【正文】 MSA 測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性 測(cè)量系統(tǒng)的比較工具 分辨率 測(cè)量系統(tǒng)的量化 開(kāi)展 GRR 屬性測(cè)量 第五版： 2023年 7月 109 MSA 比較工具 ? 目的 – 了解如何用控制圖和方差分析評(píng)估測(cè)量系統(tǒng) ? 范圍 – 用 SPC技術(shù)、圖析、 GRR數(shù)據(jù)和方差分析等方法分析變差 第五版： 2023年 7月 110 MSA 用控制圖作目視分析 當(dāng) GRR太大或碰到不能解釋的問(wèn)題時(shí)，用控制圖發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 第五版： 2023年 7月 111 MSA 極差圖的計(jì)算 重復(fù)性的極差控制圖 – 根據(jù) SPC手冊(cè)，極差圖的控制限為 UCL = D4 x R LCL = D3 x R D3 和 D4 為控制圖常數(shù)估計(jì)值 – 在范例中，平均數(shù)和極差都是根據(jù) 4個(gè)數(shù)值計(jì)算，所以，小組中有 4個(gè)觀測(cè)值 R = UCL = D4 x R = x = LCL = D3 x R = 0 x = 0 * 注：這里的控制限常數(shù)是指測(cè)量過(guò)程，而不是制造過(guò)程 第五版： 2023年 7月 112 MSA 極差圖范例 2個(gè)評(píng)鑒人， 4次測(cè)試， 5個(gè)零件 零件 UCL = R = LCL = 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 評(píng)鑒人 A 評(píng)鑒人 B 第五版： 2023年 7月 113 MSA 極差圖結(jié)論 ? 二個(gè)評(píng)鑒人的所有觀測(cè)極差值都在控制限內(nèi)，即二個(gè)評(píng)鑒人之間無(wú)差異 ? 如果其中一個(gè)評(píng)鑒人有觀測(cè)極差落在控制限外，結(jié)論為二個(gè)人的方法有別 ? 如果所有評(píng)鑒人 (本例為二人 )都有些點(diǎn)落在控制限外，結(jié)論是測(cè)量系統(tǒng)對(duì)評(píng)鑒人的技術(shù)敏感，需要改進(jìn)以獲得有用的數(shù)據(jù) 第五版： 2023年 7月 114 MSA 均值圖計(jì)算 再現(xiàn)性的均值控制圖 – 根據(jù) SPC手冊(cè)，均值圖 (X圖 )的控制限為 UCL = X + A2R LCL = X A2R – A2 是從控制圖常數(shù)表中得到的估計(jì)值 * A2 = – 范例的計(jì)算： X = R = UCL = + ( x ) = LCL = ( x ) = *適用于控制狀態(tài)和正態(tài)分布；對(duì)非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)應(yīng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差 sigma 第五版： 2023年 7月 115 MSA 均值圖范例 二個(gè)評(píng)鑒人， 4次試測(cè)， 5個(gè)零件 零件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 評(píng)鑒人 A 評(píng)鑒人 B LCL= X= UCL= 第五版： 2023年 7月 116 MSA 均值圖結(jié)論 ? 在本分析中 10個(gè)點(diǎn)中的 4個(gè)點(diǎn)落在控制限外 ? 由于不到半數(shù)，結(jié)論是測(cè)量系統(tǒng)不足以探測(cè)零件與零件之間的變差 第五版： 2023年 7月 117 MSA 練習(xí)七：均值和極差圖 1. 用練習(xí)四 GRR中的數(shù)據(jù)，作均值和極差圖 2. 把圖與練習(xí)四中的計(jì)算結(jié)果作比較 第五版： 2023年 7月 118 MSA 方差分析的說(shuō)明 摘自 MSA手冊(cè)， 1995：第 69頁(yè) 第五版： 2023年 7月 119 MSA 如何使用方差分析 ? 產(chǎn)品不能再度利用，如破壞性試驗(yàn) – 拉力測(cè)試 – 抗拉強(qiáng)度測(cè)試 – 化學(xué)成分分析 ? 產(chǎn)品由評(píng)估儀器而改變 ? 需要變差來(lái)源的知識(shí) : – 儀器 – 評(píng)鑒人員 – 測(cè)量單位 (零件 ) – 交互作用 ? 評(píng)估系統(tǒng)穩(wěn)定性 第五版： 2023年 7月 120 MSA GRR 的方差分析法 分析編號(hào) : 1 分析日期 :___________ 量具編號(hào) : ________________量具描述 :______________ 量具類別 : 3 評(píng)估 : Special Study 分析描述 : 3 個(gè)評(píng)鑒員 。 