测量系统分析培训教材 N

测量系统分析培训教材MeasurementSystemAnalysisHUIZHOUSPREADPROFITELECTRONICCo.,LTDP22020/4/19P2课程内容第一章：测量系统简介第二章：测量系统统计特征第三章：测量系统分析方法第四章：量具重复性与再现性第五章：偏倚、线性和稳定性(ISO/TS16949---质量管理体系—汽车行业生产件与相关服务件的组织实施ISO9001：2000的特殊要求).P32020/4/19P3一、测量系统简介●测量：以确定量值为目的的一组操作。（国际通用计量学基本术语）●测量过程：与实施测量有关的一组相互关联的资源、活动和影响量。※从定义可看出，测量与测量过程的定义基本相同，在语言描述上略有不同，测量强调的是确定被测量的量值，赋予测量结果；测量过程强调的是以过程方法进行测量，应识别和考虑影响测量过程的影响量。课程内容P42020/4/19P4一、测量系统简介●什么是测量系统？------用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、以及操作人员的集合；-------用来获得测量结果的整个过程。●测量结果的变差总变差（TV）=过程变差（MPV）+测量变差（MSV）课程内容P52020/4/19P5一、测量系统简介●测量系统变差的两个基本来源模型◆S.W.I.P.E模型(五个必要的要素):S------标准(standard)W------工件或零件(workpiece)I------仪器(instrument)P------人和/或程序(personand/orprocedure)E------环境(environment)课程内容P62020/4/19P6一、测量系统简介●测量系统变差的两个基本来源模型◆P.I.S.M.O.E.A模型(七个必要的要素):P------零件(parts)I------仪器(instrument)S------标准(standard)M------方法(method)O------操作者(operator)E------环境(environment)A------假设(assumption)课程内容P72020/4/19P7一、测量系统简介●测量数据的分类:------计量型数据:用测量设备测得能连续取值的数据.＊数据能够比较敏感地反映被测量的变化,包括的信息比较丰富.＊在进行统计时,可以较少的样本数量获得准确的分析结论,但对于精密测量,有时需要花费较大的成本支获取数据.------计数型数据:对于离散(非边续)型数据.如合格/不合格、通过/不通过＊数据不如计量型数据包含的信息丰富,在作统计分析时,所需样本量较大,但其对测量手段和成本的要求不高,随时代发展,计数型数据应用越来越受重视.课程内容P82020/4/19P8一、测量系统简介●测量尺度通常,被测量的真值是未知的,测量的目的是使测量结果数据尽量逼近真值,数据所包含的信息的多少不但取决于数据的类型,更重要的是依赖于所选择的测量尺度,而测量的尺寸才真正决定了研究这些数据时应使用的统计分析方法,也只有确定了测量尺度,才能真正了解这些统计分析方法是否适用和有效.＊定类:具备/不具备某种属性,只能计算属于某种类别的个数.(如通过/不通过成功/失败)百分比比例＊定序:可以说某项所包含的属性比另一项多/少;可以给一些项目排序.(如味道吸引力)排序相关性＊定距:任意两个相邻点之间等距;即使等距假设不正确;常常被当作定比尺度;可以加减、排序(时间、温度)相关性;t检验;F检验;多无回归＊定比:零点表示不具有属性,可以加、减、乘、除.(流逝的时间、距离、重量)同上课程内容P92020/4/19P9二、测量系统的统计特性●测量系统的误差分为准确度和精密度，用来分别表示测量过程的位置变差和宽度变差。＊位置变差：偏倚、稳定性、线性。----偏倚（bias）又称测量偏倚，是测量结果的期望与真值之差值。可以多次观测值的平均值与参考值之差来计算偏倚。----稳定性（stability）指规定的一较长时间内，用同一测量系统对同一基准或零件的同一特性进行测量所得到的总变差。----线性（linearity）指在测量设备预期的工作测量量程内，偏倚值的差异。线性可被视为在不同量程大小上偏倚的变化。课程内容P102020/4/19P10二、测量系统的统计特性＊宽度变差：重复性、再现性。----重复性（repeatability）由同一操作人员，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时，获得的测量值变差。重复性（EV）＝设备的变差----再现性（reproducibility）由不同操作人员使用同一测量仪器，测量同一零件的同一特性时，测量平均值之间的变差。再现性（AV）=操作员变差课程内容P112020/4/19P11二、测量系统的统计特性●测量系统的统计特性：在测量实践中，理想的测量系统是不存在的，但是我们还是期望测量系统具有零变差、零偏倚及准确无误的测量结果，这些就是统计特性。＊足够的分辨力。＊统计受控状态。在重复测量条件下，测量系统的变差只能由普通原因造成，而不能存在特殊原因。＊较小的系统变差。当以公差评估测量系统的可接受性时，系统变差至少应小于规范限值。当以过程变差评估测量系统的可接受性时，系统的变差小于过程变差。P122020/4/19P12三、测量系统的分析方法●测量系统分析的过程方法：＊PDCA模式：P(plan)-----策划，根据顾客的要求，为提供测量系统的准确评估建立必要的方法和过程。D(do)-----实施，根据策化的方法实施评估过程。C(check)----检查，对测量系统评估结果进行监视评价和符合性检查、验证得出是否达到预期结果的评定。A(act)-----处置，采取措施，以持续改进评估过程的适宜性和有效性。课程内容P132020/4/19P13三、测量系统的分析方法●测量系统分析的准备：＊测量系统构成：确定所研究的测量系统的构成，包括的仪器（或量具）和文件化产评估程序。仪器应有足够的分辨力，且满足十分之一的原则。