測(cè)量系統(tǒng)分析ppt課件
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1,測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA) (Measurement Systems Analysis),KCF,2,為什么要用測(cè)量系統(tǒng),在日常的檢驗(yàn)中,你經(jīng)常會(huì)遇到以下問題或困惑: 我可以信賴我收集的數(shù)據(jù)嗎? 不同的操作人員的測(cè)量結(jié)果有什么差異? 為什么測(cè)量同一個(gè)零件得到的結(jié)果不盡相同? 我對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果用于過程分析和控制可 靠嗎?,3,測(cè)量系統(tǒng)的目的,數(shù)據(jù)的廣范使用,例如: 普遍依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)來決定是否調(diào)整制造 過程。 關(guān)注:測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量 高質(zhì)量數(shù)據(jù)---收益大(收益大于成本) 低質(zhì)量數(shù)據(jù)---收益小,4,測(cè)量過程,,測(cè)量過程,,測(cè)量值,測(cè)量,分析,,需要控制 的過程,決定,設(shè)備是測(cè)量過程的一部分,過程的所有者必須知道如何正確 使用這些設(shè)備及如何分析和解釋結(jié)果。因此管理者也必須提 供清楚的操作定義和標(biāo)準(zhǔn)以及培訓(xùn)。,5,測(cè)量系統(tǒng)的特性,Bias偏倚 Repeatability重復(fù)性 Reproducibility再現(xiàn)性 Linearity線性 Stability穩(wěn)定性 Discrimination分辨力,6,測(cè)量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力? 測(cè)量系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)是否統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定? 測(cè)量系統(tǒng)的誤差是否足夠小?,評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)基本問題,7,測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性,理想的測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性: 零偏倚 對(duì)所測(cè)的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為零概率 可是這樣的測(cè)量系統(tǒng)幾乎不存在的,但是確定一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)質(zhì)量的正是其產(chǎn)生數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性。,8,測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性,每一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可能被要求有不同的統(tǒng)計(jì)特性,但有一些基本特性用于定義“好的”測(cè)量系統(tǒng)。它們包括: 足夠的分辨率和靈敏度;通常所知的是10-1法則,表明儀器的分辨率應(yīng)把公差(過程變差)分為十分或更多,這個(gè)規(guī)則是選擇量具期望的實(shí)際最低起點(diǎn)。 測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)計(jì)受控的; 對(duì)于產(chǎn)品控制,測(cè)量系統(tǒng)的變異性與公差相比必須小。依據(jù)特性的公差評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)。 對(duì)于過程變差,測(cè)量系統(tǒng)的變異性應(yīng)該顯示有效的分辨率并且與制造過程相比要小。,9,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,測(cè)量:給具體事物賦值以表示它們?cè)谥?定特性上的(大小、多少)關(guān)系。 從測(cè)量的定義來講,除了具體的事物外,還包括:參與測(cè)量過程的量具,使用量具的合格操作者和規(guī)定的程序,以及一些必要的設(shè)備和軟件。再把它們組合起來,完成賦值功能,獲得 測(cè)量數(shù)據(jù)。,10,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,量具:任何用來獲得測(cè)量結(jié)果的裝置,經(jīng)常 用來特指用在車間的裝置;包括通過 不通過裝置。,11,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,測(cè)量系統(tǒng):對(duì)被測(cè)產(chǎn)品特性賦值的操作者 、量具、操作程序、設(shè)備、軟 件的集合,用來獲得測(cè)量結(jié)果 的整個(gè)過程稱為測(cè)量過程或測(cè) 量系統(tǒng)。,12,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,參考值:參考值也稱為可被接受的參考值或 基準(zhǔn)值,它是一個(gè)人工制品值或總 效果值用作約定的比較基準(zhǔn)值。該 參考值基于下列各值而定: 由較高級(jí)(如計(jì)量實(shí)驗(yàn)室或全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備)的測(cè)量設(shè)備得到 的幾個(gè)測(cè)量平均值確定。 