機械公司MSA測量系統重復性和再現性分析作業指導書.doc
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上傳人:職z****i
編號:1076926
2024-09-06
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1、機械公司MSA測量系統重復性和再現性分析作業指導書編 制: 審 核: 批 準: 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制: 審 核: 批 準: 發 布: 二XX年X月測量系統重復性和再現性分析作業指導書 JT/C7.6J0021目的為了配備并使用與要求的測量能力相一致的測量儀器,通過適當的統計技術,對測量系統的五個特性進行分析,使測量結果的不確定度已知,為準確評定產品提高質量保證。2適用范圍適用于公司使用的所有測量儀器的重復性和再現性的測量分析。3職責3.1檢驗科負責確定過程所需要的測量儀器,并定期校準和檢定,對使用的測量系統分析,對存在的異常情況及時采取糾正預防措施。3.2工會負責根據需2、要組織和安排測量系統技術應用的培訓。3.3生產科配合對測量儀器進行測量系統分析。4術語4.1偏倚偏倚是測量結果的觀測平均值與基準值(標準值)的差值。4.2穩定性(飄移)穩定性是測量系統在某持續時間內測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差。4.3線性線性是在量具預期的工作量程內,偏倚值的變差。4.4重復性重復性是由一個評價人,采用一種測量儀器,多次測量同一零件的同一特性獲得的測量值的變差。4.5再現性再現性是由不同的評價人,采用相同的測量儀器,測量同一零件的同一特性的測量平均值的變差。5測量系統分析作業準備5.1確定測量過程需要使用的測量儀器以及測量系統分析的范圍。a)控制計劃有要求的3、工序所使用的測量儀器;b)有SPC控制要求的過程,特別是有關鍵/特殊特性的產品及過程;c)新產品、新過程;d)新增的測量儀器;e)已經作過測量系統分析,重新修理后。5.2公司按GB/T10012標準要求,建立公司計量管理體系,確保建立的測量系統的可靠性。JT/C7.6J0025.4檢驗科對測量儀器按規定的權限進行校準和調整,除使測量儀器的偏倚、穩定性、線性等符合規定要求之外,還應確認以下條件:a)確定量具檢驗的零件質量特性為計數型數據還是計量性數據。針對批量生產(一般300件)的零件,其統計特性為計量型數據的采用R&R分析,針對計數型數據采用小樣法分析。b)確定測量系統中的變差只是由變差的普通4、原因引起的,而不是特殊原因引起的(可采取SPC技術)。5.5操作步驟和方法5.5.1確定產品的特殊特性和關鍵特性的質量特性值和對應的測量儀器。5.5.2確定兩位評價人,評價人的應從日常操作該測量儀器的人中挑選。5.5.3樣品必須從過程中選取并代表整個工作范圍,分析的中的零件必須代表生產過程中產品變差的全部范圍。5.5.4對零件進行編號,由于每一個零件將被測量若干次,必須對每一個零件進行編號,以便于識別。5.5.5確定測量儀器的分辨力,應允許至少直接讀數的特性的預期過程變差的十分之一。例如,如果特性的變差為0.001,儀器應能讀取0.0001的變化。5.5.6測量應按隨機順序,以確保整個研究過程5、中產生的的任何漂移或變化將隨機分布。5.5.7評價人不應知道正在檢查的哪一個零件的編號,以避免可能的偏倚。但正在研究的人員應知道正在檢查哪一個零件,并相應記下相應的數據,即評價人,零件1,第一次試驗;評價人,零件2,第二次試驗等。5.5.8在儀器讀數中,讀數應估計到可得到的最接近的數字,如果可能,讀數應取至最小刻度的一半。例如,如果最小刻度為0.0001,則每個讀數的估計應圓整為0.00005。5.5.9評價人應采用相同的方法包括步驟來獲取讀數。6測量系統分析6.1測量系統的重復性及再現性(R&R)分析(平均值和極差法(R))6.1.1數據收集(數值法)1) 數據表格設計成容納10個零件。(為6、了獲得最低限度的置信度水準,樣本數量越多,將會呈現小的抽樣變差,產生的風險也越小)。2)給評價人編號為A、B、C等,并將零件從1到10進行編號,但零件的編號不要讓評價人看到。3)讓評價人A以隨機順序測量10個零件,并將結果記錄在第一行。