GRR详细值简介-PPT.ppt

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1、1GR&RGR&RGauge Repeatability and Reproducibility Gauge Repeatability and Reproducibility量具的重复性和再现性2主要内容 基本含义介绍GR&R 的执行GR&R 的实验3基本含义介绍 MSA MSA名词解释 GR&R GR&R名词解释 GR&R GR&R 应用目的 CPK CPK与GR&R GR&R关系4 什么是 什么是MSA MSA MSA MSA是 是Measurement System Analysis Measurement System Analysis 的缩写，意思是测量系统分 的缩写，意思是测量系

2、统分析，是质量管理 析，是质量管理五大工具 五大工具之一；使用数理统计和图表的方法对测量系统的 之一；使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参 分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分 数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。测量系统的误差由稳定条件下运行测量系统多次测量数据的统计特性：测量系统的误差由稳定条件下运行测量系统多次测量数据的统计特性：偏倚和方差来表征；偏倚是指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系 偏倚和方差来表征；偏倚是指测量数据相对于标准值的位

3、置，包括测量系统的偏倚（统的偏倚（Bias Bias）、线性（）、线性（Linearity Linearity）和稳定性（）和稳定性（Stability Stability）；而方差指测）；而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的 量数据的分散程度，也称为测量系统的R&R R&R，包括测量系统的重复性，包括测量系统的重复性（Repeatability Repeatability）和再现性（）和再现性（Reproducibility Reproducibility）。）。一般来说 一般来说，测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定；测量系统的稳定性 测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定；测量系统

4、的稳定性可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控；而测量 可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控；而测量 n n 系统的重复性和再现性由 系统的重复性和再现性由 GR&R GR&R 研究来确定。研究来确定。基本含义介绍 基本含义介绍我们可以参考下面 我们可以参考下面 测量系统特性及变差类型和定义 测量系统特性及变差类型和定义5质量管理五大工具APQP:Advanced Product Quality Planning APQP:Advanced Product Quality Planning 先期产品质量策划与控制计划 先期产品质量策划与控制计划PPAP:P

5、roduction Part Approval Process PPAP:Production Part Approval Process 生产件批准程序 生产件批准程序FMEA:Failure Mode and Effect Analysis FMEA:Failure Mode and Effect Analysis 潜在失效模式与效果分析 潜在失效模式与效果分析MSA MSA：Measurement System Analysis Measurement System Analysis 测量系统分析 测量系统分析SPC:Statistical Process Control SPC:Sta

6、tistical Process Control 统计过程控制 统计过程控制6类型 类型 定义 定义 图示 图示分辨力 分辨力Discrimination Discrimination测量系统检出并如实指出被测定 测量系统检出并如实指出被测定特性微小变化的能力。特性微小变化的能力。偏倚 偏倚Bias Bias观测平均值与基准值的差。观测平均值与基准值的差。稳定性 稳定性Stability Stability在某种持续时间内测量同一基准 在某种持续时间内测量同一基准或零件单一特性结果的总变差。或零件单一特性结果的总变差。线性 线性Linearity Linearity量具的预期工作范围内偏倚的变

7、 量具的预期工作范围内偏倚的变化。化。重复性 重复性Repeatability Repeatability同一评价人，多次测量同一特性 同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差。的观测值变差。再现性 再现性Reproducibility Reproducibility不同评价人，测量同一特性观测 不同评价人，测量同一特性观测平均值的变差。平均值的变差。基准值无偏倚有偏倚观测的平均值偏倚观测平均值 基准值时间1稳定性时间2再现性人员B人员C人员A重复性7 什么是 什么是GR&R GR&R GR&R GR&R是 是Gauge Repeatability and Reproducibility Ga

8、uge Repeatability and Reproducibility 的缩写，意思是量具 的缩写，意思是量具的重复性和再现性；用来检定 的重复性和再现性；用来检定 检测产品的人员是否具备识别产品特性的能 检测产品的人员是否具备识别产品特性的能力，如：正常产品是否会误判，不正常产品是否会漏判等；也可以说是检定 力，如：正常产品是否会误判，不正常产品是否会漏判等；也可以说是检定“检测系统是否正常 检测系统是否正常”的一个工具。的一个工具。重复性（重复性（Repeatability Repeatability）：）：是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操 是用本方法在正常和正确操作情况下，

9、由同一操 作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，在短期时间内，对相同试样作多个 作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，在短期时间内，对相同试样作多个单次测试，再对测试的结果做统计上的分析。单次测试，再对测试的结果做统计上的分析。再现性（再现性（Reproducibility Reproducibility）：）：是在两个不同的实验室对同一物料进行测定两 是在两个不同的实验室对同一物料进行测定两个分析结果接近的程度 个分析结果接近的程度。【问：重复性实验和再现性实验该如何区分呢？重复性实验和再现性实验该如何区分呢？】基本含义介绍 基本含义介绍8 重复性 重复性取得数据需要符合的条件：取得数据需要

