GRR作業(yè)指導書

1、 重復性和再現(xiàn)性（GR&R）均值極差法1 目的 1.1 了解測量器具量測的性能，是否能滿足測量要求。 1.2 對新進或維修后的量測設(shè)備，能提供一個客觀正確的變異分析及評價測量質(zhì)量。 1.3 應(yīng)用統(tǒng)計方法來分析測量系統(tǒng)之再現(xiàn)性及重復性，作為下列各項事項之參考： 1.3.1 檢測設(shè)備是否需要校驗； 1.3.2 是否可供使用； 1.3.3 是否有人為因素造成的誤差； 1.3.4 是否需要修正校驗周期及頻率。 2 適用范圍 適用于公司范圍內(nèi)的測量器具的重復性及再現(xiàn)性（GR&R）研究。3 術(shù)語 1） 重復性 又稱設(shè)備變差（Equipment Variation），即重復性（Repeatability）。

2、是指在固定和規(guī)定的測量條件下由一位測量者使用一種測量儀器，連續(xù)（短期）多次測量同一試樣的同一特性時獲得的測量變差，再對測量結(jié)果進行評價。它是系統(tǒng)內(nèi)變差。 2） 再現(xiàn)性 又稱評價人變差（Appraisal Variation），即再現(xiàn)性(Reproducibility)。是指由不同的評價人使用相同的測量儀器，測量同一試樣的同一特性時測量平均值的變差，再對測量結(jié)果進行評價。它是系統(tǒng)間變差。 3） GR&R 又稱量具的重復性和再現(xiàn)性，它是對測量系統(tǒng)重復性和再現(xiàn)性合成變差的估計。 4）零件變差 符號PV（Parts Variation），指零件與零件之間的變差。 5） 分級數(shù) 符號ndc（Distin

3、ct Data Categories），差別類數(shù)目指的是測量系統(tǒng)可以識別出的過程數(shù)據(jù)中的非重疊組的數(shù)目。即分辨力的強弱。4 研究前的準備 4.1 樣本的選取 選擇同一型號規(guī)格的10個試樣，這10個試樣必須能代表實際的過程變差范圍，即這批試樣應(yīng)包含這個規(guī)格的從最大到最小的不同值。4.2 人員選擇 選擇一名人員負責數(shù)據(jù)的記錄、采集，三名專門從事此試樣測量的人員（操作工）進行實際測量，也可相互兼職。（實際測量人數(shù)不得少于2人） 實際操作人員必須是： 1）理解GR&R在產(chǎn)品控制和過程改進中的重要性； 2）具備開展GR&R所需要的實用知識； 3）建立GR&R分析的量化方法、可測量指標和接受準則，從而做出

4、專業(yè)、客觀的評價。 4.3 測量器具 測量器具選用平時所用的器具或相同型號、精度、分辨率的器具并確保此測量器具準確可靠。測量設(shè)備的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過程變差的十分之一。 盡量按照技術(shù)文件要求的計量單位來配置測量器具。即圖紙標注是英吋，則配置英制的量具；圖紙標注是公制，則配置公制量具。 測量器具校正除按正常的校正周期進行校正比對外，測量前也須有較正動作；組合式量具，部件及組合后均需校對。 4.4 測量方法 采用盲測法。4.4.1 即零件編號在不被人看到的地方（編寫在隱蔽處，評價人不能看到）；4.4.2 測量時，評價人不能觀看量具上的示值，以免受到心理驅(qū)使，影響手感；數(shù)字由第二個人

