工程测量系统分析讲义.ppt

测量系统分析,机密,培训资料,二OO三年十二月,1,Note: E-F Game 注释：E-F游戏,Show the E-F Game slide. 放映“E-F游戏”幻灯片 Give the class 45 seconds to count the number of F in this slide. 给班级45秒钟时间数出幻灯片上的F数。 Take a class survey to see how many F each person counted. 调查全班每个人数出了多少个F。,2,F,F,E,E,E,F,E,F,F,E,E,E,E,E,F,E,F,E,E,F,E,E,F,E,F,E,E,E,F,E,E,E,F,E,E,E,E,F,E,F,E,E,F,E,F,E,E,E,F,F,E,E,E,E,E,E,F,E,E,E,E,F,E,F,E,E,E,F,E,E,E,E,E,F,E,E,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,E,E,E,E,E,F,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,E,E,F,E,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,E,F,F,E,E,E,E,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,E,E,E,E,E,F,E,E,F,E,E,E,F,E,F,F,F,F,E,E,E,E,E,E,E,F,E,E,F,E,E,F,E,E,E,E,F,E,E,E,E,E,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,F,F,E,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,E,E,F,E,E,E,F,E,E,E,E,F,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,E,F,E,E,E,E,F,E,E,E,E,F,E,F,E,3,Note: E-F Game 注释：E-F游戏,Explain that they were inspectors in a plant that produces Es, and that Fs are defective Es. 说明他们是生产E的工厂检查员，而且F是有缺陷的E。 if you didnt finish, you are too slow and are fired 如果你没有数完，说明你的速度太慢，这会被解雇。 if you counted more F than there are, you have thrown out good product 如果你数出的F比幻灯片上的F多，说明你扔掉了好的产品 if you counted fewer F than there are, you have let defective product get to the customer 如果你数出的F比幻灯上的F少，说明你把有缺陷的产品提供给了客户,4,Note: E-F Game 注释：E-F游戏,if you got the right number, do you think you could keep this up for 8 hours? 如果你数出的数目正确，你认为你能让它保持8个小时 吗？ what do you think of inspection as a means of control? 你认为检查可以作为一种控制方法吗？,5,练习：如何测量一只足球?,测量系统分析,6,为什么有差异? 难度我们测量的不是同样的物体吗?,7,足球练习的 观察偏差,为什么有测量差异?,如何改进我们的测量?,8,收集数据的能力的关键!,测量系统：不仅指量具。 测量系统包括 人（及其培训） 过程 （测量程序） 设备（量具或测量工具） 系统的控制点 及所有这些因素的相互作用 测量总偏差 : 2 = 2 + 2 总的观察偏差 过程偏差 测量系统偏差,测量是一个能影响所观察的偏 差和中心值的过程,9,变化和偏差的可能根源,为处理实际过程偏差，必须首先确定因测量系统导致的偏差， 并将其与过程导致的偏差区分开来,处理,输入,输出,输入,测量过程,输出,观察 测量 数据,部件 (举例),实际过程偏差,测量过程偏差,观察到的过程偏差,10,测量对象正确吗? 