测量系统分析课件

测量系统分析MeasurementSystemAnalysis1测量系统分析课件第1页测量系统分析基础和术语测量对某详细事物赋予数字（或数值），以表示它们对于特定特征之间关系。赋予数字过程被定义为测量过程，而指定数值被定义为测量值。量具（Gage)是指任何用来取得测量结果装置。经常是用在工厂现场装置，包含通/止规（go/nogodevice)。2测量系统分析课件第2页测量系统分析基础和术语测量系统：是对测量单元进行量化或对被测特征进行评定，其所使用仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设集合。：标准：零件：仪器：人/程序：环境SWIPE测量数值分析输入输出可接收可能可接收需改进测量系统3测量系统分析课件第3页测量系统分析基础和术语

参考值（Referencevalue)：某一物品可接收数值。需要一个可操作定义。常被用来替换真值使用。真值(Truevalue)某一物品真实数值。不可知且无法知道。 4测量系统分析课件第4页测量系统分析基础和术语位置变差准确度（Accuracy)与真值或可接收基准值“靠近“程度。在ASTM包含了位置及宽度误差影响。偏倚（Bias)观察到测量值平均值与基准值之间差值。5测量系统分析课件第5页测量系统分析基础和术语稳定性(Stability)随时间改变偏倚值。一个稳定测量过程在位置方面是处于统计上受控状态。别名：漂移（drift)线性(linearity)在量具正常工作量程内偏倚改变量。多个独立偏倚误差在量具工作量程内关系。是测量系统系统误差所组成。6测量系统分析课件第6页测量系统分析基础和术语宽度变差（Widthvariation)准确度（Precision)

每个重复读数之间“靠近”程度。是测量系统随机误差所组成。7测量系统分析课件第7页测量系统分析基础和术语重复性(Repeatability)一个评价者使用一个测量仪器，对同一零件某一特征进行屡次测量下变差。是在固定和已定义测量条件下，连续（短期内）屡次测量中变差。通常被称为E.V—设备变差。设备（量具）能力或潜能。系统内部变差。8测量系统分析课件第8页测量系统分析基础和术语再现性(Reproducibility)不一样评价者使用相同量具，测量同一个零件同一个特征测量平均值变差。通常被称为A.V.—评价者变差。系统之间（条件）误差。9测量系统分析课件第9页测量系统分析基础和术语GRR或量具重复性和再现性(GageR&R)量具重复性和再现性：测量系统重复性和再现性联合预计值。测量系统能力：取决于所用方法，可能包含或不包含时间影响。10测量系统分析课件第10页测量系统分析基础和术语测量系统统计特征1)足够分辨率和灵敏度。2)是统计受控制。3)产品控制，变异性小于公差。4)过程控制:▲显示有效分辨率。▲变异性小于制造过程变差。11测量系统分析课件第11页分辨力1)测量设备能够检测并忠实地显示相对参考值改变量。2)所用测量器具分辨力必须小于或等于被测参数允许误差10%。零件A零件B零件A零件BA=2.0B=2.0A=2.50B=2.00测量系统分析基础和术语12测量系统分析课件第12页测量系统分析基础和术语有效分辨率考虑整个测量系统变差时数据分级大小（ndc)。Ndc=1.41（PV/GRR）。13测量系统分析课件第13页测量系统分析基础和术语极差控制图可显示分辨率是否足够，应看控制限内有多少个数据分级，普通要求它大于5才可接收。在过程变差SPC极差图上可看出：14测量系统分析课件第14页分辨率不足表现当极差图中只有一、二或三种可能极差值在控制界限内时。假如极差图显示有四种可能极差值在控制界限内，且超出1/4以上极差值为零。测量系统分析基础和术语15测量系统分析课件第15页测量系统分析基础和术语敏感度(Sensitivity)能造成可探测到输出信号最小输入。测量系统对被测特征改变感应度。取决于量具设计（分辨力）、固有质量（OEM）、使用期间维修，以及测量仪器与标准操作情况。通常被描述为一个测量单元。16测量系统分析课件第16页测量系统变差对产品决议影响测量系统应有特征对产品控制，测量系统变差与公差相比必须小于依据特征公差评价测量系统。对于过程控制，测量系统变差应显示有效分辨率与过程变差相比要小。依据6σ变差和/或来自测量系统总变差评价测量系统。偏倚、重复性、再现性、线性应是可接收。17测量系统分析课件第17页测量系统变差对产品决议影响图中:I不好零件永远被视为不好零件；II可能做出潜在错误决定；III好零件永远被视为好零件。18测量系统分析课件第18页测量系统变差对产品决议影响因为我们目标是尽可能地对产品状态做出正确决定，所以会做出以下选择：1）改进生产过程：降低过程变差，不会生产出落在区域Ⅱ产品。2）改进测量系统：降低测量系统误差以降低区域Ⅱ大小，这么，生产出全部产品将全部落在区域Ⅲ内，这就能降低做犯错误风险。19测量系统分析课件第19页测量系统分析应用和时机应用

