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1、第第1页，共页，共93页页第第1章章绪论绪论第第9章章计数型量具与破坏性试验的计数型量具与破坏性试验的MSA第第5章章测量系统的稳定性分析测量系统的稳定性分析第第3章章测量不确定度测量不确定度第第6章章测量系统的偏倚分析测量系统的偏倚分析第第7章章测量系统的线性分析测量系统的线性分析第第8章章测量系统的测量系统的R&R分析分析第第2章章测量数据的误差理论测量数据的误差理论2023/2/5第第4章章测量系统过程变差与来源测量系统过程变差与来源第第2页，共页，共93页页测量系统分析测量系统分析第第8章章测量系统的重复性和再测量系统的重复性和再现性分析（现性分析（R&R）2023/2/5第第3页，共
2、页，共93页页本章主要教学内容和要求本章主要教学内容和要求 掌握测量系统的重复性和再现性的定义；掌握测量系统的重复性和再现性的定义；结合实例掌握测量系统重复性和再现性分结合实例掌握测量系统重复性和再现性分析的方法；析的方法；掌握测量系统掌握测量系统R&R的分析方法；的分析方法；理解引起测量系统重复性、再现性问题的可理解引起测量系统重复性、再现性问题的可能原因；能原因；2023/2/5第第4页，共页，共93页页8.1测量系统的重复性测量系统的重复性和再现性的定义与计算和再现性的定义与计算2023/2/5第第5页，共页，共93页页1测量系统的重复性和再现性测量系统的重复性和再现性GR&R概念概念重
3、复性重复性(Repeatability)测量系统的固有变动测量系统的固有变动；在在同一条件同一条件重复测量重复测量同一对象同一对象；同一测量者；同一测量者；同一测量仪器；同一测量仪器；同一环境条件；同一环境条件；同一测量方法；同一测量方法；也称重复试验错误或也称重复试验错误或短期短期变动；变动；也称也称EquipmentVariation(EV)。2023/2/58.1测量系统重复性和再现性概念测量系统重复性和再现性概念第第6页，共页，共93页页n再现性（再现性（Reproducibility)n不同条件不同条件下测量同一对象（以下下测量同一对象（以下至少至少1项项满足）；满足）；n不同测量者
4、；不同测量者；n不同测量仪器；不同测量仪器；n不同环境条件；不同环境条件；n不同方法不同方法n也称也称AppraiserVariation（AV）n长期（长期（LongTeam）变动）变动2023/2/58.1测量系统重复性和再现性概念测量系统重复性和再现性概念第第7页，共页，共93页页真值定义：同一人利用同一装备重复测量同一零件的同一特性。定义：同一人利用同一装备重复测量同一零件的同一特性。虽虽不不正正确确但但重重复复性性好好!虽虽然然正正确确但但重重复复性性太差了太差了!重复性低的潜在原因重复性低的潜在原因测量仪器测量仪器：GAGE需要修理；环境原因需要修理；环境原因(照明照明，噪音噪音)
5、；需要更精密的需要更精密的GAGE人人：身体原因身体原因（视力视力）；有需要改善的部品有需要改善的部品。2023/2/58.1.1重复性的定义与计算重复性的定义与计算第第8页，共页，共93页页 重复性标准偏差或仪器变差的估计重复性标准偏差或仪器变差的估计 为：为：式中式中 为重复测量的极差平均。为重复测量的极差平均。重复性标准偏差或仪器变差的估计（重复性标准偏差或仪器变差的估计（EV）为：）为：*2023/2/58.1.1重复性的定义与计算重复性的定义与计算第第9页，共页，共93页页8.1.1重复性的定义与计算重复性的定义与计算重复性计算实例重复性计算实例评价评价人人甲甲乙乙零件零件号号123
6、4512345测量测量数值数值217220217214216216216216216220216216216212219219216215212220216218216212220220220216212220均值均值216.3218216.3212.7218.3218.3217.3215.7213.3220极差极差R1.04.01.02.04.04.04.01.04.00.0R含义含义剔除零件变差后：剔除零件变差后：重复性分析时，采用了重复性分析时，采用了2个人，多个零件，貌似与个人，多个零件，貌似与重复性定义不符重复性定义不符实际理解应为：抽样了实际理解应为：抽样了2个人个人重复性（平均掉