＊参数数量设定确定评价人数量，样件的数量以及重复读数的数量，通常3个评价人，4～10个样件，3～6次重复读数。＊评价人选择评价人应从那些经过培训的经常操作的且对该没量系统有资质的人员中选择而且可能的话应该是随机选择，而非指派。＊样件的选择根据测量系统的使用目的和生产现场样件的易获得性，确定使用的样件以及样件的来源。课程内容P142020/4/19P14三、测量系统的分析方法●测量系统的可接受准则：＊位置变差的可接受准则：通常表征位置变差的参数有偏倚和线性，如果测量系统的偏倚或线性误差显著地异于零或超过量具校准/检定时给出的最大容许误差，认为测量系统不可接受。但是可以通过重新校准/检定来减少或消除偏倚，也可以通过修正补偿的方法减小线性误差。＊宽度可接受的准则：☆GRR＜10%,测量系统可以接受；☆10%≤GRR%＜30%，鉴于测量系统的复杂性，维修成本和时间等因素，认为测量系统可条件接受。☆GRR＞30%，测量系统不可以接受，应考虑对测量系统进行改进。课程内容P152020/4/19P15四、量具的重复性与再现性●量具双性研究的三种类型：-----计量型-小样法(极差法)-----计量型-大样法(均值和极差法)-----计数型量具研究课程内容P162020/4/19P16四、量具的重复性与再现性课程内容零件操作员1操作员2范围(R)14222341367145725981范围之和7平均范围1.4平均范围==(2+1+1+2+1)/5=7/5=1.4量具误差=5.15*/d=5.15/1.19*=4.33*=4.33*1.4=6.1%GageR&R=量具误差GageError/允差Tolerance=6.1/20*100%=30.5%零件个数2个操作员3个操作员4个操作员11.411.912.2421.281.812.1531.231.772.1241.211.752.1151.191.742.161.181.732.0971.171.732.0981.171.722.0891.161.722.08101.161.722.08快速GR&R（极差法/短期模式）允差Tolerance=20Rd常数表=最大值-最小值RRP172020/4/19P17四、量具的重复性与再现性课程内容PartOperatorAOperatorBRange12012032203198320620741982015203199SumofRangesAverageRangeAveragerange=R=(++++)/____=_____/___GageError=5.15/d*R=5.15/______*R=_____*R=____*____=_____%GageR&R=GageError/Tolerance=_____/_____*100%)=______%Specrange=185-215短期模式练习P182020/4/19P18四、量具的重复性与再现性课程内容计量型-大样法(均值和极差法)第一步在下表中记录所有的初始信息。零件名称:发动机支座特性:硬度容差:10个单位零件编号:92045612量具名称/编号:QA1234日期:1995年9月27日计算者:JohnAdamek操作员姓名:操作员A,操作员B,操作员C操作员A操作员B操作员C样本第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差12345678910总计P192020/4/19P19四、量具的重复性与再现性课程内容计量型-大样法(均值和极差法)第二步选择2个或3个操作员并让每个操作员随机测量10个零件2或3次－并将结果填入表中。零件名称:发动机支座特性:硬度容差:10个单位零件编号:92045612量具编号:QA1234日期:1995年9月27日计算者:JohnAdamek操作员姓名:操作员A,操作员B,操作员C操作员A操作员B操作员C样品第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差17575747676757675752737476767575757676374757676757674767647475747575747474745757474747476767574676757574747676767677477757675747575748757475757474757476976777774767674747610777776767475757674总计P202020/4/19P20四、量具的重复性与再现性课程内容计量型-大样法(均值和极差法)第三步计算极差和均值，如：零件名称:发动机支座特性:硬度容差:10个单位零件编号:92045612量具编号:QA1234日期:1995年9月27日计算者:JohnAdamek操作员姓名:操作员A,操作员B,操作员C操作员A操作员B操作员C样品第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差17575741767675176757512737476376757517576761374757627675761747676247475741757574174747405757474174747627675742676757517474762767676077477753767574275757418757475175747417574762976777717476762747476210777776176747527576742均值74.975.375.275.274.875.175.075.175.1P212020/4/19P21四、量具的重复性与再现性课程内容计量型-大样法(均值和极差法)第四步计算均值的平均值，然后确定最大差值并确定平均极差的平均值，如：操作员A操作员B操作员C样品第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差第一次第二次第三次极差17575741767675176757512737476376757517576761374757627675