10、符合的条件：A A、同一人员 同一人员B B、同一产品 同一产品C C、同一环境 同一环境D D、同一位置 同一位置E E、同一仪器 同一仪器F F、短期时间内 短期时间内 再现性 再现性取得数据需要符合的条件：取得数据需要符合的条件：A A、不同人员 不同人员B B、同一产品 同一产品C C、不同环境 不同环境D D、不同位置 不同位置E E、不同仪器 不同仪器F F、较长时间段 较长时间段重复性和再现性实验条件的差异 重复性和再现性实验条件的差异基本含义介绍 基本含义介绍9 GR&R GR&R目的是什么 目的是什么 因为 因为GR&R GR&R只是保证量具的稳定性，所以可简单的理解其目的就

11、是 只是保证量具的稳定性，所以可简单的理解其目的就是降低量测误差，使量测值之尽量接近 降低量测误差，使量测值之尽量接近(真值之标准差 真值之标准差)。基本含义介绍 基本含义介绍例：我们抽测 例：我们抽测100 100支圆筒的外径，可得到 支圆筒的外径，可得到100 100组数据，会形成一个分配；如图 组数据，会形成一个分配；如图(A)(A)总变异数（r r）图(A)60 60 80 80 70 70 100 100 90 90 120 120 110 110其实上面图形分配并不是一直不变的，我们知道同一样品给同一个人量测，其实上面图形分配并不是一直不变的，我们知道同一样品给同一个人量测，第一天

12、和第二天的量测数据不会一模一样；那是什么原因导致数据变 第一天和第二天的量测数据不会一模一样；那是什么原因导致数据变 0 0 化呢？化呢？10 我们知道同一产品在温度 我们知道同一产品在温度/湿度等等环境下本身特性上会发生一些变 湿度等等环境下本身特性上会发生一些变异，量测的仪器 异，量测的仪器/工具也会发生变异，还有其他的一些随机的变异；而这 工具也会发生变异，还有其他的一些随机的变异；而这些变异就会产生数据上的误差；那么我们可以理解：看到的数据误差 些变异就会产生数据上的误差；那么我们可以理解：看到的数据误差(r r)可包含产品误差 可包含产品误差(TU TU)、仪器量测误差、仪器量测误差

13、(GRR GRR)、其他随机误差、其他随机误差(e e)三个 三个部分。部分。基本含义介绍 基本含义介绍产品变异数（TU TU）图(B)60 60 80 80 70 70 100 100 90 90 120 120 110 110(r)(r)2 2(TU TU)2 2(GRR GRR)2 2=+(e e)2 2+(随机变异 随机变异)2 2(总变异 总变异)2 2(产品变异 产品变异)2 2(量测变异 量测变异)2 2=+图(C)-20-20-10-10 10 10 0 0量测变异（GRR GRR）11 GR&R GR&R与 与CPK CPK的关系 的关系GR&R GR&R应用目的：借助量具量

14、测数据，验证量具是否可靠？应用目的：借助量具量测数据，验证量具是否可靠？是否好用 是否好用？还可以计算出量具的量测误差；？还可以计算出量具的量测误差；CPK CPK 应用目的：大量生产情况下，查看并降低不良率 应用目的：大量生产情况下，查看并降低不良率(%(%ppm ppm)，提，提高品质质量 高品质质量(合格 合格 优等 优等)，找出制程管制方向；，找出制程管制方向；基本含义介绍 基本含义介绍我们先举一实例来理解：一个实际 我们先举一实例来理解：一个实际2m 2m的木头，用一个尺子量测 的木头，用一个尺子量测20 20次，数 次，数据结果均为 据结果均为1.8m 1.8m，可以看到数据很平均

15、，尺子量测很稳定，可以看到数据很平均，尺子量测很稳定(GRR(GRR很好 很好)，但，但这个尺子不能使用了，因为准确度很差，而准确度就需要 这个尺子不能使用了，因为准确度很差，而准确度就需要CPK CPK来衡量；所 来衡量；所以一个好的量具不仅需要验证其稳定性 以一个好的量具不仅需要验证其稳定性(GRR)(GRR)，还要验证其准确性，还要验证其准确性(CPK)(CPK)。生产模具 生产模具 样品 样品试 试模 模量具量测 量具量测CPK CPKGR&R GR&R人员 人员调机 调机不当 不当模具 模具设计 设计不良 不良分析 分析 数据统计 数据统计12GR&R 的执行 的执行GR&R 的执行