法定值:由法律定義和強(qiáng)制執(zhí)行。 理論值:由科學(xué)原理而得。 給定值:根據(jù)某些國(guó)家或國(guó)際組織的實(shí)驗(yàn)工作(由可靠的理 論支持)而得。,13,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,真值:真值是零件的“實(shí)際”值,雖然這個(gè)值是不知 道的,但是它是測(cè)量過程目標(biāo)。任何人讀值 都應(yīng)盡可能接近(經(jīng)濟(jì)地)這個(gè)值。遺憾的是 真值的確從沒能夠被知道。在所有的分析中 參考值是用作真值的近似值。,14,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,測(cè)量準(zhǔn)確度:表示測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值之 間的一致程度,準(zhǔn)確度是指多 次測(cè)量的平均值和真值相符合 的程度,它表征測(cè)量過程中系 統(tǒng)誤差的大小,常用絕對(duì)誤差 表示。這里的絕對(duì)誤差就是偏 倚的絕對(duì)值。,15,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,精密度:指多次重復(fù)測(cè)定同一個(gè)量時(shí),各測(cè) 量值之間彼此相符合的程度,它表 征測(cè)量過程中隨機(jī)誤差的大小,用 標(biāo)準(zhǔn)差來表示。 特性中微小變化的能力,也稱分辨,16,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,分辨力:是指測(cè)量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示測(cè)量特性中微小變 化的能力,也稱分辨率或可讀性。 測(cè)量?jī)x器分辨力的第一準(zhǔn)則應(yīng)該是被測(cè)范圍的十分之一。 傳統(tǒng)上此范圍就是產(chǎn)品范圍。最近。10比1規(guī)則被解釋為測(cè) 量設(shè)備能夠分辨至少十分之一的過程變差。這符合持續(xù)改進(jìn) 的原理。 如果測(cè)量系統(tǒng)缺乏分辨力,對(duì)于識(shí)別過程變差或量化單個(gè)零 件不是一個(gè)合適的系統(tǒng)。如果是這種情況,應(yīng)使用更好的測(cè) 量技術(shù)。如果分辨力不能測(cè)定出過程的變差,這種分辨力用 于分析是不可接受的。,17,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,測(cè)量系統(tǒng)的分辨力是指該測(cè)量系統(tǒng)識(shí)別被測(cè)特性中極小變化的能力。例如,某量具能識(shí)別長(zhǎng)度中0.01mm的變化,但不能識(shí)別0.001mm的變化,對(duì)這種量具而言,2.341和2.342都是2.34,這時(shí)0.01mm就是該量具的分辨力。 分辨力不足的情況可以通過SPC過程變差圖 最好地顯示出來。特別是當(dāng)極差圖顯示可能只有一個(gè)、二個(gè)或三個(gè)極差值在控制限內(nèi),這種測(cè)量就是在分辨力不足時(shí)進(jìn)行的。同樣,如果極差圖顯示出 可能四個(gè)極差值在控制限內(nèi),并且超過四分之一的極差值為零,那么,該測(cè)量是在分辨力不足時(shí)進(jìn)行的。,18,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,測(cè)量系統(tǒng)如果沒有足夠分辨力就不能定量地表示被零件的特性,也不能識(shí)別制造過程中所發(fā)生的變動(dòng),這時(shí),應(yīng)該放棄使用該測(cè)量系統(tǒng)。 例:下面是用相同數(shù)據(jù),而用不同刻度值的儀器測(cè)量出數(shù)據(jù)畫出的兩組X-R圖,圖a使用的最小單位為0.001mm,其X和R圖上的波動(dòng)能清楚地表示出來,顯示測(cè)量系統(tǒng)有足夠的分辨力,而圖b使用的最小單位為0.01mm,其X和R圖的波動(dòng)明顯減小由于 四舍五入的結(jié)果,看上去過程好像是失控了(從圖a上看并沒有失控),特別R圖,20多個(gè)點(diǎn)只有三個(gè)極差值,明顯分辨力不足的表現(xiàn)。,19,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,20,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,偏倚:是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的 偏差(如圖)通常稱為準(zhǔn)確度。,,,基準(zhǔn)值,偏倚,觀測(cè)的平均值,21,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,重復(fù)性:是指由同一個(gè)評(píng)價(jià)人采用同一種測(cè) 量?jī)x器,多次測(cè)量同一零件的同一 特性時(shí)獲得的測(cè)量值變差。(如圖),22,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,再現(xiàn)性: 是指由不同的評(píng)價(jià) 人采用相同的測(cè) 量?jī)x器,測(cè)量同 一零件的同一特性 時(shí),獲得的測(cè)量均 值的變差.(如圖),23,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,穩(wěn)定性:是指測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間(即不 時(shí)間),測(cè)定同一基準(zhǔn)或零件的單 一特性時(shí),獲得的測(cè)量值總變差.,,24,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,線性:是指在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi),偏倚 值的差值. 