5、讀出并記錄；4.4.3 零件打亂后，再由第二個評價人測量；且不能看到其它評價人測量的數(shù)據(jù)。依次類推。 4.5 GR&R分析實施的時機和頻次 A 時機 相關(guān)控制計劃的要求 ； 監(jiān)視和測量系統(tǒng)規(guī)定的周期； 客戶指定時；B 頻次 如有可能，每月或進行一次； 客戶如有要求，可隨時進行； 客戶要求不能替代自主進行。5 數(shù)據(jù)采集5.1 數(shù)據(jù)記錄人員把10個試樣分別編為1-10號，確保測量人員不能看到試樣編號。 5.2 讓測量者A分別測量這10個試樣，將測量結(jié)果輸入第一行。 5.3 讓測量者B、C測量同樣的10個試樣，將測量結(jié)果輸入第6和第11行，且他們不能彼此看到結(jié)果。 5.4 用不同的隨機順序重復該循環(huán)

6、，輸入數(shù)據(jù)到第2、7、12行中相應(yīng)的列（試樣號相同的測量數(shù)據(jù)輸入同一列，例如測量的是7號試樣，則把結(jié)果記錄在7號試樣所對應(yīng)的列中）。再次重復該循環(huán)。 5.5 當10個試樣不可同時獲得時，可用以下步驟來代替： 若每次只能獲得一個試樣時： 讓測量者A重復測量第一個試樣3次并在第1列1-3行記錄數(shù)據(jù)，讓測量者B重復測量第一個試樣3次并在第1列6-8行記錄數(shù)據(jù)，讓測量者C重復測量第一個試樣3次并在第1列10-12行記錄數(shù)據(jù)。 重復此循環(huán)把數(shù)據(jù)分別記錄在第2-10列。 若每次可以獲得大于兩個試樣時，即可以分少于5次完成數(shù)據(jù)采集時，每次均可采用步驟中的方法，以減少測量者記憶所帶來的誤差。 5.6 當測量者

7、屬于不同的班次時，可以使用以下替代方法： 讓測量者A測量所有的10個試樣并把數(shù)據(jù)記錄在第1行，然后測量者A以不同的順序再次測量這10個試樣，讀數(shù)分別記錄在第2、3行。測量者B、C同樣進行測量。 6 數(shù)值的計算及圖表制作 A 重復性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)收集表的計算6.1 第1、2、3行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù)，結(jié)果記入第5行。用同樣的方法處理6、7、8和11、12、13行，將結(jié)果記入對應(yīng)的第10、15行。（第5、10、15行記錄的均為極差，所以為正值）。 6.2 求第5行的總和再除以試樣的數(shù)量，得到第一個測量者試驗的極差均值，用同樣的方法處理第10、15行得到、。 6.3 將第5、10、15行、 數(shù)據(jù)

8、記入第18行，求其平均值，結(jié)果記為（所有極差的均值）。 6.4 將輸入到22和23行，分別乘以D4、D3得到上下控制限。D4、D3具體取值見附表1中說明。 6.5 對于任何大于計算的UCLR值的極差讀數(shù)，使用原來的測量者和試樣重新讀數(shù)，或者剔除那些值，基于新的樣本容量重新計算和UCLR值。糾正造成失控的特殊原因。如果用控制圖作圖或分析數(shù)據(jù)，這種情況已經(jīng)被修正，這里就不會出現(xiàn)。 6.6 分別求第1、2、3，6、7、8，11、12、13行的平均值，將計算值輸入最右邊標有“平均值”的列。 6.7 求行1、2、3的均值的平均值，將結(jié)果輸入第4行 格中。重復此過程，將結(jié)果輸入第9、14行的相應(yīng) 、格中。

9、 6.8將第4、9、14行的均值輸入表格最右邊的均值欄。最大和最小均值輸入第19行對應(yīng)位置，確定他們的差值，將差值填入第19行最右邊“=”右邊欄以確定差異。 6.9 求每個試樣的平均值，將結(jié)果輸入第16行試樣均值格內(nèi)。 6.10用最大試樣均值減去最小試樣均值，將結(jié)果輸入到第17行標有RP的格中，表示試樣均值的極差。 6.11 將計算的結(jié)果值、 、RP 轉(zhuǎn)記到提供的報告表格相應(yīng)的地方。 6.12 根據(jù)報告表中給出的公式計算出所有的參數(shù)值并檢查結(jié)果確認沒有發(fā)生輸入性錯誤。 B 重復性和再現(xiàn)性分析報告表的計算6.13 重復性計算：算重復性/儀器變差(EV)：EV=。6.14 再現(xiàn)性計算：現(xiàn)性/評價人

