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1、1MSA量测系统分析GR&R-Gauge Repeatability and Gauge Repeatability and ReproducibilityReproducibility2目 录1.量测系统构成2.量测系统变异 2.1 量测系统应用工具 2.2 量测系统工具解析3.量测系统分析 3.1 什么叫GRR 3.2 GRR的计算公式 3.3 GRR量测系统的判定4.GRR之均值极差法 4.1 均值极差法GR&R的要求 4.2 GR&R实验实例的选样 4.3 GR&R实验实例分析31.量测系统构成MSA量测系统量测系统1.量具量具.设备设备(软软.硬件硬件)2.操作操作(人人员员.过过程
2、程)3.测试环境测试环境4.待测试件待测试件MSA量测系统量测系统包含以下要素包含以下要素:42.2测量系统分析工具测量系统分析工具定义定义图示图示准确度准确度与真值（或参考值）的接近程度与真值（或参考值）的接近程度精确度精确度每个重复读数之间的接近程度每个重复读数之间的接近程度偏倚偏倚观测到的测量值的平均值与参考值之间观测到的测量值的平均值与参考值之间的差值的差值稳定性稳定性随时间变化的偏倚值随时间变化的偏倚值线性线性在量具正常工作量程内的偏倚变化量在量具正常工作量程内的偏倚变化量重复性重复性同一评价人，多次测量同一特性的观测同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差值变差(再现性再现性)再现
3、性再现性不同评价人，测量同一特性的观测平均不同评价人，测量同一特性的观测平均值的变差值的变差(再生性再生性)基准值量测值偏倚观测平均值 基准值时间1稳定性时间2基准值无偏倚有偏倚观测的平均值重复性再现性人员B人员C人员A精密性52.2.1 1测量系统准确度与精确度测量系统准确度与精确度2.2.1 1测量系统准确度与精确度测量系统准确度与精确度2.2.1 1测量系统准确度与精确度测量系统准确度与精确度准确度准确度:mmm=+总量总量产品产品系统系统测量系统偏差测量系统偏差-主要通过品保定期校正主要通过品保定期校正测量偏差测量偏差观察到的值观察到的值=主值主值 +测量偏差测量偏差实际值实际值测量值
4、测量值62.2.1 1测量系统准确度与精确度测量系统准确度与精确度精确度精确度:222+=总量总量产产品品测测量量 衡量系统变动性衡量系统变动性-通过通过“G GR&R R&R 研究研究”决决定定观察到的变动性观察到的变动性 =产品变动产品变动+衡量的变动衡量的变动实际值实际值测量值测量值72.2.1重复性(Repeatability)w重复性又称为量具变异（再现性），是指用同一种量具,同一位作业者,当多次量测相同零件之指定特性時之变异；w在完全相同的量测条件下,复制量测值间的差异；w为量测系统本身产生的差异,随机误差范围。主主值值良好重良好重复复性性不良重不良重复复性性主值主值8u再现性又称
5、作业者变异（再生性）,指不同作业者以相同量具量测相同产品之特性時,量测平均值之变异u在量测之条件有所变化下,重复之量测值之间的变异(操作者,装夹,位置,环境条件,较长的时间段)u为外在因素引起之量测系统的变异ReproducibilityOperator AOperator B检查员检查员 B检查员检查员C检查员检查员 A检查员检查员 B检查员检查员 C检察员检察员 A主值主值Operator C2.2.2再再现现性性(Reproducibility)大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨
6、论下，但要小声点910GRR:Gauge Repeatability and Reproducibility 量具的重复性与再现性的联合估计值目的:评估一个量测系统的量测能力,并以此统计分析结果作为对操作者.量测设备变异状况之改善参考。3.1 什什么么叫叫GR&R产品变异性(实际变异性)量测变异性总体变异性(观察到的变异性)222+=测量系统产品产品总量总量2222=+重复性再现性产品产品总量总量113.2 GR&R計算公式实验实验2次：次：D4取取3.27；实验；实验3次：次：D4取取2.58实验实验2次：次：K1取取4.56；实验；实验3次：次：K1取取3.05实验实验2次：次：K2取取3
