测量系统分析(1)

35測量系統分析測量系統是指由測量儀器(設備)、測量軟件、測量操作人員和被測量物所組成的一個整體。MSA(MeasurementSystemAnalysis)是指檢測測量系統以便更好地了解影響測量地變異來源及其分布地一種方法。通過測量系統分析可把握當前所用測量系統有無問題和主要問題出在哪里，以便及時糾正偏差，使測量精度滿足要求。]GageR＆R=5.15σm=√(EV2+AV2)σm=測量系統地標准偏差(Measurementsystemstandarddeviation)EV=設備(儀器)的變異(Equipmentvariation),即重復性(Repeatability).重復性是指同一測量儀器，同一檢驗者，對同一零部件進行數次測量，再對測量結果進行評價。AV=評價變差(AppraisalVariation),即再現性(Reproducibility).再現性是指同一測量儀器，不同的檢驗者，對同一零部件進行多次測量，再對測量結果進行評價。一、GageR＆R評價方法1.首先界定此測量系統用于何處，如產品檢驗或工序控制2.選處10個可代表覆蓋整個工序變化范圍的樣品3.從測試人員中選擇2-3人對每個樣品進行2-3次隨機測量4.記錄測量結果并用重復性和再現性表進行計算5.用判別標准進行判斷，確定此系統是否合格6.對不合格之測量系統進行適當處理二、測量系統分析標准1.測量系統的精度(分辯率)需比被測量體要求精度高一個數量級，即如要求測量精度是0.001，測量儀器的精度要求須是0.0001.2.如果GageR＆R小于所測零件公差的10%，則此系統物問題。3.如果GageR＆R大于所測零件公差的10%而小于20%，那么此測量系統是可以接受的。4.如果GageR＆R大于所測零件公差的20%而小于30%，則接受的依據是數據測量系統的重要程度和商業成本。5.如果GageR＆R大于所測零件公差的30%，那么此測量系統是不可以接受的，而且需要進行改善。三、應用事例例1.某公司在加工一個新產品是，擬作測量系統分析，隨機抽取10個樣本，用游標卡尺進行測量，由3個人測試，每個零件測3次，其測試結果如下表(1)，其GageR＆R分析結果列于表(2)。結論：其結果GageR＆R=12.7%20%﹔故該測量系統合格，可繼續使用。說明：%EV.%AV.%PV分別表明了測量儀器變異，測量人差異及被測樣品變異在總變異中所占比例，可據此把現有測量系統所存主要問題。本例中，超齡儀器變異占總變異的89.17%，是主要變異點，須分析原因。依此類推，如測量系統不合要求，可從各因素所占比例中找處主要問題予以解決。例2.兩個QC測試5部機進行評價功能測試的GageR＆R，其中各參數規格分別為：VSS=5.0±0.5vVdisp=13.25±1.25v36VRELAY=28.25±2.25vR88OF=2661.40±18R35OF=1654.85±9.95重復性再現性研究數據表(GageR＆R)3個操作者3次實驗10個樣本部品名＆部品號工件評估特性長度測量單位mm實驗次數3零件數10測量人3(AB.C)日期2004.2.13實驗次數評價人12345678910平均值1A14.955.005.034.955.034.974.975.044.985.024.99224.974.975.024.975.044.984.985.034.974.984.99334.984.984.994.985.054.965.044.955.034.995.004平均值4.974.985.014.975.044.975.005.014.995.004.995全距0.030.030.040.030.020.020.070.090.060.040.0436B15.045.054.984.975.024.975.034.964.975.035.00725.035.044.974.985.034.985.014.984.995.015.00834.985.034.965.015.044.994.974.995.044.975.009平均值5.025.044.974.995.034.985.004.985.005.005.0010全距0.060.020.020.040.020.020.060.030.070.060.4011C14.964.985.014.974.965.015.034.975.034.974.991224.974.965.024.984.974.984.964.985.014.984.981334.994.955.034.964.985.044.