MSA 和回歸分析實(shí)踐生產(chǎn)中的應(yīng)用

張 晶，張志宙，王 慧，謝新普，張 梅

（寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司，寧夏 石嘴山 753000）

大數(shù)據(jù)時(shí)代的出現(xiàn)，未來(lái)30 年將對(duì)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行重新定義，數(shù)據(jù)，在近幾年迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)不可或缺的重要生產(chǎn)資料，文章通過(guò)介紹科技統(tǒng)計(jì)工作的主要內(nèi)容,闡述統(tǒng)計(jì)在科研管理中的重要性,提出了實(shí)現(xiàn)科技統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性、真實(shí)性和完整性的建議[1]。傳統(tǒng)的通過(guò)Excel 工具分析的工具遠(yuǎn)不能滿足目前的產(chǎn)品特性，用數(shù)據(jù)說(shuō)活體現(xiàn)了工程科研人員的素養(yǎng)，本文通過(guò)對(duì)量具M(jìn)SA 分析及數(shù)據(jù)相關(guān)性研究，闡明數(shù)據(jù)分析的重要性及對(duì)產(chǎn)品影響的程度，通過(guò)數(shù)據(jù)的回歸分析進(jìn)而科學(xué)有效的確定了數(shù)據(jù)變量之間的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而有效、準(zhǔn)確的制定實(shí)驗(yàn)方案,提高科研工作者實(shí)驗(yàn)效率。

1 數(shù)據(jù)分析

1.1 MSA 量具分析

數(shù)據(jù)的有效性、準(zhǔn)確性是統(tǒng)計(jì)分析的前提，經(jīng)常不可不免產(chǎn)生誤差。這些誤差常常與量具、人員、工件、有關(guān)[2]，為了盡可能的降低誤差，采用MSA 量具分析圖分析，具體過(guò)程步驟：選取鈮鋯絲檢驗(yàn)物料批號(hào)為：NZS161209，成品規(guī)格為：φ1.50mm，隨即抽取5 組樣品，生產(chǎn)編號(hào)為1#、2#、3#、4#、5#。測(cè)量系統(tǒng)人員為：王慧（編號(hào)1）、謝新普（編號(hào)2）、張梅（編號(hào)3），王慧將5 組樣品測(cè)量一遍，并記錄數(shù)據(jù)；謝新普將5 組樣品測(cè)量一遍，并記錄數(shù)據(jù)；張梅將5 組樣品測(cè)量一遍，并記錄數(shù)據(jù)；三個(gè)操作人員都測(cè)量完一遍后，在重復(fù)第一遍測(cè)量的操作流程，共30 個(gè)，測(cè)量系統(tǒng)分析使用Minitab16 進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。測(cè)量使用儀器為機(jī)械外徑千分尺，量程：0mm～25mm，測(cè)量精度0.001mm。

由以上六合一圖、可區(qū)分類別數(shù)=6、合計(jì)量具R&R 24.71%、重復(fù)性23.86%、再現(xiàn)性6.4%，測(cè)量人6.4%，部件間：96.90%，測(cè)量系統(tǒng)可接受并具有良好的分辨力，可以滿足對(duì)客戶產(chǎn)品的測(cè)量要求。可區(qū)分的類別數(shù)=5，部件中某些部件的差異較大，可以被測(cè)量系統(tǒng)識(shí)別，不需要更精確的量具，重復(fù)性數(shù)據(jù)表明測(cè)量人基本沒(méi)有差異性，測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)變異主要由于部件間偏差造成，與操作者、測(cè)量人員、量具無(wú)關(guān)如圖1 所示。

1.2 鈮521元素與性能相關(guān)性研究

統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品鈮521 元素與性能數(shù)據(jù)25 組，如下表所示其中合金元素W、與其三項(xiàng)性能的相關(guān)性回歸方程為W=5.46-0.00107 xS=0.176952 R-Sq=4.0%，R-Sq 值遠(yuǎn)小于80%，所以認(rèn)為合金元素W 對(duì)產(chǎn)品的性能影響非常小，沒(méi)有相關(guān)性。

具體數(shù)據(jù)情況如圖1 四合一殘差圖所示。

1.3 超導(dǎo)鈮溫度屈服相關(guān)性研究

分別取6 組不同溫度下的超導(dǎo)鈮試樣，按照6 種不同溫度退火處理，總結(jié)力性如下表1 所示。

圖1 MSA 量具數(shù)據(jù)分析過(guò)程

圖2 鈮521 元素性能疏數(shù)據(jù)分析

圖3 三項(xiàng)性能三次擬合曲線

表1 6 組不同溫度下的超導(dǎo)鈮試樣分析數(shù)據(jù)

比較超導(dǎo)鈮的性能與溫度的相關(guān)性來(lái)看，擬合程度相差較大，多項(xiàng)式回歸分析:屈服強(qiáng)度與溫度回歸方程為屈服強(qiáng)度=62262-259.5T+0.3596 T2-000166T3S=37.6424 R-Sq=87.1%R-Sq（調(diào)整）=67.7%如表2 表3 方差分析、方差的序貫分析表所示。

表2 方差分析

表3 方差的序貫分析

擬合后相關(guān)性極強(qiáng)，R-Sq=87.1%大于80%，回歸方程為屈服強(qiáng)度=62262-259.5T+0.3596 T2-000166T3S 是可以通過(guò)定量計(jì)算達(dá)到指定的屈服強(qiáng)度。

按照同樣的思路方法繪制延伸率、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度的隨時(shí)間的趨勢(shì)曲線，降低后上升趨勢(shì)如圖3 所示，可以通過(guò)曲線方程定量計(jì)算屈服強(qiáng)度值，避免盲目多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)論

（1）對(duì)鈮鋯絲直徑Gage-R 分析發(fā)現(xiàn)其測(cè)量系統(tǒng)可接受，測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)變異主要由于部件間偏差造成，與操作者、測(cè)量人員、量具等無(wú)關(guān)。

（2）鈮521 元素與性能相關(guān)性研究表明：標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)的鎢元素波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品的性能影響不大。

（3）超導(dǎo)鈮性能與溫度的相關(guān)性經(jīng)三次曲線擬合后相關(guān)性極強(qiáng)，R-Sq=87.1%大于80%。可以定量計(jì)算超導(dǎo)鈮產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度。