GRR量測(cè)系統(tǒng)分析GaugeRepeatabilityandReproducibility1第一頁，共三十一頁。目錄1.量測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成2.量測(cè)系統(tǒng)變異

2.1量測(cè)系統(tǒng)變異概述2.2測(cè)量系統(tǒng)精確度與準(zhǔn)確度3.量測(cè)系統(tǒng)分析4.GRR實(shí)驗(yàn)方法4.1GRR實(shí)驗(yàn)要求4.2GRR實(shí)驗(yàn)步驟4.3GRR實(shí)驗(yàn)實(shí)例4.4量測(cè)系統(tǒng)判定2第二頁，共三十一頁。1.量測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成量測(cè)系統(tǒng)1.量具.設(shè)備(軟.硬體)2.操作(人員.過程)3.測(cè)試環(huán)境4.待測(cè)試件量測(cè)系統(tǒng)包含以下要素:3第三頁，共三十一頁。2.1測(cè)量系統(tǒng)變異概述量測(cè)系統(tǒng)量檢具造成的變異操作員造成的變異量測(cè)變異長(zhǎng)期產(chǎn)品變動(dòng)短期產(chǎn)品變異樣本變異實(shí)際產(chǎn)品變異觀察到的產(chǎn)品變異實(shí)際值實(shí)際值測(cè)量值4第四頁，共三十一頁。2.2測(cè)量系統(tǒng)精確度與準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度:平均值mmm=+總量產(chǎn)品衡量測(cè)量系統(tǒng)偏差----通過“標(biāo)定研究”決定測(cè)量偏差觀察到的值=主值+測(cè)量偏差實(shí)際值測(cè)量值5第五頁，共三十一頁。精確度:變動(dòng)性222+=總量產(chǎn)品測(cè)量

衡量系統(tǒng)變動(dòng)性-通過“R&R研究”決定2.2測(cè)量系統(tǒng)精確度與準(zhǔn)確度觀察到的變動(dòng)性=產(chǎn)品變動(dòng)+衡量的變動(dòng)實(shí)際值測(cè)量值6第六頁，共三十一頁。3.量測(cè)系統(tǒng)分析3.1量測(cè)系統(tǒng)鑑別力3.2量測(cè)系統(tǒng)變異類型及分析3.2.1再現(xiàn)性3.2.2再生性3.2.3零件間變異3.2.4穩(wěn)定性3.2.5線性3.3GRR7第七頁，共三十一頁。3.1量測(cè)系統(tǒng)鑑別力鑑別力:量測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)並真實(shí)地表示被測(cè)特性很小變化的能力如最小量測(cè)刻度太大無法辨別被測(cè)特性很小變化稱為鑑別力不足,鑑別力不足可以在R-Chart上顯現(xiàn)出來.圖1圖21.量測(cè)系統(tǒng)鑑別力不足,導(dǎo)致只有1~3個(gè)值落在管制界限內(nèi)或1/4R=0如圖1所示.2.量測(cè)系統(tǒng)鑑別力足夠,所有的值落在管制界限內(nèi).8第八頁，共三十一頁。重複性(Repeatability)重複性又稱為量具變異,是指用同一種量具,同一位作業(yè)者,當(dāng)多次量測(cè)相同零件之指定特性時(shí)之變異在完全相同的量測(cè)條件下,複之量測(cè)值間的差異為量測(cè)系統(tǒng)本身產(chǎn)生的差異,隨機(jī)誤差范疇3.2.1主值良好重復(fù)性不良重復(fù)性主值9第九頁，共三十一頁。重複性(Repeatability)3.2.1重複性(Repeatability)計(jì)算:在R-chart圖管制下,再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值=R/d5.15CC*2C*2=5.15R/d重複性(Repeatability)EV=5.15