當(dāng)觀測(cè)的平均值等于基準(zhǔn)值,即無偏 倚。(如圖),,,,觀測(cè)的平均值,基準(zhǔn)值,,,無偏倚,有偏倚,圖:線性,25,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,,每個(gè)測(cè)量系統(tǒng)都有一個(gè)量程,例如:有的溫度計(jì)的量程為-20度至40度,有的溫度計(jì)可測(cè)量100度至1000度,有的臺(tái)稱只能稱10KG以下的物品,有的磅稱的量程為1KG到500KG,對(duì)測(cè)量系統(tǒng)量程內(nèi)的每個(gè)測(cè)量值,都有相同的偏倚是不合理的,應(yīng)符合以下規(guī)律,如圖所示:,26,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,,,,,觀測(cè)的平均值,范圍的較低部分,基準(zhǔn)值,偏倚較小,,,觀測(cè)的平均值,范圍的較高部分,偏倚較大,基準(zhǔn)值,在量程較低的部分(基準(zhǔn)值小),偏倚要小一些,在量程較高的部分(基準(zhǔn)值大),偏倚要大一些,27,測(cè)量系統(tǒng)的基本概念,,測(cè)量系統(tǒng)的線性特征,是指在其量程范圍內(nèi),偏倚應(yīng)是基 準(zhǔn)值的線性函數(shù)。這個(gè)要求對(duì)控制線性有好處,不致于基 準(zhǔn)值過小或過大時(shí)測(cè)量的系統(tǒng)誤差過大。當(dāng)然這一點(diǎn)應(yīng)在 測(cè)量系統(tǒng)(或量具)的設(shè)計(jì)階段做到,若一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)不具 有線性特征,那它就不是一個(gè)合格的測(cè)量系統(tǒng)(或量具), 若一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)有線性特征,但在使用中發(fā)現(xiàn)為 非線性,這時(shí)就要查明原因,及時(shí)查明并糾正。,28,測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備 (一),實(shí)施測(cè)量系統(tǒng)之前應(yīng)先進(jìn)行充分的策劃和準(zhǔn)備 A、先計(jì)劃將要使用的方法; B、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)先決定。 在此選擇中應(yīng)考慮的因素如下: 尺寸的關(guān)鍵性--關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和或試驗(yàn)。 零件結(jié)構(gòu)—大或重的零件可選擇較少樣品和較多試驗(yàn)。 C、由于其目的是評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng),評(píng)價(jià)人的選擇應(yīng)從日 常操作該儀器的人中選擇; D、樣品的選擇對(duì)正確的分析至關(guān)重要,它完全取決于MSA 研究的設(shè)計(jì)、測(cè)量系統(tǒng)的目的以及能否獲得代表生產(chǎn)過 程的樣品。由于每一零件將被測(cè)量若干次。必須對(duì)每一 零件編號(hào)以便識(shí)別。,29,測(cè)量系統(tǒng)研究的準(zhǔn)備 (二),測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序,以確保整個(gè)研究過程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道正在檢查零件的編號(hào),以避免可能的偏倚。但是進(jìn)行研究的人應(yīng)知道正在檢查那一零件,并記下數(shù)據(jù)。 在讀數(shù)時(shí),讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字。即讀數(shù)應(yīng)取至最小刻度的一半。例如,如果最小刻度為0.0001,則每個(gè)讀數(shù)的估計(jì)值應(yīng)四舍五入到0.00005。 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。 每一位評(píng)價(jià)人應(yīng)采用相同方法,包括所有步驟來獲得讀數(shù)。,30,確定穩(wěn)定性的指南,系統(tǒng)推薦方法: 取一個(gè)樣本建立基準(zhǔn)值(可溯源) 或中程數(shù)定期(天、周)測(cè)量標(biāo) 準(zhǔn)樣本3-5次以時(shí)間為序劃出X&R 控制圖計(jì)算管制界限,并對(duì)失 效或不穩(wěn)定做出評(píng)估計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 差S,并與制程標(biāo)準(zhǔn)差相比較, 以評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性,Xbar: UCL=Xbar+A2Rbar LCL=Xbar-A2Rbar 極差: UCL=D4*Rbar LCL=D3*Rbar,31,穩(wěn)定性結(jié)果研究,除了正態(tài)控制圖分析法,對(duì)穩(wěn)定性沒有特別的數(shù)據(jù)分析或指數(shù)。 研究測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性注意事項(xiàng): 1)明確測(cè)量系統(tǒng)的外部條件是什么?例如,有的測(cè)量系統(tǒng)要預(yù)熱一時(shí)間后,才能進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。