到 如旋转零件 3600找出总的不圆度 检查 顶部和底部直径找出总的锥度 如零件内最大变差相对被测特性 不可忽略 要求对过程了解 应在零件任意选择的位置上作标记 以指示要测量出全部读数的点 线 面位置 实质上这从量具重复 性变差中消除了零件内变差 除非有特殊合理的理由 一般避免从量具重复性再现性分析中排 除零件内变差 因为这个变差会影响零件的配合及功能 2 3 4 4 1 极差法 a 特点 极差法迅速 高效 只提供整个测量系统的总体情形 不能将变异性分解成重复性和再 现性 b 应用指南 两名评价人和五个零件进行分析 每个评价人测量每个零件一次 R xmax xmin 计算平均极差 R bar 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 25 总测量变差 GR R 5 15 d2 R bar d2 可在表 5 1 中查到 m 2 g 零件数 GR R GR R 过程变差 或容差 100 结果解释 2 3 4 4 2 均值和极差法 均值和极差法 x bar R 允许把测量系统分解成重复性和再现 性 而不是它们的交互作用 a 如果重复性比再现性大 可能的原因 量规仪器需要维护 量规仪器应重新设计来提高刚度 夹紧和检验点需要改进 存在过大的零件内变差 b 再现性比重复性大 可能的原因 评价人需要更好的培训如何使用量规仪器和读数 量规仪器刻度盘上的刻度不清楚 需要某种夹具帮助评价人提高使用量具的一致性 c 应用指南 获取代表过程变差的实际或预期范围的 10 个零件作为一个样本 指定评价人 A B 和 C 按 1 至 10 给零件编号 使评价人不能看到这 些数字 如校准是正常程序中的一部分 则对量具进行校准 A 随机地测量 10 个零件 并让另一个观测人将结果记录在第 1 行 同 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 26 样 B 和 C 测量这 10 个零件 并互不看对方的数据 将结果分别填入第 6 行和第 11 行 随机地重复上述操作过程 把数据填入第 2 7 和 12 行 在适当的列记 录数据 当零件量过大或无法获得所需零件时 第 4 和第 5 步可以改 让 A 测量第 1 个零件 并在第 1 行记录读数 让 B 测量第 1 个零件并 在第 6 行记录读数 让 C 测量第 1 个零件并在第 11 行记录读数 让 A 重复读取第 1 个零件的读数 记录在第 2 行 B 在第 7 行记录重复 读数 C 在第 12 行记录重复读数 如需要测量 3 次 则重复上述操作并 在第 3 8 和 13 行记录数据 如评价人在不同的班次 可用替换法 让 A 测量 10 个零件 并将读数记录在第 1 行 让 A 按不同的顺序重新 测量 并把结果记录在第 2 和第 3 行 评价人 B 和 C 也同样做 d 均值和极差法 图表分析 流程 将每个评价人 零件组合的极差画于极差图中 将均值画于均值图中 计算并绘出控制限 评价图表 极差图受控否 均值是否在控制限外 如有一半或更多均值位于控制限外 则该测量 系统系统足以检出零件间变差 并可用于过程控制 图表分析的方法有极差图 均值 链图 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 27 e 均值和极差法 数值计算 f 均值和极差法 数值分析 数值分析可以评定变差和占整个测量系统的过程变差百分比以及它的 重复性 再现性 零件间变差 f 1 重复性或设备变差 EV 或 e EV 5 15 R bar bar d2 R bar bar K1 注 1 d2 取决于试验次数 m 和零件数与评价人数的积 g 注 2 g 15 时 试验次数 m K1 24 56 33 05 f 2 评价人变差 AV AV X bar DIFF K2 2 EV nm 1 2 X bar DLFF 5 15 d2 2 EV nm 1 2 注 1 式中 n 零件数 m 试验次数 注 2 如果根号下计算值为负 则评价人变差 AV 缺省为 0 注 3 d2 取决于试验人数 k 和积 g 为 1 评价人数 k 有的用 m 表示 K2 23 65 32 70 f 3 测量系统变差重复性和再现性 GR 与标准比较一致性 大于 95 例 3 2 计数型量具研究 小样法或短型法 所谓计数型量具就是把各个零件与某些规定限值相比较 如果满足限值 则接受该零件 否则拒收 a 流程 选取 20 个零件 2 3 位评价人 2 次测量 测量方式 以一种能防止评价人偏倚的方式所有零件 b 判定标准 对某个零件而言 4 或 6 次的测量结果一致 且每个零件 4 或 6 次的 测量结果应一致则接受该量具 否则应改进或重新评价该量具 小样法的表格见表 5 9 3 3 计数型量具研究 大样法或长型法 对于计数型测量系统 一个恒定样本随时间的计数型控制图表是检 验稳定性通用方法 该过程的稳定性也应检验 如需要还应监 GPC 是用于评价量具的重复性和偏倚 这种量具研究可用于单限值和 双限值量具 对于双限值量具 假定误差是线性一致的 只需检查一个 限值 为方便起见 其下限用于讨论 其流程为 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 40 