测量系统的分辨率足够反应出偏差吗? 测量误差有多大？ 测量误差来源有那些？ 测量系统能保持长期稳定吗？ 操作者之间的测量系统一致吗？ 我们能如何改进测量系统？,必须回答下列问题,11,评估测量过程 ,分辨率?,“精确性” (R&R),校准?,稳定性?,线性?,偏 移?,OK,OK,OK,OK,OK,“最高原则:” 测量系统应该至少能测出上下规范限间距的1/10或上下规范之间至少有10个刻度 例如下规范是5lb.上规范是10lb.，极差是5lb，测量设备应至少有0.5lb.的刻度,测得最小变化范围的能力,测量系统分辨率:,13,分析天平 .0001 g,船 运秤 1 lb,卡车过磅秤 100 lb,测量系统分析例子: 给一家客户船运的包裹,平均重量为50 LB/包,按照每增加10LB收费,你会采用哪种计量器?,测量系统分辨率:,14,24小时内发生了百分之几的SPA申请?,客户各称_ 接受到的SPA申请_ SPA签署的日期 _,采用这种表格:,这样收集的数据可以回答以上的问题吗?,测量系统分辨率:,15,测量系统分辨率:,客户:大兄弟供应公司 投诉 数目 总数 迟到 IIII 4 破损 IIIII I 6 其它 IIIII IIIII IIIII 15 25,客户投诉最多是那一方面?,16,分辨率?,“精确性” (R&R),校准,稳定性?,线性,偏移?,OK,OK,OK,OK,现在我们的量具有足够的分辨率,下 一步要考虑会么?,准确性(居中性)精确性(离散性),No,准确?,精确?,Yes,Yes,No,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,No,准确?,精确?,Yes,Yes,No,No,准确?,精确?,Yes,Yes,No,No,准确?,精确?,Yes,Yes,No,18,偏 移,测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别,真实值,偏 移,观察的平均值,-系统误差或偏移,19,测得的温度,实得温度,线性,非线性,非线性,20,10,30,40,10,20,30,40,例2:,例1:,线性,在测量设备范围内，测量值大小不一样。,绿带课程总效果 10-最好! 9 -好极! 8 -特别好! 7 -极好! 6 -很好! 5 -较好 4 -好 3 -一般 2 -较差 1 -很差,20,稳定性,测量系统的分布(s and s2) 长期应该保持稳定 没有漂移，突然偏移，循环等. 利用控 制图进行 评估,采用长期的测量设备计划以维持稳定性.,分辨率?,“精确性” (R&R),校准?,稳定性?,线性?,偏 移?,OK,OK,OK,OK,21,所有的测量系统需要校准: 校准时可参考 量具制造者的建议。 定期对操作员培训考核。 相关软件,线性?,OK,分辨率?,“精确性” (R&R),校准?,稳定性?,偏移?,OK,OK,OK,OK,对比一个已知的真实值检查测量系统 或 相对于一个已知的标准调整量具校准测量系统,校准,22,是否有详细的检验/测量程序？ 是否有详细的过程流程图？ 测量者接受过培训或考核？ 是否按正确的方式对仪器 进行校准？ 测量误差有多大？ 量具的分辨率足够吗？ 测量误差的来源是什么？ 测量系统是否长期稳定？,关于测量系统的分析的问题,连续数据的测量系统,24,“精确性” (R&R)?,分辨率？,校准?,稳定性?,线性?,偏移?,OK,OK,OK,OK,OK,Gage R & R,评估测量过程,如何确定偏差来源的数量（源于过程和量具的）,25,(重复性和再现性),精确性描述了测量系统的偏 差 重复性- 偏差由量具本身造成 再现性- 偏差由测量者的技巧造成,两 个组成部分,测量系统,重复性,再现性,精确性,26,测量系统的固有变动性 在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力 或. 在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏 差 同一测量者 同样的没备 同样的工件 同样的环境的条件,重复性（精确度的一个组成部分）,27,在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。 不同条件下测量结果的偏差. 不同的测量人员 不同的设备 不同的测量工件 不同的环境条件,再现性也有两 个组成部分,再现性,28,测量者与工件的关系,对某一工件，不同的测量者可能有相似的测量值（工件2） 对另一工件（工件3）不同的测量者的测量值有显著的差别。