1、1,測量系統(tǒng)分析 Measurement Systems Analysis,TS16949質(zhì)量體系系列培訓(xùn)教材之四,北京世紀(jì)拓普管理顧問有限公司,2,課程大綱：,測量系統(tǒng)術(shù)語介紹 測量系統(tǒng)分析的目的和意義 測量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)知識 計(jì)量型測量系統(tǒng)評價(jià) 偏倚 穩(wěn)定性 計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)評價(jià) 一致性 有效性,線性 重復(fù)性和再現(xiàn)性（R Bias 偏倚; Repeatability 重復(fù)性; Reproducibility再現(xiàn)性 ; Linearity 線性 ; Stability 穩(wěn)定性 。,15,分辨力（率）,定義：指測量系統(tǒng)檢出并如實(shí)指示被測特性中極小變化 的能力。 通用準(zhǔn)則是一個(gè)量具的分辨率是所測特

2、性公差/過程變差的十分之一。建議的要求是總過程6(標(biāo)準(zhǔn)偏差)的十分之一。,16,分辨力,可讀性,分辨率,有效分辨率,17,測量系統(tǒng)能力,測量系統(tǒng)變差的短期評估.(例如“GRR”包括圖形) 對測量誤差(隨機(jī)的和系統(tǒng)的)合成誤差的估計(jì).包括: 1)不正確的偏倚或線性. 2)重復(fù)性和再現(xiàn)性(GRR),包括短期 一致性.,18,測量系統(tǒng)性能,測量系統(tǒng)變差的長期評估.(長期控制圖法) 是所有有效的和可確定的變差源隨時(shí)間的最終影響. 對測量誤差(隨機(jī)的和系統(tǒng)的)合成誤差的長期評估包括: 1) 能力(短期誤差) 2) 穩(wěn)定性和一致性,19,測量系統(tǒng)的評定階段,第一階段：明白該測量過程并確定該測量系統(tǒng)是否滿足

3、我們的需要。主要有二個(gè)目的： 1）確定該測量系統(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。 2）發(fā)現(xiàn)那種環(huán)境因素對測量系統(tǒng)顯著的影響，例如 溫度、濕度等，以決定其使用的環(huán)境要求。 第二階段：目的是在驗(yàn)證一個(gè)測量系統(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。 常見的量具R (2) H0: b=0,截距(偏倚)=0, 假設(shè)成立。則測量系統(tǒng)對所有的基準(zhǔn)值有相同的偏倚,45,測量系統(tǒng)分析 如何確定線性的示例,46,測量系統(tǒng)分析 如何確定線性的示例,47,測量系統(tǒng)分析 如何確定線性的示例,公式計(jì)算線性。,48,線性圖,2,4,6,8,10,-1,1,0,偏倚,基準(zhǔn)值,偏倚=0,回歸(直線),9

4、5%的置信區(qū)間,偏倚均值,擬合優(yōu)度(R2)=0.98 %線性=13.17% 線性=0.79,49,重復(fù)性(Repeatability),重復(fù)性是由同一個(gè)評價(jià)人，采用同一個(gè)測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測量值變差。 一般指設(shè)備/量具的變差(EV) ，也是設(shè)備(量具)的能力.,50,再現(xiàn)性(Reproducibility),再現(xiàn)性是由不同的評價(jià)人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時(shí)測量平均值的變差。 通常指評價(jià)人的變差(AV)。,51,GRR或量具R依據(jù)使用的方法,可能包括或不包括時(shí)間影響.,52,確定重復(fù)性和再現(xiàn)性的指南,討論有三種可接受的研究方法: (以統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定為前提)

5、 1. 極差法(提供測量系統(tǒng)的整體概況) 2. 均值極差法(包括控制圖法) 3. 方差分析法(ANOVE法),53,1.極差法,極差法是一種改良的計(jì)量型量具的研究，它可迅速提供一個(gè)測量變異的近似值，這種方法只能提供測量系統(tǒng)的整體概況而不能將變異分為重復(fù)性和再現(xiàn)性。它典型的用途是快速檢查驗(yàn)證GRR是否發(fā)生了變化。 典型的極差方法用2個(gè)評價(jià)人和5個(gè)零件進(jìn)行研究： 1）5個(gè)零件 2)2個(gè)評價(jià)人各將每個(gè)零件測量一次. 3)計(jì)算平均極差 4)結(jié)果分析 5)GRR=R/d2; %GRR=100X(GRR/過程標(biāo)準(zhǔn)偏差),54,每個(gè)零件的極差是評價(jià)人A獲得測量值和B獲得測量值之間的絕對差值。計(jì)算極差的和與平

