Полный анализ системы измерения
Предпосылки проведения полного анализы системы измерения
Основанием для того, чтобы прибегнуть к полному анализу системы измерения является предшествующий этап жизненного цикла системы – мониторинг. Именно результаты мониторинга дают нам основание принимать решение: проводить полный анализ системы или она в нем не нуждается. Нопрежде, чтобы от мониторинга перейти к полному анализу системы измерения, необходимо заранее определить критерии перехода.
Условно критерии перехода можно разделить на следующие категории:
- «технологические» – представляют собой количественную информацию;
- организационные – представляют собой качественную информацию.
Организационные критерии содержат качественную информацию, например, полученную по результатам аудита. Любое существенное несоответствие, выявленное в ходе аудита, является основанием для перехода к полному анализу.
Что касается «технологических» критериев, то к ним можно отнести наличие при анализе контрольной карты хотя бы одного из 8 критериев выявления особых причин изменчивости, описанных в ГОСТ Р 50779.42. Этот набор критериев можно принять за основу, но также необходимо обращать внимание на любую необычную структуру точек, которая может указывать на проявление особых (неслучайных) причин. Поэтому эти критерии следует рассматривать только как примеры ситуаций, когда может быть установлено проявление неслучайных причин. Появление любого из случаев, описанных в этих критериях, является основанием для перехода к полному анализу системы измерения.
Полный анализ системы измерения условно включает три этапа:
- сбор данных, что предполагает проведение измерительного эксперимента;
- обработка и анализ данных, полученных в результате проведения эксперимента;
- критериальная оценка данных, используя критерии Фишера;
- разработка плана корректирующих мероприятий.
Реализация первого этапа полного анализа системы измерений
Реализация первого этапа предполагает проведение полного анализа с помощью экспериментальных методов, таких как:
- активный эксперимент (графический метод или метод «усатого ящика», дисперсионный и регрессионный анализы);
- пассивный эксперимент (графический метод и метод аппроксимации).
Постановка задачи
Провести полный анализ системы измерения, которая представляет собой совокупность двух операторов, проводящих измерения детали на двух средствах измерений в течении двух смен. Таким образом, необходимо провести 8 опытов, при этом в пределах каждого опыта осуществляется по 7 измерений.
Примечание – Поскольку в последующем массив результатов измерений, полученный в результате проведения 
опытов, обрабатывается методом дисперсионного анализа, то необходима проверка по критериям согласия на нормальность распределения результатов измерений на каждом из опытов. Среди критериев согласия, которые чувствительны к выборкам малых объемов, можно использовать критерий Шапиро-Уилка. Вследствие этого, минимальное количество измерений, проведенных в пределах каждого опыта, – 7.
Таким образом, система измерения включает в себя три фактора, которые находятся в различных состояниях:
- время – то есть измерения проводятся в две смены;
- оператор – то есть измерения осуществляют два оператора;
- оборудование – то есть измерения осуществляются с помощью двух СИ.
Ввиду выше сказанного, можно сделать вывод, что эксперимент проводится в промежуточных условиях прецизионности с тремя изменяющимися факторами. Поэтому дальнейшая обработка результатов измерений, полученных в ходе реализации эксперимента, осуществляется в соответствии со стандартом СТБ ИСО 5725-3.
План эксперимента
Под планированием эксперимента понимается процедура выбора числа опытов и условий их проведения, необходимых для решения поставленной задачи с требуемой точностью. Существует два вида планов:
- факторные;
- иерархические.
Факторные планы (например, полнофакторные) позволяют найти регрессионную модель у и осуществить дисперсионный анализ, однако такие планы достаточно трудоемки.
Иерархические – позволяют провести только дисперсионный анализ, что существенно облегчает процесс реализации такого плана.
Ввиду сказанного представим план эксперимента для трех факторов: оператор, СИ и смена – каждый из которых имеет по 2 уровня в виде схемы (схематический план эксперимента представлен на рисунке 1).
 | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
Рисунок 1 – Схематический план эксперимента
Количество опытов, которое проводит каждый оператор на каждом СИ в каждую смену, должно быть необходимым и достаточным для того, чтобы провести проверку на наличие выбросов в пределах каждого опыта и нормальность распределения полученных результатов.
Из известных критериев согласия имеет место критерий Шапиро-Уилка, который используется при проверке распределения на нормальность для выборок малых объемов (не превосходящих 20).
Проверка на наличие выбросов осуществляется по критерию Кохрена.
