测量系统分析

测量系统分析

什么是测量系统

*测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件及操作人员的集合

*测量系统应具备的特性

1）处于统计控制状态，即只存在变差的普通原因；

2）测量系统的变异性小于过程变异性；

3）测量系统的变异性小于技术规范界限；

4）测量精度应高于过程变异性和技术规范宽度的1/10；5）当被测项目变化时，测量系统统计特性的最大变差小于过程变差和规范宽度较小者；

*数据的类型

——计量型数据

——计数型数据

*如何评定数据质量

——测量结果与“真”值的差越小越好——数据质量是用多次测量的统计结果进行评定

*计量型数据的质量

——均值与真值（基准值）之差

——方差大小

*计数型数据的质量

——对产品特性产生错误分级的概率

*第一阶段（使用前）

——确定统计特性是否满足需要

——确定环境因素是否有影响

*第二阶段（使用过程）

——确定是否持续的具备恰当的统计特性

*建议的可视分辨率

≤6σ/10

σ——过程的标准差（不是公差宽度的1/10）*分辨率不足对控制图的影响

*两种稳定性

——一般概念：随着时间变化系统偏倚的总变差。

——统计稳定性概念：测量系统只存在普通原因变差而没有特殊原因变差。

*利用控制图评价测量系统稳定性。

——保持基准件或标准样件。

——极差图（标准差图）出现失控时，说明存在不稳定的重复性。

——均值图出现失控时，说明偏倚不稳定。

*是否有足够的分辨力

*是否统计稳定

*统计特性用于过程控制和分析是否可接受。

盲测法

*在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统进行评定的条件下，获得测量结果。

向传统观念挑战

*长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报告的传统，是不能面临未来持续改进的市场挑战。

国家标准

地方标准

公司标准

测量结果

*追溯性：通过应用连接标准等级体系的适当标准程序，使单个测量结果与国家标准或国家接受的测量系统相联系。

实例

已知：基准值=0.8mm, 零件过程变差=0.7mm

一位评价人对样件测量十次结果（以mm为单位）

0.75 0.75 0.80 0.80 0.65

0.80 0.75 0.75 0.75 0.70

X = ∑X / 10 = 7.5 / 10 = 0.75

偏倚 = 0.75 - 0.8 = - 0.05

偏倚占过程变差百分比=%[∣偏倚∣/过程变差]

=100[0.05/0.70]=7.1%

*偏倚相对较大的可能原因：

——基准的误差

——元器件磨损——仪器尺寸误差——测量错误的特性——仪器未经正确校准——不正确使用仪器

*测量数据

重复性分析

——绘极差图——计算控制限

UCL R = R ※ D4 = 2.5 ※ 2.575 = 6.4 mm

LCL R = R ※ D3 = 0.00 mm

——分析控制图——计算重复性（量具变差）EV = 5.15σe = 5.15R/d2 =5.15 ※ 2.5/1.72= 7.5 mm *两个评价人乘五个零件试验三次

*再现性分析

——评价人均值极差

R0 = X2 - X1 = 216.9 - 216.3 = 0.6

——计算再现性

AV = 5.15(R0/d2)2 -σe2/nr

= 5.15(0.6/1.41)2-1.452/5※3

= 1.03

*由两个数产生的极差

*零件间变差分析

——计算均值控制限

UCLx=X+A2R=216.6 +1.023 ※ 2.5= 219.2 mm（试验三次） LCLx=X-A2R=216.6-1.023 ※ 2.5= 214.1 mm

——分析控制图（一半以上点应在控制限外）——计算零件间变差

PV= 5.15 R P/d2 = 5.15 ※ (6.2/2.48) = 12.8 mm

*有五个零件

*计算双性

R&R=√(EV)2+(AV)2=√(7.5)2+(1.0)2= 7.6 mm

*计算过程总变差

TV = (PV)2+ (R&R)2= 12.82+7.62= 14.9 mm

*计算双性对总变量差的比例

R&R=R&R/TV※100%=7.6/14.9※100%=51%

*计算数据分级

分级数= PV/R&R ※ 1.41= 12.8/7.6 ※ 1.41 =2

*量具重复性和再现性(R&R)可接受性准则是：

1.低于10%的误差 ------测量系统可接受；

2.10%至30%的误差----根据应用的重复性，

量具成本，维修费用等可能是可接受的；

3.大于30%的误差---测量系统需要改进，进

行各种努力发现问题并改进。