计量值测量系统能力评价方法研究

摘要

在一些实际的计量值测量过程中，产品或过程质量特性常常为具有一定相关性的二元或多元变量。如何评价二元或多元测量系统的能力，是迫切需要解决的问题。简单线性轮廓测量系统能力评价是对产品或过程质量特性为简单线性轮廓的测量系统能力进行评价，是质量工程领域的研究热点。
　　本文在实践基础上，针对具体的问题，利用广义推断法、投影寻踪法、基于向量的方法等，系统地研究了比较两个测量系统的能力、评价二元或多元测量系统能力以及评价简单线性轮廓测量系统能力的理论方法和技术。这些研究对制造企业分析其测量系统的能力，从而对持续提高产品或过程的质量具有很重要的意义。
　　首先，为了对测量同一产品质量特性的两个测量系统的能力进行比较，本文提出了一种基于广义置信区间的方法。利用广义推断法对指数建立广义置信区间，并通过计算机仿真对所提出的方法有效性进行验证。结果表明，基于广义置信区间的方法，可以有效地比较两个测量系统的能力。
　　其次，针对制造企业测量过程中的被测质量特性为两个变量的情况，本文给出了建立二元测量系统能力评价指数的方法。由于质量特性测量值、真值以及测量误差分别服从二元正态分布，根据二元正态分布的统计特性将一元测量系统评价指数扩展到二元中，构造基于椭圆面积之比的二元测量系统能力评价指数。
　　再次，对多元测量系统能力评价，本文提出了两种方法，一种是，利用质量特性真值、测量值以及测量误差的多元正态特性，构造基于向量的多元测量系统能力评价指数。另一种方法是，应用降维的技术，比如主成份分析或投影寻踪法，对多元相关质量特性进行降维，然后再利用常规的测量系统能力评价指数评价多元测量系统。
　　最后，提出一种评价简单线性轮廓测量系统能力的方法。利用最小二乘法拟合线性轮廓，然后选取两个测量点的预测响应值，作为二元相关变量，然后利用二元分析方法建立二元评价指数，对线性轮廓测量系统进行评价。通过一个压力弹簧测量系统的实例解释如何利用本章所提出的方法解决简单线性轮廓测量系统评价的实际问题。