1）接收新测量设备准则。2）一个测量设备与另一个比较。3）评价怀疑有缺点量具依据。4）维修前后测量设备比较。分析时机1）新生产产品PV（零件变差）有不一样时。2）新量具EV(量具变差）有不一样时。3）新操作人员AV（人员变差）有不一样时。4）易损耗量具必须注意其分析频率。20测量系统分析课件第20页测量系统分析准备测量系统计划制订在进行测量系统分析之前，要制订测量系统分析计划。计划内容包含：１）确定需分析测量系统。２）确定用于分析待测参数/尺寸或质量特征。３）确定分析方法：４）确定测试环境；５）确定分析人员和测量人员。６）确定样品数量和重复计数次数。21测量系统分析课件第21页测量系统分析准备量具准备

1）应针对详细尺寸/特征选择相关控制计划指定量具。2）确保要分析量具是经过检定/校准且是合格。3）量具分辨力普通应小于被测参数允许差1/10,在量具计数中，如有可能该数应取至最小刻度二分之一。测试操作人员和分析人员选择

１）在测量系统分析时，测试人员和分析人员不能是同一个人。２）应优先选择通常情况下实际使用所选定量具实施测量操作工/检验人员为测量操作人员，以确保测试方法和测量结果与日后正式生产或过程更改实际情况相符。３）应选择熟悉测量系统分析方法人员作为分析人员。22测量系统分析课件第22页测量系统分析准备分析样本选择

1）样本应从实际生产或检验过程中选择，并考虑尽可能代表实际生产中存在全部变差。2）假如一个量具适合用于多个规格产品尺寸/特征测量，在作该量具测量系统分析时，应选择其中一个过程变差最小规格产品作样本，以防止过大零件变差造成份析结果不准确。3）给每一个样本编号并贴上标签，但要防止测试操作人员事先知道编号，并确保按随机次序进行测量。23测量系统分析课件第23页测量系统变差类型长久过程变差短期抽样产生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变差测量误差过程变差观察值“重复性”和“再现性”是测量误差主要起源再现性过程变差24测量系统分析课件第24页测量系统变差——稳定性