其中5.15表示常態(tài)分配中具有99%的信賴度(99%的信賴度=)5.15C10第十頁，共三十一頁。再生性(Reproducibility)再生性又稱作業(yè)者變異,指不同作業(yè)者以相同量具量測(cè)相同產(chǎn)品之特性時(shí),量測(cè)平均值之變異在量測(cè)之條件有所變化下,重複之量測(cè)值之間的變異(操作者,裝夾,位置,環(huán)境條件,較長(zhǎng)的時(shí)間段)為外在因素引起之量測(cè)系統(tǒng)的變異ReproducibilityOperatorAOperatorB3.2.2檢查員B檢查員C檢查員A檢查員B檢查員C檢查員A主值OperatorC11第十一頁，共三十一頁。再生性(Reproducibility)計(jì)算:再生性的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值o*2再生性(Reproducibility)AV1=5.155.15o再生性(Reproducibility)3.2.2OperatorAOperatorBOperatorC=(Xmax-Xmin)/do*2=5.15(Xmax-Xmin)/d因以上計(jì)算變異包含量測(cè)系統(tǒng)的影響所以必須進(jìn)行修正:AV=(AV1)-(EV)/(nr)22n零件數(shù)r量測(cè)次數(shù)12第十二頁，共三十一頁。3.2.3零件間變異X-Chart圖分析:圖1圖2若測(cè)量平均值全部落在管制界限內(nèi),則零件變異隱藏在再現(xiàn)性之內(nèi),且量測(cè)變異支配制程變異------>如圖1反之若測(cè)量平均值過半落在管制界限外,則此量測(cè)系統(tǒng)適用------>如圖2此時(shí)可以計(jì)算出零件變異p*2=Rp/d零件間的標(biāo)準(zhǔn)差:零件間變異:PV=5.15p13第十三頁，共三十一頁。對(duì)於量測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期測(cè)量相同的GoldenSample的均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差來說，測(cè)量值的分佈應(yīng)保持一致沒有漂移、突然變化、等…,並可以預(yù)測(cè)?？梢杂昧繙y(cè)系統(tǒng)不同時(shí)間測(cè)量相同的GoldenSample的測(cè)量值繪製X-Chart圖進(jìn)行管制.如果失去管制則表示量測(cè)系統(tǒng)須校正或維修.3.2.4穩(wěn)定性時(shí)間2主值(參考標(biāo)準(zhǔn))時(shí)間114第十四頁，共三十一頁。3.2.5線性線性:在儀器能力的範(fàn)圍內(nèi)衡量準(zhǔn)確度和精確度的差別。

Y軸是相對(duì)主讀數(shù)的偏差，當(dāng)量具測(cè)量值為主讀數(shù)時(shí)，所有的點(diǎn)應(yīng)在0線上。X軸是用量具測(cè)量所有產(chǎn)品所得到的測(cè)量值的整個(gè)範(fàn)圍。O量具1:線性分佈有問題O準(zhǔn)確度測(cè)量值量具2:線性分佈沒問題準(zhǔn)確度測(cè)量值線性分佈有問題可能原因:1.量測(cè)系統(tǒng)的量測(cè)範(fàn)圍內(nèi)的高端,低端的校正不適當(dāng)2.量測(cè)系統(tǒng)磨損3.量測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不適合測(cè)量被測(cè)特性15第十五頁，共三十一頁。3.3GRRGRR:GaugeRepeatabilityandReproducibility量具的重複性與再生性目的:評(píng)估一個(gè)量測(cè)系統(tǒng)的量測(cè)能力,並以此統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果作為對(duì)操作者.量測(cè)設(shè)備變異狀況之改善參考3.3.1什麼叫GRR16第十六頁，共三十一頁。2

22+=2222=++測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)品總量產(chǎn)品總量產(chǎn)品變異性（實(shí)際變異性）測(cè)量變異性總體變異性（觀察到的變異性）重復(fù)性再現(xiàn)性3.3.2GRR統(tǒng)計(jì)意義17第十七頁，共三十一頁。3.3.3

