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1、2020 5 31 1 测量系统分析 R R 2020 5 31 2 什么是重复性 传统上把重复性看作 评价人内变异性 重复性是由一个评价人 采用同一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变差 它是设备本身固有的变差或性能 重复性一般指仪器的变差 EV 事实上 重复性是从规定的测量条件下连续试验得到的普通原因 随机误差 变差 当测量环境是固定的 并且被规定了 即固定的零件 仪器 标准 方法 操作者 环境和假设时 对于重复性最好的术语是系统内部变差 2020 5 31 3 什么是重复性 重复性是由一个评价人 采用同一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变差 2020 5
2、 31 4 重复性不好的可能原因是什么 重复性不好的可能原因包括 零件内部 形状 位置 表面加工 锥度 样品的一致性问题 仪器内部 磨损 设备和夹紧装置故障 质量差或维护不当 基准内部 质量 级别 磨损 方法内部 在设置 技术 零位调整 夹紧 点密度的变差 评价人内部 技术 缺乏经验 操作技能 培训 疲劳 感觉 环境内部 温度 湿度 振动 亮度 清洁度的短期起伏变化 违背假定 在稳定 正确操作方面 仪器设计或方法缺乏稳健性 一致性不好 应用错误的量具 量具或零件 变形 硬度不足 应用 零件尺寸 位置 操作者技能 疲劳 观察误差 易读性 视差 2020 5 31 5 什么是再现性 传统上把再现性
3、看作 评价人之间 的变异 再现性通常定义为由不同的评价人 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 ASTM 美国实验及材料协会 的定义超出上述定义范围 它不仅包括评价人不同 而且量具 实验室和环境 温度 湿度 也不同 同时再现性计算中还包括重复性 2020 5 31 6 再现性错误的潜在原因 再现性错误的潜在原因包括 零件 样品 之间 使用相同的仪器 操作者和方法 测量零件为A B C时所造成的均值差 仪器之间 同样的零件 操作者和环境 使用仪器为A B C时所造成的均值差 标准之间 测量过程中不同的设定标准的平均影响 方法之间 改变点密度 手动与自动系统相比 零点调整
4、夹持或加紧方法等导致的的均值差 评价人之间 不同评价人A B C在培训 技术 技能和经验方面的不同所造成的均值差 对于产品及过程中使用一台手动测量仪器的情况 常进行这种研究 2020 5 31 7 再现性错误的潜在原因 环境之间 在A B C不同的时间段内测量 由于环境变化引起的均值差 对较高自动化系统在产品和过程中的测量系统常进行这种研究 违背研究中的假定 仪器设计或方法缺乏稳健性 操作者的训练效果 应用 零件尺寸 位置 观察误差 易读性 视差 需要说明ASTM采用的定义与MSA手册的定义有不同之处 按照ASTM标准 设备保持在原有状态时 一名操作者 一个量具 小段时间内 重复性就会是好的
5、而再现性则体现更典型的 有多种来源的变差的操作环境 2020 5 31 8 量具R R或GRR 量具R R是重复性和再现性合成变差的一个估计 换句话说 GRR等于系统内部和系统之间的方差的总和 2020 5 31 9 测量系统分析 R R 对量具重复性和再现性的分析方法有多种 此处规定均值和极差法的分析方法 值得注意的是 均值和极差分析方法忽略了被测量的对象零件的内变差 如零件的圆度 锥度 平面度等 均值和极差法 X R 是一种提供测量系统重复性和再现性估计的数学方法 不象极差法 它允许把测量系统分成两部分 重复性和再现性 而不是它们的交互作用 2020 5 31 10 测量系统分析 R R均