,32,不穩(wěn)定性的原因,儀器需要校準(zhǔn),減少校準(zhǔn)周期 儀器,設(shè)備或夾緊裝置的磨損 正常老化或退化 缺乏維護(hù)-例如腐蝕,銹蝕等 基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差 環(huán)境變化,溫濕度,振動(dòng),清潔度 應(yīng)用-零件尺寸,位置,作業(yè)人技能,疲勞,觀測(cè)錯(cuò)誤等。 校準(zhǔn)不當(dāng),33,,偏倚分析指南(第二版),,取一個(gè)樣本建立基準(zhǔn)值(可溯源)或選擇一個(gè)落在生產(chǎn)測(cè)量的中程數(shù)的零件,在工具室測(cè)量這個(gè)零件n=10次,并計(jì)算平均值-基準(zhǔn)值 一個(gè)評(píng)價(jià)人,以通常方法測(cè)量樣本10次以上 計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的平均值(觀測(cè)值) 偏倚=觀測(cè)值-基準(zhǔn)值,34,,偏倚分析指南(第二版),,偏倚=觀測(cè)平均值--基準(zhǔn)值 制造過程變差=6δ 偏倚%=偏倚/制造過程變差×100% 注:制造過程變差可從以前的過程控制圖得出,或從同時(shí)進(jìn)行的過程能力研究得出,如無法求得時(shí),可用規(guī)格公差代替。 偏倚接受準(zhǔn)則: 對(duì)測(cè)量重要特性的測(cè)量系統(tǒng)偏倚30%,拒絕接受。,35,,偏倚分析指南(第二版),,一位作業(yè)者量測(cè)一零件10次,如下: X1=0.75 X6=0.80 X2=0.75 X7=0.75 X3=0.80 X8=0.75 X4=0.80 X9=0.75 X5=0.65 X10=0.70 設(shè)基準(zhǔn)值為0.80,且此零件之制程變異為0.70 ?X= ?x/10 =7.5/10=0.75 偏倚=基準(zhǔn)值-觀測(cè)平均值(?X) =0.80-0.75 =0.05 偏倚對(duì)制程變異百分比(%偏倚)=(偏倚/制程變異)?100 =(0.05/0.70)?100 =7.1% 10%,36,,,測(cè)量數(shù)據(jù)的波動(dòng)是由兩類原因引起的:普通原因和特殊原因。 當(dāng)測(cè)量結(jié)果僅受普通原因影響時(shí),產(chǎn)生的屬于隋機(jī)誤差的測(cè)量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分配,故其標(biāo)準(zhǔn)差可用極差R來估計(jì): σ=R/d R=Xmax - Xmin,表征數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特征量,37,,,當(dāng)過程既受普通原因影響,又受特殊原因影響時(shí),其標(biāo)準(zhǔn)差可用測(cè)量數(shù)據(jù)(樣本)的標(biāo)準(zhǔn)差來估計(jì): σs=S= X=,1,n-1,,n,i=1,(Xi-X),,,,,2,,1,n,,i=1,n,Xi,式中 X1、X2、、、Xn-----n個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù),表征數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特征量,38,,,當(dāng)過程上述例題中,若測(cè)量系統(tǒng)僅受普通原因影響,其10個(gè)的測(cè)量數(shù)據(jù)的極差為R=0.8-0.65=0.15 相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差和過程變差的估計(jì)值為 σR=R/d2=0.15/3.078=0.04872 PV=5.15σR=0.2509 若測(cè)量過程還受特殊原因影響,則相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差和過程變差的估計(jì)值為,1,n-1,,n,i=1,(Xi-X),,,,,2,σs=,=,0.02/9,,,,=0.04714,PV=5.15 σs =0.2428,此表明此種測(cè)量約有99%的 測(cè)量結(jié)果在0.25mm的區(qū)間,表征數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)特征量,39,,偏倚分析指南(第三版),,取一個(gè)樣品并建立相對(duì)于可追溯標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)值。如果 該樣品不可獲得,選擇一個(gè)落在產(chǎn)品測(cè)量中程數(shù)的生 產(chǎn)零件。指定其為偏倚分析的標(biāo)準(zhǔn)樣本,在工具室測(cè) 量這個(gè)零件n=10次,并計(jì)算這n個(gè)數(shù)據(jù)的均值。把 均值作為“基準(zhǔn)值”。 讓一個(gè)評(píng)價(jià)人,以通常方法測(cè)量樣本10次以上。 相對(duì)于基準(zhǔn)值將數(shù)據(jù)畫出直方圖。評(píng)審直方圖,以專 業(yè)的知識(shí)確定是否存在特殊原因或出現(xiàn)異常。如果沒有 繼續(xù)分析。,40,,偏倚分析指南,,計(jì)算n個(gè)讀數(shù)的均值。 X= 計(jì)算可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差 σr=R/d2* R=max (Xi)- min(Xi) 這里d2*可以查表求得,,i=1,n,,1,n,Xi,41,,偏倚分析指南,,確定偏倚的t統(tǒng)計(jì)量 偏倚=觀測(cè)測(cè)量平均值-基準(zhǔn)值 σb=σr/ n t=偏倚/ σb 如果0落在圍繞偏倚值1-a置信區(qū)間以內(nèi),偏倚在a水平 是可以接受的。,,,,d2σb,,d2*,(tv,1-a/2)},-{,偏倚,d2σb,,d2*,(tv,1-a/2)},-{,偏倚,=0=,這里d2,d2*和V都可以在表中查到,,tv,1-a/2在標(biāo)準(zhǔn)t表中可查到。