【正文】 測(cè)量系統(tǒng)分析 1 測(cè)量的重要性 ? 如果測(cè)量的方式不對(duì)，那麼好的結(jié)果可能被測(cè)為壞的結(jié)果，壞的結(jié)果也可能被測(cè)為好的結(jié)果，此時(shí)便不能得到真正的產(chǎn)品或過(guò)程特性。 PROCESS 原料 人 機(jī) 法 環(huán) 測(cè)量 測(cè)量 結(jié)果 好 不好 2 測(cè)量系統(tǒng)的組成 ? 將被測(cè)試的材料 ? 間斷 ? 連續(xù) ? 將被測(cè)量的特性 ? 收集和準(zhǔn)備樣品 ? 測(cè)量的種類和尺度 ? 儀器或測(cè)試設(shè)備 ? 檢驗(yàn)者或技術(shù)員 ? 使用的狀況 3 典型的進(jìn)展 過(guò)程 責(zé)任者 決定關(guān)鍵特性 產(chǎn)品工程師 決定所需要的解析度 產(chǎn)品工程師 考慮整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的特性 跨功能小組 決定那些是可以使用的設(shè)備 度量衡小組 4 決定那些是要測(cè)量 ? 顧客的聲音 ? 你必須轉(zhuǎn)換成技術(shù)特徵或規(guī)格。 ? 技術(shù)特徵 ? 失效模式分析 ? 控制計(jì)劃 ? 因?yàn)樵跅l文要求中，只要是列在控制計(jì)劃中的就必須進(jìn)行測(cè)量 5 測(cè)量誤差 y=x+ε ? 測(cè)量值 =真值 (True Value)+測(cè)量誤差 戴明說(shuō)沒(méi)有真 值的存在 一致 (線性 ) 6 測(cè)量誤差的來(lái)源 ? Sensitivity 敏感度 (Threshold起始值 ) ? 化學(xué)指示器 ? Discrimination(辦別能力 ) ? Precision 精密度 (Repeatability 重復(fù)性 ) ? Accuracy準(zhǔn)確度 (Bias偏差 ) ? Damage損壞 ? Differences among instruments and fixtures(不同儀器和夾具間的差異 ) 7 測(cè)量誤差的來(lái)源 ? Difference in use by inspector不同檢驗(yàn)者的差異 (Reproducibility再現(xiàn)性 ) ? Differences among methods of use(使用不同的方法所造成差異 ) ? Differences due to environment(不同環(huán)境所造成的差異 ) 8 測(cè)量的變異說(shuō)明 9 環(huán)境因素 ? 溫度 ? 濕度 ? 振動(dòng) ? 照明 ? 腐蝕 ? 磨耗 ? 污染 (油脂 ) 10 人性因素 ? 訓(xùn)練 ? 技能 ? 疲勞 ? 無(wú)聊 ? 眼力 ? 舒適 ? 零件的複雜性 ? 檢驗(yàn)的速度 ? 指導(dǎo)書的誤解 11 測(cè)量系統(tǒng)的特性 ? Discrimination辦別力 (ability to tell things apart) ? Bias偏差 (Accuracy準(zhǔn)確性 ) ? Repeatability重覆性 (precision) ? Reproducibility再現(xiàn)性 ? Linearity線性 ? Stability穩(wěn)定性 12 持續(xù)改進(jìn)的說(shuō)明 13 測(cè)量過(guò)程 ? 賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程。 ? 而賦予的值定義為測(cè)量值。 ? 量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來(lái)特指用在車間的裝置，包括用來(lái)測(cè)量合格／不合格的裝置。 ? 測(cè)量系統(tǒng)：內(nèi)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。 14 理想的測(cè)量系統(tǒng) ? 理想的測(cè)量系統(tǒng)在每次使用時(shí)，應(yīng)只產(chǎn)生“正確”的測(cè)量結(jié)果。每次測(cè)量結(jié)果總應(yīng)該與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值相符。一個(gè)能產(chǎn)生理想測(cè)量結(jié)果的測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)具有零方差、零偏倚和所測(cè)的任何產(chǎn)品錯(cuò)誤分類為零概率的統(tǒng)計(jì)特性。 15 IDEAL MEASUREMENT SYSTEM 真值 真值 16 測(cè)量系統(tǒng)所應(yīng)具有之特性 ? 測(cè)量系統(tǒng)必須處?kù)督y(tǒng)計(jì)控制中，這意味著測(cè)量系統(tǒng)中的變差只能是由於普通原因而不是由於特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性。 ? 測(cè)量系統(tǒng)的變異必須比製造過(guò)程的變異小。 ? 變異應(yīng)小於公差帶。 17 ? 測(cè)量精密應(yīng)高於過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者，一般來(lái)說(shuō)， 測(cè)量精度是過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者的十分之一。 ? 測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特可能隨被被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。若真的如此， 則測(cè)量系統(tǒng)的最大的變差應(yīng)小於過(guò)程變差和公差帶兩者中的較小者。 18 何謂標(biāo)準(zhǔn) ? 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ? 在美國(guó)是由 NIST保持或追蹤。 ? 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ? 直接從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)直接複製或傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ? 從一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn) ? 工作標(biāo)準(zhǔn) ? 從二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞而來(lái)的標(biāo)準(zhǔn) 19 測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定 ? 