7、.65；实验；实验3次：次：K2取取2.70；n代表零件数，代表零件数，r代表试验次数；代表试验次数；XDIFF=Max(Xa,Xb,Xc)-Min(Xa,Xb,Xc)123.3量量测系统测系统的判定的判定重复重复性性:EV(EV(设备变异设备变异)大大再再现现性性:AV(:AV(量测员变异量测员变异)大大量具量具需需加以加以保养保养量量测测員員训练训练不足不足量具需重新量具需重新设计设计,以提高以提高适用适用性性量具刻度校正不良量具刻度校正不良.量具之量具之夹持夹持或定位需改善或定位需改善.可能治具或可能治具或软件协助量测员进软件协助量测员进行量行量测测存在存在过过大的零件大的零件变异变异1
8、.GR&R%=10%量具量具系统系统可接受可接受2.10%GR&R%30%量具量具系统系统不能接受不能接受,须停用须停用,予以改予以改进。进。131.样品要求:样本应在能代表整个作业范围的制程中随机地选取(包括超出规格的样品)2.仪器要求:确保量测仪器是依照正确的国际认可的最最新准得到了校正 量测仪器应能辨別1/10的制程变化 读数值取估计之最近值,而最小取至最小刻度之1/23.对操作者的要求:每位操作者得到了良好的教育训练,能熟练正确地操作量测仪器 确保每个操作者完全明白进行GR&R分析的每一个步骤及注意事项4.1均值极差均值极差法法GR&R-之实验之实验要求要求144.2 GR&R实验实例
9、的选样1 1、该范例为表面电位量测、该范例为表面电位量测,分别为三个人分别为三个人,十个十个samples/samples/locations,locations,各量三次各量三次.试验顺序为：一人完成十个点的量试验顺序为：一人完成十个点的量测后换人量测另十个点测后换人量测另十个点(过程不必按甲乙丙顺序量过程不必按甲乙丙顺序量)2 2、不同量测人员数或次数、不同量测人员数或次数,带入的带入的D4,K1&K2D4,K1&K2等数据会有等数据会有不同不同.初次评估测试设备、新品或测试员，应尽量以三人、初次评估测试设备、新品或测试员，应尽量以三人、十个测试品、测三次进行。十个测试品、测三次进行。15
10、4.3 GR&R实验实例检查有效数字检查有效数字请注意图中的有效数字，以UCLR为例，在图中其有效数字为3位有效数字.1、当数字相乘，有效数位相同小数点不会多一位。当数字相乘，以有效数多的数值当作基准，e.g.3.05*1.2 要以3.05的位数为基准。2、当除以大于5(包括5)的数字，则多一位小数点。164.3 GR&R实验实例找出量测中的异常值找出量测中的异常值 找出高于upper control limit(UCL)的range值以及相对应的量测数据，这些就是量测当中异常的数值。174.3 GR&R实验实例找出量测中的异常值找出量测中的异常值找出量测数据中的异常数据，并标示出不同颜色，该
11、数据可能为同一点或同一作置等异常所造成，需确认出造成的原因为何。当数据中有异常数据时，该数据的分析是不具信赖性的，需试找出问题的根源并排除问题点后才可再进行测试分析。当该样品量测数据为0时，该数据是不具分析价值的，也就是说该样品对该量测项目的分析是不具参考价值的，所以样品的取样需依量测项目的特征来取样，避免取无该项量测项目特征的样品作为测试样品。两数字之间的差异已超过50%，这两者数据之间的异常要分析原因为何！184.3 GR&R实验实例模拟正常值一模拟正常值一目的：找出甲乙丙之间的量测手法是否有显著差异模拟:调整数据到合理的范围内 案例当中把甲2的sample no.6的数据调整为315.2
12、8；此时甲Ra的range为7.83，超出了UCL值1.553，此值不具可信赖性194.3 GR&R实验实例模拟正常值二模拟正常值二调整数据到合理的范围内后 ：案例当中把甲6 6的sample no.2sample no.2的数据调整为307.28307.28；此时甲的sample no.6sample no.6的rangerange为0.360.36，此时UCLUCL将同时重新计算变为0.9110.911，这样的调整是okok的两者数据相近，说明手法无显著差异204.3 GR&R实验实例判读甲乙丙的量测手法：判读甲乙丙的量测手法：解读仿真调整后的数据来判断甲乙丙的量测手法是否有显著差异。判断