6、均極差。,示 例：,55,計(jì)算,平均極差 (R)=R/n=0.35/5=0.07 通過將平均極差均值乘以1/ d2*可以得到總測量變差。這里d2*在 附錄C 中可以找到，m=2，g=零件數(shù)。 GRR=R/d2*=0.07/1.19=0.0588 已知過程標(biāo)準(zhǔn)差為0.0777 %GRR=100(GRR/過程標(biāo)準(zhǔn)差)=75.7%30% 結(jié)論：是測量系統(tǒng)需要改進(jìn).,附錄C,56,2.均值-極差法,均值極差法(Xbar %EV, %AV, %GRR, %PV, ndc=1.41(PV/GRR),62,例: 游標(biāo)卡尺測量一金屬零部件的長度,1. 分析變差的來源。 主要變差來源： a. 人員讀數(shù)，手勢，方

7、法 b. 卡尺本身游隙,2. 選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?參考方法：重復(fù)性和再現(xiàn)性分析。（前提偏倚已在控制范圍內(nèi)。）,63,計(jì)量型數(shù)據(jù)的 均值-極差法步驟如下：,均值-極差（X-R）法是確定測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的數(shù)學(xué)方法 1 選擇三個(gè)測量人（A, B,C）和10個(gè)測量樣品。 測量人應(yīng)有代表性，代表經(jīng)常從事此項(xiàng)測量工作的QC人員或生產(chǎn)線人員 10個(gè)樣品應(yīng)在過程中隨機(jī)抽取，可代表整個(gè)過程的變差，否則會嚴(yán)重影響研究結(jié)果。 2 校準(zhǔn)量具 3 測量，讓三個(gè)測量人對10個(gè)樣品的某項(xiàng)特性進(jìn)行測試，每個(gè)樣品每人測量三次，將數(shù)據(jù)填入表中。試驗(yàn)時(shí)遵循以下原則： 盲測原則1：對10個(gè)樣品編號，每個(gè)人測完第一輪后，由其他人對

8、這10個(gè)樣品進(jìn)行隨機(jī)的重新編號后再測，避免主觀偏向。 盲測原則2：三個(gè)人之間都互相不知道其他人的測量結(jié)果。,64,計(jì)算A測的所有樣品 的總平均值XA。,同樣方法計(jì)算 RB, XB, RC, Xc,對每個(gè)樣品由三個(gè)人所測得的 9個(gè)測試值求平均值， 計(jì)算這些均值的極差Rp,計(jì)算A對每個(gè)樣品三次 測試結(jié)果的極差， 然后計(jì)算10 個(gè)樣品 的極差的均值RA,4 計(jì)算,65,計(jì)算公式,R=(RA+RB+RC)/3 XDIFF=MaxXA,XB,XC-MinXA,XB,XC 重復(fù)性-設(shè)備變差 EV=RK1 再現(xiàn)性-測驗(yàn)人變差 AV= (XDIFF K2)2-(EV2/nr) 過程變差 PV=RP K3 R&

9、R= (EV2+AV2) 總變差 TV= (R&R2+PV2) %EV=EV/TV %AV=AV/TV %R&R=R&R/TV %PV=PV/TV P/T=R&R/Tolerance,n=樣品個(gè)數(shù) r=每個(gè)人對每個(gè)樣品的試驗(yàn)次數(shù),r,K1,2 3,4.56 3.05,K2,2 3,3.65 2.70,測試人數(shù),n,K3,7 8 9 10,1.82 1.74 1.67 1.62,K1=5.15/d*2,*AV計(jì)算中，如根號下出現(xiàn)負(fù)值，AV取值0,66,卡尺的R&R研究 Excel 運(yùn)算,67,平均極差分布的d2*值,計(jì)算,68,控制圖系數(shù)表,69,計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)研究,計(jì)數(shù)型量具就是把各個(gè)零件與某

10、些指定限值相比較，如果滿足限件則接受該零件否則拒收。 計(jì)數(shù)型量具只能指示該零件被接受或拒收。 計(jì)數(shù)型測量系統(tǒng)的分析： 風(fēng)險(xiǎn)分析法 一致性，有效性；,70,一致性和有效性分析：,選取五十個(gè)零件來進(jìn)行，其中應(yīng)有一些零件稍許高或低于規(guī)范限值。 選取二或三位評價(jià)人員以一種能防止評價(jià)人偏倚的方式兩次測量所有零件。 所有的測量結(jié)果必須一致則接受該量具，否則應(yīng)改進(jìn)或重新評價(jià)，或找到一個(gè)可接受的替代測量系統(tǒng)。,71,一致性和有效性分析：,假設(shè)檢驗(yàn)分析 1)假設(shè)生產(chǎn)過程處在統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài) 2)選擇一個(gè)合適的計(jì)數(shù)型量具 (與產(chǎn)品公差帶及過程變差中小的比較) 3)抽取50個(gè)零件樣本(以覆蓋過程范圍的零件) 4)使用3名評價(jià)人,每位評價(jià)人對每個(gè)零件評價(jià)3次,72,風(fēng)險(xiǎn)分析法,5)結(jié)果分析-交叉表分析(A-B,B-C,A-C) 6)結(jié)果分析-數(shù)據(jù)表(假設(shè)檢驗(yàn)-零假設(shè)) 7)判定準(zhǔn)則: (1)有效性90%，則可接受。 (2)80%有效性 90%,，則