7、人产生的差异），且每个人又抽样重复性（平均掉人产生的差异），且每个人又抽样了了5个零件的测量数据（平均掉零件差异），就只个零件的测量数据（平均掉零件差异），就只剩下剩下“机机”的影响的影响EV）。）。注意均值的求法注意均值的求法按每个按每个人测的每个零件人测的每个零件2023/2/5第第10页，共页，共93页页（标准差表示）（标准差表示）（99%置信区间表示）置信区间表示）重复性分析的前提是测量系统（过程）稳定重复性分析的前提是测量系统（过程）稳定2023/2/58.1.1重复性的定义与计算重复性的定义与计算第第11页，共页，共93页页2023/2/58.1.1重复性的定义与计算重复性的定义与
8、计算计算计算EV计算计算AV计算计算PV第第12页，共页，共93页页定义：不同人利用同一装备采用同一测量方法测量同一部品的同定义：不同人利用同一装备采用同一测量方法测量同一部品的同一特性。一特性。真值检查者 A检查者 B检查者 C虽虽不不准准确确，但但检检查查者者间间再再现现性性非非常常好好!检查者A检查者B检查者C检检查查者者间间再再现现性非常不好性非常不好!测测量量方方法法还还没没形成标准化形成标准化?低再现性潜在原因低再现性潜在原因测量步骤不明确；没有学好测量步骤不明确；没有学好GAGE使用方法和使用方法和GAGE读读法；法；测量定义不明确测量定义不明确2023/2/58.1.2再现性的
9、定义与计算再现性的定义与计算第第13页，共页，共93页页再现性的标准偏差：再现性的标准偏差：a=Ra/d2*(Ra为评价人最大平均值减去为评价人最大平均值减去最小平均值最小平均值测量人之间产生的极差：测量人之间产生的极差：2人均值的极差，人均值的极差，包括了重复性的影响包括了重复性的影响)。再现性再现性AV=5.15Ra/d2*。(d2的值取决于评价人的人数的值取决于评价人的人数m和和参与计算的极差的个数参与计算的极差的个数g，可从附表，可从附表2.18中查得中查得)由于量具变差影响了该估计值，必须通过减去重复性部分由于量具变差影响了该估计值，必须通过减去重复性部分来调整（来调整（将人产生的变
10、差分离出来将人产生的变差分离出来）。）。校正后的再现性的标准偏差：校正后的再现性的标准偏差：a=AV/5.15*校正前校正前2023/2/58.1.2再现性的定义与计算再现性的定义与计算第第14页，共页，共93页页评价人评价人甲甲乙乙零件号零件号1234512345测量测量数值数值217220217214216216216216216220216216216212219219216215212220216218216212220220220216212220均值均值（按按人人）216.3333333216.9333333极差极差R0.6注意均值的求法注意均值的求法按人求均值按人求均值2023/
11、2/58.1.2再现性的定义与计算再现性的定义与计算第第15页，共页，共93页页8.1.2再现性的定义与计算再现性的定义与计算（标准差表示）（标准差表示）（99%置信区间表示）置信区间表示）2023/2/5剔除了剔除了“料料”的方差公式的方差公式第第16页，共页，共93页页8.1.2再现性的定义与计算再现性的定义与计算计算计算EV计算计算AV计算计算PV2023/2/5第第17页，共页，共93页页（99%置信区间表示）置信区间表示）（标准差表示）（标准差表示）2023/2/58.1.2再现性的定义与计算再现性的定义与计算第第18页，共页，共93页页8.1.3零件间变差零件间变差由同一或由同一或