16、 GR&R GR&R 指标与公式 GR&R GR&R 的执行步骤 GR&R GR&R 的的优先前提13GR&R 的执行 的执行 GR&R GR&R 指标与公式 指标与公式GR&R:GR&R:表示量具的能力 表示量具的能力%GR&R=%GR&R=量具差异的标准值 量具差异的标准值*5.15/5.15/产品规格公差 产品规格公差 GR&R GR&R 能力指标 能力指标注意事项：注意事项：1.1.被测物性能需稳定，因不稳定会使 被测物性能需稳定，因不稳定会使%GR&R%GR&R放大；放大；2.2.被测物特性之取样分布宜涵盖量具之保证范围；被测物特性之取样分布宜涵盖量具之保证范围；%GR&R%GR&R

17、 10%-A 10%-A级 级 量具精密 量具精密 10%10%GR&R%GR&R 30%-B 30%-B级 级 量具正确 量具正确%GR&R%GR&R 30%-C 30%-C级 级 量具粗劣 量具粗劣 问：为何要乘上 问：为何要乘上5.15 5.15？在 在GRR GRR计算中采取 计算中采取99%99%的信赖区间，而 的信赖区间，而5.15 5.15个 个Sigma Sigma就代表了这个置信区间 就代表了这个置信区间;现在 现在标准基本已经提升到了 标准基本已经提升到了6 6 个 个Sigma=99.73%Sigma=99.73%的置信区间 的置信区间.14 GR&R GR&R 计算公式

18、 计算公式 总变异数：总变异数：TV TV 重复性：重复性：EV(E EV(Equipment quipment V Variance ariance)设备变异 设备变异 再现性：再现性：AV(AV(Appraiser Variance)人员差异 人员差异 AV1 AV1=(Xmax-Xmin Xmax-Xmin)*K2*K2 重复性 重复性&再现性 再现性:R&R R&R(%EV)=(%EV)=100 100(EV/TV)%(EV/TV)%(%AV)=(%AV)=100 100(AV/TV)%(AV/TV)%G GR&R R&R=AV AV+EV+EV2 2 2 2 TV=G TV=GR&R

19、 R&R+P PV V2 2 2 2(%G(%GR&R R&R)=100 100(G(GR&R R&R/TV)%/TV)%GR&R 的执行 的执行 GR&R GR&R 百分比计算 百分比计算人员数 人员数 2 2 3 3 n表示零件数r表示测量次数K K2 2 3.65 3.65 2.7 2.7 产品变异：产品变异：PV(Products Variance)AV AV=(AV1)(AV1)-(EV)(EV)/(nr)(nr)2 2 2 215 GR&R GR&R 的执行步骤 的执行步骤1.1.在量测系统使用者中选出 在量测系统使用者中选出2 3 2 3个评价人员；个评价人员；2.2.抽取 抽取

20、10 10个零件，以此代表实际或期望的过程变差；个零件，以此代表实际或期望的过程变差；3.3.把零件从 把零件从1 10 1 10编号，但号码不为被评价人所见；编号，但号码不为被评价人所见；4.4.如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准；如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准；5.5.由评价员 由评价员A A随机对 随机对10 10个零件作测量，由一个观察员记录测量结果；个零件作测量，由一个观察员记录测量结果；6.6.由其他评价员重复第 由其他评价员重复第5 5步，隐藏其他评价员所获得的读数；步，隐藏其他评价员所获得的读数；7.7.重复第 重复第5 5和第 和第6 6步，用不同的随机组合测

21、量；步，用不同的随机组合测量；8.8.对每个评价员的读数计算均值和极差；对每个评价员的读数计算均值和极差；9.9.用 用GR&R GR&R报告表记录零件均值和极差均值；报告表记录零件均值和极差均值；10.10.计算表示设备变差的重复性；计算表示设备变差的重复性；11.11.计算表示评价员变差的再现性；计算表示评价员变差的再现性；12.12.计算 计算 GR&R GR&R并转换成百分比；并转换成百分比；13.13.计算零件并转换成百分比；计算零件并转换成百分比；14.14.计算总变差；计算总变差；要获取可信的 要获取可信的GR&R GR&R，需按照一些的标准程序如下：，需按照一些的标准程序如下：

22、GR&R 的执行 的执行16在了解 在了解GR&R GR&R优先使用状况前，我们该先知道哪些情况不适合 优先使用状况前，我们该先知道哪些情况不适合GR&R?GR&R?首先，作 首先，作GR&R GR&R时必须使用同一样本、反复量测；只要有任一样本无法被反 时必须使用同一样本、反复量测；只要有任一样本无法被反复量测，那么基本上都不适用 复量测，那么基本上都不适用GR&R GR&R，这一类的情况中尤其以破坏性测试为，这一类的情况中尤其以破坏性测试为最明显，因为样本实际上已无法被反复测试；所以凡是破坏性测试，原则上 最明显，因为样本实际上已无法被反复测试；所以凡是破坏性测试，原则上均不适用 均不适用

