测量系统分析培训资料.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,测量系统分析,Measurement System Analysis,1,测量系统分析培训资料,第1页,相关测量数据常见问题,在质量管理中，数据使用是极其频繁和相当广泛。数据质量好坏很大程度上取决于测量系统，必须对测量系统进行分析。,什么是测量？,将一个未知量与一个已知或已经接收参考值进行比较。,为何我们需要测量数据？,我们使用测量数据来判断产品是否合格，制订相关过程管理决议。,2,测量系统分析培训资料,第2页,相关测量数据常见问题,我接收这件产品吗？,过程是很好，还是需要进行调整？,我们对测量数据有什么期望？,准确性：数据必须告诉我们真相！,重复性：重复测量必须产生一样结果！,再现性：结果不应该受检验员影响。,3,测量系统分析培训资料,第3页,什么是测量系统？,测量系统是对被测特征赋值操作者、设备（包含量具）、软件、操作程序、测量环境集合，用来取得测量结果整个过程称为测量过程或测量系统。,赋,值,数据,（测量结果）,操作者,设备,软件,被测事物,操作程序,测量环境,测量系统分析示意图,4,测量系统分析培训资料,第4页,测量系统基本要求（一）,测量系统要有足够分辨力,）,分辨率：可定义为测量仪器能够读取最小测量单位。,）,足够分辨力是指：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%。,5,测量系统分析培训资料,第5页,测量系统分辨率,看看下面部件A和部件B，它们长度非常相同。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件测量值之间差异能力。,部件A,部件B,部件A,部件B,A=2.0,B=2.0,A=2.25,B=2.00,因为上面刻度分辨率比两个部件之间,差异要大，两个部件将出现相同测,量结果。,第二个刻度分辨率比两个部件之间,差异要小，部件将产生不一样测量结果。,6,测量系统分析培训资料,第6页,测量系统有效分辨率,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：,7,测量系统分析培训资料,第7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。,8,测量系统分析培训资料,第8页,测量系统基本要求（二）,测量系统在要求时间内要保持统计稳定性,研究稳定性时，应明确：,1）测量系统外部条件是什么？,2）在测量系统到达稳定性状态时，还要确保系统标准差或过程变差不要过大。,3）测量系统稳定性能保持时间，到时间要对测量系统进行校正，即定时对测量系统进行校准。,9,测量系统分析培训资料,第9页,测量系统要含有良好线性特征,测量系统线性特征是指在其量程范围内，偏倚应是基准值函数。此时：,1）在量程较低部位，偏倚要小；,2）在量程较高部位，偏倚能够大些。,测量系统基本要求（三）,10,测量系统分析培训资料,第10页,描述测量数据质量统计特征,通惯用来描述测量数据质量统计特征是某测量系统偏倚（Bias）和变差（variance）。,被称为偏倚统计特征指是数据值相对于参考（基准）值位置。,被称为变差特征指是数据分布宽度。,11,测量系统分析培训资料,第11页,测量系统变差,测量系统变差是指屡次测量结果变异程度。,位置变差：,准确度（偏移）,稳定性,线性,宽度变差：,重复性,再现性,位置,宽度,12,测量系统分析培训资料,第12页,过程变差剖析,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,13,测量系统分析培训资料,第13页,准确度与精密度,准确,度,-,测量结果与被测真值之间一致程度,精密度,-,在要求条件下取得各独立测量值之间一致程度,+,+,+,+,准,而不精,精而,不准,不精不准,既精又准,14,测量系统分析培训资料,第14页,测量系统对产品决议影响,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。,15,测量系统分析培训资料,第15页,测量系统对产品决议影响,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,产品。,2）改进测量系统：降低测量系统误差以降低区域大小，这么，生产出全部产品将全部落在区域内，这就能降低做犯错误风险。,16,测量系统分析培训资料,第16页,测量系统对过程决议影响,为何我们己经测量为“好”零件,却不能在用户生产过程中被正常使用?,为何我们已经测量为“不好”零件,却能够在用户生产过程中被正常使用?,17,测量系统分析培训资料,第17页,测量系统分析目标,测量系统分析目标是确定所使用数据是否可靠,测量系统分析还能够：,评定新测量仪器,将两种不一样测量方法进行比较,对可能存在问题测量方法进行评定,确定并处理测量系统误差问题,18,测量系统分析培训资料,第18页,测量系统分析时机,首次分析应在试生产中且在正式提交PPAP之前进行。,普通情况下每年度进行一次测量系统分析。,出现以下情况时，应该增加分析频次和重新分析：,）量具进行了较大维修；,）量具失按时；,）用户需要时；,）重新提交PPAP时；,）测量系统发生改变时。,19,测量系统分析培训资料,第19页,测量系统分析准备工作,确定要测量对象,确定评价人人数，抽样零件数量,重复测量次数,评价人选择,样件选择,仪器有足够分辨率,确定测量程序,20,测量系统分析培训资料,第20页,测量系统分析准备与注意事项,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：,）确定需分析测量系统。,）确定用于分析待测参数/尺寸或质量特征。,）确定分析方法：,）确定测试环境；,）确定分析人员和测量人员。