流程 a 选取零件 尽量等间隔选取代表过程范围 8 个零件 b 用量具测量 m 20 次 记录接受的次数 a 最小零件的 a 0 最大零件的 a 20 其它六个零件 1 a 19 如不满足这些准 则 必须用量具测量更多的已知其基准值的零件 X 直到满足 上述条件 最小值零件的 a 0 则选取更小的零件直至 a 0 如 最大值零件的 a 20 那么选取更大的零件直至 a 20 如六个零 件不满足 1 a 19 在全范围内选取额外零件 如需要可重复 上述步骤直至满足准则 c 计算各个零件的接收概率 a 0 5 m 如 a m 0 5 a 20 0 5 如 a m 0 5 以上调整和计算复盖了 1 a 19 的情况 a 0 时 Pa 0 除去 a 0 的最大基准值 此时 Pa 0 025 a 20 时则 Pa 1 除去 a 20 的最小 基准值 此时其 Pa 0 975 d 作出量具特性曲线 GPC 可以图形或用正态概率纸 见图 4 15 e 确定偏倚 f 确定重复性 EV R XT Pa 0 995 XT Pa 0 005 1 08 h 确定偏倚是否明显偏离零 检验统计量 t 31 1 偏倚 EV 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 41 拒绝域 t t1 0 05 2 20 1 2 093 则偏倚不为零 i 确定再现性 AV AV GR R2 EV2 1 2 例 计数型量具用于测量容差为 0 010 的一个尺寸 量具是一个全量 程自动检查量具 它受重复性和偏倚影响 试用大样法确定其偏倚 GR R 重复性 8 个零件用该量具各自测量 20 次 这 8 个零件基准值从 0 016 至 0 002 间隔 0 002 各零件接受次数为 XTa 0 0160 0 0143 0 0128 0 01020 0 00820 0 00620 0 00420 0 00220 因为只有 2 个基准值的零件满足 1 a 19 至少应再找 4 个零件 因此 需要检查基准值在现有间隔的中间点处的零件 它们基准值及接受次数 的 0 015 1 0 013 5 0 011 16 现有 5 个基准值的零件满足 1 a 19 要求再找到一个零件 使其 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 42 1 a 19 因此 评价了以下零件 0 0105 18 现在满足了数据收集准则 采用前述二项式调整可以计算接受概率 XTaPa 0 01600 025 0 01510 075 0 01430 175 0 01350 275 0 01280 425 0 011160 775 0 0105180 875 0 010200 975 0 008201 00 这些概率绘制在正态概率纸上 如图 4 15 所示 画出一条最佳拟 合直线 可确定偏倚和重复性 a 偏倚的确定 Pa 是 0 5 对应的测量基准值减去下限值 B 0 0123 0 010 0 0023 b 重复性的确定 Pa 0 995 和 Pa 0 005 对应的测量基准值之差值 为 GR R 再 除以 1 08 从图 4 15 可得重复性 EV EV R 0 0084 0 0163 1 08 0 0073 c 确定偏倚是否明显偏离零 t 31 3 B R 31 3 0 0023 0 0073 9 86 由于 t t1 0 0025 20 1 2 093 偏倚明显偏离零 d 再现性的确定 AV GR R2 EV2 1 2 0 00792 0 00732 1 2 0 0030 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 43 因为上限处的曲线形状应为下限处曲线的 镜像 唯一需要考虑 的是对应于 XT值的曲线位置 该位置由偏倚来确定 曲线正确位置 定义在 Pa 0 5 的点和 XT值等于规范限值减去偏倚 本例中 该 点 XT 0 010 0 0022 0 0078 按这种方法绘制的 GPC 如图 4 16 所 示 实战演练 1 进行 GR R 试验 即 阶段试验 的周期是多少 取决于单个测量系 统的统计特性 对该设备的影响和使用该设备生产的顾客 2 阶段试验是否可作为正常校准 维护程序的一部分 可以 3 要确保测量的数据可信 须 a 测量系统的正确使用 如应预热的务必要预热 b 抽样时间要把握好 4 要避免测量系统的统计不稳定性是不可能的 只能在研究测量系统 统计稳定性前使用过程流程图或过程模型或因果图确定主要因素 并控制这个主要因素 5 测量系统分辨率受测量仪器及整个测量系统的影响吗 是 6 相对于过程变差 可视分辨率较小 则测量系统具有足够的分辨率 7 判定测量系统分辨率是否足够的方法有哪些 判定准则是什么 判定分辨力不足方法和判定准则为 a 极差图 可能 3 个极差值在控制限内或可能 4 个极差值在控制限内 且超过 25 的极差为 0 兰兰 夫夫 人力技术有限公司人力技术有限公司 L I F E F I R E T R A I N I N G I N S T I T U T I O N TEL 0769 2489406 FAX 0769 2489409 44 b 均值图 小于一半的平均值落在控制限外 零件相似除外 则说明分 辨力不足 c