12、不同的评价人不同的评价人，采用，采用同一个的测量仪器，同同一个的测量仪器，同一测量方法一测量方法，测量，测量不同零件（不同零件（但要同规格但要同规格）的的同一特同一特性性时零件测量平均值的变差。时零件测量平均值的变差。零件间标准偏差：零件间标准偏差：p=Rp/d2*（Rp为样品平均值极为样品平均值极差）。差）。零件间变差：零件间变差：PV=5.15Rp/d2*。(d2*取值取决于取值取决于量具研究使用的零件数量具研究使用的零件数m和参与计算的极差个数和参与计算的极差个数g，可从附表，可从附表2.18中查得中查得)。2023/2/5第第19页，共页，共93页页零件号零件号12345甲甲试验次数试
13、验次数121722021721421622162162162122193216218216212220乙乙试验次数试验次数121621621621622022192162152122203220220216212220平均值平均值（按零件）（按零件）217.3217.7216213219.2极差极差R6.22023/2/58.1.3零件间变差零件间变差注意均值的求法注意均值的求法按零件按零件第第20页，共页，共93页页（标准差表示）（标准差表示）（99%置信区间表示）置信区间表示）2023/2/58.1.3零件间变差零件间变差第第21页，共页，共93页页8.1.3零件间变差零件间变差计算计算E
14、V计算计算AV计算计算PV2023/2/5第第22页，共页，共93页页（标准差表示）（标准差表示）（99%置信区间表示）置信区间表示）2023/2/58.1.4测量系统总变差的计算测量系统总变差的计算也可以是也可以是2.95.15=14.94第第23页，共页，共93页页测量系统变差太大，分辨力不足测量系统变差太大，分辨力不足。数据分级数数据分级数5。2023/2/58.1.4测量系统总变差的评价测量系统总变差的评价第第24页，共页，共93页页8.1.4测量系统总变差的评价测量系统总变差的评价 测量系统接受条件测量系统接受条件0GR&R10%：测量系统可接受；测量系统可接受；10%GR&R30%
15、：测量系统在特定条件下测量系统在特定条件下可接受可接受；决定于该测量系统之重要性决定于该测量系统之重要性,量具成本、修理所需之费用等因素，可能量具成本、修理所需之费用等因素，可能是可接受的。是可接受的。GR&R30%：测量系统不可接受；测量系统不可接受；须予以改进。必要时更换量具或对量具重新进行调整，并对以前所测须予以改进。必要时更换量具或对量具重新进行调整，并对以前所测量的库存品再抽查检验，量的库存品再抽查检验，如发现库存品已超出规格应立即追踪出货通如发现库存品已超出规格应立即追踪出货通知客户，知客户，协调处理对策。协调处理对策。数据分级数数据分级数5。2023/2/5第第25页，共页，共9
16、3页页8.2测量系统的重复性测量系统的重复性和再现性的控制图分析和再现性的控制图分析2023/2/5第第26页，共页，共93页页1)测量步骤：测量步骤：取包含取包含5个零件个零件的一个样本，代表过程变差的实际或的一个样本，代表过程变差的实际或预期范围；预期范围；指定评价人指定评价人A、B（至少至少2人人），并按），并按1至至5给零件编给零件编号，使评价人不能看到这些数字；号，使评价人不能看到这些数字；如果校准是正常程序中的一部分，则对量具进行校如果校准是正常程序中的一部分，则对量具进行校准；准；让评价人让评价人A以随机的顺序测量以随机的顺序测量5个零件，并让另一个个零件，并让另一个观测人记录结
17、果。让评价人观测人记录结果。让评价人B以同样的方法测量以同样的方法测量5个个零件；零件；使用不同的随机测量顺序重复上述操作过程使用不同的随机测量顺序重复上述操作过程至少至少3次次；评价人评价人甲甲乙乙零件号零件号1234512345试验试验数值数值217220217214216216216216216220216216216212219219216215212220216218216212220220220216212220极差极差R1.04.01.02.04.04.04.01.04.00.0均值均值（按零件）（按零件）216.3218216.3212.7218.3218.3217.3215.