,）确定样品数量和重复计数次数。,21,测量系统分析培训资料,第21页,测量系统分析准备与注意事项,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。,22,测量系统分析培训资料,第22页,测量系统分析准备与注意事项,测试操作人员和分析人员选择,）在测量系统分析时，测试人员和分析人员不能是同一个人。,）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。,）应选择熟悉测量系统分析方法人员作为分析人员。,23,测量系统分析培训资料,第23页,测量系统分析准备与注意事项,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。,24,测量系统分析培训资料,第24页,稳定性（Stability）,量值,在一段时间内，测量结果分布不论是均值还是标准偏差都保持不变和可预测,经过较长时间内，用被监视量具对相同标准或 标准件同一特征进行测量总变异来监视,可用时间走势图进行分析,25,测量系统分析培训资料,第25页,稳定性研究,1）选取一个样件,并建立其可追溯到相关标准参考值,假如无法取得这么样件，则可从生产线中取一个落在生产测量范围中间生产零件,指定它为基准样件以进行稳定性分析,且应针对预期测试值最低值，最高值及中程数标准各取得样件或标准件,并对每个样本或标准件单独测量并绘制控制图。,26,测量系统分析培训资料,第26页,稳定性分析,2）以一定周期基础(天天、每七天)对标准件或样本测量35次。抽样数量和频次应取决于对测量系统认识：可能考虑原因包含要求校准或维修频次怎样、使用测量 系统频率，以及操作条件主要性等。,3）将测量(数据)按时间次序画在Xbar-R图或Xbar-S图上。,4）建立控制限,使用控制图分析法来评价是否有不受控或不稳定情况。,27,测量系统分析培训资料,第27页,稳定性分析,选择生产过程输出范围中靠近中间值一个零件，该零件送到试验室，经测量其参考值确定参考值32,小组每班测量该零件5次，共测了四面搜集全部数据后，画出Xbar-R控制图,控制图分析表明该测量过程处于稳定状态，所以没有显著可见特殊原因结果发生，则判定稳定性合格,。,28,测量系统分析培训资料,第28页,造成不稳定可能原因（一）,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,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,29,测量系统分析培训资料,第29页,造成不稳定可能原因（二）,仪器质量不好设计或符合性,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,变形（量具或零件）,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）,30,测量系统分析培训资料,第30页,准确度(Accuracy),准确度(Accuracy)测量平均值是否与真值吻合?,真值（True value),1)某一物品真实数值,2)不可知且无法知道,偏倚（Bias),1)测量值均值与真值距离,2)测量系统连续地偏离目标,3)系统错误,31,测量系统分析培训资料,第31页,测量结果平均值与参考值差异。,在全部分析中，参考值被作为真值最正确近似值。,观察平均值,参考值,偏倚（BIAS）,32,测量系统分析培训资料,第32页,参考值与真值,参考值：也被称为可接收参考值或基准值，它是一个被同意用作参考比较一个物品或整体值。可接收参考值取决于以下方面：,1）用高一级测量设备屡次测量平均值来确定；,2）法定值：由法律定义并强制执行。,3）理论值：以科学理论为基础。,4）协议值：由受影响各团体所协调是到值。,真值：是被测零件“实际值”。尽管该值不被知道且无法知道，但它是测量系统目标，全部个别真值都要尽可能地（经济地）与该值靠近。,33,测量系统分析培训资料,第33页,偏倚（BIAS）分析,置信度区间：预期包含了某一参数真值数值范围。,同一操作者对同一工件测量15次,经过使用统计软件得到直方图和数据表,对所得图形和数据进行分析,34,测量系统分析培训资料,第34页,偏倚（BIAS）分析,假如偏倚在统计上不等于0，检验是否存在以下原因：,基准件或参考值有误检验确定标准件程序,仪器磨损维修,仪器所测量特征有误,仪器没有经过适当校准对校准程序进行评审,评价者使用仪器方法不正确对测量指导书进行评审,仪器纠正指令错误。,35,测量系统分析培训资料,第35页,线性,在量具预期工作量程内，偏倚值差异。线性可被视为偏移对于量程大小不一样所发生改变。,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组成,36,测量系统分析培训资料,第36页,线性,37,测量系统分析培训资料,第37页,线性分析,选择g5个零件，使这些测量涵盖这量具整个工作量程。,对每个零件进行全尺寸测量，从而确定其参考值，并确定涵盖了这量具工作量程。,让经常使用该量具操作者测量每个零件m10次。,要随机选择零件，从而降低评价人对测量中偏倚“记忆”。,38,测量系统分析培训资料,第38页,线性分析,某工厂检验员对某过程引进了一套新测量系统，作为PPAP一部分，需要对测量系统线性进行评价。,依据已文件化过程变差描述，在测量系统全部工作量程范围内选取了五个零件。经过对每个零件进行全尺寸检验从而确定它们参考值，然后由主要操作者对每个零件测量12次。在分析中，这些零件是随机抽取。,使用散布图和统计软件，检验员画出了线性图。