破坏性试验测量系统分析方法

破坏性试验测量系统分析方法

前些日子，我在回复一个坛友关于破坏性测量系统分析的相关问题时作了简单的答复，现重新整理了一下，单独作为一个主题发表，就算是抛砖引玉吧！希望大家踊跃发言，积极参与讨论！

MSA手册（第三版）中，关于破坏性测量系统分析的内容作为复杂测量系统中的一种只在第四章中作了简单的介绍，而没有像简单测量系统分析一样有比较详尽的解释。因此，当我们进行破坏性测量系统分析时往往无所适从。

根据手册的要求，破坏性测量系统分析一般要做稳定性分析和变异性分析。稳定性分析可分为S3和S4两种情况。S3是从稳定过程中的大量样本，S4是分割样本（一般），每次采用单一样本。变异性分析可分为V3和V4两种情况。V3是分割样本(m=2)，V4是分割样本（一般）。大家可以根据取样的具体情况选取相应的分析方法。

下面，我结合大家用得较多的拉力试验机测量系统分析对从稳定过程中进行大量取样的S3分析法作一个简要介绍。

一、分析方案：

根据拉力试验机的特点，一般是从稳定的过程中进行大量取样。因此，对拉力试验机进行测量系统分析时，一般只要采用S3分析法进行稳定性分析，而不必做变异性分析。

考虑到用拉力试验机进行检测时对样本的破坏性，一般要化费较高的成本，故推荐用需要较少样本的单值移动极差图进行分析。

二、取样问题：

从稳定过程中进行大量取样时，要求过程是受控的，而要判断过程是否受控，可进行过程能力分析，方法就不用我多说了吧。问题在于，进行过程能力分析必须要由可靠的测量系统来保证，这也正是进行测量系统分析的目的所在。这就产生了循环论证的问题。怎么解决呢？

其实，MSA手册（第三版）中对此也作了解释。

先看看手册147页中的这段话：“通过对n≥30个零件的能力研究，以确定总变差（这种初步研究也应该被用来验证样本的一致性，即所有零件（样本）来自单边形式的分布）”。也就是说，在进行破坏性测量系统分析的时候，我们先假定测量系统是可靠的（或者使用原有的经过验证的可靠的测量系统），并对过程能力进行初步研究，以保证样本的一致性。经过对过程能力的初步研究，如果过程是稳定的，也就可以进行取样做测量系统的分析了。当然，已经证明是稳定的过程可以不再对过程能力进行初步的研究。

为保证样本的一致性要求，取样时还需要注意以下问题：

1.整个取样过程最好是一次性完成；

2.保证所有样件来自同一个操作者、同一时间段、同一环境、同一原材料、同一生产设备连续生产的产品；

3.可以根据经验或用其他检测手段先剔除异常产品；

4.妥善保存样本，保证在预定的分析周期内被测特性不发生改变（如有发生改变的样本必须剔除）；

5.一般需保证有25至30个的有效样本。

另外，手册中提到：“因为这些零件（样本）不会变化（一个隔离样本），任何不稳定性迹象将归因于该测量系统的变化”。即进行测量系统分析时，是把所有的样本作为具有完全相同的性能来考虑的（这与计量型测量系统分析中的稳定性分析采用单一的样本相类似）。因此，根据具体情况，也可以不从实际生产的产品中去取样，而是按照相关标准的规定制作一批与实际产品性能相同或相近的专用样本来替代进行分析（如我司对铝合金材料进行拉力

试验时采用的是铝合金压铸试棒）。

三、分析方法：

每个时间周期从隔离的样本中测量一个零件，并使用带有由能力研究确定的控制限的X-mR（单值移动极差）图进行分析。具体的分析方法可参考SPC手册中相关内容。需要注意的是，在采用从实际生产的产品中取得的样本进行测量分析过程中如有明显的异常点，可先剔除这些明显的异常点后再进行分析。

四、判断结果：

参考SPC手册中相关内容，根据X-mR（单值移动极差）图的分析结果，比较描绘点和控制限，并查看曲线的变化趋势。一般来说，如果没有超出控制限的点且曲线没有异常，就可以判定测量系统符合要求了。

以上是本人一些粗浅的经验，供大家参考。我以前做过一个拉力试验机破坏性测量系统分析—S3分析法（稳定性研究）的EXCEL文件，有人要的话，我也可以发给你们做参考。

不足之处，欢迎大家指正。