975.045.045.045.0014平均值4.974.965.024.974.975.014.995.005.035.004.9915全距0.030.030.020.020.020.060.070.070.030.070.04216樣本平均值XP4.995.005.004.975.014.995.004.995.015.005.0017樣本極差平均值RP0.03918R=(RA+RB+RC)/測量人數=0.04219MaxX-MinX=Xdif=0.01結論：表(3)可看出，GageR＆RTole(GageR＆R/Tolerance)值中，Vss,VRELAY,350F,880F項均小于10%，無問題﹔但VDISP,之%GageR＆R值為131.56%，超過30%的標准，此測量系統不滿足要求，須進行調查。糾正行動：經查証發現有2部被測試機之溫敏電阻值發生漂移，使兩檢查員所測之VDISP,值差別過大，更換電阻后重測，測量系統滿足要求。d2系數表(4)*1234567891021.411.281.231.211.191.181.171.171.161.1631.911.811.771.751.741.731.731.721.721.7242.242.152.122.112.12.092.092.082.082.0852.482.42.382.372.362.352.352.352.342.34*樣本值d2值操作者人數37重復性再現性研究分析表(GageR＆R)部品名＆部品號工件評估特性長度規格5±0.5mm測量系統名卡尺編號No.1302型號TMX-01測量人A.B.C日期13.2.04Tolerance1.0查數據表得：R=0.042Xdiff=0.01Rp=0.039測量設備分析%總變差重復性-設備變差(EV)%EV=100%(EV/TV)=89.17%EV=R*K1=12.71%實驗次數K1234.563.05再現性-評價人變差(AV)AV=√{(Xdiff*K2)2-EV2/nr}=1.38%%AV=100%(AV/TV)=9.69%評價人23n=樣本10K23.652.7r=實驗次數3重復性＆再現性(R＆R)(R＆R)=√[EV2+AV2]%R＆R=100%(R＆R/TV)=89.68%=12.78%零件2345678910K33.652.702.302.081.931.821.741.671.62零件變差(PV)PV=Rp*K3=6.30%%PV=100%(PV/TV)=44.21%總變差(TV)TV=√[R＆R2+PV2]=14.25%%GageR＆R=R＆R/Tolerance=12.78%所有得計算都是根據預先假設得5.15σ(99%的區域在正態分布內)K1=5.15/d2d2取決于試驗次數(m)和樣本輿操作者數量之積(g)。K2=5.15/d2d2取決于評價人數(m)和g=1(只有一個全距)。K3=5.15/d2d2取決于評價人數(m)和g=1(只有一個全距)。AV-如果平方根內出現負值時，評價人變異(AV)缺省為零(0)GageR＆R評價表NoVssVssVRELAYVRELAYVDISPVDISP350F350F880F880FQC1QC2QC1QC2QC1QC2QC1QC2QC1QC215.05.02.842.8413.513.41653.91654.02658.52658.825.05.02.842.8414.813.41654.41654.62656.32656.035.05.02.842.8313.513.41652.91652.62657.42657.945.05.02.822.8315.613.41253.71653.72660.02660.455.05.02.832.8313.413.41652.41652.82658.32657.3本表轉下頁。38續表NoVssVRELAYVDISP350F880FStandard5.028.2513.251654.852661.4Tolerance1.04.52.518.936.0σm0.00.0340.6390.1680.420GageR＆R0.0000.7323.2898.3302.165GageR＆RTole0.00%3.80%131.56%4.60%6.00%R(平均值)=(∣X1-X´1∣+∣X2-X´2∣+……+∣X5-X´5∣)/5;X1到X5為QC1所測值，X´2到X´5為QC2所測值﹔GageR＆R=5.15σm﹔d2為系數，由操作員人數和樣本數決定，詳見表(4)，GageR＆R=GR＆R/Tolerance