,42,,偏倚分析指南,,所取的a水平依賴于敏感水平,而敏感水平被用來評(píng)價(jià) 或控制該生產(chǎn)過程的并且與產(chǎn)品或生產(chǎn)過程的損失函 數(shù)有關(guān)。如果a水平不是默認(rèn)值0.05(95%置信度)則必 須得到顧客的同意。,43,,偏倚分析指南,,舉例-偏倚 一個(gè)制造工程師在評(píng)價(jià)一個(gè)用來監(jiān)視生產(chǎn)過程的新的測(cè)量 系統(tǒng)。測(cè)量裝置分析表明沒有線性問題,所以工程師只 評(píng)價(jià)了測(cè)量系統(tǒng)偏倚。在已記錄過程變差基礎(chǔ)上從測(cè)量 系統(tǒng)操作范圍內(nèi)選擇了一個(gè)零件。這個(gè)零件經(jīng)全尺寸檢 驗(yàn)測(cè)量以確定其基準(zhǔn)值,然后這介零件由領(lǐng)班測(cè)量15次。,44,,偏倚分析指南,,,零件基準(zhǔn)值=6.0,試 驗(yàn) 次 數(shù),,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,5.8,5.7,13,14,15,5.9,5.9,6.0,6.0,6.0,6.1,6.1,5.6,6.1,6.0,6.4,6.3,6.2,偏倚,-0.2,-0.3,-0.1,-0.1,0.0,0.0,0.0,0.1,0.1,-0.4,0.1,0.0,0.4,0.3,0.2,45,,偏倚分析指南,,,,1,2,3,4,5.6,6.4,5.7,5.8,0,,,,,,,,,,,,5.9,6.0,6.1,6.2,6.3,,,,,,,,,,用電子表格或統(tǒng)計(jì)軟件,可獲得直方圖和數(shù)據(jù)分析,46,,偏倚分析指南,,,,47,,偏倚分析指南,,,因?yàn)?落在偏倚置信區(qū)間(-0.1185,0.1319)內(nèi),工程師可 以假設(shè)測(cè)量偏倚是可以接受的,同時(shí)假定實(shí)際使用不會(huì)導(dǎo) 致附加變差。,,48,,標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)值誤差,檢驗(yàn)校準(zhǔn)程序。 儀器磨損,主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性分析上,應(yīng)制定維護(hù)或重新修理的計(jì)劃。 制造的儀器尺寸不對(duì)。 儀器測(cè)量了錯(cuò)誤的特性。 儀器校準(zhǔn)不正確,復(fù)查校準(zhǔn)方法。 評(píng)價(jià)人員操作儀器不當(dāng),復(fù)查檢驗(yàn)方法。,如果偏倚較大,查找以下可能的原因:,49,,如果測(cè)量系統(tǒng)偏倚非0,應(yīng)該可以通過硬件、軟件或兩項(xiàng)再校準(zhǔn)達(dá)到0,如果偏倚不能調(diào)整到0,也仍然可以通過改變程序(如用偏倚調(diào)整每個(gè)讀數(shù))使用。由于存在較高評(píng)價(jià)人誤差的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)該僅與顧客合作使用。,如果偏倚較大,查找以下可能的原因:,50,,n,A2,d2,d3,D3,D4,2 1.880 1.125 0.853 -- 3.267,3 1.023 1.693 0.888 -- 2.574,4 0.729 2.059 0.880 -- 2.282,5 0.577 2.326 0.864 -- 2.114,6 0.483 2.534 0.848 -- 2.004,7 0.419 2.704 0.838 0.076 1.924,8 0.373 2.847 0.820 0.136 1.864,9 0.337 2.970 0.808 0.187 1.816,10 0.308 3.078 0.797 0.223 1.777,11 0.285 3.173 0.787 0.256 1.744,12 0.266 3.258 0.778 0.283 1.717,X-R控制圖用的系數(shù),,51,,測(cè)量系統(tǒng)的線性,1)選擇g=5個(gè)零件,由于過程變差,這些零件測(cè)量 值覆蓋量具的操作范圍。 2)用全尺寸檢驗(yàn)測(cè)量每個(gè)零件以確定其基準(zhǔn)值并確認(rèn)了 包括量具的操作范圍。 3)通常用這個(gè)儀器的操作者的一人測(cè)量每個(gè)零件m=10 次。(隨機(jī)選擇零件) 4)計(jì)算每次測(cè)量的零件偏倚及零件偏倚值。 5)在線性圖上畫出單值偏倚和相關(guān)基準(zhǔn)值的偏倚均值。,52,,測(cè)量系統(tǒng)的線性,例:某領(lǐng)班對(duì)其測(cè)量系統(tǒng)的線性特征感興趣,特在其量 程內(nèi)選定五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件,經(jīng)檢驗(yàn),它們的基準(zhǔn)值分別為: 2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 然后請(qǐng)一個(gè)合格的操作者,對(duì)每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件各重復(fù)測(cè)量 12次,其測(cè)量值及其均值和極差都列表如下:,53,,測(cè)量系統(tǒng)的線性,,,零件基準(zhǔn)值,,1 2 3 4 5,2.00 4.00 6.00 8.00 10.00,試 驗(yàn) 次 數(shù),,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,2.70 5.10 5.80 7.60 9.10,2.50 3.90 5.70 7.70 9.30,2.40 4.20 5.90 7.80 9.50,2.50 5.00 5.90 7.70 9.30,2.70 3.80 6.00 7.80 9.10,2.30 3.90 6.10 7.80 9.50,2.50 3.90 6.00 7.80 9.50,2.50 3.90 6.10 7.70 9.50,2.40 3.90 6.40 7.80 9.60,2.40 4.00 6.30 7.50 9.20,2.60 4.10 6.00 7.60 9.30,2.40 3.80 6.10 7.70 9.40,,零件平均值,基準(zhǔn)值,偏倚,極差,2.49 4.13 6.03 7.71 9.38,2.00 4.00 6.00 8.00 10.00,+0.49 +0.13 + 0.03 - 0.29 -0.62,0.40 0.13 0.7 0.3 0.5,54,,測(cè)量系統(tǒng)的線性,,,,,,,,,,,,1.20,1.00,0.80,0.60,4.00,0.40,0.20,0.00,-0.20,-0.40,-0.60,6.00,8.00,10.00,,,,,,偏 倚,基準(zhǔn)值,偏倚Y與基準(zhǔn)值X的散點(diǎn)圖如左 ,從圖上看,諸點(diǎn)在一條直線 附近。