量具再现性和重复性分析

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1、如何正确理解量具可重复性&再现性（GR&R）如何正确理解量具可重复性&再现性（GR&R）如何正确理解量具可重复性&再现性（GR&R）对于过程控制系统来说,量具的可重复性及再现性（以下称量具R&R）研究十分重要。下面就学习下如何正确的实施研究并解释结果。任何一个真正称得上专业人士的质量人都深知：R&R研究报告是成功实施过程控制系统的关键部分。但是令人吃惊的是，很多人却不知道如何正确地进行可重复性及可重现性研究，也不知该如何解释研究结果。质量专业人士知道，测量产品对满足客户公差要求至关重要。此外，测量产品对于统计过程控制系统的

2、必要性——统计过程控制系统的价值在于改进制造过程本身。但他们容易忽视：只有测量系统本身完善且准确，数据才有价值。量具R&R研究目的不仅在于告诉评价人测量系统是否能实现其应实现的用途，还揭示测量系统的哪一部分引起的测量波动最大，从而帮助评价人有计划地改进系统。测量系统中的波动主要来自于三个方面：产品本身、实施测量的人员，以及用于测量的设备。量具研究的意义之一就是揭示这三个因素分别对波动所产生的影响。如果测量系统够完善，那么大部分波动应该来自产品本身。而如果波动绝大部分是由评价人或测量设备造成的，那么这个系统可能就不合适了。量

3、具研究包括数个零件，多个评价人重复测量这些零件。虽然零件和评价人的数量可变，但是大多数研究需使用10个零件，3个评价人来对每个零件至少测三次。重复的测量叫作试验。测量完成后的计算结果将决定评价人之间，零件之间和跨试验的波动水平。这里没有必要讲解实际计算方法，因为有很多软件和模板可以帮助评价人计算。因此我们应更关注于如何开展合理的研究及如何解释结果。选择零件样本也许是实施一次成功研究的最重要的步骤——同时也是最易误解的地方。用于量具研究的零件样本应该能反映生产过程的真实波动。在我们实施研究中往往多建议选择尽可能相似的样本，甚

4、至一些量具研究的指导书规定样本必须来自同一批。但事实上，这是错误的。实际上，如果使用不能代表过程波动的产品，量具研究结果将毫无价值。如有必要，评价人甚至需要从一个时期（几天，几周）的产品中取样，以确保样本代表真实的过程。请牢记，这里评估的是测量系统，而不是产品。现在就让我们开始测量吧。以下是一些测量过程的指南：1.评价人应该共用经过校准的同一套量具或测量系统。应该使用5个或更多的能代表过程波动范围的样本。不要使用一个零件，或几个波动很小的零件。如果可能的话，应该以随机顺序测量样本。4.每个评价人至少要实施两次实验或测量。我

5、们仔细研究以下用于评估量具研究的各种报告。总变差（TV）报告分析的是量具研究的数据占总变差的百分比。报告分为设备变差、评价人变差、零件变差和量具R&R4部分设备变差（EV）是指设备或测量仪器的重复性。在TV图表中，EV表示设备变差占系统总变差的百分比。如图一，设备变差占系统总变差的17.6%。此例中的结果比较低，当EV大于30%时，此数据告诉评价人使用的测量设备存在问题，必须解决。此量具可能需要维修，或者是测量过程中固定零件的夹具出了问题。如图一总变差（TV）报告分析的是量具研究的数据占总变差的百分比。报告分为几个部分，分

6、别代表设备变差，评价人变差，零件变差和量具R&R。评价人变差(AV)是指系统的再现性。同样在TV图表中，AV表示占系统总变差的百分比。大于30%表明评价人之间有很大差异。原因可能是评价人没有按照正确的测量程序操作，或没有参加相应的培训，或接受了不同方式的培训。零件变差(PV)是指用于量具研究的产品或零件的变差。在此例中，PV%等于96.4%。在一个完善的系统中这一百分比应该高，零件应该能真实代表过程变差的范围。如果PV%低于30%，选择的零件就没有代表过程的总变差。量具可重复性及再现性（GR&R）既揭示了设备变差，也揭示了

7、评价人变差。TV报告中的GR&R%是GR&R占测量系统总变差的百分比。图一中，GR&R%为26.7%。这表明总变差中有26.7%是由测量系统本身造成的。根据GR&R的经验法则，当量具研究结果为10%或低于10%时，此测量系统是可接受的。因此，图一中的大部分变差来自测量系统而不是零件。如果GR&R低于30%，测量系统可能是可接受的，但应有改进系统的计划，复审系统。如果GR&R高于30%，则表明必须改进系统，因为评价人变差和设备变差占系统变差的30%以上。决定量具研究是否有效地另一关键计算值是分级数（NDC）。NDC是计算产品

8、波动范围97%的置信区间内的等级数。换句话说，分级数等于零件变差除以GR&R再乘以一个系数。NDC等于5或大于5时量具研究才能认为是有效的。正如前面讨论的，在量具研究时一个常见的问题是零件变差不能代表期望的过程变差。如果零件变差太小，那么NDC将小于5，量具研究无效。这种情况下，评价人可以重新抽样以获得