【正文】 3/16/2023 1 MSA 3/16/2023 2 MSA 引言 測(cè)量數(shù)據(jù)的使用比以前更頻繁 ,更廣泛例如 : 1. 把測(cè)量數(shù)據(jù)或由它們計(jì)算出的一些統(tǒng)計(jì)量 ,與這一過程的統(tǒng)計(jì)管制限值相比較 ,來決定這一過程是否需要做某種調(diào)整。 2. 確定兩個(gè)或多個(gè)變量之間是否存在某種顯著關(guān)係 ,如推測(cè)一模制塑膠件的關(guān)鍵尺寸與澆注膠料的溫度之間的關(guān)係。 測(cè)量數(shù)據(jù)的品質(zhì) 為了確保應(yīng)用測(cè)量數(shù)據(jù)所得到的益處大于獲得它們所花的費(fèi)用 ,就必須 把注意力集中在數(shù)據(jù)的品質(zhì)上。 測(cè)量數(shù)據(jù)的品質(zhì)與穩(wěn)定條件下運(yùn)行的某一測(cè)量系統(tǒng)得到的多次測(cè)量結(jié) 果的統(tǒng)計(jì)特性有關(guān)。 表征數(shù)據(jù)品質(zhì)最通用的統(tǒng)計(jì)特性是 偏倚 和 方差 。所謂偏倚的特征 ,是指 數(shù)據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值的位置 ,而所謂方差的特性 ,是指數(shù)據(jù)的分佈。 低品質(zhì)數(shù)據(jù)最普遍的原因之一是數(shù)據(jù)變差太大 ,它是由于測(cè)量系列和它 的環(huán)境之間的相互作用造成的 ,用這種變差的的測(cè)量系統(tǒng)來分析一個(gè)製 造過程 ,可能會(huì)掩蓋製程的變差。 3/16/2023 3 MSA 測(cè)量數(shù)據(jù)的品質(zhì) 如果數(shù)據(jù)的品質(zhì)是不可接受的 ,則必須改進(jìn) ,通常是通過改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng) 來完成 ,而不是改進(jìn)數(shù)據(jù)本身。 3/16/2023 4 MSA 術(shù)語 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 。包括用來測(cè)量合格 /不合格的裝置。 測(cè)量系統(tǒng) :用來對(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總成 。和來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。 測(cè)量過程 :即賦值過程 ,而賦予的值定義為測(cè)量值。 應(yīng)將一種測(cè)量過程看成一個(gè)製造過程 ,它產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為輸出 ,這樣我們可以應(yīng)用在“統(tǒng)計(jì)製程管制”中所有的概念原理和工具。 3/16/2023 5 MSA 測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 1. 測(cè)量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計(jì)管制中 ,這意味著測(cè)量系統(tǒng)中的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。 2. 測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比製造過程的變異小 。 3. 變異應(yīng)小于公差帶 。 4. 測(cè)量精度應(yīng)高于製程變異和公差帶兩者中精度較高者 ,一般來說 ,測(cè)量精度是過程變異和公差帶兩者中精度較高的十分之一。 在評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)需確定的基本問題 ? 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)是否在統(tǒng)計(jì)上保持穩(wěn)定。 ? 這些統(tǒng)計(jì)特性在預(yù)期範(fàn)圍內(nèi)是否一致 ,並且用于製程分析或管制是否可接受。 3/16/2023 6 MSA 測(cè)量系統(tǒng)的分辨率 測(cè)量系統(tǒng)的分辨率 : 即測(cè)量系統(tǒng)檢出並如實(shí)指示被測(cè)特性中極小變化的能力。 如果不 檢 測(cè)定出過程的變差 ,這種分辨力用于分析是不可接受的 ,如 果不能測(cè)定出特殊原因的變差 ,它用于管制也是不可接受的 。 3/16/2023 7 MSA 1個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí) 2~4個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí) 5個(gè)或更多數(shù)據(jù)分級(jí) 控 制 分 析 只有下列條件下才可用于控制 ? 對(duì)過程參數(shù)及指數(shù)估計(jì)不 ?與規(guī)範(fàn)相比過程變差較低小 可接受 ? 只能表明過程是否正在產(chǎn) 生合格零件 ?依據(jù)過程分布可用半計(jì)量控 ? 一般來講對(duì)過程參數(shù) 及指 制技術(shù) 數(shù)的估計(jì)不可接受 ?可產(chǎn)生不敏感的計(jì)量控制圖 ? 只提供粗劣的估計(jì) ?可用于計(jì)量控制圖 ? 建議使用 3/16/2023 8 MSA 不合適的分辨力可通過極差圖最好地顯示出來 。 可視分辨率較小，測(cè)量系統(tǒng)將具有足夠的分辨率。因此為了得到足夠 的分辨率，如果相對(duì)于過程變差，建議可視分辨率最多的總過程的 6σ (標(biāo)準(zhǔn)差 )的十分之一，而不是傳統(tǒng)的規(guī)則，即可視分辨率最多為分差 範(fàn)圍的十分之一。 