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,过程变差剖析,长期,过程变差,短期,抽样产生的变差,实际过程变差,稳定性,线性,重复性,准确度,量具变差,操作员造成的变差,测量误差,总观测值变差,“重复性”和“再现性”是测量误差的主要来源,再现性,过程变差,(一)分辨率（Resolution）含义测量系统能发现并真实地表示被测特性微小变化的能力称为分辨率（分辨力、精度）。MSA可接受分辨率：能够测出过程变差（包括异因变差）的分辨率。,测量仪器分辨率（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%）,测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。,部件A,部件B,部件A,部件B,A=2.0B=2.0,A=2.50B=2.00,因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。,第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。,（二）测量系统的变差1、偏倚（Bias）偏倚测定步骤：在更高级测量系统，重复测量样件（标件）均值为基准值。被研究测量系统，重复n10测量该样件（标件）均值。偏倚=观测均值基准值。偏倚%=注：制造变差由制造过程控制图得出；若无法获得，可用规范公差代替。,偏倚接受准则：a)对重要特性：偏倚%10%可接受；b)对一般特性：10%偏倚%30%可接受c)偏倚%30%：拒受。,案例：偏倚分析例：某作业者测一零件10次，数据如下：且已知该零件真值=0.8，且零件制造过程变差=0.7，试进行偏倚分析。解：123判断：7.1%10%结论：该测量系统的偏倚可以接收。,量具重复性和再现性报告包括零件内变差,MSA术语,定义,测量系统：用来对被测特性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；用来获得测量结果的整个过程。,定义标准,用于比较的可接受的基准用于接受的准则已知数值，在表明的不确定度界限内，作为真值被接受基准值。一个标准应该是一个可操作的定义：由供应商和顾客应用时，在昨天、今天和明天都具有同样的含义，产生同样的结果。,基本的设备,定义分辨力、可读性、分辨率,别名：最小的读数的单位、测量分辨率、刻度限度或探测限度有设计决定的固有特性测量或仪器输出的最小刻度单位总是以测量单位报告1：10经验法则,基本的设备,分辨率,不适当的分辨率导致错误的圆整,单位：0.001英寸,单位：0.01英寸,基本的设备,定义基准值、真值,基准值人为规定的可接受值需要一个可操作的定义作为真值的替代真值物品的实际值未知的和不可知的,基本的设备,定义偏倚和重复性,正确,错误,精确,不精确,位置变差,定义偏倚,偏倚的定义为对一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的差值,位置变差,定义稳定性,偏移随时间的变化一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控,稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变差,位置变差,定义线性,许多量具都有一定的工作范围，即量程。当用量具在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚可能是不同的。整个操作范围的多个并且独立的偏移误差的相互关系测量系统的系统误差分量,位置变差,定义精密度,精密度重复读数彼此之间的“接近度”测量系统的随机误差分量,宽度变差,定义重复性,重复性定义：同一评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差在固定和规定的测量条件下连续（短期）试验变差通常指E.V.-设备变差仪器（量具）的能力或潜能系统内变差基准不是必须的影响所有的随机测量结果,宽度变差,定义再现性,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对于产品和过程条件，可能是评价人、环境（时间）或方法的误差通常指A.V.评价人变差系统间（条件）变差包括重复性、实验室、环境及评价人影响,宽度变差,定义GRR或量具R&R,量具重复性和再现性：测量系统重复性和再现性合成的评估,宽度变差,定义测量系统能力、性能,测量系统能力测量系统变差的短期评估，如：“GRR”包括图形测量系统性能测量系统变差的长期评估，长期控制图法,宽度变差,MSA测量过程,关键词,测量系统的分辨率偏倚重复性再现性线性稳定性,测量标准体系,国家标准,一级标准,二级标准,三级标准,准确度下降、成本降低、对环境更加稳健,公司标准由公司的计量部门保持和使用,工作标准，也称为生产标准，由生产人员保持和使用，用来校准在生产设备中使用的测量系统,合格的测量系统,足够的分辨率和灵敏度为了测量的目的，相对于过程变差和规范控制限，测量的增量应该很小。