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1、测量系统分析 (Measurement System Analysis) 学习 目标 理解测量误差 理解计量型数据测量系统的分析方法 理解计数型数据测量系统的分析方法Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -2Rev 4.0测量系统概要 测量系统分析的目的和用途为了测量数据的可信度而评价测量系统的水准为了使流程分散中的测量系统误差贡献部分数值化为了比较不同的测量设备为了评价存在缺陷的测量设备为了避免由于测量误差造成的不良产品出库或错误的SPC结果等为了证明我们手中的数据和要采集的数据可信性Proprietary to
2、Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -3Rev 4.0 用语 测量为了描述研究对象的某特定性质而对该性质赋予数值. 测量流程 赋予数值的过程 测量值赋予的数值 测量设备为了求出测值而使用的设备. 测量系统为了以数值形式反映被测对象的性质而进行的操作、采用的方法及测量软硬件设 备、操作者及测量环境等的集合。测量系统术语概念Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -4Rev 4.0 概要 测量数据用作决策的基础资料例如,- 制造流程的调整决策.- 两个以上变量之间关联性存在
3、与否的判断. 决策质量主要由使用的测量数据的质量所决定。数据质量低的话，决策获 益则较低；数据质量好的话获益则较高. 为了能够从测量数据中最大程度获益，要保证数据的质量.测量系统概要Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -5Rev 4.0 测量数据的质量 测量值越接近特性真值的话, 数据的质量越好。 测量数据的质量是在稳定状态下测量系统求得测值后，通过统计学方法判 断而得到的。 反映数据质量的统计学特性参数：- 偏移( Bias) :测量得到的数据离真值有多远? - 分散(Variance): 测量得到的数据分散的程
4、度与真值相比如何? 数据质量较低的一般原因是测值数据中存在太多的变动要素，从而造成测 量系统与流程本身导致的变动无法区分，故不适合使用于流程分析中。测量系统概要Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -6Rev 4.0 测量系统的统计学性质测量系统的质量具有如下的统计学特性. 测量系统需处于统计性管理状态。指测量系统的变动原因是偶然原因，而 不是特殊原因 测量系统的变动要比流程的变动要小. 测量系统变动要比部品公差范围小. 测量设备的最小有效刻度单位需小于流程变动或规格界限中较小部分; 测量 工具的最小有效可读单位应该
5、小于等于流程变动或规格界限中较小部分数 值的1/10. 测量系统的统计学性质会随测量项目的变化而变化,这样的话,测量系统的较 大变动需要比流程变动或部品公差范围较小部分还要小.测量系统概要Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -7Rev 4.0 国家标准体系通常称为了传播共享测量值而使用的顺序叫校正,依此测量系统生成的测量值 要与国家标准机关选定的标准值一致的话不大可能.一般来说,形成阶梯式,各阶 梯保有各自的标准系统.初期标准 (Primary standard)2 标准 (Secondary standard)测
6、量标准 (Working Standard)国家标准 (National Standard)以国家标准为基础各企业,研究所,政府 研究机关等组织进行管理的标准企业使用时称为企业标准,由企业的校正 部门管理. 国家机构下管理的标准1期, 2期标准为基础,制造现场使用 的标准 测量值作为1级标准向下一 阶层标准水准传播.1级标准开始向2级 标准传播2标准向测量标 准传播测量系统概要Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -8Rev 4.0 评价顺序测量系统的评价决定被测得的数据怎样使用,也决定测量系统是否具有所需 的预期统
7、计能力. 阶段 1决定测量系统是否具有所需的统计特性.( 测量系统实际使用前须实行.)找出对测量系统造成影响的环境要因.(如果周边温度对测量值产生影响的话,则在温度可调节环境内启动测量系统.) 阶段 2检查确认测量系统是否具有适合的统计特性.一般所说的“Gage R&R” 分析指的是阶段2评价的状态.测量系统概要Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -9Rev 4.0 偏移(Bias/accuracy)和精确度 (Precision)精确,但有偏移无偏移性,但不精确.无偏移并精确.017 .016 .015 .014
8、 .013 .012 .011 .010平均误差真值4 9 8 4.016 .015 .014 .013 .012 .011 .010 .009 .008 .007误差1 1 2 3 3 5 3 3 3 1.011 .010 .009平均 真值平均 真值7 11 7计量型测量系统评价Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -10Rev 4.0测量误差的构成分散偏移测量误差 = 准确度误差和精确度误差之总和-中心 : 准确度-分散 : 精确度计量型测量系统评价Proprietary to Samsung Electron
