7MSA培训教材ME

举例-偏倚 一个制造工程师在评价一个用来监控生产过程的新的测量 系统。测量装置分析表明没有线性问题，所以工程师只评 价了测量系统偏倚。在已记录过程变差基础上从测量系统 操作范围内选择一个零件。这个零件经全尺寸检验测量以 确定其基准值。而后这个零件由领班测量15次。
培训教师：王绪旺
表2:偏倚研究数据

测量精密应高于过程变差和公差带两者中精度较高者，一 般来说，测量精度是过程变异和公差带两者中精度较高者 的十分之一； 测量系统统计特性可能随被被测项目的改变而变化。若真 的如此，则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差 带两者中的较小者。

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测量系统的评定




第一阶段： 明白该测量过程并确定该测量系统是否满足我们的需要。 主要有二个目的： 1）、确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项 必须在使用前进行。 2）、发现那种环境因素对测量系统显著的影响，例如温 度、湿度等，以决定其使用的环境要求。 第二阶段： 目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的，应持 续具有恰当的统计特性。 常见的量具R&R分析是其中的一种试验型式。
测量系统
实际产品变异
长期产品变动 短期产品变异 样本变异
测量变异
量检具造成的变异
操作员造成的变异
观察到的产品变异
5
测量误差
Y = x

+ε
測量值
=
真值(True Value)+測量誤差
戴明說沒有真 值的存在
一致
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测量误差的来源：
nDiscrimination 分辨能力 nPrecision 精密度 (Repeatability 重复性) nAccuracy 准确度 (Bias偏差) nDamage 损坏 nDifferences among instruments and fixtures (不同仪器和夹具间的 差异) nDifference in use by inspector 不 同 使 用 人 员 的 差 异 (Reproducibility再现性) nDifferences among methods of use (使用不同的方法所造成差异)
汽车行业质量体系 系列培训教材
测量系统分析
培训师：王绪旺
1
课程大纲：


测量系统分析的意义和目的； 计量型测量系统的分析方法 测量系统分析的定义： 1）偏倚 测量系统、量具、测量、测量过 2）稳定性 程； 3）线性 测量系统分析的基础知识： 4）重复性和再现性（R&R） 1）、测量系统的统计特性：偏倚、 计数型测量系统的分析方法 重复性、再现性、稳定性、线性、 1）小样法 分辨力 2）大样法 2）、理想的测量系统 3)信号分析法 3）、测量系统的共同特性 测量系统分析计划、选择与评价 4）、测量系统的评定步骤和准备
基准值
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测量系统的分析

测量系统的变差类型：
偏倚、重复性、再现性、稳定性、线性
测量系统特性可用下列方式来描述 ： 位置：稳定性、偏倚、线性。 宽度或范围：重复性、再现性。
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位置和宽度
标准值
位置
位置
寬度
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寬度
理想的测量系统
n理想的测量系统在每次使用时：应只产生“正确”的测量 结果。每次测量结果总应该与一个标准值相符。一个能产 生理想测量结果的测量系统，应具有零方差、零偏倚和所 测的任何产品错误分类为零概率的统计特性。
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结果分析—作图法 4）建立控制限并用标准控制图分析评价失控或不稳定 状态。 结果分析—数据法 除了正态控制图分析法，对稳定性没有特别的数据分析 或指数。 如果测量过程是稳定的，数据可以用于确定测量系统的 偏倚。 同样，测量的标准偏差可以用作测量系统重复性的近似 值。这可以与（生产）过程的标准偏差进行比较以决定 测量系统的重复性是否适于应用。 可能需要实验设计或其他分析解决问题的技术以确定测 量系统稳定性不足的主要原因。

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5）计算可重复性标准偏差（参考量具研究，极差法， 如下）：

这里d2*可以从附录C中查到，g=1,m=n 如果GRR研究可用（且有效），重复性标准偏差计算 应该以研究结果为基础。
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6）确定偏倚的t统计量： 偏倚=观测测量平均值-基准值
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7）如果0落在围绕偏倚值1-α置信区间以内，偏倚在α 水平是可接受的。
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测量的重要性
人 机 法
测量 环 测量
合格 结果 不合格
原料
PROCESS
测量