通常所知的十进位或10-1法则，表明仪器的分辨率应把公差（过程变差）分为十份或更多。这个规则是选择量具期望的实际最低起点。测量系统应该是统计受控的在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于不同原因而不是特殊原因造成的。这可称为统计稳定性且最好由图形法评价,合格的测量系统,产品控制要求对于产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小。依据特性的公差评价测量系统过程控制要求对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并且与制造过程变差相比要小。根据6过程变差和/或来自MSA研究的总变差评价测量系统,基本概念,每个过程都制造一个“产品”每个产品都拥有质量每个质量特性都能够测量变差总和=产品变差+测量变差一些变差是系统内在固有的一些变差是系统执行过程中过失所带来的,测量过程,什么是测量过程的产品？这个产品的质量特性有哪些？我们用什么来测量这些特性？,测量过程示意图,设备（量具：制造误差)人员（熟练程度、认真程度、读数等差别)原材料（被测对象：内部差别)操作规程环境（温度、湿度、灰尘、振动),共同作用,输出,顾客测量值,变差源,测量系统受随机和系统变差源影响。这些变差源由普通原因和特殊原因造成。为了控制测量系统变差：识别潜在的变差源。排除（可能时）或监控这些变差源,测量系统变差,测量,样本准备,材料,操作者,方法,人机工程,工具,环境,这是测量系统的一些变差，你还能够想起其他的吗？,MSA测量战略和策划,概念形成和批准,设计确认,样件,量产,策划,产品开发和设计,过程开发和设计,产品和过程确认,策划,生产Production,评估反馈和改善,测量系统分析策划,试产,项目批准,测量系统分析,如何进行测量系统分析策划,量产过程中，定期策划和实施测量系统分析,如何进行测量系统分析策划,1、在新产品策划过程中，APQP小组根据试生产控制计划制定测量系统分析计划。2、批量生产过程中，责任部门根据批量生产控制计划制定测量系统分析计划。,出发点,APQP的设计阶段精通测量系统的工程师有责任决定检验和试验并且指定合适的测量设备校准人员是APQP横向协调小组的组成部分一些变差是系统内在固有的一些变差是系统执行过程中过失所带来的,典型步骤,决定测量特性,决定评价需求,考虑特性的整个测量系统变差,决定可采用的设备,产品工程师,产品工程师,横向协调小组,计量管理人员,如何决定测量,顾客呼声技术特性失效分析控制计划,转化,外部需求,内部需求,测量误差的来源,灵敏度分辨率精度准确度操作者之间的差异工具和夹具之间的差异使用方法的差异环境影响,测量分类,计量型数据可以用数字表达的质量特性数据。如：厚度、压力、长度等,计数型数据只能给出定性的结果的检测数据。如：用通过/不通过量规检测孔，只能告诉通过/不通过，而不能告诉孔的大小的具体数值。,如何获得数据,检查测量试验,包括感官,过程控制X-R,偏倚,偏倚的定义为对一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的差值进行偏倚分析的关键是确定基准值选择一个落在过程产品测量值均值附近的产品作为主样本将该样件送到一个比该测量系统更高级别的测量系统上，进行多次测量，取这些多次测量结果的平均值作为基准值。,偏倚产生的原因,操作者的错误器具错误的校准结构老化器具损坏器具使用方法错误器具读数错误样件放置错误,重复性,重复性定义：同一评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差基准不是必须的影响所有的随机测量结果,线性,许多量具都有一定的工作范围，即量程。当用量具在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚可能是不同的。测量系统的线性便是表征在量具的工作范围内其偏倚变化规律的一个统计特性。,线性图表,线性,线性的影响因素,器具的最高和最低段没有进行适当的校准在最小和最大测量的熟练程度存在错误器具劳损器具设计特性,再现性,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,再现性示例,稳定性,测量特性的一个变差发生在同一操作者超过一定的延长时间应用控制图进行监控,稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变差,稳定性的目的,预测测量系统所引入的测量误差具有什么样的特性调查、研究测量过程中出现的特殊原因，并予以消除，使其不再出现。一个未处于统计稳定性的测量系统不能够提供过程的准确数据,分析方法MethodsofAnalysis,量具R&R研究,R&R术语,n=子组容量2到10在过程中选择能够代表过程的整个工作范围的样件，不要使用连续的样件a=评价人每个评价人测量样件r次，每次研究必须同实际操作相符r=评价次数g=r*a,取样的代表性,不具代表性的取法,重复性和再现性取样分析,如何选择样本？