GRR計(jì)算(一)再現(xiàn)性:EV(設(shè)備變異)再生性:AV(量測(cè)員變異)再現(xiàn)性&再生性:R&R=AV+EV22零件變異:PV總變異:TVTV=R&R+PV22%EV=100(EV/TV)%%AV=100(AV/TV)%%R&R=100(R&R/TV)%18第十八頁，共三十一頁。3.3.3

GRR計(jì)算(二)解決測(cè)量誤差占公差的百分比。最佳情況:<10%可接受的情況:<30%既包括重復(fù)性，也包括再現(xiàn)性。

PT公差

/.*=515R&R公差=USL-LSL量測(cè)能力指標(biāo):

精確度與公差的比LSLUSL實(shí)際值測(cè)量值(TV)量測(cè)變異(R&R)%R&R用於證明衡量系統(tǒng)是否能夠測(cè)量出觀察到的總的過程變動(dòng):

%P/T用於證明衡量系統(tǒng)是否能夠測(cè)量出給定的產(chǎn)品規(guī)格:19第十九頁，共三十一頁。3.3.4量測(cè)系統(tǒng)的判定(一)再現(xiàn)性:EV(設(shè)備變異)>再生性:AV(量測(cè)員變異)量具需加以保養(yǎng)量具需重新設(shè)計(jì),以提高適切性.量具之夾持或定位需改善.存在過大的零件變異再現(xiàn)性:EV(設(shè)備變異)<再生性:AV(量測(cè)員變異)量測(cè)員訓(xùn)練不足.量具刻度校正不良.可能治具或軟體協(xié)助量測(cè)員進(jìn)行量測(cè)20第二十頁，共三十一頁。3.3.4量測(cè)系統(tǒng)的判定(二)GRR=<10%

量具系統(tǒng)可接受可接受.可不接受,決定于該量具系統(tǒng)之重要性,修理所需之費(fèi)用等因素GRR>=30%10%<GRR<30%量具系統(tǒng)不能接受,須予以改進(jìn)21第二十一頁，共三十一頁。3.3.4量測(cè)系統(tǒng)的判定(三)下面幾張幻燈片演示了4個(gè)變數(shù)的:量具%R&R結(jié)果和量具%P/T-精確度比公差的圖形表示。GR&R結(jié)果有無數(shù)個(gè)(將%研究和%公差結(jié)合).用這4個(gè)相對(duì)特殊的情形，有助於決定對(duì)得出的結(jié)果需要採(cǎi)取哪些措施.儘管可以考慮接受(慎重進(jìn)行)小於30%的情況，但是要努力尋找GR&R<10%的結(jié)果。22第二十二頁，共三十一頁。9080706050LSLUSL公差情形110%=%R&R15%=%P/T在這個(gè)實(shí)例中，我們看到GR&R的結(jié)果是可以接受的，它的%R&R變動(dòng)與%P/T公差變動(dòng)相同。由於總變動(dòng)-TV和公差-T(USL-LSL)相對(duì)大小相同，所以結(jié)果相同。因此，當(dāng)我們得出R&R或P/T比時(shí)，它將大大低於30%。這個(gè)量具是可接受的，不需要採(cǎi)取任何措施。唯一需要採(cǎi)取的行動(dòng)是改善過程能力。實(shí)際值測(cè)量值(TV)量測(cè)變異(R&R)23第二十三頁，共三十一頁。9080706050公差LSLUSL在這個(gè)實(shí)例中,我們觀察到,GR&R中的%R&R與%P/T相同,然而結(jié)果根本無法接受.由於總變動(dòng)-TV和公差-T(USL-LSL)的相對(duì)大小相同，所以結(jié)果相同。