如果测量出现问题，那么合格的产品可能被判为不合格，不 合格的产品可能被判为合格，此时便不能得到真正的产品或 过程特性。 因此，要保证测量结果的准确性和可信度。
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测量系统变异概述
实际值 实际值 测量值
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术语



测量：赋值给具体事物以表示他们之间的关系。而赋予的 值定义为测量值。 量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在 车间的装置，包括用来测量合格／不合格的装置。 测量系统： 用来对被测量特性赋值的操作、程序、量具、 设备、软件以及操作人员的集合。
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测量系统的组成
观测平均值
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重复性(Repeatability)
重复性是由一个评价人，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
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重复性 (Repeatability)
主值
主值 不良重复性
良好重复性
18
再现性(Reproducibility)：
再现性是由不同的评价人，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。
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测量系统 的平均值


2）让一个评价人，以通常方法测量样本10次以上。 结果分析—作图法 3）相对于基准值将数据画出直方图。评审直方图，用 专业知识确定是否存在特殊原因或出现异常。如果没 有，继续分析，对于n＜30时的解释或分析，应当特别 谨慎。 结果分析—数据法 4）计算n个读数的均值。
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导入



如何衡量事物－测量的由来 大象长什么样子－盲人摸象 英尺的由来 问题事例 －公司内外部测量不一致怎么办 －处在2类区误判怎么办（手册18页） －测的真实吗？可靠吗？好用吗？ －自己调整一下可不可以 课程解决问题 －What Who When Where Which － How － Standard
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计量型测量系统研究 -指南
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确定稳定性的指南

进行研究




1）取一个样本并建立相对于可溯源标准的基准值。如果该样品不 可获得，选择一个落在产品测量中程数据生产零件 ，指定其为稳 定性分析的标准样本。对于追踪测量系统稳定性，不需要一个已知 基准值。 具备预期测量的最低值，最高值和中程数的标准样本是较理想的。 建议对每个标准样本分别做测量与控制图。 2）定期(天,周)测量标准样本3~5次，样本容量和频率应该基于对 测量系统的了解。因素可以包括重新校准的频次、要求的修理，测 量系统的使用频率，作业条件的好坏。应在不同的时间读数以代表 测量系统的实际使用情况，以便说明在一天中预热、周围环境和其 他因素发生的变化。 3）将数据按时间顺序画在Xbar&R或Xbar&S控制图上。
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分辨力（率）


定义：指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的 能力。 传统是公差范围的十分之一。建议的要求是总过程6σ(标 准偏差)的十分之一。
10
T
30
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偏倚(Bias)：
基准值 偏倚
偏倚：是测量结果的观测 平均值与基准值的差值。 基准值的取得可以通过采 用更高级别的测量设备进 行多次测量，取其平均值 来确定。
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IDEAL MEASUREMENT SYSTEM
真值 真值
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测量系统所应具有的特性：

测量系统必须处于统计控制中，这意味着测量系统中的变
差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。这可 称为统计稳定性； 测量系统的变异必须比制造过程的变异小； 变异应小于公差带；

操作者C
操作者A
操作者B
再現性
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再现性 (Reproducibility)
主值
檢查員 A 檢查員 B 檢查員C 檢查員 B 檢查員 A 檢查員 C
Operator B Operator A Operator C
Reproducibility
20
稳定性(Stability)：
稳定性
时间2
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测量系统分析的目的


运用统计分析方法，确定测量系统测量结果的变差（测量 误差），了解变差的来源。 从而确定一个测量系统的质量，并且为测量系统的改进提 供信息。 保证所用统计分析方法及判定准则的一致性。
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测量系统的基本知识和概念


术语 测量系统及其统计特性 分辨力、稳定性、偏倚 、重复性、再现性、线性 理想的测量系统 测量系统的共同特性 测量系统的评定步骤和准备
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举例—稳定性 为了确定一个新的测量装置稳定性是否可以接受，工 艺小组在生产工艺中程数附近选择了一个零件.这个零 件被送到测量实验室，确定基准值为6.01。小组每班 测量这个零件5次，共测量4周（20个子组）。收集所 有数据以后，Xbar&R图就可以做出来了(见图示)。 控制图分析显示，测量过程是稳定的，因为没有出现 明显可见的特殊原因影响。