,R&R计算,利用均值极差法进行测量系统分析最多允许安排三个评价人、十个零件、每个人对零件最多测量三次。以每个人对同一个零件进行的多次重复测量值为子组（容量为重复测量次数r），计算均值和极差R,59,搜集GRR的数据采用盲测的方式进行。,示范：重复性再现性测量系统分析,R&R计算,利用上述极差作级差图（R图），如图2所示计算=其中，g=r*nr是评价人数，n是零件数,利用各个均值作均值图,中心线=UCL=+A2LCL=-A2其中，A2可查附表1获得。,R&R计算,计算重复性EV=5.15e计算再现性AV=5.15O计算重复性和再现性R&R=重复性和再现性的标准差m=,R&R计算,测量系统分辨率=3m零件间变差PV=5.15PP=过程总变差TVTV=过程总变差标准差t=,R&R计算,计算EV、AV、R&R、PV与TV的比值%EV=EV/TV%AV=AV/TV%R&R=R&R/TV%PV=PV/TV,R&R计算,65,零件件名：瓶嘴封口零件件号：特性：重量规格：32.533.5mm由数据表得：R=0.04Xdiff=0.060Rp=0.89,公式：%AV=100AV/TV%AV=10.79%n=零件数r=量测次数,再现性作业者变异（AV）公式：AV=n=10r=2AV=0.0304,公式：%EV=100EV/TV%EV=12.59%,重复性设备变异（EV）公式：EV=R*K1EV=0.0355,制程变异,量测单元分析,量测次数,K1,23,0.88620.5908,作业者人数,2,3,K2,0.7071,0.5231,量具重复性及再现性报告,量具名称：量具编号：#001量具精度：量具范围：,作成日期：作成单位：作成者：审查：,66,全变异（TV）公式：TV=TV=0.2839,公式：%PV=100PV/TVPV=98.62%公式：ndc=1.41PV/GRRndc=8.3978,零件变异（PV）公式：PV=Rp*K3PV=0.2800,公式：%R&R=100GRR/TV%R&R=16.58%,重复性&再现性（GRR）公式：GRR=GRR=0.04668,制程变异,量测单元分析,0.70710.52310.44670.40300.37420.35340.33750.32490.3146,2345678910,K3,零件数,全部的计算是基于5.15标准差()的预侧，（在常态分配曲线下99%的面积）(5.15/d2）是由量测次数(m)及零件数乘以作业者人数(g)而决定，此处假设(g)大于15AV如果在开平方根符号下，其计算值为负值，则做业者变异设置为0(0)(5.15/d2)是由作业者人数(m)及(g)而决定，因只计算一个全距故(g)1(5.15/d2)是由零件数(m)及(g)而决定，因只计算一个全距故(g)1取自A.J.Duncan所着QualityControlandIndustridStatistics之表3,量具重复性及再现性报告,R&R接收准则,%R&R30%测量系统不可接受，需要进行改进,如果，50%以上的子组均值都落在控制限以外，并且对所有评价人落在控制线以外的零件都是相同的情况下，可以认为测量系统具有足够的分辨率是适宜的,R&R分析,如果，极差图中没有超出控制线的点则表明所有测量者的表现是一样的。如果只有一个测量者的极差图中有超出控制线的点，则表明他的方法与其他人不同。如果所有测量者的极差图中都有点超出控制限，则表明测量系统对操作者的技术太敏感，需要改进才能获得有用的数据。,R&R分析,重复性比再现性大的原因仪器需要维护/量具应重新设计来提高刚度/夹紧和检验点需要改进/存在过大的零件内变差,再现性比重复性大的原因评价人需要更好的培训如何使用量具仪器和读数/量具刻度盘上的刻度不清楚/需要某种夹具帮助评价人提高使用量具的一致性,R&R分析,分析方法MethodsofAnalysis,特殊的量具研究,特殊的量具研究,计数型量具破坏性试验,计数型量具,只能给出定性判断过程当中只能给出很少的预防信息快捷、便宜能够用于分类挑选,74,计数型测量系统分析示范,计数型测量系统属于测量系统中的一类，其测量值是一种有限的分级数。与结果是连续值的计量型测量系统不同。最常见的是通过/不通过，只可能有两个结果。其他计数型测量系统，例如可视标准，结果可以形成57个不同的分级。前面章节所描述的分析法不能用于评价这种系统。,75,风险分析法（交叉表法）外观检验测测量分析，三个人，50个样本，重复三次。选样规则1/6在界外靠近极限1/6在界内靠近极限1/3在界外有问题1/3完全没有问题,76,数据分析表,77,78,A与B交叉表,B与C交叉表,79,A与C交叉表,2019/12/8,80,A与B交叉表中（期望的计算）值的计算过程如下：(44+3)(3+97)/150=31.3(6+97)(97+3)/150=68.7(3+44)(44+6)/150=15.7(97+6)(6+44)/150=34.3,2019/12/8,陈瑞泉,81,计数型测量系统研究-范例,kappa是一个评价人之间一致性的测量值。检验是否沿对角线格子中的计数（接收比率一样的零件）与那些仅是偶然的期望不同。设Po=对角线单元中计算值的总和/总计数Pe=对角线单元中期望值的总和/总计数则Kappa=（Po-Pe）/