設(shè)此直線的方程為 Y=b+aX,則其中的截距b和斜 率a可用最小二乘估計(jì)法求得: a= =-0.1317,,,,b=Y-aX=0.7367,該測(cè)量系統(tǒng)的線性方程為,Y=0.7367-0.1317X,還可算得其相關(guān)系數(shù)r=0.98,說明偏倚Y和基準(zhǔn)值 之間有良好的線性關(guān)系,55,,測(cè)量系統(tǒng)的線性,線性=斜率X過程變差,它用來表示量具的線性 程度,愈小愈好。,56,,如果測(cè)量系統(tǒng)為非線性,查找以下可能因:,在工作范圍內(nèi)上限或下限內(nèi)儀器沒有正確校準(zhǔn) 最小或最大值校準(zhǔn)量具的誤差 磨損的儀器 儀器固有的設(shè)計(jì)特性,57,,計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)研究,就是把各個(gè)零件與某些指定限值相比較,如果滿足限值則接受該零件,否則拒收。 計(jì)數(shù)型量具不能象計(jì)量型量具指示一個(gè)零件多么好或多么壞,它只能指示該零件被接受還是拒收。,Given : Specification limits Conforming Parts Non-Conforming,58,,計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)研究,案例 生產(chǎn)過程處于統(tǒng)計(jì)受控并且性能指數(shù)=0.5是不可接受的。因?yàn)樵撨^程生產(chǎn)不合格產(chǎn)品,需要一個(gè)遏制措施把不可接受的產(chǎn)品從生產(chǎn)中選出來。,59,,計(jì)數(shù)型測(cè)量系統(tǒng)研究,為了遏制行動(dòng),項(xiàng)目小組選擇了一個(gè)計(jì)數(shù)型量具,把每個(gè)零件同一個(gè)特定的限定值進(jìn)行比校。如果滿足限定值就接受該零件,反之拒絕零件。(眾所周知的通過或不通過量具)。,60,,小樣法之做法 (第二版),先選取二十個(gè)零件來進(jìn)行。 選取二位評(píng)價(jià)人以一種能防止評(píng)價(jià)人偏倚的方式兩次測(cè)量所有零件。 在選取二十個(gè)零件時(shí),必須有一些零件稍許高或低于規(guī)范限值。 所有的測(cè)量結(jié)果(每個(gè)零件測(cè)四次)一致則接受該量具,否則應(yīng)改進(jìn)或重新評(píng)價(jià)該量具,如果不能改進(jìn)該量具,則不能被接受并且應(yīng)找到一個(gè)可接受之替代測(cè)量系統(tǒng)。,61,,一個(gè)典型的用于計(jì)數(shù)型量具研究小樣法的表格如下:,62,小樣法(第三版),小樣法研究概念與計(jì)量型一樣,但測(cè)量卻完全不同。它著重強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)人在重復(fù)檢測(cè)合格與不合格零件時(shí)的有效性或能力。評(píng)價(jià)人拒收合格零件或接受不合格零件的風(fēng)險(xiǎn)有多大。當(dāng)評(píng)估再現(xiàn)性時(shí)可以比較不同評(píng)價(jià)人的有效性。,63,有效性E,準(zhǔn)確檢測(cè)合格與不合格零件的能力。它介于0到1之間,1是最完美的。 計(jì)算公式如下: E=正確識(shí)別的零件數(shù)/正確數(shù)量的總機(jī)會(huì)數(shù) 正確數(shù)量的總機(jī)會(huì)數(shù)是零件數(shù)和每個(gè)零件被測(cè)次數(shù)的乘積。例如:10個(gè)零件各測(cè)3次,則正確數(shù)量的總機(jī)會(huì)數(shù)將為3x10=30,64,漏報(bào)概率(Probability of a Miss),漏報(bào)概率是指接收一個(gè)不合格零件的機(jī)會(huì)。它將是非常嚴(yán)重的錯(cuò)誤。因?yàn)樗鼤?huì)接受不合格零件。計(jì)算公式: Pmiss=漏報(bào)數(shù)量/不合格零件機(jī)會(huì)總數(shù) 不合格零件機(jī)會(huì)總數(shù):研究中所用的不合格零件與每個(gè)零件被測(cè)次數(shù)的乘積。例如:5個(gè)不合格零件各測(cè)3次,則不合格零件機(jī)會(huì)總數(shù)將為3x5=15,65,誤報(bào)概率(Probability of a false alarm)Pfa,誤報(bào)概率是指拒收一個(gè)合格零件的機(jī)會(huì)。它沒有漏報(bào)嚴(yán)重,因?yàn)樗苁盏氖呛细窳慵5鼘⒃斐刹槐匾姆倒ず椭貦z。若Pfa過大,大量的成本將浪費(fèi)于返工和重檢。計(jì)算 Pfa=誤報(bào)數(shù)量/合格零件機(jī)會(huì)總數(shù) 合格零件機(jī)會(huì)總數(shù):研究中所用的合格零件與每個(gè)零件被測(cè)次數(shù)的乘積。例如:6個(gè)合格零件各測(cè)3次,則合格零件機(jī)會(huì)總數(shù)將為3x6=15,66,研究方法,隨機(jī)從過程中抽取50個(gè)零件樣本,以獲得覆蓋過程范圍的零件。 