第一階段：明白該測(cè)量過(guò)程並確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿足我們的需要。主要有二個(gè)目的 ? 確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性，此項(xiàng)必須在使用前進(jìn)行。 ? 發(fā)現(xiàn)那種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使用之空間及環(huán)境。 20 ? 第二階段的評(píng)定 ? 目的是在驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)一旦被認(rèn)為是可行的，應(yīng)持續(xù)具有恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性。 ? 常見的就是 RR是其中的一種型式。 21 評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的三個(gè)基本問(wèn)題 ? 測(cè)量系統(tǒng)是否有足夠的分辨力？ (解析能力 ) ? 這種測(cè)量系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)是否在統(tǒng)計(jì)上保持一致？ (再生和再現(xiàn) ) ? 這些統(tǒng)計(jì)性能在預(yù)期範(fàn)圍內(nèi)是否一致？ (線性 ) ? 這些問(wèn)題要和過(guò)程變差聯(lián)系起來(lái)。 (是否足夠小 ) 22 各項(xiàng)定義 ? 量具 : 指生產(chǎn)中所使用的測(cè)量?jī)x器 . ? 測(cè)量系統(tǒng) : 指由人員、量具 , 操作程序及其他設(shè)備或軟體所構(gòu)成的系統(tǒng) . ? 量具再生性 : 指由不同操作人員使用相同的量具測(cè)量相同產(chǎn)品之特性時(shí)其作業(yè)者間測(cè)量平均值之變異 . ? 量具再現(xiàn)性 : 指由同一個(gè)操作人員用同一種量具經(jīng)多次測(cè)量同一個(gè)零件 , 其測(cè)量特性值再現(xiàn)能力 , 亦稱測(cè)量值間的變異 . 23 ? 穩(wěn)定性 : 同一量具於不同時(shí)間測(cè)量同一零件之相同特性所得之變異 . ? 偏性 : 指由同一操作人員使用相同量具 , 測(cè)量同一零件之相同特性多次數(shù)所得平均值與工具室或精密儀器測(cè)量同一零件之相同特性所得之真值或參考值之間的偏差值 . 24 偏倚 (Bias) 真值 觀測(cè)平均值 偏倚 偏倚：是測(cè)量結(jié)果的觀測(cè) 平均值與基準(zhǔn)值的差值。 真值的取得可以通過(guò)採(cǎi)用 更高級(jí)別的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行 多次測(cè)量，取其平均值而 定之。 25 重覆性 (Repeatability) 重覆性 重覆性是由一個(gè)評(píng)價(jià)人，採(cǎi)用 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。 26 再現(xiàn)性 (Reproducibility) 再現(xiàn)性是由不同的評(píng)價(jià)人，採(cǎi) 用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一 零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值 的變差。 再現(xiàn)性 27 穩(wěn)定性 (Stability) 穩(wěn)定性 時(shí)間 1 時(shí)間 2 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) 量值總變差。 28 線性 (Linearity) 量程 基準(zhǔn)值 觀測(cè)平均值 基準(zhǔn)值 線性是在量具預(yù)期的工作範(fàn)圍內(nèi)，偏倚值的差值 29 線性 (Linearity) 觀測(cè)平均值 基準(zhǔn)值 無(wú)偏倚 有偏倚 30 測(cè)量系統(tǒng)的分析 ? 對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析的目的是為了更好地了解變差來(lái)源。 ? 測(cè)量系統(tǒng)特性可用下列方式來(lái)描述 ? 位置：穩(wěn)定性、偏倚、線性。 ? 寬度或範(fàn)圍：重覆性、再現(xiàn)性。 31 位置和寬度 位置 寬度 位置 寬度 32 解析度 一個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí) ? 控制：只有下列條件才可用於控制 ? 與規(guī)範(fàn)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? ? 分析： ? 對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)的估計(jì)不可接受。 ? 只能表明過(guò)程是否正在生產(chǎn)合格零件。 33 解析度 2~4個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí) ? 控制：只有下列條件才可用於控制 ? 依據(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： ? 一般來(lái)說(shuō)對(duì)過(guò)程參數(shù)及指數(shù)的估計(jì)不可接受。 ? 只提供粗劣的估計(jì)。 34 解析度 5個(gè)或更多個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)分級(jí) ? 控制：只有下列條件才可用於控制 ? 可用於計(jì)量控制圖 ? 分析： ? 建議使用 35 分辨率的要求 ? 建議的要求是總過(guò)程 6σ( 標(biāo)準(zhǔn)偏差 )的十分之一。 ? 傳統(tǒng)是公差範(fàn)圍的十分之一。 36 測(cè)量系統(tǒng)研究的淮備 ? 先計(jì)劃將要使用的方法。例如，通過(guò)利用工程決策，直觀觀察或量具研究決定，是否評(píng)價(jià)人在校準(zhǔn)或使用儀器中產(chǎn)生影響。有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性 (不同人之間 )影響可以忽略，例如按按鈕，打印出一個(gè)數(shù)字。 37 測(cè)量系統(tǒng)研究的淮備 ? 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。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)，原因是量具研究