浅谈计量型测量系统分析

石爱厚 马国栋

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

1概述

数据是通过测量得到的，数据的准确性取决于可靠的测量系统，正确执行测量系统分析是有效利用数据的基础，本文主要论述了计量型测量系统分析方法。

2计量型测量系统变差：计量型测量系统变差包括稳定性、偏倚、线性、重复性和再现性。测量系统分析就是对每项变差进行分析，确定其是否可以接受。

3计量型测量系统分析时机：执行SPC前；新测具、新测量人员；环境发生明显变化；定期分析；测具进行重大维护后。

4计量型测量系统分析实施

本文主要讨论重复性和再现性分析，即GageR&R分析，对其它特性，各公司的计量部门应进行保证。

4.1 分析前提条件：a)测量设备的分辨率应为所测特性公差的1/10或更好；b）测量设备的稳定性、偏倚和线性符合要求；c）建立了测量过程操作说明，规定如何测量和记录；d）具有能进行测量系统分析的人员。

4.2 分析前期策划：通常选择10个零件、3名测量人员、分别测量3次。选择的零件应能代表整个加工过程变差，即包括中差和极限状态的零件，测量人员应来自不同的班次和团队并经常执行测量工作；利用Minitab软件的“创建量具R&R研究工作表”功能产生随机化数据收集表。

4.3 零件测量和数据记录：保证测量采用同样的方法并对同一位置按数据收集表顺序进行盲测，对于数显测具应读取到结果的最后一位小数，对于模拟测具应估读到最小刻度的1/2。记录测量结果，并记录异常情况。

4.4 结果产生：利用Minitab软件的“量具研究”功能，对测量系统的重复性和再现性进行分析。Minitab会输出数据和图形结果。

4.5 接受准则：一般接受准则为：a)如%公差的结果小于10%说明是理想的测量系统；结果在10%-30%之间时，需要依据所测特性重要程度、量具成本和维修费用来判断该测量系统是否可以接受；结果大于30%表明测量系统不可接受；b)可区分类别数大于等于5时测量系统可以接受；可区分类别数小于5时，测量系统不可接受。

图1

图2

图3

图4

4.6 图形分析和改进：根据图形结果可以大体确定影响测量系统结果的主要因素。图1的柱形高度表明变异贡献大小。如果零件间的柱形很高，表明大部分变异是由于零件间的差异所致，这是理想情况；如果重复性的柱形很高，表明测量人员每次的测量结果不一致；如果再现性的柱形很高，表明不同测量人员的测量结果不一致，通过分析该图形可以帮助我们确定变异的主要来源。图2表明测量人员前后测量的差异大小。可见测量人员B的前后测量值差异很大，需要调查为什么测量人员B在测量部件2和8时测量差异较大。图3表明测量部件的均值状态。应保证超过50%的点落在控制限之外，表明变异主要是由于部件间的差异所致,如果大部分点落在控制限之内，表明测量系统不能对零件进行区分，即测量系统造成的变异掩盖了过程波动，说明选择的零件没有代表性或测量系统不合适。同时，该图形理想的状态是三名测量人员的结果图形一致，如果图形不一致，表明不同测量人员的测量方式不同，需要进行调查。图4将所测零件的全部测量结果用○表示，并将计算的均值用+表示，如果测量结果差异较大，图形散布较大，如果测量结果一致性较好，图形散布较小，如图，零件2、4、8、10的测量结果散布较大，需要调查原因。

结语

上述仅是常用的计量型测量系统分析方法，此外还有极差法，测量过程能力指数法等，在零件数量不能满足要求时可考虑使用这些方法。

［1]Chrysler,Ford,GM.测量系统分析参考手册[M].2002.