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測量系統分析
鎖定
- 中文名
- 測量系統分析
- 外文名
- Measurement Systems Analysis
- 別 名
- MSA
- 目 的
- 確定所使用的數據是否可靠
- 性 質
- 測量系統
測量系統分析基本內容
從測量的定義可以看出,除了具體事物外,參與測量過程還應有量具、使用量具的合格操作者和規定的操作程序,以及一些必要的設備和軟件,再把它們組合起來完成賦值的功能,獲得測量數據。這樣的測量過程可以看作為一個數據製造過程,它產生的數據就是該過程的輸出。這樣的測量過程又稱為測量系統。它的完整敍述是:用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標準、操作、夾具、軟件、人員、環境和假設的集合,用來獲得測量結果的整個過程稱為測量過程或測量系統。
眾所周知,在影響產品質量特徵值變異的六個基本質量因素(人、機器、材料、操作方法、測量和環境)中,測量是其中之一。與其它五種基本質量因素所不同的是,測量因素對工序質量特徵值的影響獨立於五種基本質量因素綜合作用的工序加工過程,這就使得單獨對測量系統的研究成為可能。而正確的測量,永遠是質量改進的第一步。如果沒有科學的測量系統評價方法,缺少對測量系統的有效控制,質量改進就失去了基本的前提。為此,進行測量系統分析就成了企業實現連續質量改進的必經之路。
如今,測量系統分析已逐漸成為企業質量改進中的一項重要工作,企業界和學術界都對測量系統分析給予了足夠的重視。測量系統分析也已成為美國三大汽車公司質量體系QS9000的要素之一,是6σ質量計劃的一項重要內容。此時,以通用電氣(GE)為代表的6σ連續質量改進計劃模式即為:確認(Define)、測量(Measure)、分析(Analyze)、改進(Improve)和控制(Control),簡稱DMAIC。
從統計質量管理的角度來看,測量系統分析實質上屬於變異分析的範疇,即分析測量系統所帶來的變異相對於工序過程總變異的大小,以確保工序過程的主要變異源於工序過程本身,而非測量系統,並且測量系統能力可以滿足工序要求。測量系統分析,針對的是整個測量系統的穩定性和準確性,它需要分析測量系統的位置變差、寬度變差。在位置變差中包括測量系統的偏倚、穩定性和線性。在寬度變差中包括測量系統的重複性、再現性。
測量系統可分為“計數型”及“計量型”測量系統兩類。測量後能夠給出連續性的測量數值的為計量型測量系統;而只能定性地給出測量結果的為計數型測量系統。“計量型”測量系統分析通常包括偏倚(Bias)、穩定性(Stability)、線性(Linearity)、以及重複性和再現性(Repeatability&Reproducibility,簡稱R&R)。在測量系統分析的實際運作中可同時進行,亦可選項進行,根據具體使用情況確定。
測量系統分析,是指用統計學的方法來了解測量系統中的各個波動源,以及他們對測量結果的影響,最後給出本測量系統是否合符使用要求的明確判斷。進一步地,如果不符合使用要求,則利用工程方法對測量系統進行改進。
波動是表示在相同的條件下進行多次重複測量結果分佈的分散程度,常用測量結果的標準差或過程波動表示。這裏的測量過程波動是指99.73%的測量結果所佔區間的長度。通常測量結果服從正態分佈N(u,σ^2),99.73%的測量結果所佔區間的長度為6σ。
測量系統分析目的
·確定所使用的數據是否可靠:
·評估新的測量儀器
·將兩種不同的測量方法進行比較
·對可能存在問題的測量方法進行評估
·確定並解決測量系統誤差問題
測量系統分析組成
測量系統分析測量系統
量具 ( instruments or gages)
標準(standards)
操作(operations)
夾具(fixtures)
軟件(software)
人員 ( personnel )
被測工件 ( parts )
環境(environment)
程序、方法 ( procedure, methods )
假設(assumptions)
測量系統分析理想測量系統
理想測量系統的技術指標如下表所示
[1]
:
- | “零變差” | “零偏倚” | “對所測的任何產品錯誤分類的可能性為零” |
計量型 | 重複性誤差為零 | 偏倚為零 | 有效解析度無窮大 |
再現性誤差為零 | 線性誤差為零 | ||
計數型 | 整體的有效性為完全有效 | ||
一致性程度為完全一致 | |||
破壞性測量系統 | 假設檢驗:完全無法拒絕原假設H0 |
測量系統分析注意事項
測量系統分析特性
1.測量系統必須處於統計控制中,這意味着測量系統中的變差只能是由於普通原因而不是由於特殊原因造成的。這可稱為統計穩定性。
2.測量系統的變差必須比製造過程的變差小。
3.變差應小於公差帶。
4.測量系統統計特性可能隨被測項目的改變而變化。若如此,則測量系統的最大的變差應小於過程變差和公差帶兩者中的較小者。
測量系統分析標準
1.計量基準
- 基準(國家標準)——最高計量特性,不必參考其他標準。
- 副基準(國家標準)——與基準比對而定值的一種工作基準。為了防止基準頻繁地被使用而影響基準的穩定性,所以才引入副基準。
2.計量標準
- 最高計量標準(參考標準)——在給定地區或給定組織內,通常具有最高計量學特性的測量標準,在該處所做的測量均從它導出。
- 次級計量標準(工作標準)——校準或核查測量儀器的標準。
3.標準物質
- 一級標準物質
- 二級標準物質
4.工作標準
- Golden Master
-最高計量標準(參考標準)
-客户提供的唯一參考標準
- Silver Master
-次級計量標準(工作標準)
- Working Master
-產線自制樣件標準——這些標準是拿產品製作的,其計量特性在指定的時間範圍內是穩定的,其有專門的維護和核查確認,同樣可以溯源到國家或國際標準。
測量系統分析評估指標
2.再現性:在不同地點、不同操作者、不同測量設備,對同一或相類似被測對象重複測量的一組測量條件下,在規定條件下,對同一或類似被測對象重複測量所得示值或測得值間的一致程度。(不同的測量系統可以採用不同的測量程序)
3.穩定性:測量系統保持其位置變差和寬度變差隨時間恆定的能力。
5.線性:在量具正常的工作範圍內偏倚的變化程度。
測量系統分析分析時機
1.新產品;
2.新量具或量具的特性能力不同時;
3.新操作員或操作員崗位變更;
6.環境變更;
7.易損耗之儀器必須注意其分析頻率;
8.客户要求的頻次。
測量系統分析基本要求
測量系統分析量具
d≤6σ總/10;或 d≤Tolerance/10
測量系統分析評價人
測量系統分析分析計劃
測量系統分析測量過程為盲測
測量系統分析步驟
測量系統分析第一階段
驗證測量系統是否滿足其設計規範要求。主要有兩個目的:
(1)確定該測量系統是否具有所需要的統計特性,此項必須在使用前進行。
(2)發現哪種環境因素對測量系統有顯著的影響,例如温度、濕度等,以決定其使用之空間及環境。
測量系統分析第二階段
(1)目的是在驗證一個測量系統一旦被認為是可行的,應持續具有恰當的統計特性。
(2)常見的就是“量具R&R”是其中的一種型式。