,39,测量系统分析培训资料,第39页,线性误差原因,造成线性误差可能原因以下：,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,40,测量系统分析培训资料,第40页,线性误差原因,造成线性误差可能原因以下：,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,41,测量系统分析培训资料,第41页,精密度（重复性和再现性）,精密度描述了测量系统偏差,重复性：在相同条件下，对同一被测量进行连续屡次测量所得结果之间一致性。即：偏差由量具本身造成；（测量系统内部变差）,再现性：在改变了测量条件下，同一被测量结果之间一致性。即：偏差由测量者技巧造成；（测量系统之间或条件之间变差）,测量系统=重复性+再现性,42,测量系统分析培训资料,第42页,测量系统内在变异性,基于重复测量数据，用分组后组内标准偏差来估算,小于测量系统总变差,重复性,指同,一,人使用同一测量工具对同一对象（产品）同一特征进行屡次测量中产生变差，用于预计短期变差,Master Value,精密度：重复性,43,测量系统分析培训资料,第43页,造成重复性可能原因,零件内部（抽样样本）：形状、位置、表面光度、锥度、样本一致性,仪器内部：维修、磨损、设备或夹具失效、质量或保养不好,标准内部：质量、等级、磨损,方法内部：作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度变差,评价人内部：技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳,44,测量系统分析培训资料,第44页,造成重复性可能原因（续）,环境内部：对温度、湿度、振动、清洁小幅度波动,错误假设稳定，适当操作,缺乏稳健仪器设计或方法，一致性不好,量具误用,失真（量具或零件）、缺乏坚固性,应用零件数量、位置、观察误差（易读性、视差）,45,测量系统分析培训资料,第45页,精密度：再现性,测量系统中操作员产生变异,基于不一样操作者测量数据，按操作员分组，经过组平均值差来评定。,应扣除量具原因（组内变差）,比测量系统总变差小,Inspector A,Master Value,Inspector B,Inspector C,Inspector A,Inspector B,Inspector C,再现性,指不一样人在对同种特征进行测量时产生变差,46,测量系统分析培训资料,第46页,造成再现性误差潜在原因,零件之间（抽样样本）：使用相同仪器、操作者和方法测量A、B、C零件类型时平均差异,仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器测量平均值差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和/或操作者误差。,标准之间：在测量过程中，不一样设定标准平均影响。,47,测量系统分析培训资料,第47页,造成再现性误差潜在原因（续）,方法之间：因为改变测量点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造成平均值差异。,评价人（操作者）之间：评价人A、B、C之间因为培训、技巧、技能和经验所造成平均值差异。推荐在为产品和过程判定和使用手动测量仪器时使用这种研究方法。,48,测量系统分析培训资料,第48页,造成再现性误差潜在原因（续）,环境之间：在经过1、2、3等时段所进行测量，因为环境周期所造成平均值差异。这种研究惯用在使用高度自动化测量系统对产品和过程判定。,研究中假设有误,缺乏稳健仪器设计或方法。,操作者培训有效性。,应用零件数量、位置、观察误差（易读性、视差）,49,测量系统分析培训资料,第49页,Gage R&R 判断标准,%R&R,可接收性准则,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,50,测量系统分析培训资料,第50页,假如重复性大于再现性，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,51,测量系统分析培训资料,第51页,假如再现性大于重复性，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。,52,测量系统分析培训资料,第52页,NO-GO,GO,Error,Operator 2,Operator 1,定性数据(Attribute Data)R&R,53,测量系统分析培训资料,第53页,Go-No Go,数据模式,人为原因主导，情况复杂,统计模型各种多样,统计学上各家争鸣，尚无定论,实践中采取何种形式，取决于实例与统计模型靠近程度,计数型测量系统研究,54,测量系统分析培训资料,第54页,对于以“是”和“不是”为计数基础定性数据，其 GR&R考查概念是与定量数据一样。但方法上完全不一样。,定性数据测量系统能力取决于操作员判断有效性，即将“合格”判断成合格，将“不合格”判断成不合格程度。,计数型测量系统能力分析方法示例,55,测量系统分析培训资料,第55页,由教授或可作标准人员选定样品,1/3 合格,1/3 不合格,1/3 含糊(50%靠近合格，50%靠近不合格),随机地给操作员检验。,样品选择,56,测量系统分析培训资料,第56页,大样法实施,从过程中随机选取50个零件，以取得涵盖整个过程范围零件，给每个零件编上号。,使用三个评价人，每个评价人对每个零件测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。,57,测量系统分析培训资料,第57页,一致性判定,Kappa是用于来衡量两个评价人对同一物体进行评价时，其评定结论一致性。,通用百分比法是Kappa值大于0.75时则表示有很好一致性，小于0.40时则表示一致性不好。,这种分析用来确定评价人之间是否有差异。,58,测量系统分析培训资料,第58页,