18、7213.32202023/2/58.2.1控制图分析方法控制图分析方法第第27页，共页，共93页页2)数据收集数据收集数据收集数据收集2023/2/58.2.1控制图分析方法控制图分析方法评价人评价人甲甲乙乙零件零件1234512345试验试验121722021721421621621621621622022162162162122192192162152122203216218216212220220220216212220极差极差1.04.01.02.04.04.04.01.04.00.0均值均值（按零件）（按零件）216.3218216.3212.7218.3218.3217.3215
19、.7213.3220均值均值(按评价人按评价人)216.3216.9第第28页，共页，共93页页8.2.1控制图分析方法控制图分析方法零件均值控制图零件均值控制图：其控制限是基于：其控制限是基于重复性变差重复性变差，而，而不是不是零件间的变差零件间的变差；与传统的；与传统的SPC控制图不同，控制图不同，点超点超出控制界限越多越好出控制界限越多越好，至少，至少50%以上才表明测量系统以上才表明测量系统区分零件间变差能力足够。区分零件间变差能力足够。注意：指零件的极差注意：指零件的极差平均（不同人不同零平均（不同人不同零件），反映重复性。件），反映重复性。按不同人不同零按不同人不同零件的平均值的极
20、件的平均值的极差，反映再现性。差，反映再现性。按零件的平均值按零件的平均值的极差，反映零的极差，反映零件间变差。件间变差。2023/2/5第第29页，共页，共93页页将每个评价人将每个评价人/零件组合的零件组合的观察值画在均值控制图中，观察值画在均值控制图中，均值控制图的控制限由下式均值控制图的控制限由下式计算计算:均值控制线是以重复性变差均值控制线是以重复性变差而不是零件间变差为基础，而不是零件间变差为基础，所以点超出控制限正常，表所以点超出控制限正常，表明零件变差未淹没在重复性明零件变差未淹没在重复性变差中，测量系统辨别零件变差中，测量系统辨别零件间变差的能力强（最好间变差的能力强（最好5
21、0%以上的点超出控制限）。以上的点超出控制限）。甲测的第甲测的第4个零件的均值个零件的均值超限（重复性极差限）超限（重复性极差限）零件变差大。零件变差大。2023/2/58.2.1控制图分析方法控制图分析方法虚线左边为甲，虚线左边为甲，右边为乙右边为乙第第30页，共页，共93页页极差控制图：极差控制图：将每个评价将每个评价人人/零件组合的极差画在极零件组合的极差画在极差控制图中，极差控制图的差控制图中，极差控制图的控制限由下式计算：控制限由下式计算：2023/2/58.2.1控制图分析方法控制图分析方法R图受控，表明甲乙两人图受控，表明甲乙两人看起来是看起来是“相同相同”的，的，若失控，表明测
22、量系统若失控，表明测量系统对测量人敏感，需要改对测量人敏感，需要改进。进。虚线左边为甲，虚线左边为甲，右边为乙右边为乙第第31页，共页，共93页页将每个评价人将每个评价人/零件组合的零件组合的观察值画在均值控制图中，观察值画在均值控制图中，均值控制图的控制限由下式均值控制图的控制限由下式计算计算:均值控制线是以重复性变差均值控制线是以重复性变差而不是零件间变差为基础，而不是零件间变差为基础，所以点超出控制限正常，表所以点超出控制限正常，表明零件变差未淹没在重复性明零件变差未淹没在重复性变差中，测量系统辨别零件变差中，测量系统辨别零件间变差的能力强（最好间变差的能力强（最好50%以上的点超出控制
23、限）。以上的点超出控制限）。甲测的第甲测的第4个零件的均值个零件的均值超限（重复性极差限）超限（重复性极差限）零件变差大。零件变差大。2023/2/58.2.1控制图分析方法控制图分析方法虚线左边为甲，虚线左边为甲，右边为乙右边为乙第第32页，共页，共93页页测量系统测量系统R&R计算和分析计算和分析测量系统测量系统R&RR&R标准偏差标准偏差:总标准差：总标准差：测量系统测量系统R&RR&R总变差：总变差：总变差：总变差：2023/2/58.2.2GR&R分析实例分析实例第第33页，共页，共93页页测量系统测量系统R&R计算和分析计算和分析2023/2/58.2.2GR&R分析实例分析实例第
24、第34页，共页，共93页页研究结果表明：研究结果表明：研究显示测量系统的研究显示测量系统的%R&R为为50.5%，不符合测，不符合测量要求；量要求；数据分级数小于数据分级数小于5，表明测量系统分辨率不够；，表明测量系统分辨率不够；测量系统的重复性是测量系统测量系统的重复性是测量系统%R&R不合格的不合格的主要原因；主要原因；2023/2/58.2.2GR&R分析实例分析实例第第35页，共页，共93页页8.3测量系统的重复性测量系统的重复性和再现性评定指南和再现性评定指南2023/2/5第第36页，共页，共93页页确定使用环境确定使用环境环境影响试验环境影响试验（以保证量具对环境不敏感）（以保证
