质量管理学第10章 测量系统分析

第十章 测量系统R 分析
❖10.5 测量系统分析的实践
行数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16
17 18 19
平
评价人/
零件
均
试验＃
值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A 1 0.29 -0.56 1.34 0.47 -0.8 0.02 0.59 -0.31 2.26 -1.36
第十章 测量系统分析
❖10.3 测量过程变差及其对决策的影响
❖ 测量过程变差对决策的影响 ▪ 对产品控制决策的影响
公差下限
公差上限
I
II
III
I区：坏零件总是判为坏的；
II
I II区：可能做出潜在错误的判
断；
III区：好零件总是判为好的。
目标值
测量判断的三个区间
改进方法：一是改进生产过程，减少生产过程的变差，没有零件落在II区。二 是改进测量系统，减少测量系统变差从而减小II区
续的20个点。 4. 建立控制限，利用控制图分析测量过程是否处于统计失控状态。
第十章 测量系统分析
❖10.5 测量系统分析的实践
❖ 线性的分析
1. 选择 g 5 个零件，这些零件的测量值应覆盖量具的操作范围。
2. 用全尺寸检验设备测量每个零件以确定其基准值，并确定这些零 件已覆盖了量具的操作范围。
❖ 线性的分析：举例
线性图
由图可见，存在着特殊原因影响了测量系统。基准值为4的数据可能出现了双峰。即使不
考虑基准值为4的数据，作图分析也清楚地显示测量系统有线性问题。线性回归模型的 r 2
值指出，利用线性模型对于另外，“偏移＝0”线与置信带存在着交叉而不是被包含其中。
这些数据进行拟合是不适合的。 （参照线性回归的理论，其应大于80％。）
测量不确定度的来源：1）对被测量的定义不完整。2）被测量的测量方法不理想。3）取样的代表 性不够。4）对被测量的测量过程受环境影响的认识不周全。5）对仪器的读数存在人为偏差（偏 移）。6）材料仪器的分辨力或鉴别力不够。7）赋予测量标准和标准物质的值不准。8）用于数据 计算的常量和其他参量不准。9）测量方法和测量程序的近似性和假定性。10）在相同条件下被测 量的重复观测值的变化。
位置误差
• 低于10％——通常认为测量 系统是可接受的。
• 10％~30％——可能是可接 受的。
• 超过30％——认为是不可接 受的，应该做出各种努力来 改进测量系统。
宽度误差（％GRR）
第十章 测量系统分析
❖10.5 测量系统分析的实践
❖ 偏移的分析
1. 获取一个样本并确定相对于可溯源标准的基准值。
❖ 再现性（reproducibility）
▪ 再现性又称为评价人变差（Appraiser Variations, AV）
▪ 指在可再现条件下测量的精度。
❖ 量具R&R（Gauge R&R, GRR）
▪ 量具R&R指检测量具的重复性与再现性的分析
2 GRR
2 再现性
2 重复性
可重复条件如下： 由同一测量人完成测量； 使用相同的测量工具并且所 有的测量仪器设置相同； 使用相同的测量过程； 在相同的外部环境内进行测 量； 在短时间内完成重复测量。
• 指任何用来获得测量结 果的装置，包括用来测 量合格/不合格的装置。
• 指用来对被测特性进行 定量测量或定性评价的 仪器或量具、标准、操 作、方法、夹具、软件、 人员、环境和假设的集 合，是用来获得测量结 果的整个过程。
测量
量具
测量系统
第十章 测量系统分析
❖10.2 术语
❖ 准确度（accuracy）
▪ 测量不确定度
第十章 测量系统分析
❖10.3 测量过程变差及其对决策的影响
❖ 测量系统的误差 ▪ 测量不确定度
测量误差是测量结果与被测量（约定） 真值之差，是以真值为中心的。
测量不确定度表明赋予被测量之值的分散性， 是以测量结果为中心的，它评估测量结果与被 测量真值相符合的程度。往往用标准差表示。
▪ 线性是在测量能力的工作范围内，其准确度和精密度是否因量程的变化 而变化的一种测量性能。
第十章 测量系统分析
❖10.2 术语
❖ 重复性（repeatability）
▪ 重复性又称为设备变差（Equipment Variation, EV）
▪ 指在可重复条件下测量的精度。重复性可用于 表示测量结果的分布，是系统内变差。
第十章 测量系统分析
❖10.2 术语
❖ 基准值 ❖ 真值