10 個(gè)零件 。 3 次試測(cè) 方差來(lái)源 估計(jì)方差 總變差 % 貢獻(xiàn) % 重復(fù)性 (EV) 再現(xiàn)性 (AV) 量具 RR (RR) 零件與零件 (PV) 總方差 (TV) 注 : % 重復(fù)性的總變差 = (EV/TV) x 100 % 重復(fù)性的貢獻(xiàn)份額 = (EV/TV)2 x 100 RR的貢獻(xiàn)份額為 %, 儀器的貢獻(xiàn)份額為 % ANOVA范例 第五版： 2023年 7月 121 MSA MSA技術(shù)總結(jié) 第五版： 2023年 7月 122 MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析 典型的準(zhǔn)備工作包括： – 分析的操作定義 – 評(píng)鑒員和樣件數(shù)量 – 重復(fù)讀數(shù)或試測(cè)次數(shù) – 尺寸的關(guān)鍵性 – 零件構(gòu)造 – 作業(yè)員在作業(yè)時(shí)使用測(cè)量?jī)x器 – 樣件能代表完整的作業(yè)極差 – 測(cè)量?jī)x器的分辨率必須能夠讀出特性的過(guò)程變差 第五版： 2023年 7月 123 MSA 分析方法 ? 假定每個(gè)讀數(shù)都具有統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性 ? 所有測(cè)量都隨機(jī) ? 一次盲人試測(cè)以降低評(píng)鑒人的偏倚 ? 讀出最小遞增單位的一半 ? 每個(gè)評(píng)鑒人必須用相同的程序 ? 分析由對(duì)分析可靠性作出承諾的人督導(dǎo) 第五版： 2023年 7月 124 MSA GRR 接受標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)估計(jì)的系統(tǒng) RR值，接受標(biāo)準(zhǔn)為 : – %RR10%, 接收 – 10%%RR30%, 視應(yīng)用的重要性、量具成本、維修成本等決定是否接受 – %RR30%, 系統(tǒng)需要改進(jìn) 第五版： 2023年 7月 125 MSA MSA 總結(jié) 偏倚 分辨率 準(zhǔn)確度 選擇測(cè)量系統(tǒng)的基本要求 (可通過(guò)極差圖作目視分析 ) 通過(guò)測(cè)定偏倚值衡量 通過(guò)對(duì) GRR估計(jì)的重復(fù)性衡量 通過(guò)觀測(cè)均值減去基準(zhǔn)值衡量 精確度 第五版： 2023年 7月 126 MSA MSA 總結(jié) 控制圖，方差分析 穩(wěn)定性 線性 當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)間歇使用或較長(zhǎng)時(shí)間不用后作分析 至少應(yīng)該在作業(yè)范圍內(nèi)作 23次偏倚分析 對(duì)相同樣件作重復(fù)測(cè)量的行業(yè)測(cè)量系統(tǒng) 用于分析異?；蜻^(guò)大的變差 GRR 第五版： 2023年 7月 127 MSA MSA 的定義 ? MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析，用于分析測(cè)量系統(tǒng)對(duì)數(shù)量化測(cè)量值的影響 ? 變差 由人、材料、方法、儀器和環(huán)境所致 ? 分辨率 測(cè)量系統(tǒng)探測(cè)被測(cè)值最小變化的能力 ? 準(zhǔn)確度 測(cè)量值對(duì)照已知標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)正確程度 第五版： 2023年 7月 128 MSA MSA 定義 ? 精確度 測(cè)量系統(tǒng)再現(xiàn)性和復(fù)制讀數(shù)的能力 ? 偏倚 測(cè)量均值與基準(zhǔn)值之差 (的絕對(duì)值 ) ? 穩(wěn)定性 無(wú)特殊原因變差 (漂移 )的統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，是測(cè)量系統(tǒng)在某一擴(kuò)展的時(shí)間內(nèi)，測(cè)量同一標(biāo)準(zhǔn)件或零件的單一特性所獲得的測(cè)量值總變差 第五版： 2023年 7月 129 MSA MSA 定義 ? 線性 在量具作業(yè)范圍 (量程 )內(nèi)偏倚值的差 ? GRR 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性 = (儀器 +人員 )變差 – 重復(fù)性 同一評(píng)鑒人員用同一測(cè)量?jī)x器測(cè)量多次測(cè)量同一零件的同一特性所獲得的測(cè)量變差 – 再現(xiàn)性 不同評(píng)鑒人員用同一測(cè)量?jī)x器測(cè)量同一零件的同一特性所獲得的測(cè)量平均值的變差 第五版： 2023年 7月 130 MSA MSA 定義 ? 