9、ics CompanyMeasure- 测量系统分析 -11Rev 4.0计量型测量系统评评价观测值 = 基准值 + 测量偏差真值测量值测量偏差真值测量值 观测分散 = 制品分散 + 测量系统分散 2观测 = 2 制品 + 2 测量系统观测 = 制品 + 测量偏差 测量系统的精确度 测量系统的偏移 Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -12Rev 4.0计量型测量系统变动的类型为了明确流程变动的原因,首先应知道测 量系统的变动, 并且要把它与流程变动相 区分, 测量 Gage R&R分析将这样的变动 要因定量化观测
10、到的流程变动实际流程(制品)的变动测量系统的变动长期流程变动短期流程变动BIAS反复性(Repeatability)稳定性线性度再现性(Reproducibility)测量gage造成的 变动测量者造成的变 动Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -13Rev 4.0计量型测量系统变动的类型 偏移 (Bias)偏移指基准值和测值的平均间的差异.基准值 Reference value观测平均 Observed Average偏移(bias)0.750.80m观测= m制品+ m测量 基准值的误差 测量设备的老化 刻度不
11、佳的测量设备 错误特性值的测量 没有良好校正 测量者不能正确使用测量设备Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -14Rev 4.0计量型测量系统变动的类型 稳定性(Stability)稳定性指对于相同基准样品或者相同样品的特性，长时间测量时得出的测量值 的总变动.稳定性Time 2Time 1m观测 = m制品 + m测量 与测量设备物理特性相关例) 温度造成的影响Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -15Rev 4.0计量型测量系统变动
12、的类型 线性度(Linearity)线性度是指在测量设备的不同量程区域内测量值与真值间的差异程度.真值 1 观测值1小的 偏移大的 偏移真值 2量程的下端观测值2 m观测 = m制品 + m测量测量设备不能对范围内的低端和高端准确校正.最少或最大基准数据的误差测量设备的老化测量工具的内部设计特性量程的上端量程观测值与真 值的差异(%)线性度差线性度好Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -16Rev 4.0计量型测量系统变动的类型 反复性(Repeatability) - 精确度反复性指对相同样本的相同特性用相同的测
13、量设备由一名测量者进行多次测量 而求出的测量值的变动.2观测= 2 制品 + 2 测量 使用了落后的测量设备 随工具位置变化的分散 环境因素(照明, 噪音) 身体因素(视力)基准值平均平均良好的反复性不佳的反复性基准值Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -17Rev 4.0计量型测量系统变动的类型 再现性(Reproducibility) - 精确度再现性是指对相同样本的相同特性用相同的测量设备由不同测量者进行多次测量而求出的测量平均值的变动. 2观测 = 2 产品 + 2 测量 测量者测量方法,技术的差异 . 测
14、量者测量设备的使用法和 读取方法的不正确. 测量顺序和方法不明确. 为了帮助测量者保持一贯性, 需要JIG.良好的 再现性基准值基准值不好的 再现性测量者1 测量者2 测量者3测量者1 测量者2 测量者3Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -18Rev 4.0 识别能力(Number of distinct category)所谓的识别能力指测量系统可探知所测量特性微细变化的能力,也称为分辨率 .测量系统的识别能力不足的话,就不能将它作为确定流程变动的分析依据.识别能力不能检出流程变动时可认为不适用于分析；不能检出
15、特别原因变动 就不能应用于管理.计量型测量系统识别能力Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -19Rev 4.0计量型测量系统识别能力 测量系统分辨率分析 不适合推测流程的全集和抽样 只提示流程生产良或不良情况管理仅如下情况时,可以管理使用.相比规格较小的流程变动 流程变动主要由于平均值的 移动可以和计量型管理图一起使用 可作成不太尖锐的计量型管理图 一般来说,不适合推测流程的全 集和抽样 只提供较低水平的推测值.推荐1 个级别24个级别5 个级别Proprietary to Samsung Electronics
16、CompanyMeasure- 测量系统分析 -20Rev 4.0计量型 Gage R&R 准备事项计划要使用的方法须事先决定测量者人数, 样品数，和反复测量次数.选择平日接触使用测量设备的人作为测量者. 样品采样从流程开始此外样品应能够代表整个变化范围.测量设备对预想的流程变动至少应具有1/10的判别能力. (例如流程变动为 0.001 的话, 测量设备需对0.0001的变化可读.)测量方法是否正确以及是否按规定的测量顺序进行需确认.Good !“Bad”“Bad”Proprietary to Samsung Electronics CompanyMeasure- 测量系统分析 -21Rev 4.0计量型 Gage R&R 注意事项随机顺序