一个基于科学原理的理论值或确定值； 一个基于某国家或国际组织的指定值； 一个基于某科学或工程组织主持的合作试验工作产生的一致同意值； 对于具体用途，采用接受的参考方法获得的一个同意值。
▪ 物品的实际值
❖ 偏移（bias）
▪ 测量的观测平均值（在可重复条件下的一组试验）和基准值之间的差值
b y ax 截距
第十章 测量系统分析
❖10.5 测量系统分析的实践
❖ 线性的分析
7. 画出“偏移＝0”线，评价该图，指出特殊原因和线性的可接受 性
8. 数据分析：
线性
H0：a 0斜率＝
a
t [
S
tgm2,1 / 2 ]
不能推翻原假设。
（xj x )2
偏移
H0：b 0截距（偏移）＝
评价人B 0.80 0.70 0.95 0.55 0.60
极差（A－B） 0.05 0.05 0.05 0.10 0.10
%GRR为75.5%，远大于30％，说明此测 量系统所测的数据不能用于制作控制图或计 算过程能力指数。该测量系统需要改进。
第十章 测量系统R 分析
❖10.5 测量系统分析的实践
❖ 测量系统变差的类型 ▪ 位置误差：偏移、稳定性和线性 ▪ 宽度误差：重复性和再现性。
❖ 测量系统分析的时机、作用和准备
第十章 测量系统分析
❖10.4 测量系统分析的基础
❖ 接收准则
• 通过分析偏移和线性来确定。 • 若是一个测量系统的偏移或
线性较明显或是超出量具校 准程序确立的最大允许误差， 那么它是不可接受的。
t [
b
1
gm
x2 (xi x )2
]S
tgm2,1 / 2
不能推翻原假设。
第十章 测量系统分析
❖10.5 测量系统分析的实践
❖ 线性的分析：举例
一名工厂主管希望对过程采用新测量系统。作为顾客的生产件批准程序的一部分， 需要评价测量系统的线性。基于已证明的过程变差，在测量系统操作量程内选择了 5个零件。每个零件经过全尺寸检验测量以确定其基准值。然后由领班分别测量每 个零件12次。研究中零件是被随机选择的。
第十章 测量系统分析
❖10.5 测量系统分析的实践
❖ 重复性、再现性和GRR的分析——极差法
▪ 快速检查GRR是否发生了变化。
▪ 2个评价人和5个零件进行研究。举例。
零件
评价人A
1
0.85
2
0.75
3
1.00
4
0.45
5
0.50
平均极差＝0.35/5＝0.07 d2* 1.19 GRR＝0.07/1.19＝0.0588 已知过程标准差＝0.0777 ％GRR＝100×0.0588/0.0777＝75.5%
第十章 测量系统分析
❖10.3 测量过程变差及其对决策的影响
❖ 测量过程变差对决策的影响 ▪ 对过程控制决策的影响
2
2
2
obs
actual
msa
计算 C pk 用的是 obs ，低估了过程能力指数。
第十章 测量系统分析
❖10.4 测量系统分析的基础
❖ 测量系统分析的条件 ▪ 测量系统必须有足够的分辨率 ▪ 测量过程必须处于统计控制状态
7.80
9.50
7
2.50
3.90
6.00
7.80
9.50
8
2.50
3.90
6.10
7.70
9.50
9
2.40
3.90
6.40
7.80
9.60
10
2.40
4.00
6.30
7.50
9.20
11
2.60
4.10
6.00
7.60
9.30
12
2.40
3.80
6.10
7.70
9.40
第十章 测量系统分析
❖10.5 测量系统分析的实践
2 0.41 -0.68 1.17 0.5 -0.92 -0.11 0.75 -0.20 1.99 -1.25
3 0.64 -0.58 1.27 0.64 -0.84 -0.21 0.66 -0.21 2.01 -1.31
均值
Xa
极差
B 1 0.08 -0.47 1.19 0.01 -0.56 -0.2 0.47 -0.63 1.80 -1.68
3. 通常选择仪器的操作者中的一个人，测量每个零件 m 10 次。
4. 计算每次测量的零件偏移及零件偏移的均值。
5. 在线性图上，画出每个偏移和对应基准值的偏移—基准值图
6. 用下面公式计算和画出最佳拟合线与置信带。
yi axi b
xi —基准值；
a
xy
(
1 gm
x
y)
斜率
x2
1 gm
(
x)2
yi —偏移平均值。
溯源性是将各个单独的测量结果通过一条连续的校准链与单个或多个指定标准相联系
2. 让一个评价人以通常的方法测量样本10次以上。