23、GR&R.GR&R.GR&R 的执行 的执行 GR&R GR&R的优先前提 的优先前提GR&R GR&R的优先使用前提：的优先使用前提：1.1.本质上是非破坏性之量测数值 本质上是非破坏性之量测数值 2.2.该量测特性之制程能力 该量测特性之制程能力Cp Cp值明显不足 值明显不足 在此状况下 在此状况下,我们必须运用 我们必须运用GR&R GR&R深入探究此时的制程能力是产品之真象或假象 深入探究此时的制程能力是产品之真象或假象？若？若GR&R GR&R 30%30%（C C级），就表示量测系统不够精确从而扭曲了产品的真值；那么我 级），就表示量测系统不够精确从而扭曲了产品的真值；那么我们就

24、应立刻着手改善量测系统，找出问题症结，再予以克服，以改善 们就应立刻着手改善量测系统，找出问题症结，再予以克服，以改善GR&R GR&R。【改善量测系统时可参考一下下面特性要因图的分析方法 改善量测系统时可参考一下下面特性要因图的分析方法】17为 为何 何量 量测 测变 变异 异太 太大 大环境差异 环境差异温度改变 温度改变清洁度改变 清洁度改变湿度改变 湿度改变振动因素 振动因素量测程序不严谨 量测程序不严谨人员训练不足 人员训练不足人员技术差异 人员技术差异量测程序未标准化 量测程序未标准化设备维护未标准化 设备维护未标准化校验问题 校验问题数据取得不易 数据取得不易设备差异 设备差异机

25、械不稳定 机械不稳定设备磨耗 设备磨耗电性不稳定 电性不稳定数据换算不稳定 数据换算不稳定 特性要因图 特性要因图GR&R 的执行 的执行18GR&R 的实验 EV EV 与与 AV AV 比较判定比较判定 GR&R实验要求和方法 GR&R实验举例19 EV EV 与 与 AV AV 比较判定 比较判定 EV EV AV AV重复性 重复性:EV EV(设备变异 设备变异)再 再现 现性 性:AV AV(人员变异 人员变异)量具需要加以保养；量具需要加以保养；量具需要重新设计，以提升适切性；量具需要重新设计，以提升适切性；量具 量具的夹紧或零件定位的方式需要改进 的夹紧或零件定位的方式需要改进

26、；存在 存在过大的零件变异；过大的零件变异；AV AV EV EV再 再现 现性 性:AV AV(人员变异 人员变异)重复性 重复性:EV EV(设备变异 设备变异)量测人员 量测人员需要更好的培训如何使用量具及数据读取方式 需要更好的培训如何使用量具及数据读取方式 量具 量具刻度盘上的刻度不清楚 刻度盘上的刻度不清楚或校正不良；或校正不良；需要 需要某些夹具协助评价人员来提高使用量具的一致性 某些夹具协助评价人员来提高使用量具的一致性20 GR&R实验要求和方法 GR&R GR&R实验要求 实验要求1 1、样 样品 品:应 应在能 在能代表整 代表整个 个作 作业 业范 范围 围的 的制 制

27、程中 程中随机选 随机选取 取(包括超出 包括超出规 规格的 格的样 样品 品)2 2、仪 仪器 器：确：确保 保量测仪器 量测仪器是依照正 是依照正确 确的 的国际认 国际认可的最新 可的最新标准 标准得到了校正 得到了校正读数 读数值 值 取估 取估计 计之最近值 之最近值；而最小取至最小刻度之 而最小取至最小刻度之1/2 1/2(最小量测单位的一半 最小量测单位的一半)3 3、操作者：要 操作者：要得到了良好的教育 得到了良好的教育训练 训练,能熟 能熟练 练正 正确 确地操作量 地操作量测仪 测仪器 器；确 确保每 保每个 个操作者完全明白 操作者完全明白进 进行 行GRR GRR分析

28、的每一 分析的每一个 个步 步骤 骤及注意事 及注意事项；项；GR&R GR&R实验分析方法 实验分析方法重复性分析：绘极差图 重复性分析：绘极差图 计算控制限 计算控制限 分析控制图 分析控制图 计算重复性 计算重复性再现性分析：评价人均值极差 再现性分析：评价人均值极差 计算再现性 计算再现性零件变差分析：计算均值控制限 零件变差分析：计算均值控制限 分析控制图 分析控制图 计算零件变差 计算零件变差21 GR&R实验记录表 GR&R实验实例 GR&R实例讲解取 取10pcs 10pcs 样本交与 样本交与3 3个不同的作业员进行测试，各自重复测量 个不同的作业员进行测试，各自重复测量3 3次；次；测试数据及计算公式如下表格：测试数据及计算公式如下表格：22