郑州航院质量工程II实验报告书.docx
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郑州航院质量工程II实验报告书
质量工程Ⅱ实验
报告
实验1：
测量系统分析——重复性和再现性
一、实验目的
目的：
设计测量系统的重复性和再现性实验，分析测量系统性能。
二、实验设备
测量系统：
直尺一把、凳子三把、操作者四名
分析工具：
Minitab等相关软件
3、实验要求
选定测量目标，设计测量系统的重复性和再现性实验，并回答下列问题：
1、阐述测量系统构成；
参考ISO/TS16949标准，测量系统是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器、量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。
2、说明详细方案步骤；
①首先，我们选择3把宿舍中凳子板面的宽度作为测量目标；
②我们随机选择4位组员作为操作者进行测量；
③我们决定让每个操作者随机测量每个凳子板面的宽度6次；
④设计表格，设计为三列：
Board（凳子编号）、Operator（操作者）、Wideth（测量数据）；
⑤将测量的数据存入Minitab中，绘图并分析。
3、①收集测量数据如表1所示：
表1测量数据
Board
Operator
Wideth
Board
Operator
Wideth
Board
Operator
Wideth
1
C
23.8
3
C
24.1
1
A
23.9
2
A
23.75
2
D
23.9
1
C
23.76
1
A
23.75
1
A
23.75
3
A
23.9
2
A
23.9
2
C
23.89
3
D
24.1
1
D
23.7
3
B
24
2
A
23.81
1
B
23.9
1
C
23.88
3
C
24.16
3
C
24.05
3
C
24.12
2
B
23.66
2
B
23.8
1
D
24
2
D
23.7
3
D
24
2
B
23.75
1
B
23.84
3
B
24.12
1
C
23.86
2
C
23.8
3
D
24.1
1
B
23.75
3
B
24.2
1
B
23.9
2
A
23.85
1
D
23.81
3
A
24.05
1
A
23.89
1
A
23.89
2
C
23.81
1
C
24
1
C
23.87
2
B
23.95
3
A
23.9
3
A
23.92
3
A
24.1
3
D
24
3
D
24.2
2
D
23.85
2
A
23.87
2
A
23.79
1
A
23.8
3
C
24.15
3
C
24.08
2
D
23.94
2
B
23.78
2
B
23.65
3
B
24.12
2
D
23.7
2
D
23.7
2
C
23.85
1
B
23.9
1
B
23.9
1
D
23.9
2
C
23.8
2
C
23.75
3
A
24.1
3
B
24.2
3
B
24.2
3
D
24.12
1
D
23.83
1
D
23.8
②将收集测量的数据输入Minitab中（历史标准差为0.098332，规格上限－规格上限=1.20cm）绘制Wideth的量具R&R（方差分析）图如图1所示：
图1Wideth的量具R&R（方差分析）图
③将收集测量的数据输入Minitab中绘制量具运行图如图2所示：
图2量具运行图
量具R&R研究-方差分析法
包含交互作用的双因子方差分析表
来源自由度SSMSFP
Board21.085790.54289348.16000.000
Operator30.021670.0072240.64080.616
Board*Operator60.067640.0112731.70470.136
重复性600.396770.006613
合计711.57186
删除交互作用项选定的Alpha=0.25
量具R&R
方差分量
来源方差分量贡献率
合计量具R&R0.007389425.01
重复性0.006612822.39
再现性0.00077672.63
Operator0.00000000.00
Operator*Board0.00077672.63
部件间0.022150874.99
合计变异0.0295403100.00
过程公差=1.2
历史标准差=0.098332
研究变异%研究变%公差%过程
来源标准差（SD）（6*SD）异（%SV）（SV/Toler）（SV/Proc）
合计量具R&R0.0859620.5157750.0142.9887.42
重复性0.0813190.4879147.3140.6682.70
再现性0.0278680.1672116.2113.9328.34
Operator0.0000000.000000.000.000.00
Operator*Board0.0278680.1672116.2113.9328.34
部件间0.1488320.8929986.5974.42151.36
合计变异0.1718731.03124100.0085.94174.79
可区分的类别数=2
4、分析变异分量图，说明哪项变异分量对测量系统变异贡献最大？
答：
由变异分量图易知：
重复性变异分量对测量系统变异贡献最大。
5、分析均值-极差图，说明是否所有操作员测量零部件都保持稳定？
答：
根据均值-极差图，可发现所有操作员测量零部件都保持稳定。
6、分析操作员与零部件交互作用图，说明各个操作员之间是否存在差异？
答：
根据操作员与零部件交互作用图，可以发现B、C、D两个操作员之间差异不大，A操作员与其他操作员之间差异略大。
7、分析按零部件的比较图，说明哪个零部件在测量中具有最小的变异？
答：
根据零部件的比较图，可发现凳子1在测量中具有最小的变异。
8、分析按操作员的比较图，说明哪个操作员在测量时具有最大的变异？
答：
根据操作员的比较图，可以发现操作员B两者在测量数据时具有最大的变异。