25、量具对环境不敏感）稳定性稳定性（验证系统一直测量正确变量）（验证系统一直测量正确变量）偏倚和线性偏倚和线性重复性和再现性（重复性和再现性（R&R）2023/2/5第第37页，共页，共93页页均值均值极差法极差法试验设计试验设计获取数据获取数据极差图极差图均值图均值图计算变差计算变差评定报告评定报告方差分析法方差分析法试验设计试验设计获取数据获取数据数据图示数据图示计算变差计算变差评定报告评定报告极差法极差法试验设计试验设计获取数据获取数据计算变差计算变差评定报告评定报告2023/2/5第第38页，共页，共93页页8.3.1GR&R评价的准备评价的准备有效分辨率？有效分辨率？可视分辨力可视分辨力
26、:如游标如游标卡尺卡尺0.02mm的最小的最小读数读数有效分辨力有效分辨力:考虑整个测考虑整个测量系统量系统极差控制图极差控制图可显示分辨力是否足够，可显示分辨力是否足够，控制限内有至少控制限内有至少4个数据个数据分级分级2023/2/5第第39页，共页，共93页页2023/2/58.3.1GR&R评价的准备评价的准备第第40页，共页，共93页页2023/2/58.3.1GR&R评价的准备评价的准备第第41页，共页，共93页页2023/2/58.3.1GR&R评价的准备评价的准备第第42页，共页，共93页页分辨力分辨力2023/2/58.3.1GR&R评价的准备评价的准备第第43页，共页，共9
27、3页页极差法极差法均值极差法均值极差法方差分析法（方差分析法（ANOVA）2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第44页，共页，共93页页极差法极差法2人人5个零件；个零件；每人每个零件测每人每个零件测1次；次；不能将重复性和再现性分开，更不能将不能将重复性和再现性分开，更不能将“人人/件交互件交互作用作用”从数据中分离出来；从数据中分离出来；只适用于零件（产品）数不超过只适用于零件（产品）数不超过300件时。件时。概念：一种经修正的计量器具研究方法。能快速提供概念：一种经修正的计量器具研究方法。能快速提供一测量系统变差的估计值，但只对测量系统提供变差一测量系统变差的估计值，但只
28、对测量系统提供变差整体情况的估计，无法实现重复性和再现性的分离，整体情况的估计，无法实现重复性和再现性的分离，通常用在快速检查验证通常用在快速检查验证GR&R是否有变化的场合。是否有变化的场合。2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第45页，共页，共93页页零件零件号号评价人评价人（甲）（甲）评价人评价人（乙）（乙）极差极差R（甲乙）（甲乙）10.850.800.0520.750.700.0531.000.950.0540.450.550.1050.500.600.102023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第46页，共页，共93页页2023/2/58.3.2GR&R
29、评价方法评价方法第第47页，共页，共93页页人与人与52023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第48页，共页，共93页页均值均值-极差法极差法均值均值极差法：常用的测量系统分析方法，极差法：常用的测量系统分析方法，用来研究测量系统的双性：用来研究测量系统的双性：R&R。它也称。它也称为大样法（为大样法（Long Method）。）。研究研究R&R的前提：测量系统已经过校准，的前提：测量系统已经过校准，而其偏倚、线性及稳定性已经过评价并认而其偏倚、线性及稳定性已经过评价并认为可接受。为可接受。同时评估不同操作员对量具熟练度2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第49页，
30、共页，共93页页8.3.2GR&R评价方法评价方法在过程中随机抽，从在过程中随机抽，从而保证与被测零件属而保证与被测零件属同一过程，且要求同一过程，且要求n个零件同规格。个零件同规格。评价人应熟悉并了解一般操作评价人应熟悉并了解一般操作程序程序,避免因操作不一致而影避免因操作不一致而影响分析的可靠度响分析的可靠度。2023/2/5第第50页，共页，共93页页2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第51页，共页，共93页页2023/2/512级级 产品质量工程产品质量工程 卓越班卓越班8.3.2GR&R评价方法评价方法第第52页，共页，共93页页2023/2/58.3.2GR&R评