,part 1,part 2,part 3,Overall Length,对所有工件，不同的测量者都会产生 差异 测量者的差异根据测量工件的不同而不同,1,3,2,1,1,3,3,2,2,29,重复性和再现性与容 差的百分比,1,精度与容差的比率,“重复性和再现性与总过程 偏差的百分比”,2,重复性和再现性的贡献百分比,区分类别数”,3,分辨指数,量具相对于规范的测量能力,量具相对于过程偏差的测量能力,OR,测量系统的能力- 3个重要指数,30,如何执行测量系统的分析?,步骤 I,验证“量具”的校准,步骤II,选择工件和测量者执行测量.,步骤III,用Minitab软件评估数据,步骤 IV,分析，解释结果,步骤 V,检查是否有不合格的测量单位,步骤 VI,你的长期量具计划将是什么？,计划对测量系统的下次评估?,31,分析的目的,为了估计真实的测量系统在其常规使用（遵行下列步骤）偏差: 1. 校准并验证量具在正常状态下 2. 用常规量具测量工件. 3 用实际的生产件. 4. 选用有经验的测量者. 5.在正常环境下执行分析.,工作日的真实缩写,32,23个测量者 10个待测工件 每一个测量者应测量所有工件2-3次 使 用代表整个过程偏 差的工件 随机性是非常重要的,数据收集,33,作为Gourmet Ziti公司的质量检查员，你的第一份指定工作是保证Ziti 产品的总长度在规范限内。 为了达到这一目的 , 你必须完成量具重复性和再现性研究，以确保你的量具能够进行相关测量。 ziti产品的规范是 45 +/- 5 mm. 用记录表和所提供的测量工具 , 要求 2-3名Ziti 质量检验员测量重复测量样本2次(随机次序) ，记录测量结果。然后用Minitab做一个完整的量具重复性和再现性分析 。 准备好向全班同学展示!,连续数据的量具重复性和再现性练习:,34,连续变量测量系统分析,35,Minitab要求数据排成3 列.,堆积数据：把所有工件放在1 列， 所有测量者放在第2 列，测量结果 放在第3列. 这意味着如果 有: 10 工件 2 个测量者 2 次重复测量 则两列长度将有40格工件编号将 重复4 次。,36,可接受的范围,%容差百分比,30%,8%,%分辨指数,5,10,%贡献百分比,30%,10%,%容差百分比,30%,10%,利用Excel的方法判断,%贡献百分比,7.7%,2.0%,ANOVA 法,不接受 可疑 接受,不接受 可疑 接受,不接受 可疑 接受,如果手工计算. （不用Minitab),测量系统的偏差占容差的百分比,测量系统准确测量过程偏差的能力指数 显示测量系统检测产品偏差（过程偏移和改进）的能力,测量系统的偏 差占偏 差的百分比.,37,测量系统小结,步骤 I,量具校准（验证),步骤 II,试验并收集数据（检查抽样规则）,步骤 III,步骤 IV,分析解释结果,确认重复性再现性，测量者与工件关系及全部测量系统偏差相于总的观察偏差的贡献百分比，容差百分比和分辨指数。,用Minitab评估数据,逻辑数据的测量系统,39,逻辑数据的量具重复性和再现性分析: 基本概念,将工件与规范限相比较，并判定通过/不通过 。 逻辑数据的量具研究通常由2 - 3 个观测者测量20 - 30个工件。 如果所有的测量结果都一致，接受该测量系统，否则必须改进测量系统 。 好系统的标准是有效率得分 = 100% !,40,逻辑数据的量具重复性和再现性:,一家小照明公司的客户服务经理Sally想知道客户退货的根本原因。 她知道所有LLC的外部缺陷都有一个编号，以便于公司内部进行分析。 用于退货的编号有: 111: 客户订货错误 112: 发货错误 113: 客户服务代表错误 114: 销售员错误 115: 运输商错误 116: 生产错误 Sally知道编号是由客户服务中心和财务部定义的。另外, 每个相关的员工都可以得到编号的定义。 为了消除主观性, 她需要验证编号系统 ，以确定编号分析的结果准确代表客户退货的根本原因。 为了确定20种情况下的编码标准， Sally 请客户服务中心的3个资深经理给每一种情况编号。 她选择了3 个客户服务代表来检验客户退货原因编号系统的重复性 ，这个实验在同一个星期的不同日期的不同时间进行3次。,41,逻辑变量 G R&R 结果-情况 1,采取什么措施改进该测量系统的有效性？,42,逻辑变量G R&R 结果-情况 2,采取什么措施改进该测量系统的有效性?,43,逻辑变量G R&R 结果-情况 3,采取什么措施改进该测量系统的有效性?,44,现在经过新定义和培训，该测量系统的有效率得分为 100% 而合格！