3名評(píng)價(jià)人,每位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件評(píng)價(jià)3次 (1)定為接受,(0)為拒絕,經(jīng)驗(yàn): 與收集計(jì)量型數(shù)據(jù)采樣完全不一樣,并非隨機(jī)選擇零件,由適當(dāng)?shù)娜藛T選取并能判別合格或不合格的零件。所選零件數(shù)參見下表。選1/3合格,1/3不合格,1/3邊緣產(chǎn)品(marginal),邊緣產(chǎn)品又可以細(xì)分為合格邊緣和不合格邊緣產(chǎn)品。最終樣品由合格/不合格來組成。,67,68,1.總結(jié)數(shù)據(jù) 評(píng)價(jià)人之間, 評(píng)價(jià)人和基準(zhǔn)之間 評(píng)價(jià)人每次之間的一致性,假設(shè)檢驗(yàn)分析-交叉表分析法,69,Po=對(duì)角線單元中觀測(cè)值的總和=(11+127)/150=0.92 Pe=對(duì)角線單元中期望值的總和=(1.9+117.9)/150=0.80,計(jì)算科恩的Kappa,70,Kappa=(P0-Pe)/(1-Pe) [=(0.97-0.83)/(1-0.83)=0.14/0.17=82%] 當(dāng)Kappa大于0.75表示好的一致性(Max為1),小于0.4表示一致性差。,結(jié)論:所有的評(píng)價(jià)人之間表現(xiàn)出的一致性好,計(jì)算科恩的Kappa,71,評(píng)價(jià)人與基準(zhǔn)判斷的比較,同樣以Kappa來決定評(píng)價(jià)人與基準(zhǔn)判斷的一致程度,結(jié)論:所有的評(píng)價(jià)人與基準(zhǔn)之間表現(xiàn)出的一致性好,A與基準(zhǔn)判斷的交叉表,同樣的做出B和基準(zhǔn)判斷以及C和基準(zhǔn)判斷的交叉表,72,3.測(cè)量系統(tǒng)的一致性,相當(dāng)于測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性,錯(cuò)誤的拒收(評(píng)價(jià)人偏倚造成的拒收,錯(cuò)誤的接受(評(píng)價(jià)人偏倚造成的接受,不相配,評(píng)價(jià)人自己在所有試驗(yàn)上都一致 評(píng)價(jià)人在所有試驗(yàn)上都與基準(zhǔn)一致,73,5. 計(jì)算漏發(fā)警報(bào)和誤發(fā)警報(bào),漏發(fā)警報(bào)=實(shí)際不好判為好的/實(shí)際不好的 誤發(fā)警報(bào)=實(shí)際好判為不好的/實(shí)際好的,74,判斷準(zhǔn)則:,對(duì)于邊緣性接受和不能接受的儀器或評(píng)價(jià)人要求實(shí)施糾正措施并在完成糾正措施以后,重新進(jìn)行檢驗(yàn)?zāi)芰Φ难芯俊?75,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性指南,獲取一個(gè)樣本零件數(shù)n5,應(yīng)代表實(shí)際的或期望的過程變差。 選擇評(píng)價(jià)人A、B、C等,零件的號(hào)碼從1到n。評(píng)價(jià)人不能看到零件編號(hào)。 如果是正常測(cè)量系統(tǒng)的一部分,應(yīng)校準(zhǔn)量具。讓評(píng)價(jià)人A以隨機(jī)順序測(cè)量n個(gè)零件,將結(jié)果填入第一行。 讓評(píng)價(jià)B、C測(cè)量同樣的n個(gè)零件,而且他們之間不能見到彼此的結(jié)果,輸入數(shù)據(jù)到第6行和第11行。 用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)該循環(huán)。輸入數(shù)據(jù)到第2、7、12行。在適當(dāng)?shù)牧杏涗洈?shù)據(jù)。例如如果第一個(gè)測(cè)量的是7號(hào)零件,那么將結(jié)果記錄在標(biāo)示著零件7的列。如果需要重復(fù)試驗(yàn)3次,重復(fù)循環(huán)并輸入數(shù)據(jù)到3、8、13行。,76,控制限內(nèi)部區(qū)域表示的是測(cè)量靈敏度。因?yàn)檠芯恐惺褂玫牧慵咏M代表過程變差,大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制界限以外。如果數(shù)據(jù)顯示出這樣的圖形 那么測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分探測(cè)零件與零件之間的變差并且測(cè)量系統(tǒng)能夠提供對(duì)過程控制有用的信息。如果少于一半的均值落在控制限外,則測(cè)理系統(tǒng)缺乏足夠的分辨力或樣本不能期望的過程變差。,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性指南,77,數(shù)值計(jì)算,第1、2、3行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù);結(jié)果記入第5行。同樣方法處理6、7、8行和11、12、13行,將結(jié)果記入對(duì)應(yīng)的10、15行。 在第5、10、15行都是極差,所有為正值。 求第5行的總和再除以零件樣本的數(shù)量,得到第一個(gè)評(píng)價(jià)人試驗(yàn)的極差均值Ra,用同樣方法處理第10、15行得到Rb和Rc。 將第5、10、15(Ra、Rb、Rc)行的數(shù)據(jù)記到第17行。將其求和再除以評(píng)價(jià)人數(shù),結(jié)果記為R(所有極差的均值)。,,,,,,78,數(shù)值計(jì)算,將R(平均值)輸入到19和20行,乘以D4得到上下控制限。注意如果做2次試驗(yàn)D4為3.27。單個(gè)極差的上控制限(UCLR)記到第19行。試驗(yàn)少于7次時(shí),下控制限(LCLR)為0。 求這些行(第1、2、3、6、7、8、11、12和13行的和。用每行的總和除以樣本零件數(shù),將計(jì)算值輸入最右邊標(biāo)有“平均值”的列。 