31、价方法评价方法第第53页，共页，共93页页2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第54页，共页，共93页页2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第55页，共页，共93页页2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第56页，共页，共93页页8.3.2GR&R评价方法评价方法2023/2/512级级 产品质量工程产品质量工程 卓越班卓越班第第57页，共页，共93页页2023/2/512级级 产品质量工程产品质量工程 卓越班卓越班8.3.2GR&R评价方法评价方法第第58页，共页，共93页页8.3.2GR&R评价方法评价方法2023/2/512级级 产品质量工程
32、产品质量工程 卓越班卓越班第第59页，共页，共93页页2023/2/512级级 产品质量工程产品质量工程 卓越班卓越班8.3.2GR&R评价方法评价方法报告最后还应该给出测量系统报告最后还应该给出测量系统GRR是否合格的结论，是否合格的结论，若不合格，也要简要分析可能原因。若不合格，也要简要分析可能原因。第第60页，共页，共93页页 测量系统接受条件测量系统接受条件0GR&R10%：测量系统可接受；测量系统可接受；10%GR&R30%：测量系统在特定条件下测量系统在特定条件下可接受可接受；决定于该测量系统之重要性决定于该测量系统之重要性,量具成本、修理所需之费用等因素，可能量具成本、修理所需之
33、费用等因素，可能是可接受的。是可接受的。GR&R30%：测量系统不可接受；测量系统不可接受；须予以改进。必要时更换量具或对量具重新进行调整，并对以前所测须予以改进。必要时更换量具或对量具重新进行调整，并对以前所测量的库存品再抽查检验，量的库存品再抽查检验，如发现库存品已超出规格应立即追踪出货通如发现库存品已超出规格应立即追踪出货通知客户，知客户，协调处理对策。协调处理对策。数据分级数数据分级数5。2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第61页，共页，共93页页方差分析法（方差分析法（ANOVA）方差分析法是一种标准的统计技术。可用它分析测方差分析法是一种标准的统计技术。可用它分析
34、测量误差和测量系统中的其他误差来源。在方差分析量误差和测量系统中的其他误差来源。在方差分析中，变差可分解为四类：零件，评价人，零件和评中，变差可分解为四类：零件，评价人，零件和评价人间的相互作用，量具造成的重复误差。价人间的相互作用，量具造成的重复误差。与均值与均值-极差法比较的优点极差法比较的优点有能力解决任何测量的作业准备；有能力解决任何测量的作业准备；能够准确地估计变差；能够准确地估计变差；可从测量数据中得到更多的信息。（如：评价人可从测量数据中得到更多的信息。（如：评价人与零件间相互作用）与零件间相互作用）缺点：缺点：数据计算更复杂。数据计算更复杂。对方差分析法，大家可以自行查对方差分
35、析法，大家可以自行查相关资料，本课程不详细介绍。相关资料，本课程不详细介绍。该法因为考虑了人件交互作用，该法因为考虑了人件交互作用，而使结果更准。而使结果更准。2023/2/58.3.2GR&R评价方法评价方法第第62页，共页，共93页页如果重复性再现性：如果重复性再现性：仪器需要维护；仪器需要维护；量具应重新设计来提高刚度；量具应重新设计来提高刚度；量具的夹紧或零件定位的方式量具的夹紧或零件定位的方式(检验点检验点)需加以改善需加以改善；存在过大的零件内变差。存在过大的零件内变差。如果再现性重复性：如果再现性重复性：需要对评价人如何使用量具和读数进行更好的培训，作业标准应再需要对评价人如何使
36、用量具和读数进行更好的培训，作业标准应再明确订定或修订明确订定或修订；量具刻度盘上的刻度不清楚；量具刻度盘上的刻度不清楚；可能需要某些夹具协助操作员可能需要某些夹具协助操作员,使评价人更具一致性的使用量具。使评价人更具一致性的使用量具。量具与夹具校验频率在入厂及送修纠正后须再做测量系统分析，并量具与夹具校验频率在入厂及送修纠正后须再做测量系统分析，并作记录。作记录。2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析第第63页，共页，共93页页粗糙度粗糙度2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析第第64页，共页，共