稳定性是测量系统在某连续时间内测量同一基准或零件单一特征时取得测量值总变差。即偏移随时间改变。25测量系统分析课件第25页测量系统变差——稳定性26测量系统分析课件第26页测量系统分析案例——稳定性测量系统：针对控制计划中自动型测量系统进行分析。特征：针对控制计划中主要程度较高质量特征。样本：1PCS（能够是可追溯到相关标准参考值基准件。也能够是落在生产测量范围中间样品）。参考值：只要测量系统稳定，并不要求参考值已知。测量周期：天天或每七天一次。重复次数：3-5次。计算控制限：输入对应表格。判稳：先判R图，再判Xbar图。前面分析测量系统是稳定，后续同SPC中控制用控制图。保留分析对应统计。27测量系统分析课件第27页造成不稳定可能原因仪器需要校准，缩短校准周期仪器、设备或夹具磨损正常老化或损坏变形（量具或零件）仪器质量不好—设计或符合性维护保养不好：空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁基准磨损或损坏，基准误差不适当校准或使用基准设定仪器缺乏稳健设计或方法不一样测量方法—作业准备、载入、夹紧、技巧环境改变—温度、湿度、振动、清洁错误假设，应用常数不对应用—零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观察误差（易读性、视差）28测量系统分析课件第28页测量系统变差——偏移偏移是测量结果观察平均值与基准值差值。偏移大小表示测量系统准确度，偏移越小越好，反之越差真值/参考值平均值真实值偏移观察平均值29测量系统分析课件第29页测量系统分析——偏移独立样件法决定要分析测量系统抽取样本，取值参考值请现场测量人员测量15次输入数据到EXCEL表格中计算t值，并判定是否合格，是否要加补正值保留统计30测量系统分析课件第30页测量系统分析——偏移偏移分析方法和注意事项测量系统：针对控制计划中计量型测量系统。特征：针对控制计划中主要程度较高质量特征。样本：1PCS（能够是可追溯相关标准参考值基准件。也可是落在生产测量范围中间样品，用更高一级测量设备取得参考值）。测量人数、重复次数：一个评价人，重复10次以上。计算t值判定：能够使用直方图进行判定，0需要在偏倚上下限之间方可接收，如不可接收视必要采取纠正赔偿。31测量系统分析课件第31页测量系统分析案例——偏移置信区间期望包含一个参数真值值范围(在希望概率情况下叫置信水平)。统计检定时，经常取用置信水平=95%时，表示±1.96σ范围。32测量系统分析课件第32页造成过大偏倚可能原因仪器、设备或夹具磨损仪器需要校准基准磨损或损坏线性误差使用了错误量具不适当校准或使用基准设定仪器质量不良——设计或符合性不一样测量方法——作业准备载入、夹紧、技巧测量特征不对变形（量具或零件）环境——温度、温度、振动、清洁错误假设应用——零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观察误差33测量系统分析课件第33页测量系统分析——线性线性在量具预期工作范围内，偏倚值差值。即我们偏移随量程改变。测得温度实得温度线性非线性非线性201030401020304034测量系统分析课件第34页测量系统分析——线性35测量系统分析课件第35页测量系统分析案例——线性测量系统：控制计划中计量型测量系统均需分析。（但用于特定工序或只使用单个行程测量系统可不分析）。特征：针对控制计划中主要程度较高质量特征。样本：≥5PCS（覆盖整个工作量程）。测量人数、重复次数：一个评价人，重复10次以上（尽可能盲测）。将数据输入EXCEL中。计算ta,tb值。判定：0需要在偏倚上限、下限之间，方可接收，如不可接收视必要采取修正赔偿。保留分析对应统计。36测量系统分析课件第36页造成线性误差可能原因仪器需要校准，缩短校准周期仪器、设备或夹具磨损维护保养不好—空气、动力、液体、过滤器、腐蚀、尘土、清洁基准磨损或损坏，基准误差—最小/最大不适当校准或使用基准设定仪器质量不好—设计或符合性缺乏稳健仪器设计和方法应用了错误量具不一样测量方法－－作业准备、载入、夹紧、技巧伴随测量尺寸不一样，（量具或零件）变形量不一样环境－温度、湿度、振动、清洁错误假设，应用常数不对应用－零件数量、位置、操作者技能、疲劳、观察误差37测量系统分析课件第37页测量系统变差类型——重复性和再现性重复性是由一个评价人，采取一个测量设备，屡次测量同一零件同一特征时取得测量值变差。再现性是由不一样评价人，采取相同测量设备，测量同一零件同一特征时测量平均值变差。38测量系统分析课件第38页测量系统变差类型——重复性和再现性重复性和再现性

重复性和再现性联合预计值。可能包含或不包含时间影响。39测量系统分析课件第39页测量系统分析案例——重复性和再现性获取一个样本零件数n=10，应代表实际或期望过程变差范围，并次序编上号。选择三个测量人，A，B，C，要求盲测。三人随机抽样进行检测。由评价人将测得数据统计在数据表中。40测量系统分析课件第40页测量系统分析案例——重复性和再现性%R&R接收准则＜10%好，可接收测量系统10%～30%依据应用主要性、测量装置成本、维修费用等，可能是可接收。＞30%不可接收，需要改进有效分辨力＞5重复性和再现性接收准则41测量系统分析课件第41页测量系统分析案例——重复性和再现性使用过程差异：当所取样本代表了预期过程差异时使用。替换过程差异：当没有足够样本代表过程，但却存在一个拥有相同差异过程时使用；PP（orPPK）值：当没有足够样本代表过程，但却存在一个拥有相同差异过程或新过程差异预期将比此已存在过程更少时使用。规范公差：当测量系统被用于分类此过程，而且此过程PP小于1.0时使用。42测量系统分析课件第42页测量系统分析案例——重复性和再现性重复性大于再现性，原因可能是：仪器需要维修可能需要对量具进行重新设计，以取得更加好严格度需要对量具夹紧或固定装置进行改进零件内变差太大再现性大于重复性，原因可能是：需要更加好对评价人进行怎样使用和判读该量具仪器培训量具校准，刻度不清楚某种夹具帮助评价人更一致地使用量具。43测量系统分析课件第43页测量系统分析案例——大样法从过程中随机选取50个零件，给每个零件编上号。选定样品应1/3合格，1/3不合格，1/3含糊三个评价人，随机抽取零件检测，每人每个零件测3次（要求盲测），设定用1表示接收，用0表示不可接收。将数据填入表格中。44测量系统分析课件