總變差 = 制造過(guò)程變差 + 測(cè)量系統(tǒng)變差 ? 控制圖 把系統(tǒng)或過(guò)程數(shù)據(jù)即時(shí)圖示，以幫助分析變差，并在出現(xiàn)非控制狀態(tài)時(shí)對(duì)特殊原因作出反應(yīng) 第五版： 2023年 7月 131 MSA MSA 定義 ? ANOVA 用數(shù)學(xué)方法，如復(fù)雜運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)表、平方和、控制圖和圖析比較法，分析數(shù)據(jù)中存在的變差 第五版： 2023年 7月 132 MSA 附錄 第五版： 2023年 7月 133 MSA 控制圖常數(shù) 第五版： 2023年 7月 134 MSA XRF RR 數(shù)據(jù) SP B 0 0 17 0 2 9 7H um id ity : 4 5 RHT em perra t ure : 2 5REP EA TA B I L I TY A ND REP ROD UCI B I L I TY D AT A S HE ET1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 XOp er ato r K 1 5 8 7 1 K 1 5 9 7 2 K 1 4 5 6 2Sam p le 1 S T 2 ND 3 RD RA NG E 1 S T 2 ND 3 RD RA NG E 1 S T 2 ND 3 RD RA NG E1 4 5 0 .6 0 4 5 1 .6 0 4 5 0 .9 0 1 .0 0 4 4 5 .8 0 4 4 6 .7 0 4 4 7 .8 0 2 .0 0 4 5 2 .6 0 4 5 4 .3 0 4 5 4 .6 0 2 .0 0 4 5 0 .5 42 4 4 0 .3 0 4 4 0 .2 0 4 4 1 .5 0 1 .3 0 4 4 3 .5 0 4 4 5 .2 0 4 4 3 .2 0 2 .0 0 4 4 6 .9 0 4 4 7 .8 0 4 4 5 .7 0 2 .1 0 4 4 3 .8 13 4 6 4 .5 0 4 6 5 .2 0 4 6 3 .5 0 1 .7 0 4 6 5 .8 0 4 6 9 .5 0 4 6 8 .7 0 3 .7 0 4 5 8 .9 0 4 5 9 .7 0 4 6 0 .1 0 1 .2 0 4 6 3 .9 94 4 4 2 .9 0 4 4 0 .6 0 4 4 2 .5 0 2 .3 0 4 4 5 .6 0 4 4 6 .5 0 4 4 2 .5 0 4 .0 0 4 4 2 .9 0 4 4 2 .8 0 4 4 5 .9 0 3 .1 0 4 4 3 .5 85 4 1 2 .4 0 4 1 6 .0 5 4 1 1 .5 0 4 .5 5 4 2 1 .3 0 4 2 1 .3 5 4 1 8 .0 5 3 .3 0 4 0 9 .3 5 4 1 1 .2 0 4 1 0 .0 0 1 .8 5 4 1 4 .5 86 4 0 6 .4 5 4 0 5 .4 0 4 0 1 .7 5 4 .7 0 4 1 1 .5 0 4 1 0 .3 0 4 0 9 .7 5 1 .7 5 4 1 9 .9 0 4 2 1 .0 5 4 1 8 .4 5 2 .6 0 4 1 1 .6 27 4 0 6 .9 5 4 0 4 .6 0 4 0 5 .6 0 2 .3 5 4 1 9 .1 5 4 1 5 .6 5 4 1 5 .3 0 3 .8 5 4 1 5 .9 0 4 1 6 .8 5 4 1 5 .8 5 1 .0 0 4 1 2 .8 78 4 2 5 .4 0 4 2 2 .1 0 4 2 0 .5 0 4 .9 0 4 2 0 .9 0 4 2 0 .3 5 4 2 0 .8 0 0 .5 5 4 2 1 .0 0 4 1 8 .6 5 4 2 1 .6 0 2 .9 5 4 2 1 .2 69 4 2 2 .1 5 4 2 2 .3 0 4 2 0 .0 0 2 .3 0 4 1 6 .9 0 4 1 8 .2 5 4 1 6 .3 5 1 .9 0 4 3 0 .6 5 4 2 6 .9 5 4 2 7 .5 5 3 .7 0 4 2 2 .3 410 4 4 2 .3 5 4 4 0 .3 0 4 4 0 .0 5 2 .3 0 4 4 1 .5 5 4 3 7 .1 0 4 4 1 .2 0 4 .4 5 4 4 0 .2 0 4 4 0 .5 0 4 3 8 .9 0 1 .6 0 4 4 0 .2 4T OT A L S 4 3 1 4 .0 0 4 3 0 8 .3 5 4 2 9 7 .8 0 2 7 .4 0 4 3 3 2 .0 0 4 3 3 0 .9 0 4 3 2 3 .6 5 2 7 .5 0 4 3 3 8 .3 0 4 3 3 9 .8 0 4 3 3 8 .6 5 2 2 .1 0 4 3 2 4 .8 32 .7 4 0 2 .7 5 0 2 .2 1 0Ra Rb RcSUM a 1 2 9 2 0 .1 5 0 SUM b 1 2 9 8 6 .5 5 0 SUM c 1 3 0 1 6 .7 5 0Xa 4 3 0 .6