37、93页页不不2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析第第65页，共页，共93页页2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析第第66页，共页，共93页页2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析第第67页，共页，共93页页2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析第第68页，共页，共93页页2023/2/512级级 产品质量工程产品质量工程 卓越班卓越班8.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分
38、析第第69页，共页，共93页页2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析第第70页，共页，共93页页8.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析2023/2/512级级 产品质量工程产品质量工程 卓越班卓越班第第71页，共页，共93页页针针对对重重要要特特性性(尤尤指指是是有有特特殊殊符符号号指指定定者者)所所使使用用量量具具的的精精确确度度应应是是被被测测量量物物品品公公差差的的1/10,(即即其其最最小小刻刻度度应应能能读读到到1/10过过程程变变差差或或规规格格公公差差较较小小者者;如如:过过程程中中所所需需量量具具读
39、读数数的的精精确确度度是是0.01m/m,则则测测量量应应选选择择精精确确度度为为0.001m/m),以以避避免免量量具具的的分分辨辨力力不不足足，一一般般之之特特性性者者所所使使用用量量具具的的精精确确度度应应是是被被测测量量物物品品公差的公差的1/5。试验完后试验完后,测试人员将量具的重复性及再现性数据进行计算如测试人员将量具的重复性及再现性数据进行计算如(R&R数据表数据表),(R&R分析报告分析报告),依公式计算并作成依公式计算并作成-R控制图或控制图或直接用表计算即可。直接用表计算即可。注意：注意：2023/2/58.3.3重复性与再现性的比较与原因分析重复性与再现性的比较与原因分析
40、第第72页，共页，共93页页8.4利用利用Minitab的的GR&R分析分析2023/2/5第第73页，共页，共93页页实例在此示例中，对两个数据集进行量具在此示例中，对两个数据集进行量具 R&R R&R 研究：研究：(1)(1)在一个数据集（在一个数据集（数据数据1.MTW1.MTW）中，测量系统变异）中，测量系统变异 对整体观对整体观测变异的贡献很小；测变异的贡献很小；(2)(2)在另一个数据集（在另一个数据集（数据数据2.MTW2.MTW）中，测量系统变异对整体观）中，测量系统变异对整体观测变异的贡献较大。为进行比较，我们同时使用方差分析法测变异的贡献较大。为进行比较，我们同时使用方差分
41、析法（如下所示）以及（如下所示）以及 Xbar-R Xbar-R 法法分析数据。分析数据。“数据数据1 1”的数据取自的数据取自 Measurement Systems Analysis Measurement Systems Analysis Reference ManualReference Manual 第第 3 3 版。版。(Chrysler,Ford,General(Chrysler,Ford,General Motors Supplier Quality Requirements Task Force)Motors Supplier Quality Requirements Tas
42、k Force)。选。选择了择了 10 10 个代表过程变异预期范围的部件。个代表过程变异预期范围的部件。3 3 名操作员以随名操作员以随机顺序测量这机顺序测量这 10 10 个部件，每个部件测量个部件，每个部件测量 3 3 次。次。对于对于“数据数据2 2”数据，选择了数据，选择了 3 3 个代表过程变异预期范围的个代表过程变异预期范围的部件。部件。3 3 名操作员以随机顺序测量这名操作员以随机顺序测量这 3 3 个部件，每个部件个部件，每个部件测量测量 3 3 次。次。2023/2/58.4.1MINITAB软件操作软件操作第第74页，共页，共93页页对数据对数据1进行分析进行分析2023
43、/2/5748.4.1MINITAB软件操作软件操作第第75页，共页，共93页页8.4.1MINITAB软件操作软件操作“交叉交叉”：用于非破用于非破坏性测试（每个零件可有多个测量坏性测试（每个零件可有多个测量数据）数据）“嵌套嵌套”：当每个部件只由一名操作员测量（如在：当每个部件只由一名操作员测量（如在破坏性试验破坏性试验中）时，请使用量具中）时，请使用量具R&R研究（嵌套）（每研究（嵌套）（每个零件只有个零件只有1个测量数据）；个测量数据）；“扩展扩展”：当需要包含除操：当需要包含除操作员和部件以外的更多因子、包含固定因子、混合的交作员和部件以外的更多因子、包含固定因子、混合的交叉和嵌套因