10、變差進行校正：。6.15 樣品變差：計算樣品間的變差(PV)：6.16 總變差：計算總過程變差(TV)：6.17 GR&R：計算測量系統(tǒng)變差或量具變差(R&R)： 6.18 %GR&R：計算量具變差的百分率(%R&R)：%R&R=(R&R/TV)100。 6.19 分級數(shù)：ndc=1.41*(PV/R&R)。C 圖表的制作 6.20 均值圖的制作6.20.1 打開GR&R數(shù)據(jù)表選擇第4、9、14行的均值數(shù)據(jù)至反色點擊下拉菜單“插入”先中圖表選項中的“標準圖表”插頁選項中的“折線圖”先項，繼續(xù)選中右邊“子圖表類型”中的“數(shù)據(jù)點折線圖”。6.20.2 點擊“下一步”，繼續(xù)“下一步”至“圖表向?qū)?

11、步驟3圖表選項”。6.20.3 在“標題”插頁選項下，選擇在“圖表標題”中填上“圖表名稱”即：均值圖；繼續(xù)在“分類（X）軸”的空格中填入“零件”；同理，在“分類（Y）軸”中填寫“均值”。6.20.4 點擊“坐標軸”插頁選項，在“分類（X）軸”和“數(shù)值（Y）軸”的選項框中打“”，在“分類（X）軸”下的選項框中選擇“自動”。6.20.5 跳過“網(wǎng)格線”插頁，直接選擇“圖例”插頁選項，點擊“顯示圖例”選項框，根據(jù)需要及安排，在下面選擇圖例所放置的位置。6.20.6 越過“數(shù)據(jù)標志”插頁選項，直接在“數(shù)據(jù)表”插頁選項下選擇“完成”。隨即出現(xiàn)一張圖表，但這張圖表很不完善，尚需修改，才能達到我們所需的效果

12、，才能提供我們所需的信息。6.20.7 點擊圖表的左邊Y軸上的數(shù)字，即出現(xiàn)一個對話框。6.20.8 點擊“刻度”插頁，出現(xiàn)一個顯示刻度的界面。1）在“最小值”中填入所測“特性值”的最大值；2）在“最大值”中，填入“特性值”的最大值；3）在“主要刻度單位”中一般填寫的是實際“特性值”的示值分段。即實際測量中，特性值的范圍有多大，一般把這個值分為5-8段，填寫上最小的分段值。4）在“次要刻度單位”同理，填寫的是次要的分度值，但不管主要還是次要，數(shù)值必須大于0；5）在“分類（X）軸交叉于”欄填寫的是坐標原點與Y軸相交處的數(shù)值。在數(shù)值（Y）軸刻度自動設(shè)置的復選框中打“”。6.20.9 點擊“字體”插頁

13、選項，選擇的是圖表中的字體即大小，可按一般習慣或要求進行選擇。6.20.10點擊“數(shù)值”插頁選項，即可選擇有關(guān)數(shù)字方面的特性。6.20.11點擊“對齊”插頁選項，在形似“鐘表”樣的圖樣上面，將指針從“12”點,拔到“3”點位置（用鼠標左健點擊指針后不放松，移至所需位置再放松，可以是任意角度），即可將圖表左邊顯示Y數(shù)據(jù)軸名稱的傾斜著的“均值”，旋轉(zhuǎn)90，改變方向，變成橫排，再在單個字后，按下“回車”鍵，另提一行，即可出現(xiàn)自上而下的單排排列。并且可以改變字體及大小，可以根據(jù)需要，放在圖表中的任意位置。6.20.12 構(gòu)成圖表的任何元素：如圖表標題、字體大小、顏色、線條粗細、背景顏色、主、次刻度及值

