汽车行业测量系统分析(非常经典).ppt
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汽车行业测量系统分析(非常经典).ppt
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测量系统测量系统人类的生活与工作离不开数据人类的生活与工作离不开数据,在产品的在产品的统计质量管理中数据的使用极其频繁和相当统计质量管理中数据的使用极其频繁和相当广泛广泛,所有统计质量管理的方法都是以数据为所有统计质量管理的方法都是以数据为基础而建立起来的基础而建立起来的.如果数据失真或误差很大如果数据失真或误差很大,都会导致分析失效、决策失败。
因此,在应都会导致分析失效、决策失败。
因此,在应用统计分析方法时,应首先把注意力集中在用统计分析方法时,应首先把注意力集中在数据的质量上,为此,必须对获得数据的测数据的质量上,为此,必须对获得数据的测量系统进行考察。
数据是通过测量获得的。
量系统进行考察。
数据是通过测量获得的。
测量:
指以确定实体或系统的量值大小为目测量:
指以确定实体或系统的量值大小为目标的一整套作业。
什么叫一整套作业呢?
标的一整套作业。
什么叫一整套作业呢?
一整套作业一整套作业给具体事物(实体或系统)赋值给具体事物(实体或系统)赋值的过程。
过程的输入有:
人(合格的过程。
过程的输入有:
人(合格的操作者)、机(量具和必要的设的操作者)、机(量具和必要的设备和软件)、料(实体或系统)、备和软件)、料(实体或系统)、法(操作程序)、环(必要的测量法(操作程序)、环(必要的测量环境),过程的输出就是测量或测环境),过程的输出就是测量或测量结果,或简称数据,又称测量系量结果,或简称数据,又称测量系统。
请看示意图。
统。
请看示意图。
测量系统示意图测量系统示意图赋赋值值操作者操作者设备设备软件软件被测事物被测事物操作程序操作程序测量环境测量环境数据数据(测量结果)(测量结果)表征数据质量的统计指标什么是高质量的数据什么是高质量的数据呢?
通常用来表征测量呢?
通常用来表征测量数据质量高低的统计指数据质量高低的统计指标是偏倚(标是偏倚(bias)和变差和变差(variation)偏倚表示多次测量结偏倚表示多次测量结果的平均值与基准值之果的平均值与基准值之差,基准值可通过更高差,基准值可通过更高级别的测量设备进行多级别的测量设备进行多次测量取平均值来确定。
次测量取平均值来确定。
基准值偏倚示意图偏倚什么叫变差什么叫变差?
变差用来表示在相同的条件下进行多次重复测量结果的变异程度,常用测量结果的标准差或过程变差PV表示。
这里的过程变差是指99%的测量结果所占区间的长度。
请看示意图:
PV=5.1599%0.0050.005偏倚与变差示意图测量数据质量高既要求偏倚小测量数据质量高既要求偏倚小,又又要求变差小要求变差小.若偏倚与变差中有一项或若偏倚与变差中有一项或两项都大两项都大,都不能说测量数据质量高都不能说测量数据质量高,请看示意图请看示意图.偏倚偏倚偏倚偏倚小小小小变差小变差小变差小变差小偏倚偏倚偏倚偏倚大大大大变差小变差小变差小变差小偏倚偏倚偏倚偏倚小小小小变差大变差大变差大变差大偏倚偏倚偏倚偏倚大大大大变差大变差大变差大变差大实例实例一测量员对基准值为一测量员对基准值为L=0.80mm的样品重的样品重复测量复测量10次次,所得测量值为所得测量值为:
0.750.750.800.800.650.800.750.750.750.70其平均值与偏倚分别为其平均值与偏倚分别为:
X=xii=0.75=0.75偏倚偏倚=X-L=0.75-0.80=-0.05这表明测量的平均值比基准值低了这表明测量的平均值比基准值低了0.05mm.11010i=1107.5影响数据变差有两类因素影响数据变差有两类因素(即波动的原因即波动的原因):
偶偶然因素与异常因素然因素与异常因素.当测量系统仅受偶然因素影响当测量系统仅受偶然因素影响时时,测量数据的标准差可用极差测量数据的标准差可用极差R估计估计:
=R/d22=0.15/3.078=0.04873R=xmaxmax-xminmin=0.80-0.65=0.15过程变差过程变差PV=5.15=0.2509当测量系统既受偶然因素影响当测量系统既受偶然因素影响,又受异常因素影又受异常因素影响时响时,其标准差可用测量数据的标准差估计其标准差可用测量数据的标准差估计:
=0.04714(电脑计算标准偏差便可电脑计算标准偏差便可)过程变差过程变差PV=5.15=0.2428这这表明如果重复测量表明如果重复测量,则将有则将有99%的测量结果落在的测量结果落在长为长为0.25的区间内的区间内.测量系统要有足够的分辨力测量系统的分辨力测量系统的分辨力(discrimination)是指是指测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力的能力.如某量具能识别长度中如某量具能识别长度中0.01mm的变化的变化,但不能识别长度中但不能识别长度中0.001mm的的变化变化,对这种量对这种量具而言具而言,4.361与与4.362都是都是4.36,这时这时,0.01就是就是量具的分辨力量具的分辨力.每个测量系统都能有自己的分辨力每个测量系统都能有自己的分辨力,在分辨在分辨力范围内力范围内,该测量系统能识别零件之间的差别该测量系统能识别零件之间的差别,但在分辨力范围之外但在分辨力范围之外,该测量系统将无能为力该测量系统将无能为力.没有一个测量系统能识别一切被测特性没有一个测量系统能识别一切被测特性.测量系统的选用一个测量系统被选用一个测量系统被选用,它一定具有足够的分辨它一定具有足够的分辨力力.“足够足够”指指:
(1)测量系统的波动比制造过程的波动小测量系统的波动比制造过程的波动小,最多为后最多为后者的者的1/10;
(2)测量系统的波动小于公差限测量系统的波动小于公差限,最多为公差限的最多为公差限的1/10.若波动大小用各自的标准差表示若波动大小用各自的标准差表示,表示测量系统表示测量系统的标准差的标准差,11表示制造过程的标准差表示制造过程的标准差,d表示公差限表示公差限,则一个测量系统具有足够的分辨力是指则一个测量系统具有足够的分辨力是指:
min(,)10110d举例说明如果测量系统没有足够的分辨力如果测量系统没有足够的分辨力,就不能定就不能定量地表示单个零件的特性值量地表示单个零件的特性值,也不能识别制造过也不能识别制造过程所发生的波动程所发生的波动,这时这时,应放弃使用该测量系统应放弃使用该测量系统,而改用更好的测量系统而改用更好的测量系统,使它具有足够的分辨力使它具有足够的分辨力.但应注意的是但应注意的是,有时使用分辨力过高的测量系统有时使用分辨力过高的测量系统意味着什么意味着什么?
.下面采用分辨力为下面采用分辨力为0.001与与0.01的测量系统分别的测量系统分别做做X-R控制图控制图浪费浪费浪费浪费分辨力为0.001的X-R控制图3SL=0.1143X=0.1092-3SL=0.10423SL=0.0.01855R=0.008773-3SL=0.000分辨力为0.01的X-R控制图3SL=0.1151X=0.1098-3SL=0.10463SL=0.01931R=0.009130-3SL=0.000图例说明图例说明从以上的图例不难看出从以上的图例不难看出,使用分辨使用分辨力为力为0.001的测量系统的测量系统,其控制图能清其控制图能清楚的表示出来楚的表示出来,显示了测量系统有足够显示了测量系统有足够的分辨力的分辨力.而使用分辨力为而使用分辨力为0.01的测量的测量系统系统,其控制图上的波动明显减小其控制图上的波动明显减小,由由于四舍五入的结果于四舍五入的结果,看上去过程好像失看上去过程好像失控了控了.特别是在特别是在0.01的控制图上的控制图上,只有只有4个不同的极差值个不同的极差值,这是分辨力不足的表这是分辨力不足的表现现.测量系统测量系统在规定的时间内在规定的时间内要保持统计稳定性要保持统计稳定性这是一项基本要求这是一项基本要求.评价测量系统是否保评价测量系统是否保持统计稳定性可用持统计稳定性可用X-R控制图控制图.因为测量系统因为测量系统可以看成一个制造可以看成一个制造(数据数据)的过程的过程,因此用于判因此用于判断过程稳定性的各种过程控制图都可用来评价断过程稳定性的各种过程控制图都可用来评价测量系统的稳定性测量系统的稳定性.差别在于现在不是从生产差别在于现在不是从生产线上随时抽取样品作控制图线上随时抽取样品作控制图,而是选定标准件而是选定标准件或标准样品在一定时间内经常反复地测量此标或标准样品在一定时间内经常反复地测量此标准件或标准样品准件或标准样品,用测量值来作控制图用测量值来作控制图,考察其考察其稳定性稳定性.如何操作呢如何操作呢?