JT/C7.6J0024)讓評價人B和C依次測量這些一樣的10個零件,并將結果記錄在第6行和第11行。5)用不同的隨機測量順序重復以上循環,并將數據記錄在第2、7和第12行;注意將數據記錄在適當的欄位中,例如:如果首先被測量的是零件7,然后將數據記錄在表由零件7的欄位中。如果需要進行三次測量,則重復以上循環,并將數據記錄在3、8和13行中。6)當測量大型零件或不7、可能同時獲得數個零件時,第3步到第5步將變更成以下順序: 讓評價人A測量第一個零件并將讀值記錄在第1行;讓評價人B測量第一個零件并將讀值記錄在第6行;讓評價人C測量第一個零件并將讀值記錄在第11行。 讓評價人重新測量第一個零件并將讀值記錄在第2行;讓評價人B重新測量第一個零件并將讀值記錄在第7行;讓評價人C重新測量第一個零件并將讀值記錄在第12行。如果需要進行三次測量,則重復以上循環,并將數值記錄在3、8和13行中。7)如果評價人處于不同的班次,可以使用一個替代的方法。讓評價人A測量所有10個零件,并將數值記錄第1行;然后讓評價人A按照不同的順序重新測量,并將讀值記錄在第2行和第3行。評價人B8、和評價人C,也同樣做。6.1.2數值計算(數值法)6.1.2.1量具的重復性和再現性的計算如附錄一和附錄二。 附錄一是數據收集表格,記錄所有的研究結果; 附錄二是報告表格,記錄了所有識別信息和依據指定公式進行所有的計算。6.1.2.2在收集數據之后,參照附錄一進行以下計算程序:1)用1、2、3行中的最大值減去它的最小值,把結果記入第5行。在6、7、8行和第11、12、13行重復以上步驟,并將結果記錄在第10行和第15行。 2)填入第5、10和15行的極差,所以它們都總是正值。3)將第5行數據相加,然后除以零件抽樣數量,即得到了第一個評價人測量的極差平均值;對第10行和第15行進行同樣的計算得到9、了和。4)將第5、10和第15行的平均值(、和)轉到第17行,用JT/C7.6J002 它們的和除以評價人數,結果記入欄(所有極差的平均值)。 5)將輸入第19、20行,并乘以D4(見附錄三:控制圖的常數和公式表表),得到控制限的上限和下限。將該單獨極差的上控制限(UCLR)填入19行。對于測量次數少于7次的情況下,極限的下控制限(LCLR)為零。(三次測量D3為2.58,兩次測量,D4為3.27), 6)對于極差結果大于UCLR計算結果的任何讀值,讓原來的評價人對原來的零件進行重新測量,或剔除那些讀值,然后根據修改后的抽樣數量重新平均并計算極差平均值和UCLR。 7)加總第1、2、3、6、710、8、11、12和13行的讀值,然后將每行的總和除以抽樣的數量,并將結果填入該行最右邊標有“平均值”的欄位中。 8)將1、2、3行的平均值相加,用該總和除以測量的次數,將所得結果填入第4行的欄位中。對第6、7、8行和第11、12、13行重復以上步驟,并將結果分別記錄在第9行和第14行中的和欄位中。 9)找出第4、9及14行平均值,(、)中的最大值,并將他們填入第18行的適當位置,并求出它們的差;將這差值填入第18行中標示DIFF的空白處。 10)計算每次測量每個零件的讀值之和,然后除以總測量次數(測量次數乘以評價人數);然后將結果填入第16行為每個零件平均值提供的空白處。 11)用零件平均值的11、最大值減去零件平均值的最小值,并將結果填入第16行中標示RP的欄位。RP是零件平均值的極差。6.1.2進行以上計算之后,參照附錄二進行以下計算程序:12)將計算所得的、DIFF、RP填入報告表格所提供的空白處。13)進行報告表格左側標題為“測量單元分析”欄之下的計算。14)進行報告表格右側標題為“總變差”欄之下的計算。15)檢查計算結果以確定沒有錯誤。6.1.2結果分析(數值法).1在報告表(附錄二)左側的測量單元分析的下面,是對每個變差組成部分的標準差計算。1)重復性或設備變差(EV)是由極差平均值()乘以一個常數(K1)來決定。K1取決于量具研究中的測量次數,其值可以從表1中d*2倒數。J12、T/C7.6J0022)再現性或評價人變差(AV)是由評價人平均值的最大差值(DIFF)乘以一個常數(K2)來決定的。K2值取決定于量具研究中的評價人的人數,其值從表1中查到d*2的倒數。評價人變差(AV)可由以下公式得到: (EV)2nrAV = (XDIFFK2)2 式中:n=零件的數量,r=測量的次數如果根號下所得的數值為負數,則評價人變差(AV)為零。