9、分析量具运行图，说明哪个是显著性的变异来源：
重复性，再现性，或两者都是？
答：
根据量具运行图，可以发现重复性与再现性两者都是显著性的变异来源。
10、相对于总体研究变异来说，测量系统研究变异百分比为多少？
这种变异主要是由什么原因造成的？
参考AIAG标准是否能够接受此测量系统？
研究变异%研究变%公差%过程
来源标准差（SD）（6*SD）异（%SV）（SV/Toler）（SV/Proc）
合计量具R&R0.0859620.5157750.0142.9887.42
重复性0.0813190.4879147.3140.6682.70
再现性0.0278680.1672116.2113.9328.34
Operator0.0000000.000000.000.000.00
Operator*Board0.0278680.1672116.2113.9328.34
部件间0.1488320.8929986.5974.42151.36
合计变异0.1718731.03124100.0085.94174.79
可区分的类别数=2
答：
相对于总体研究变异来说，测量系统研究变异百分比为：
0.51577/1.03124=50.01%，这种变异主要是由重复性引起的，因为测量系统研究变异百分比为50.01%＞30%，所以参考AIAG标准是不能够接受此测量系统。
11、分析百分比方差，说明此测量系统是否精确？
研究变异%研究变%公差%过程
来源标准差（SD）（6*SD）异（%SV）（SV/Toler）（SV/Proc）
合计量具R&R0.0859620.5157750.0142.9887.42
重复性0.0813190.4879147.3140.6682.70
再现性0.0278680.1672116.2113.9328.34
Operator0.0000000.000000.000.000.00
Operator*Board0.0278680.1672116.2113.9328.34
部件间0.1488320.8929986.5974.42151.36
合计变异0.1718731.03124100.0085.94174.79
可区分的类别数=2
答：
量具总的R&R分析的高比率的研究变异50.01%＞30%显示测量系统有大量的误差，其中量具总的R&R与容差的比值为42.98%＞30%，说明测量系统不是准确的；此外，测量系统的过程百分比:
估计的标准差除以历史标准差结果为87.42%＞30%,说明测量系统不是精密的。
综上所述可知此测量系统不是精确的。
12、分析方差分析表，指出哪些因素影响显著？
这些因素说明测量中存在哪些问题？
答：
包含交互作用的双因子方差分析表
来源自由度SSMSFP
Board21.085790.54289348.16000.000
Operator30.021670.0072240.64080.616
Board*Operator60.067640.0112731.70470.136
重复性600.396770.006613
合计711.57186
删除交互作用项选定的Alpha=0.25
分析方差分析表，因为Board的值P（0.000）<α（0.05），所以可知Board因素影响显著，说明我们能区分测量系统里零部件（凳子）间的不同；又因为Operator的值P（0.616）>α（0.05）且Board*Operator的值P（0.136）>α（0.05），所以测量系统中的因素影响不显著，说明测量系统的变异与零件间的变异比较时过大。
实验2：
测量系统分析——线性和偏倚
一、实验目的
目的：
设计测量系统的线性和偏倚实验，分析测量系统性能
二、实验设备
测量系统：
色卡一张、八个典型值的标准色卡
分析工具：
Minitab等相关软件
三、实验要求
选定测量目标，设计测量系统的线性和偏倚实验：
1、阐述测量系统构成；
参考ISO/TS16949标准，测量系统是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器、量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。
2、说明详细方案步骤；
①首先，我们组准备了8个典型值的标准色卡作为参考标准；
②决定测量的次数：
决定对每一个标准值测量10次，共测量80次；
③设置表格,设计为4列，各是：
Patch（条）、TrueDensity（真值）、MeasuredDensity（测量值）、Bias（偏倚值）。
④将测量的数据存入Minitab中，绘图并分析。
3、列出收集测量数据，说明测量结果变异的主要来源；
①收集测量数据如表2所示：
表2测量数据
②将收集测量的数据输入Minitab中绘制MeasuredDensity的量具线性和偏倚研究图如下图3所示：
图3MeasuredDensity的量具线性和偏倚研究图
4、根据线性和偏倚研究，通过各参考值平均偏倚点的回归线斜率是多少？
此测量系统是否存在线性问题？
答：
由图3可知根据线性和偏倚研究，通过各参考值平均偏倚点的回归线斜率是0.001269（非常接近于0），说明偏倚都一致的与真值很接近，也就是说线性比较小，故此测量系统大致不存在线性问题。
5、根据线性和偏倚研究，各参考值上的平均偏倚量是否存在显著性问题？
此测量系统是否存在偏倚问题？
答：
根据线性和偏倚研究，各参考值上的平均偏倚量P值是0.552大于α值0.05，所以不存在显著性问题，进一步分开来看，每个参考值测量时也不存在偏倚问题，故我们可以得到测量系统不存在偏倚的结论。
6、根据线性和偏倚研究的结果，此测量系统是否需要进行调整？
答：
根据线性和偏倚研究的结果：
该测量系统的线性比较小，同时该测量系统不存在偏倚的问题。
如果想使测量系统更加精确，可以从该测量系统的线性问题入手，对测量系统进行稍微适当的调整即可。
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