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1、测量系统分析 香港公司 香港中环皇后大道中142 146号金利商业大厦7楼7A室Tel 00852 25420855Fax 00852 25813855台湾公司 台北市110忠孝东路五段412号4F 4Tel 00886 2 27589800Fax 00886 2 27586408东莞公司 广东省东莞市长安镇咸西大道长荣别墅区10栋Tel 0769 85329850Fax 0769 85318650E mail anfondg http 庚浩柒国际有限公司 香港 台湾 苏州 GHQINTERNATIONALCO LTD H K T W S Z 东莞市安丰企业管理咨询有限公司ANFONENTER
2、PRISEMANAGEMENTCONSULTANTCO LTD 东莞市长安商会理事单位MEMBERSHIPOFCHANGANCHAMBEROFCOMMERCE广东省企业管理咨询协会常务理事单位MEMBERSHIPOFGUANGDONGENTERPRISEMANAGEMENTCONSULTANTASSOCIATION AF TS16949 005Rev A 1 安丰咨询 热忱专业实效互益 2 课程大纲 测量系统分析的意义和目的 测量系统分析的定义 测量系统 量具 测量 测量过程 测量系统分析的基础知识 1 测量系统的统计特性 偏倚 重复性 再现性 稳定性 线性 分辨力2 理想的测量系统3 测量系
3、统的共同特性4 测量系统的评定步骤和准备 计量型测量系统的分析方法1 偏倚2 稳定性3 线性4 重复性和再现性 R R 计数型测量系统的分析方法1 小样法2 大样法 安丰咨询 热忱专业实效互益 3 测量的重要性 如果测量出现问题 那么合格的产品可能被判为不合格 不合格的产品可能被判为合格 此时便不能得到真正的产品或过程特性 因此 要保证测量结果的准确性和可信度 过程活动 原料 人 机 法 环 测量 测量 结果 合格 不合格 安丰咨询 热忱专业实效互益 4 测量误差 戴明说没有真值的存在 Y x 测量值 真值 测量误差 一致 安丰咨询 热忱专业实效互益 5 测量误差的来源 分辨能力精密度 重复性
4、 准确度 偏差 损坏不同仪器和夹具间的差异不同使用人员的差异 再现性 使用不同的方法所造成差异不同环境所造成的差异 安丰咨询 热忱专业实效互益 6 测量的变异说明 安丰咨询 热忱专业实效互益 7 为什么要进行测量系统分析 即使量具经过检定或校准 由于人 机 料 法 环 测等五方面的原因 会带来测量误差 检测设备的检定或校准不能满足实际测量的需要 满足QS9000 ISO TS16949标准的要求 ISO TS16949 2002标准7 6 1规定 为分析出现在各种测量和试验设备系统测量结果的变差 必须进行适当的统计研究 此要求必须适用于在控制计划中提及的测量系统 这些分析方法以及接收准则的使用
5、必须符合顾客的测量系统分析参考手册 采用其他的分析方法和接受准则必须获得顾客的批准 安丰咨询 热忱专业实效互益 8 测量系统分析的目的 运用统计分析方法 确定测量系统测量结果的变差 测量误差 了解变差的来源 确定一个测量系统的质量 并且为测量系统的改进提供信息 保证所用统计分析方法及判定准则的一致性 安丰咨询 热忱专业实效互益 9 测量系统的基本知识和概念 术语测量系统及其统计特性分辨力 稳定性 偏倚 重复性 再现性 线性理想的测量系统测量系统的共同特性测量系统的评定步骤和准备 安丰咨询 热忱专业实效互益 10 术语 测量 赋值给具体事物以表示他们之间的关系 而赋予的值定义为测量值 量具 任何
6、用来获得测量结果的装置 经常用来特指用在车间的装置 包括用来测量合格 不合格的装置 测量系统 用来对被测量特性赋值的操作 程序 量具 设备 软件以及操作人员的集合 安丰咨询 热忱专业实效互益 11 测量系统的组成 安丰咨询 热忱专业实效互益 12 测量系统的统计特性 通常使用测量数据的统计特性来衡量测量系统的质量 1 分辨力Discrimination2 偏倚Bias3 重复性Repeatability4 再现性Reproducibility5 线性Linearity6 稳定性Stability 安丰咨询 热忱专业实效互益 13 分辨力 率 定义 指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能