測(cè)量系統(tǒng)的分辨率 3/16/2023 9 MSA 極差 (UCL)控制上限 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? R (a) 最小測(cè)量單位為 (in)數(shù)據(jù)控制圖 (b) 最小測(cè)量單位為 (in)數(shù)據(jù)控制圖 極差 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 控制上限 (UCL) R 0. 3/16/2023 10 MSA 測(cè)量系統(tǒng)研究之目的 在測(cè)量系統(tǒng)與環(huán)境交互作用時(shí) ，獲得該系統(tǒng)有關(guān)測(cè)量變差和類型 的信息。這種信息極有價(jià)值，因?yàn)閷?duì)于一般的生產(chǎn)過程，確認(rèn)重復(fù)性 和校準(zhǔn)偏差，并為它們確定合理的極限，比提供具有非常高重復(fù)性 的，特別準(zhǔn)確的量具更有實(shí)用價(jià)值。應(yīng)用這種研究可提供。 1)接受新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則 。 2)一種測(cè)量設(shè)備與另一種的比較 。 3)評(píng)價(jià)懷疑有缺陷的量具的根據(jù) 。 4)維修前後測(cè)量設(shè)備的比較 。 5)計(jì)算過程變差 ,以及生產(chǎn)過程的可接受性水平所需的要求。 3/16/2023 11 MSA 測(cè)量系統(tǒng)變差的類型 測(cè)量系統(tǒng)變異的分布特性 ,正如每個(gè)過程一樣 : 1)位置 ? 穩(wěn)定性 (Stability) ? 偏倚 (Bias) ? 線性 (Linearity) 2)寬度或範(fàn)圍 ? 重復(fù)性 (Repeatability) ? 再生性 (Reproducibility) 3/16/2023 12 MSA 偏倚 (Bias) 定義 偏倚是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值 基準(zhǔn)值可以通過采用更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)量 取其平均值 來確定 基準(zhǔn)值 偏倚 觀測(cè)的平均值 3/16/2023 13 MSA 重復(fù)性 (再現(xiàn)性 ) (Repeatability) 定義 重復(fù)性又稱為量具變異 是由一個(gè)人評(píng)價(jià)人 采用同一種測(cè)量儀器 多 次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量值變異 重復(fù)性 3/16/2023 14 MSA 再生性 (Reproducibility) 定義 再生性又稱為操作者變異 ,是由不同的評(píng)價(jià)人 ,採用相同的測(cè)量儀器 , 測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變異。 再生性 操作者 A 操作者 C 操作者 B 3/16/2023 15 MSA 穩(wěn)定性 (Stability) 定義 穩(wěn)定性 (或飄移 ),是測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一基準(zhǔn)或零件的 單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變異。 穩(wěn)定性 時(shí)間 2 時(shí)間 1 3/16/2023 16 MSA 線性 (Linearity) 定義 線性是在量具預(yù)期的工作範(fàn)圍內(nèi) ,偏倚值的差值 穩(wěn)定性 基準(zhǔn)值 偏倚較小 基準(zhǔn)值 偏倚較大 觀測(cè)的平均值 範(fàn)圍的較高部分 範(fàn)圍的較低部分 觀測(cè)的平均值 無偏倚 基準(zhǔn)值 3/16/2023 17 MSA 偏倚分析 偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀測(cè)平均值之間的差值確定。為此 ,一位評(píng)價(jià)人 對(duì)一個(gè)樣件測(cè)量 10次。 10次測(cè)量值如下所示?；鶞?zhǔn)值為 ,該零 件的過程變差為 。 X1= X2= X3= X4= X5= X6= X7= X8= X9= X10= 觀測(cè)平均值為測(cè)量結(jié)果總和除以 10 X= = = 10 10 ΣX 3/16/2023 18 MSA 偏倚分析 偏倚 =觀察平均值 基準(zhǔn)值 偏倚 == 偏倚占過程變差的百分比計(jì)算如下 : 偏倚 %=100[|偏倚 |/過程變差 ] 偏倚 %=100[]=7.% 偏倚占容差百分比采用同樣方法計(jì)算 ,式中用容差代替過程變差。 因此 ,在量具 RR研究中使用的厚薄規(guī)的偏倚為 。這意味著 測(cè)量觀測(cè)值平均比基準(zhǔn)值小 ,是過程變差 %。 如果偏倚相對(duì)比較大，查盾看這些可能的原因 : 1)基準(zhǔn)的誤差 。 2)磨損的零件 。 3)儀器沒不正確校準(zhǔn) 。 4)評(píng)價(jià)人使用儀器不正確。 3/16/2023 19 MSA 線性分析 在測(cè)量儀器的工作範(fàn)圍內(nèi)選擇一些零件可確定線性。這些被選零 件的偏倚由基準(zhǔn)值與測(cè)量觀察平均值之間的差值確定，見下例。 某工廠領(lǐng)班對(duì)確定某測(cè)量系統(tǒng)的線性感興趣?；谠撨^程變差， 在測(cè)量系統(tǒng) 工作範(fàn)圍內(nèi)選定五個(gè)零件。通過全尺寸檢驗(yàn)設(shè)備測(cè)量每 個(gè)零件以確定它們的基準(zhǔn)值。然後一位評(píng)價(jià)人對(duì)每個(gè)零件測(cè)量 12次。 零件隨機(jī)抽取，每個(gè)零件平均值與偏倚平均值的計(jì)算如表 0所示。零 件偏倚由零件平均值減去零件基準(zhǔn)得出。 3/16/2023 20 MSA 零件 1 2 3 4 5 基準(zhǔn)值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10