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发表于 2004-12-21 21:28:52
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测量系统R & R分析(均值—极差法)
这里介绍常用的均值—极差法,用来研究测量系统的双性:R & R。它也称大样法(Long Method)。
研究R & R的前提是测量系统已经过校准,而其偏倚、线性及稳定性已经过评价并认为可接受。
以下举一典型情况说明此方法
1 确定M名操作者A、B、C……,选定N个被测零件,按1、2、……,编号。被选定零件尽可能反映整个过程的变差。
1.1 测取数据:A以随机顺序测取所有数据并记录之,B、C:在不知他人测量结果的前提下,以同样方法测量各零件的数据并记录之。
再以随机顺序重复上述测量r次(如2~3次)。
2 数据处理
2.1 极差计算
2.2 均值计算
3 结果分析
以下计算的变差均以99%的正态概率为基础,即变差=5.15σ。
3.1 重复性
3.2 再现性
3.3 测量系统双性(R & R)
3.4 零件变差
3.5 总变差
3.6 各变差占总变差的百分比
%AV=AV/TV X 100%
%R&R=R&R/TV X 100%
%PV=PV/TV X 100%
%EV=EV/TV X 100%
应同时将EV、AV、R&R各值与公差带宽度比较,得出各变差占公差带的百分比。
%R&R可接受的条件是:
<10%可接受;
10~30%——有条件可接受;
>30%——不可接受,应改进。
量具重复性和再现性(R&R)的可接受性准则:
数值<10%的误差测量系统可接受 .
10%<数值<30%的误差测量系统可接受或不接受, 决定于该测量系统之重要性, 量具成本、修理所需之费用等因素,可能是可接受的 .
数值>30%的误差测量系统不能接受, 须予以改进. 进行各种势力发现问题并改正,必要时更换量具或对量具重新进行调整, 并对以前所测量的库存品再抽查检验, 如发现库存品已超出规格应立即追踪出货通知客户, 协调处理对策 .
习题:
XYZ公司根据控制计划中要求针对游标卡尺作R&R分析,选定3名操作者A、B、C,选定10个被测零件,按1、2、……10编号,其所测结果均记录在表17-2中,请根据该表所测结果计算:EV=?,AV=?,R&R=?,PV=?,TV=?,%EV=?,%AV=?,%R&R=?,%PV=?,根据%R&R的计算结果请判定此游标卡尺是否符合要求?
稳定性分析之执行 :
选取一个样品, 并建立可追溯标准之真值或基准值, 若无样本则可从生产线中取一个落在中心值域的零件, 当成标准值, 且应针对预期测试值的最低值,最高值及中程数的标准各取得样本或标准件, 并对每个样本或标准件单独测量并绘制控制图.(所以可能是须做三张控制图来管制仪器之高、中、低各端,但一般而言,只需做中间值那个就可以了)
定期(时、天、周)对标准件或样本测量3~5次. 注意, 决定样本量及频度的考虑因素应包括要求多长时间重新校正或修理次数, 测量系统使用的频度与操作环境(条件)等.
将测量(数据)值标记在X-R CHART 或X–S CHART上.
计算管制界限, 确定每个曲线的控制限并按标准图判断失控或不稳定状态 。
计算标准差, 并与测量过程偏差相比较, 以评估测量系统的重复性是否适于应用.不可以发生此项之标准大于过程标准差之现象,如果有发生此现象,代表测量之变异大于制程变异,此项仪器是不可接受的 。
稳定性之判定:稳定性之判定一般之方式和控制图之判定方式是一致的,(一)不可以有点子超出控制界限,(二)不可以有连续三点中有二点在A区或A区以外之位置,(三)不可以有连续五点中有四点在B区或B区以外之位置,(三)不可有连续八点在控制图之同一侧,(四)不可以有连续七点持续上升或下降之情形;如果有以上之情形,代表仪器已不稳定,须做维修或调整,维修及调整完后须再做校正以及稳定性之分析 。
偏倚分析之执行 :
独立取样法 :
选取一个样品, 并建立可追溯标准之真值或基准值, 若无样本则可从生产线中取一个落在中心值域的零件, 当成标准值, 且应针对预期测试值的最低值,最高值及中程数的标准各取得样本或标准件,每个样本都要求单独分析,并对每个样本或标准件测量10次, 计算其平均值, 将其当成 “基准值” .
由一位作业者以常规方式对每个样本或标准件测量10次. 并计算出平均值, 此值为 “观测平均值” .
计算偏倚 :
偏倚= 观察平均值 – 基准值
制程变异= 6δ
如果需要一个指数,把偏倚乘以100再除以过程变差(或公差),就把偏倚转化为过程变差(或公差)的百分比,偏倚占过程变差的百分比计算如下:
偏倚%=100[(偏倚)/过程变差]
偏倚占公差百分比采用同样方法计算,式中用公差代替过程变差。
判定:针对偏倚之部份,判定之原则为:
重要特性部份其偏倚%须<=10%;
一般特性其偏倚%须<30%;应依据仪器之使用目的来说明其接受之原因。
其偏倚%大于30%者,此项仪器不适合使用。
如果偏倚较大,查找以下可能的原因:
标准或基准值误差,检验校准程序。
仪器磨损,主要表现在稳定性分析上,应制定维护或重新修理的计划。
制造的仪器尺寸不对。
仪器测量了错误的特性。
仪器校准不正确,复查校准方法。
评价人员操作仪器不当,复查检验方法。
仪器修正计算不正确。
线性分析之执行
独立取样法 :
针对产品所须使用之范围,利用标准件或产品样本(一般区分为五个等分,其范围须包括产品之规格公差之范围)来做仪器之线性分析,如果是采用标准件须有真值,如果是使用产品样本时,则这些的产品样本须先经精密测量十次以上,再予以平均,以此当做是「真值」或「基准值」 。
由一位作业者以常规方式对每个样本或标准件测量10次. 并计算出平均值, 此值为 “观察平均值” .
计算偏倚 :
偏倚= 观察平均值 – 基准值
过程变差= 6δ
绘图 :
X轴=基准值
Y轴= 偏倚
其方程式为: y=a+bx
再分别计算其
截距,斜率,拟合优度,线性,线性%等
判定 :
针对重要特性其线性度%<5%
一般特性其线性度%<10%
线性度%>10%以上者判为不合格,此项之仪器不适合使用。
如果测量系统为非线性,查找以下可能原因:
在工作范围内上限或下限内仪器没有正确校准
最小或最大值校准量具的误差
磨损的仪器
仪器固有的设计特性
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