7、力 传统是公差范围的十分之一 建议的要求是总过程6 标准偏差 的十分之一 T 10 30 安丰咨询 热忱专业实效互益 14 分辨力 率 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 分辨力好 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 分辨力差 安丰咨询 热忱专业实效互益 15 偏倚 偏倚 是测量结果的观测平均值与基准值的差值 基准值的取得可以通过采用更高级别的测量设备进行多次测量 取其平均值来确定 基准值 观测平均值 偏倚 安丰咨询 热忱专业实效互益 16 重复性 重复性 重复性是由一个评价人 采用一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差 真值 均值 真值 均值 重复性差 重复性好
8、安丰咨询 热忱专业实效互益 17 再现性 再现性是由不同的评价人 采用相同的测量仪器 测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差 再现性 操作者B 操作者C 操作者A 安丰咨询 热忱专业实效互益 18 稳定性 稳定性 是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的相同特性时获得的测量值的总变差 安丰咨询 热忱专业实效互益 19 线性 线性是在量具预期的工作范围内 偏倚值的差值 可以用整个仪器量程范围内的偏移之差 或偏差 的量度来度量样本的线性度 如果偏移在整个量程范围内不变 则具有很好的线性度 量程 基准值 观测平均值 基准值 观测平均值 安丰咨询 热忱专业实效互益 20 线性 安丰咨询 热忱专业
9、实效互益 21 测量系统的分析 测量系统的变差类型 偏倚 重复性 再现性 稳定性 线性测量系统特性可用下列方式来描述 1 位置 稳定性 偏倚 线性 2 宽度或范围 重复性 再现性 安丰咨询 热忱专业实效互益 22 位置和宽度 位置 宽度 位置 宽度 标准值 安丰咨询 热忱专业实效互益 23 理想的测量系统 理想的测量系统在每次使用时 应只产生 正确 的测量结果 每次测量结果总应该与一个标准值相符 一个能产生理想测量结果的测量系统 应具有零方差 零偏倚和所测的任何产品错误分类为零概率的统计特性 安丰咨询 热忱专业实效互益 24 测量系统所应具有的特性 测量系统必须处于统计控制中 这意味着测量系统
10、中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的 这可称为统计稳定性 测量系统的变异必须比制造过程的变异小 变异应小于公差带 测量精密应高于过程变差和公差带两者中精度较高者 一般来说 测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者的十分之一 测量系统统计特性可能随被被测项目的改变而变化 若真的如此 则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者 安丰咨询 热忱专业实效互益 25 测量系统的评定 第一阶段 明白该测量过程并确定该测量系统是否满足我们的需要 主要有二个目的 1 确定该测量系统是否具有所需要的统计特性 此项必须在使用前进行 2 发现那种环境因素对测量系统显著的影响 例如温度
11、 湿度等 以决定其使用的环境要求 第二阶段 目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的 应持续具有恰当的统计特性 常见的量具R R分析是其中的一种试验型式 安丰咨询 热忱专业实效互益 26 计量型测量系统研究 安丰咨询 热忱专业实效互益 27 安丰咨询 热忱专业实效互益 27 1 确定M名操作者A B C 选定N个被测零件 按1 2 编号 被选定零件尽可能反映整个过程的变差 2 测取数据 A以随机顺序测取所有数据并记录之 B C在不知他人测量结果的前提下 以同样方法测量各零件的数据并记录之 3 再以随机顺序重复上述测量r次 如2 3次 计量型测量系统研究 作业步骤 安丰咨询 热忱专业实效互益