13、标准如下:最大和最小的R平均值大于1.5倍量测手法可能有所不同；最大和最小的R平均值大于2倍 量测手法有很大的不同；如果案例中甲的R甲 /R乙 1.5以上，说明甲、乙两者的手法可能有所不同，表示乙的手法比较稳定，甲的手法可能有问题。214.3 GR&R实验实例比较重复性比较重复性EVEV和再现性和再现性AVAV：案例当中重复性EV的值为1.813和再现性AV的值为0.626(标示为粉蓝色)，亦即这个case下设备的问题比较高，而operator量测的变异较低(因为此两个数值的差异高出接近3倍)当AV EV时，人员的训练是有机会改善GR&R。当EV AV时，设备的改善与修护是有机会改善GR&R。
14、224.3 GR&R实验实例GRRGRR的计算公式分析一：的计算公式分析一：1、双边公差时%GRR=GRR/(USL-LSL)，USL-LSL即上限与下限的差（图标红色部分）2、单边公差时%GRR=GRR/(USL-Xdbar)*2)234.3 GR&R实验实例GRRGRR的计算公式分析二：的计算公式分析二：注意事项：（1）Xdbar（分析一图中 标红色部分）生产线上采集的平均值，并不是样品的平均值，是固定值。（2）观察 UCLR 判断异常值，查看发生的测试品、机台与操作员与第几次量测,看前后左右的相关可能性与疑点。（4）因GRR=EV2+AV2，故分析影响GRR的因素有EV和AV两大因素，所
15、以作分析时，要从这两大因素同时列出作对比分析！且要根据4M1E列出表格作汇总，以便于分析造成GRR较差的原因！（3）模拟正常数值之后判断不同人之间的R平均值(Ra,Rb,Rc)是否有显著差异，相互观察作业不同点是什么。244.3 GR&R实验实例GRRGRR进一步改善的依据进一步改善的依据:进一步改善就必须做到至少二位的R没有超过UCL。若：GR&R%在10%之内:该测量系统(包括4M1E条件与此二位操作人员)是在理想状况；GR&R%在10%到20%；此系统可接受，有改善空间，要注意保持；GR&R%在20%到30%；此系统勉强可接受但必需及时改善；GR&R%在 30%；此系统不合格，必需修理并
16、订出治标对策。254.4 设计设计GRR的要点1.执行GRR之前对量仪有哪些要求？量具应在实施GRR研究之前做校准，或确认此量具在有效期之内，且直至GRR实验结束之前不需另作校准。2.需要几位量测人员才足够？1.如果是自动量测仪器，则不论有几位评价人实施量测，皆视为一位。因此并无所谓人为变异影响量测结果的疑虑，视再生性AV为零。2.实施非自动量测仪器之分析，评价人应至少为两位以上，单位了增加计量的代表性，三人为最佳、3.需要多少个样本？一般抽样 样本数为10。法则：样本数X评价人154.样本如何选取？同一GRR实验中的样本应具有同构型同构型。样本质量特性的分布应包含规格范围内的各部份。亦即样本
17、组最好包含了平均值落在规样本组最好包含了平均值落在规格上限，规格中心及规格下限的各样本。格上限，规格中心及规格下限的各样本。5.需要几次试验？至少2次，3 34次最佳6.量测值应采用个别值、平均值或其它？两者皆可，但必须确认所有量测者皆采用同样的取值法采平均值(每个样本量N次的平均值)时，要确定每位评鉴人皆如此取值。个别值对实验结果解析后的改善措施较有参考性。7.如何使样本变异减至最小？某些量具在量测上无法排除样本内变异的影响，因此对再现性EV产生一定程度的干扰。以破坏性的实验为例，要将样本变异的影响减至最小，就要尽可能的在每一样本中选择同样的测试部位同样的测试部位或测试点测试点。8.量具鉴别力 量具精度量具精度至少应为规格精度的1/10(1/10(下一位下一位)。实验所得的数据组中，超过25%的分组全距为零，表示量具鉴别力不足。多数子组全距值落在全距管制下限之下，视为量具鉴别力不足，或量测过程失控。9.GRR的设计是否一次可以包含多个量具？一个量具设计一个GR&R实验。10.相关计算A.指标 B.与公差或制程变异的比较 EV=?%EV=?(EV Tolerance)AV=?%AV=?(AV Tolerance)R&R=?%R&R=?(R&R Tolerance)26谢 谢！