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文档简介
测量系统分析RR2023/6/11第一页,共二十页,编辑于2023年,星期日什么是重复性?
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。2023/6/12第二页,共二十页,编辑于2023年,星期日什么是重复性?
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。
2023/6/13第三页,共二十页,编辑于2023年,星期日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)。
2023/6/14第四页,共二十页,编辑于2023年,星期日什么是再现性?
传统上把再现性看作“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。2023/6/15第五页,共二十页,编辑于2023年,星期日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,夹持或加紧方法等导致的均值差;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。2023/6/16第六页,共二十页,编辑于2023年,星期日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,而再现性则体现更典型的,有多种来源的变差的操作环境。2023/6/17第七页,共二十页,编辑于2023年,星期日量具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。2023/6/18第八页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—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。2023/6/19第九页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—R&R
均值和极差法(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。2023/6/110第十页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—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。2023/6/111第十一页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—R&R
均值和极差法2023/6/112第十二页,共二十页,编辑于2023年,星期日收集数据后的计算
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;2023/6/113第十三页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—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)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。2023/6/114第十四页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—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。2023/6/115第十五页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—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XDiff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。2023/6/116第十六页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—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。2023/6/117第十七页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—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。2023/6/118第十八页,共二十页,编辑于2023年,星期日测量系统分析—R&R
均值和极差法2023/6/119第十九页,共二十页,编辑于202
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