將行1、2、3的均值加起來,用總數(shù)除以試驗(yàn)次數(shù),將結(jié)果輸入第4行Xa格中,第6、7、8和11、12、13行重復(fù)同樣的計(jì)算,將結(jié)果輸入第9行、14行的相應(yīng)的Xb、Xc格中。,,,,,79,數(shù)值計(jì)算,將第4、9、14行的最大和最小均值輸入第18行對(duì)應(yīng)位置,確定它們的差值,將差值填入第18行標(biāo)有XDIFF的位置以確定差異。 對(duì)于每個(gè)零件的每次試驗(yàn)的測(cè)量值求和,用總和除以試驗(yàn)次數(shù),將結(jié)果輸入第16行零件均值格內(nèi)。 用最大的零件值減去最小的零件均值,將結(jié)果輸入到第16行標(biāo)有Rp的格中。表示零件均值的極差。,,80,81,82,數(shù)值計(jì)算,將計(jì)算的結(jié)果值R、XDIFF、Rp轉(zhuǎn)記到提供的報(bào)告表格欄中。 在表格左邊標(biāo)以“測(cè)量單元”的列進(jìn)行計(jì)算。 在表格右邊標(biāo)以“總變差%”的列進(jìn)行計(jì)算。 檢查結(jié)果確認(rèn)沒有發(fā)生錯(cuò)誤。,,83,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,,重復(fù)性或設(shè)備變差(EV)是由極差平均值R乘以一個(gè)常數(shù)(K1)來決定,K1取決于量具研究中的測(cè)量次數(shù),可由查表得知。 再現(xiàn)性或評(píng)價(jià)人變差(AV)是由評(píng)價(jià)人的平均值的最大差值(XDIFF)乘以一個(gè)常數(shù)(K2)來決定,K2取決于量具研究中的評(píng)價(jià)人的人數(shù),可由查表得知。由于評(píng)價(jià)人的變差被包括在設(shè)備變差中,因此必須通過減去設(shè)備變差的一個(gè)分?jǐn)?shù)來對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。,84,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,85,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,86,由重復(fù)性和再現(xiàn)性得到的測(cè)量系統(tǒng)變差(GRR)可以通過求設(shè)備和評(píng)價(jià)人變差的平方和再開方得到。 3.4 零件與零件之間的變差(PV)由零件均值的極差Rp乘以常數(shù)K3確定,K3可以查表求得。,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,87,3.5 研究中總變差TV可以通過求重復(fù)性再現(xiàn)性的變差平方再開方得到。 3.6 各變差占總變差的百分比 %AV=AV/TV X 100% %R&R=R&R/TV X 100% %PV=PV/TV X 100% %EV=EV/TV X 100%,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,88,當(dāng)重復(fù)性(EV)變差值大于再現(xiàn)性(AV)時(shí) . 量具的結(jié)構(gòu)需再設(shè)計(jì)增強(qiáng). 量具的夾緊或零件定位的方式(檢驗(yàn)點(diǎn))需加以改善 . 量具應(yīng)加以保養(yǎng). 當(dāng)再現(xiàn)性(AV)變差值大于重復(fù)性(EV)時(shí) . 作業(yè)員對(duì)量具的操作方法及數(shù)據(jù)讀取方式應(yīng)加強(qiáng)教育, 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)再明確訂定或修訂 . 可能需要某些夾具協(xié)助操作員, 使其更具一致性的使用量具 . 量具與夾治具校驗(yàn)頻率于入廠及送修糾正后須再做測(cè)量系統(tǒng)分析, 并作記錄 .,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,89,應(yīng)同時(shí)將EV、AV、R&R各值與公差帶寬度比較,得出各變差占公差帶的百分比。,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,90,如果分析是基于公差而不是過程變差,則GRR報(bào)告表格可以修改,使格式右側(cè)表示公差百分比而不是總公差百分比。在那種情況下,%EV、%AV、%GRR和%PV通過用公差除以6來代替分母的TV計(jì)算出來. 采用一種或同時(shí)使用這兩種方法取決于測(cè)量系統(tǒng)使用目的和顧客的要求。,數(shù)據(jù)結(jié)果分析,91,數(shù)值30%的誤差測(cè)量系統(tǒng)不能接受, 須予以改進(jìn). 進(jìn)行各種勢(shì)力發(fā)現(xiàn)問題并改正,必要時(shí)更換量具或?qū)α烤咧匦逻M(jìn)行調(diào)整, 并對(duì)以前所測(cè)量的庫(kù)存品再抽查檢驗(yàn), 如發(fā)現(xiàn)庫(kù)存品已超出規(guī)格應(yīng)立即追蹤出貨通知客戶, 協(xié)調(diào)處理對(duì)策 .,量具(R&R)的可接受性準(zhǔn)則:,92,習(xí)題:,XYZ公司根據(jù)控制計(jì)劃中要求針對(duì)游標(biāo)卡尺作R&R分析,選定3名操作者A、B、C,選定10個(gè)被測(cè)零件,按1、2、……10編號(hào),其所測(cè)結(jié)果均記錄在表17-2中,請(qǐng)根據(jù)該表所測(cè)結(jié)果計(jì)算:EV=?,AV=?,R&R=?,PV=?,TV=?,%EV=?,%AV=?,%R&R=?,%PV=?,根據(jù)%R&R的計(jì)算結(jié)果請(qǐng)判定此游標(biāo)卡尺是否符合要求?,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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