6、值和极差法 X R 由分析人员从现场抽取10个零件 作为样本 代表过程变差的实际或预期范围 指定三位在生产中实施测量的检验人员作为评价人 对抽取的10个零件进行编号 评价人应不能看到这些编号 2020 5 31 11 测量系统分析 R R均值和极差法 X R 请评价人A以随机的顺序测量抽取的10个零件 由分析人员依据零件的编号将测量结果记录在 量具重复性和再现性数据表 上 请评价人B和C分别对这10个零件按随机的顺序进行测量 并让他们互不知道对方的测量结果 由分析人员将评价人B和C的测量结果分别按 量具重复性和再现性数据表 的对应关系填写记录数据 2020 5 31 12 测量系统分析 R R
7、均值和极差法 2020 5 31 13 收集数据后的计算 依据表格 量具重复性和再现性数据表 进行计算 a 用第1 2 3行中的最大值减去它们中的最小值 把结果记入第5行 用第6 7 8行中的最大值减去它们中的最小值 把结果记入第10行 用第11 12 13行中的最大值减去它们中的最小值 把结果记入第15行 b 把填入5 10 15行的数据变为正数 c 把第5行的数据相加并除以零件数量 得到评价人A的测量平均极差Ra 同样对第10行 第15行的数据进行处理得到Rb和Rc 2020 5 31 14 测量系统分析 R R均值和极差法 X R d 将第5 10 15行的测量平均极差 Ra Rb Rc
8、 转记到第17行 将它们相加并除以评价人数 将结果记为R 所有极差的平均值 e 将R 所有极差的平均值 记入第19行 20行并与D3和D4 控制图常数 相乘 得到极差图的控制下限和上限 如果进行2次实验则D3值为零 D4值为3 27 将计算出的单个极差的上限值 UCLR 填入第19行 少于7次测量的控制下限极差值 LCLR 等于零 2020 5 31 15 测量系统分析 R R均值和极差法 X R f 以计算出的极差上限值 UCLR 为对照 对那些大于计算极差的数据进行分析并采用原来的量具 零件和评价人重新进行实验 或剔除那些数据并重新计算平均值 根据修改过的样本容量重新计算所有极差的平均值R
9、及极差的上限值 UCLR 这样做的目的是纠正造成失控状态的特殊原因 g 将1 2 3 6 7 8 11 12 13行中数值相加 把每行数值之和除以零件数并将结果填入 量具重复性和再现性数据表 中最右边 平均值 栏内 2020 5 31 16 测量系统分析 R R均值和极差法 X R h 将第1 2 3行的 平均值 相加 除以实验次数 并将结果填入第4行的Xa栏内 同样 将第6 7 8行的 平均值 相加 将11 12 13行的 平均值 相加 然后分别除以实验次数 并将结果填入第9行 14行的Xb Xc栏内 i 将第4行 第9行 第14行的平均值中的最大值和最小值相减 将差值填入第18行中标有XD
10、iff的栏内 j 将每个零件的所有测量值相加并除以总的测量次数 实验次数乘以评价人数 将结果填入第16行零件平均值的栏中 用此行中最大的零件平均值减去最小的零件平均值 求出零件平均值的极差Rp 也填入表格16行最右边的 平均值 栏内 2020 5 31 17 测量系统分析 R R均值和极差法 X R k 将所有极差的平均值R 平均值中的最大值和最小值之差Xdiff和零件平均值的极差Rp的计算结果转填入 量具重复性和再现性报告 表格 l 填写表格 量具重复性和再现性报告 文头所要求的内容 m 在表格左边标有 测量系统分析 的栏内 依据给定的公式 选择适当的参数 进行计算 n 在表格右边标有 总变
11、差 的栏内 依据给定的公式进行计算 o 检查计算结果 确认没有计算和其它错误 2020 5 31 18 测量系统分析 R R均值和极差法 X R 结果 数值分析根据 量具重复性和再现性报告 的计算结果 对设备变差 评价人变差 重复性和再现性变差 零件变差占整个测量系统的过程变差的百分比进行评价 以确定测量系统是否被允许用于预期的测量用途 2020 5 31 19 测量系统分析 R R均值和极差法 2020 5 31 20 测量系统分析 R R均值和极差法 X R 量具重复性和再现性 R R 的可接受性准则是 a 低于10 的误差 测量系统可接受 b 10 至30 的误差 根据应用的重要性 量具成本 维修的费用等考虑 可能是可接受的 c 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正
