第五章 过程控制和统计过程控制

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1、第五章过程控制和统计过程控制目的和要求：了解统计过程控制，理解测量系统的特性和几个概念，理解过程能力及过程能力指数（短期和长期）的概念，掌握测量系统分析的ANOVA方法及其Minitab输出结果的意义，掌握短期（和）和长期过程能指数（和）的计算，以及水平、ZBench的计算，了解过程能力指数与不合格品率的关系。第一节测量系统分析一、测量系统及其性质数据是由测量的来的，测量的结果能否代表被测量物体的真实值，测量误差有哪些部分组成，有多大，如何确定，什么样的测量误差可以接受，什么样的又不能接受呢？这都是我们在利用测量数据进行分析决策之前所关心的问题。（一）测量系统测

2、量系统是与测量有关的人、测量仪器/工具软、硬件、测量对象、测量方法和环境的总称。（二）测量系统的几个特性和概念1、准确性用同一测量仪器由同一测量人员测量同一样品，并重复无限多次，测量结果的平均值与真值之间会存在差异，差异大小就反映了该测量系统的准确性。偏差分析可利用单样本的T-检验来确定是否有偏差，即：H0：Bias=0H1：Bias≠0。利用Minitab可按如下步骤进行：Stat→BasicStatistics→1-Samplet.2、精密度精密度包括反复性和再现性（1）反复性（Repeatability）由同一测量人员用同一测量仪器在较短时间内重复测量同一

3、测量对象时所存在的差异，即测量值的变动，此变动称为EV(EquipmentVariation)，是因为测量仪器引起的变动。（2）再现性（Reproducibility）由几个不同的测量人员用同一测量仪器对同一被测对象进行测量时存在的差异。此变动称为AV(AppraiserVariation)，是因为测量者引起的变动。当EV>AV时，需要考虑是否是测量工具的精度不够，或测量工具本身测量不稳定。当EV

4、一被测对象时存在的差异，反映随时间的变化对同一物品测量结果变动的程度。4、线性性（Linearity）线性性用以衡量测量系统在不同的测量范围的测量值与被测对象真值的差异大小。二、测量误差测量数据的误差是由被测量对象的实际误差和测量系统误差两部分组成，若用σ总表示总误差，σ产品表示被测对象误差，σ测量表示测量误差，则有：σ2总=σ2产品+σ2测量。下图（图5-1）测量误差的构成及来源。三、合理分组（RationalSubGrouping）（一）组内误差和组间误差合理分组是测量阶段收集数据的一种策略，通过合理分组可以分短期和长期误差，从而可以确认过程目前的问题是技术

5、实力不够（ZST太小），还是控制水平差（ZST与ZLT差异太大）。收集数据时，要求每组内的数据只包含偶然因素引起的误差，即组内误差；组与组之间存在异常原因引起的误差和偶然因素引起的误差，即组间误差；这样收集的数据可对过程的长期能力和短期能力分别作出评估。测量仪器误差总误差测量系统误差被测量对象误差测量人员误差准确性线性性稳定性反复性测量人员误差测量人员和被测量对象交互作用误差四、GageR&R（一）GageR&R的基本条件1、选定测量仪器：Gage必须选定能够读出Process的变动或Spec允许误差10%以下的最小测量单位的测量仪器。2、Sample的准备：不

6、能随意准备样品，而是按照事先计划的包含变动或Spec全范围的样品。这是为了确认测量系统能否读出已知特性值来判定测量系统能否被接受。3、测定者：须确定2～3个典型的测定者（二）GageR&RStudy1、基本公式TotalVariance(总误差)=TotalGageR&R=%R&R=TotalGageR&RSV/Tolerance=5.15测量/Tolerance，又记为：%Tolerance，Gage变动与公差的比值，用于判定部品合格与否的信赖性判断。%Study=TotalGageR&RSV/TotalVariance，用于测定系统的信赖性判断。2、Gage

7、R&R的判断基准%R&R≤20%，测量系统可以接受；20%≤%R&R≤29%，有条件接受，即考虑成本费用后决定；%R&R≥29%，测量系统不可以接受，应寻找改善措施。3、NumberofDistinctCategories的判断基准NumberofDistinctCategories=1.41×(σP/σGageR&R)若NumberofDistinctCategories=0～1：不能使用该测量系统（改善测量系统）；若NumberofDistinctCategories=2～4：有条件的接受该测量系统；若NumberofDistinctCategories≥5

8、：可以接受该测量系统。五