12、28 安丰咨询 热忱专业实效互益 28 4 数据处理 极差计算 安丰咨询 热忱专业实效互益 29 安丰咨询 热忱专业实效互益 29 5 数据处理 均值计算 安丰咨询 热忱专业实效互益 30 安丰咨询 热忱专业实效互益 30 6 结果分析 以下计算的变差均以99 的正态概率为基础 即变差 5 15 重复性 安丰咨询 热忱专业实效互益 31 安丰咨询 热忱专业实效互益 31 重复性示例 6 结果分析 安丰咨询 热忱专业实效互益 32 安丰咨询 热忱专业实效互益 32 6 结果分析 再现性 安丰咨询 热忱专业实效互益 33 安丰咨询 热忱专业实效互益 33 再现性示例 6 结果分析 安丰咨询 热忱专
13、业实效互益 34 安丰咨询 热忱专业实效互益 34 6 结果分析 零件间变差 PV 零件间变异 是指同一人或不同人使用同一量测不同零件之相同特性所得之变异 PV Rp K3其中 Rp为样品的平均值极差 K3 5 15 d2注 d2取决于零件数 n 当n 10时 d2 1 62 安丰咨询 热忱专业实效互益 35 安丰咨询 热忱专业实效互益 35 零件间变差示例 6 结果分析 安丰咨询 热忱专业实效互益 36 安丰咨询 热忱专业实效互益 36 6 结果分析 参数表 安丰咨询 热忱专业实效互益 37 安丰咨询 热忱专业实效互益 37 6 结果分析 测量系统双性 R R 总变差 TV TV R R 安
14、丰咨询 热忱专业实效互益 38 安丰咨询 热忱专业实效互益 38 6 结果分析 测量系统GR R R R GaugeReproducebilityandRepeatability R R 100 R R TV 安丰咨询 热忱专业实效互益 39 安丰咨询 热忱专业实效互益 39 6 结果分析 R R可接受的条件是 数值30 的误差测量系统不能接受 须予以改进 进行各种努力发现问题并改正 必要时更换量具或对量具重新进行调整 并对以前所测量的库存品再抽查检验 如发现库存品已超出规格应立即追踪出货 通知客户 协调处理对策 安丰咨询 热忱专业实效互益 40 安丰咨询 热忱专业实效互益 40 6 结果分析
15、 当重复性 AV 变差值大于再现性 EV 时量具的结构需再设计增强量具的夹紧或零件定位的方式 检验点 需加以改善量具应加以保养 安丰咨询 热忱专业实效互益 41 安丰咨询 热忱专业实效互益 41 6 结果分析 当再现性 EV 变差值大于重复性 AV 时作业员对量具的操作方法及数据读取方式应加强教育 作业标准应再明确订定或修订可能需要某些夹具协助操作员 使其更具一致性的使用量具量具与夹治具校验频率于入厂及送修纠正后须再做测量系统分析 并作记录 安丰咨询 热忱专业实效互益 42 安丰咨询 热忱专业实效互益 42 7 线性分析 在测量仪器的工作范围内选择一些零件可确定线性 这些被选零件的偏倚由基准值
16、与测量观察平均值之间的差值确定 正如在偏倚研究中一样 零件的基准值可由工具室或全尺寸检验设备确定 在操作范围内选取的那些零件由一个或多个评价人测量 确定每一零件的观察平均值 基准值与观察平均值之间的差值为偏倚 要确定各个被选零件的偏倚 线性图就是在整个工作范围内的这些偏倚与基准值之间描绘的 线性 安丰咨询 热忱专业实效互益 43 安丰咨询 热忱专业实效互益 43 7 线性分析 线性示例 某工厂领班对确定某测量系统的线性感兴趣 基于该过程变差 在测量系统工作范围内选定五个零件 通过全尺寸检验设备测量每个零件以确定它们的基准值 然后一位评价人对每个零件测量12次 零件随机抽取 每个零件平均值与偏倚平均值的计算如下表所示 零件偏倚由零件平均值减去零件基准值计算得出 安丰咨询 热忱专业实效互益 44 安丰咨询 热忱专业实效互益 44 7 线性分析 安丰咨询 热忱专业实效互益 45 安丰咨询 热忱专业实效互益 45 计量型测量系统研究 安丰咨询 热忱专业实效互益 46 计数型量具 就是把各个零件与某些指定限值相比较 如果满足限件则接受该零件否则拒收 计数型量具只能指示该零件被接受或拒收 计数型测