14、、數(shù)據(jù)軸相交原點、數(shù)據(jù)線及數(shù)據(jù)標志的顏色、形狀、粗細、大小等都可以改變。方法：雙擊圖表元素，即出現(xiàn)對話框，根據(jù)提示便可完成。6.21 極差圖的繪制與6.20同理。7 結(jié)果分析 7.1均值圖 通過極差均值確定的全部均值和控制限可形成均值圖，此圖結(jié)果提供了測量系統(tǒng)的“可用性”指示。控制限內(nèi)部區(qū)域表示的是測量靈敏度“噪聲”。因為研究中使用的試樣子組數(shù)代表過程變差，大約一半或更多的均值應(yīng)落在控制限以外，這樣的測量系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分探測試樣-試樣之間的變差并且測量系統(tǒng)能提供對過程分析和過程控制有用的信息。如果少于一半的均值落在控制限外，則測量系統(tǒng)缺乏足夠的分辨率或樣本不能代表期望的過程變差。 7.2 極差

15、圖 1）極差控制圖用于確定過程是否受控，這也是我們要在測量研究完成前識別并去除特殊點的原因。 2）若所有的極差都受控，則所有測量者的工作狀態(tài)是相同的； 3）若一個測量者不受控，說明他的方法與其他人不同； 4）若所有測量者都不受控，則測量系統(tǒng)對測量者的技術(shù)很敏感，需要改善以獲得有用的數(shù)據(jù)。 5）通過極差圖可以幫我們確定與重復性有關(guān)的統(tǒng)計控制及測量過程中測量者之間對每個試樣的一致性。 7.3 報告表中的數(shù)據(jù)分析 1）報告表左側(cè)測量單元分析中計算的是變差的每個分量的標準偏差。 2）報告表右側(cè)計算“總變差%” 。 3）該分析可以估計變差和整個測量系統(tǒng)占過程變差的百分比以及其重復性、再現(xiàn)性和零件與零件間

16、的變差的構(gòu)成，這些信息需要與作圖分析的結(jié)果相比較，并作為作圖法補充。 7.4 重復性和再現(xiàn)性 7.4.1 當重復性（AV）變差值大于再現(xiàn)性（EV）時，可采取下列措施： 1）增強量具的設(shè)計結(jié)構(gòu)。 2）改善量具的夾緊或被測量產(chǎn)品定位的使用方式（檢驗點）。 3）對量具進行維護和保養(yǎng)。 當再現(xiàn)性（EV）變差值大于重復性（AV）時，可采取下列措施： 1）再明確訂定或修改作業(yè)標準，加強操作員對量具的操作方法和數(shù)據(jù)讀取方式的技能培訓。 2）可能需要采用某些夾具協(xié)助操作員，以提高操作量具的一致性。 3）量具經(jīng)維修校準合格后再進行GRR分析。 8 接受準則 8.1 GR&R%誤差低于10%通常認為測量系統(tǒng)是可接受的。 8.2 GR&R%誤差在10%到30%之間基于應(yīng)用的重要性、測量成本、維修成本等方面的考慮，可能是可接受的。 8.3 GR&R%超過30%認為是不可接受的，應(yīng)該做出各種努力來改進測量系統(tǒng)。 8.4 過程能被測量系統(tǒng)區(qū)分開的分級數(shù)（ndc）需取整數(shù)，應(yīng)該大于或等于5。1） 2 對制定過程控制決策沒有價值；2） 23 只用于二元決策(“Go/No Go”)；3） 5 足夠的分辨率。對于制定過程控制決策來說，是可以接受的。9 相關(guān)文件9.1 QP-17檢測設(shè)備控制程序。 9.2 QP-23統(tǒng)計技術(shù)控制程序。 9.3 附表M-Tech Gauge GR&R Report。10 說