因此當(dāng)我們得出

P/TV或

P/T比時(shí)，它將大大超出30%。這表明衡量系統(tǒng)無法辨別零件與零件的差別。不良GR&R的一個(gè)影響將會(huì)擴(kuò)大產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)偏差的變動(dòng)性。在這個(gè)實(shí)例中，我們確實(shí)需要修正衡量系統(tǒng)!!!情形170%=%R&R70%=%P/T實(shí)際值測(cè)量值(TV)量測(cè)變異(R&R)24第二十四頁，共三十一頁。9080706050LSLUSL公差在此我們觀察到的GR&R中%R&R根本無法接受，而%P/T完全可以接受。怎麼會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?在這個(gè)實(shí)例中，%R&R很大。然而當(dāng)我們將量具精確度與公差(USL-LSL)相比（P/T）時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)GR&R-5%.是完全可以接受的。我們需要修正衡量系統(tǒng)嗎?這要視情況而定。如果我們需要改善這個(gè)過程，那麼我們應(yīng)當(dāng)修正衡量系統(tǒng)；如果我們不需要提高過程能力，那麼這個(gè)衡量系統(tǒng)是可以接受的。情形170%=%R&R5%=%P/T實(shí)際值測(cè)量值(TV)量測(cè)變異(R&R)25第二十五頁，共三十一頁。9080706050LSLUSL公差在此我們觀察到的GR&R中%R&R是能夠接受的,而%P/T無法接受.怎麼會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?在這個(gè)實(shí)例中,%R&R=5%非常小.然而當(dāng)我們將量具精確度與公差(USL-LSL)相比(P/T)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)%P/T=70%很大.我們需要修正衡量系統(tǒng)。在這個(gè)實(shí)例中，觀察到的Cp是實(shí)際Cp並且它可能在0.2到0.4之間.過程能力改善後,我們的%R&R將變得更糟.並且觀察到的Cp不反應(yīng)實(shí)際值,所以需要改善衡量系統(tǒng)。實(shí)際值測(cè)量值(TV)量測(cè)變異(R&R)情形15%=%R&R70%=%P/T26第二十六頁，共三十一頁。4.GRR實(shí)驗(yàn)方法

-全距法及平均值法1.樣品要求:樣本應(yīng)在能代表整個(gè)作業(yè)范圍的製程中隨機(jī)地選取(包括超出規(guī)格的樣品)2.儀器要求:確保量測(cè)儀器是依照正確的國(guó)際認(rèn)可的最新標(biāo)準(zhǔn)得到了校正量測(cè)儀器應(yīng)能辨別1/10的制程變化讀數(shù)值取估計(jì)之最近值,而最小取至最小刻度之1/23.對(duì)操作者的要求:每位操作者得到了良好的教育訓(xùn)練,能熟練正確地操作量測(cè)儀器確保每個(gè)操作者完全明白進(jìn)行GRR分析的每一個(gè)步驟及注意事項(xiàng)4.1GRR實(shí)驗(yàn)要求27第二十七頁，共三十一頁。1.本法以3個(gè)作業(yè)者.10個(gè)零件各量測(cè)3次,以3次量測(cè)誤差的平均值和作業(yè)者間平均值的量測(cè)誤差作重複性(量具變異)和再生性(操作者變異)分析2.本法可區(qū)分量測(cè)系統(tǒng)的重複性和再生性,但無法判定作業(yè)者與量具的交互作用3.本法對(duì)操作者.量具及樣品等實(shí)驗(yàn)要求同上4.2GRR(全距法及平均值法)步驟28第二十八頁，共三十一頁。4.3GRR實(shí)驗(yàn)實(shí)例選擇分析量具(已校正),標(biāo)準(zhǔn)件5件(標(biāo)注量測(cè)位置),操作者3人(經(jīng)過足夠訓(xùn)練者)操作者使用同一量具,分別量測(cè)5件標(biāo)準(zhǔn)件二次,操作者間應(yīng)不知道其他操作者的量測(cè)值,並且每次5件標(biāo)準(zhǔn)件其編號(hào)順序應(yīng)改變.將3*5*2=30筆數(shù)據(jù)填入下表,依表中公式計(jì)算29第二十九頁，共三十一頁。[MSA/SPC]d2係數(shù)表30第三十頁，共三十一頁。內(nèi)容總結(jié)GRR。如最小量測(cè)刻度太大無法辨別被測(cè)特性很小變化稱為