让我们一起学习吧让我们一起学习吧!
如何用测量系统控制图如何用测量系统控制图?
(1)选定标准件或标准样品选定标准件或标准样品,在选定的时间点上在选定的时间点上(如每日一次或每周一次或一月一次等如每日一次或每周一次或一月一次等)对其进行重对其进行重复测量复测量,譬如每次测量譬如每次测量35回回;
(2)作作X-R控制图控制图;(3)分析控制图分析控制图,看有无异常现象出现看有无异常现象出现;(4)在消除由异常原因引起的异常现象后在消除由异常原因引起的异常现象后,则可则可认为测量过程统计是稳定的认为测量过程统计是稳定的,这时可估计测量系统这时可估计测量系统的标准差的标准差=R/d22,其中其中R为平均极差为平均极差.另外另外,如有需如有需要要,可计算该测量系统的过程变差可计算该测量系统的过程变差PV=5.15,考察考察过程变差是否符合要求过程变差是否符合要求.考察测量系统稳定性的注意点
(1)1)测量系统的外部条件是什么测量系统的外部条件是什么测量系统的外部条件是什么测量系统的外部条件是什么?
譬如譬如譬如譬如,有的测量系统要有的测量系统要有的测量系统要有的测量系统要预热一段时间后才能进入稳定工作状态预热一段时间后才能进入稳定工作状态预热一段时间后才能进入稳定工作状态预热一段时间后才能进入稳定工作状态,这时就要明确这时就要明确这时就要明确这时就要明确提出该测量系统的预热时间提出该测量系统的预热时间提出该测量系统的预热时间提出该测量系统的预热时间;
(2)
(2)若测量系统已达到稳定状态若测量系统已达到稳定状态若测量系统已达到稳定状态若测量系统已达到稳定状态,但该系统的标准差或但该系统的标准差或但该系统的标准差或但该系统的标准差或过程变差没有符合要求过程变差没有符合要求过程变差没有符合要求过程变差没有符合要求,则应设法减小系统的标准差则应设法减小系统的标准差则应设法减小系统的标准差则应设法减小系统的标准差.造成测量系统标准差过大的一个可能原因是由系统与造成测量系统标准差过大的一个可能原因是由系统与造成测量系统标准差过大的一个可能原因是由系统与造成测量系统标准差过大的一个可能原因是由系统与它周围环境有关引起的它周围环境有关引起的它周围环境有关引起的它周围环境有关引起的.如如如如,测量某容器内液体的体积测量某容器内液体的体积测量某容器内液体的体积测量某容器内液体的体积,若所使用的测量系统对周围环境温度很敏感若所使用的测量系统对周围环境温度很敏感若所使用的测量系统对周围环境温度很敏感若所使用的测量系统对周围环境温度很敏感,则会引起则会引起则会引起则会引起测量数据的变差变大测量数据的变差变大测量数据的变差变大测量数据的变差变大,因此改进测量系统使其对环境温因此改进测量系统使其对环境温因此改进测量系统使其对环境温因此改进测量系统使其对环境温度不敏感是很重要的度不敏感是很重要的度不敏感是很重要的度不敏感是很重要的,(3)(3)一个测量系统的稳定性能保持多久一个测量系统的稳定性能保持多久一个测量系统的稳定性能保持多久一个测量系统的稳定性能保持多久?
即测量系统的即测量系统的即测量系统的即测量系统的实际使用寿命有多长实际使用寿命有多长实际使用寿命有多长实际使用寿命有多长.因此因此因此因此,到一定时间需要有高一级到一定时间需要有高一级到一定时间需要有高一级到一定时间需要有高一级的测量系统对其进行一次校正的测量系统对其进行一次校正的测量
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