3)測量系統變差的重復性和再現性(GRR)的計算為設備變差的平方加上評價人的平方,然后再開根號,如下式: R & R = (EV)2 +(AV)2 4)零件的變差(PV)是由零件的平均值(RP)乘以一個常數(K3)所決定。K3取決于量具研13、究的零件的數量,其值從表2中可以查到d*2的倒數。5)研究的總變差(TV)是加總了重復性和再現性變差的平方與零件的的變差(PV)的平方,再開根號計算所得。 TV = (GRR)2 +(PV)2 .2一旦確定了量具研究中的各個因素的變差后,可將它們與總變差(TV)進行比較。也就是要進行量具報告表(表2)中右側“總變差”下方的計算。1)設備變差(EV)占總變差(TV)的百分比的計算方式: EV100EV/TV2)評價人變差(AV)占總變差(TV)的百分比的計算方式: AV100AV/TV JT/C7.6J0023)重復性和再現性(GRR)占總變差(TV)的百分比的計算方式:GRR100GRR/TV14、 4)零件變差(PV)占總變差(TV)的百分比的計算方式:PV100PV/TV.3通過對以上總變差的百分比結果進行評價,確定該測量系統對其預期的使用是否可為接受。數據分析的最后一步是確定區別分類數ndc,這能由該測量系統可靠地分辨,這是可以覆蓋預期的產品變差的非重疊97自信度區間。 ndc=1.41(PV/GRR) ndc 應該四舍五入到整數,且要能大于5。7附圖表7.1附錄一、圖1量具重復性和再現性數據收集表7.2附錄二、圖2量具重復性和再現性報告7.3附錄三、表1控制圖的常數和公式表JT/C7.6J002附錄一、量具重復性和再現性數據收集表量具重復性和再現性數據收集表評價人/試驗次數零件均15、值12345678910A 123均值a=極差a =B 123均值b=極差b=C 123均值c=極差c=零件均值=R p=(a = + b = + c = ) / 評價人數 =DIFE = 最大值= 最小值= =DIFE=*UCLR = D4 = =*2次試驗D4=3.27, 3次試驗D4=2.58。UCLR 代表了單個極差的控制限。圈出那些超過控制限的點,識別原因并糾正。使用與開始時相同的評價人及單位重復這些讀數,或者放棄某些值,從保留的觀察值重新平均,重新計算R和控制限。注: JT/C7.6J002附錄二、量具重復性和再現性報告表量具重復性和再現性報告零件號和名稱: 量具名稱: 日期:特性16、: 量具號: 完成人:規范: 量具類型: = DIFF = R P = 測量單元分析% 總變差 (TV) K12 0.8862 3 0.5908重復性設備變差(EV)EV = K1= = %EV = 100EV/TV= 100 / = %再現性設備變差(AV)AV = (XDIFFK2) 2 -(EV2/(nr)= ( ) 2-( 2/( ) 2 3K2 0.7071 0.5231 = n =零件 r =試驗次數 %AV = 100AV/TV= 100 / = %重復性和再現性(GRR)GRR = EV 2 + AV 2K320.707130.523140.446750.403060.374217、70.353480.337590.3249100.3146=( 2+ 2)= %GRR = 100GRR/TV= 100 / = %零件變差(PV)PV = RP K3 = = %PV = 100PV/TV= 100 / = %總變差(TV) TV = GRR 2 + PV 2=( 2+ 2)= ndc = 1.41(PV/GRR)= 1.41( / )= 表格中理論和常數信息參見MSA參考手冊,第三版JT/C7.6J002附錄三、表1(R圖)控制圖的常數和公式表子組容量均值圖極差R計算控制限用的系數標準差估計值的除數計算控制限用的系數nA2d2D3D421.8801.1283.26731.0231.6932.57440.7292.0592.28250.5772.3262.11460.4832.5342.00470.4192.7040.0761.92480.3732.8470.1361.86490.3372.9700.1841.816100.3083.0870.2231.777110.2853.1730.2561.744120.2663.2580.2831.717130.2493.3360.3071.693140.2353.4070.3281.672150.2233.4720.3471.653