44、子或不平衡设计时，请使用量具叉和嵌套因子或不平衡设计时，请使用量具R&R研究研究（扩展）。（扩展）。2023/2/5第第76页，共页，共93页页X-bar和R法C1C2C32023/2/58.4.1MINITAB软件操作软件操作第第77页，共页，共93页页2023/2/58.4.1MINITAB软件操作软件操作第第78页，共页，共93页页X X 和和 R R 法之于法之于“汽车工业行动组织量具研究汽车工业行动组织量具研究”数据数据量具 R&R 研究-XBar/R 法10%R&R30%；分级数；分级数0.0250.025交互作用不明显交互作用不明显10%R&R0.0250.025交互作用不明显交
45、互作用不明显%R&R30%；分级数；分级数=5个样本个样本，找出最常使用该仪器的作业员找出最常使用该仪器的作业员2-3位，重复测量位，重复测量2-3次；次；步骤步骤2:校正量具或检验最后校正日期是否有效；校正量具或检验最后校正日期是否有效；步骤步骤3:备妥备妥R&R研究的研究的Minitab数据收集表数据收集表。表头表头:零件零件ID、作业员作业员、试验号次试验号次、量测值量测值；步骤步骤4:请第一位作业员以随机次序量测所有的样本一次请第一位作业员以随机次序量测所有的样本一次(注意盲测注意盲测)；随意抽样随意抽样，使作业员无法辩认其量测过的每个样本以使作业员无法辩认其量测过的每个样本以减少人为
46、偏差减少人为偏差。总结：总结：GR&R进行方法进行方法2023/2/58.4.2GR&R分析的总结分析的总结第第88页，共页，共93页页步骤步骤5:请第二位作业员以随机次序测量所有的样本一次请第二位作业员以随机次序测量所有的样本一次，并继续进行并继续进行，直到所有的作业员测量所有的样本一次直到所有的作业员测量所有的样本一次；步骤步骤6:根据所需的试验次数重复步骤根据所需的试验次数重复步骤4和和5；步骤步骤7:将数据和公差信息输入将数据和公差信息输入Minitab.统计统计质量工具质量工具量具量具R&R研究研究(交叉）交叉）步骤步骤8:得出分析结果得出分析结果。2023/2/58.4.2GR&R
47、分析的总结分析的总结第第89页，共页，共93页页样本的选择样本的选择样本一般选定=5个，应能 代表工程的散布。下图选了10个。n如样本只取与工程平均相近的，测量能力评价指标显示出来的会比实际差。n样本在比工程散布范围广的地方选取，显示出来的测量能力评价指标要比实际好。2023/2/58.4.2GR&R分析的总结分析的总结第第90页，共页，共93页页测量者的选定测量者的选定&BlindMeasurement测量者选定测量者选定选平时用测量仪测选平时用测量仪测量并收集量并收集数据或检数据或检查的人员。查的人员。nBlindMeasurementn不要让测量者知道自不要让测量者知道自己测量的标本是哪
48、一己测量的标本是哪一个，防止不要受到之个，防止不要受到之前测量值前测量值（不论是自不论是自己的测量值或他人的己的测量值或他人的测量值测量值）的影响。的影响。2023/2/58.4.2GR&R分析的总结分析的总结第第91页，共页，共93页页部品部品作业者作业者1作业者作业者2作业者作业者3测量测量1测量测量2测量测量3测量测量1测量测量测量测量3测量测量1测量测量测量测量312345678910准备数据表准备数据表2023/2/58.4.2GR&R分析的总结分析的总结第第92页，共页，共93页页如果主要的变异源是重复性如果主要的变异源是重复性(设备设备)，那么需要更换、修理、或者调那么需要更换、
49、修理、或者调整设备。整设备。如果咨询设备经销商或者对行业情报进行研究后，发现使用的量如果咨询设备经销商或者对行业情报进行研究后，发现使用的量具技术已达到当前工艺水准，并且量具工作符合规范，那么仍然需具技术已达到当前工艺水准，并且量具工作符合规范，那么仍然需要修正量具。对这个问题的一个临时解决方案是信号平均要修正量具。对这个问题的一个临时解决方案是信号平均如果占主导地位的变异源是测量者造成的（再现性）如果占主导地位的变异源是测量者造成的（再现性），那么必须那么必须透过训练和定义标准作业程序来解决这个问题。应当观察不同作业透过训练和定义标准作业程序来解决这个问题。应当观察不同作业人员之间的差别，以发现是训练、技巧、还是程序方面的问题。人员之间的差别，以发现是训练、技巧、还是程序方面的问题。对规格进行分析对规格进行分析，它们合理吗？它们合理吗？如何处理如何处理GRR的不足的不足2023/2/58.4.2GR&R分析的总结分析的总结