跟着詹大师学习MSA-重复性和再现性、公差比和过程比

1、跟着詹大师学习MSA-重复性和再现性、公差比和过程比很多朋友都在做测量系统分析MSA的时候碰到一个问题，在MSA抽样时怎么做最合理，大家一起研究了很多务实的抽样方式，今天介绍一种不受抽样影响的MSA分析方法?以下的公式是测量系统分析MSA分析的基本模型图2从上面的表达式揭示了一个现实问题，我们用测量系统对产品进行测量后得到的数据的变异TV(波动)，要比实际的制造过程变异PV(波动)要大一些，因为里面包含了测量系统的变异GR&R(波动)。图3什么是GR&R依据测量系统的变异公式GR&R，测量系统的变异可以进一步分解为，重复性变异(EV)和再现性变异(AV)。图4分析复性变

2、异(EV)和再现性变异(AV)。，先了解一些两者的定义。A.重复性(EV):是由同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变异。它是设备本身固有的变异或性能。重复性一般指仪器的变异(EV)。图5B.再现性(AV):通常定义为由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变异。说明:传统上把再现性看作“评价人之间”的变异，因为手动仪器会受操作者技术影响。例外情况:在全自动测量过程(操作者只负责启动测量按钮)中操作者就不是主要的变异源了。为此，再现性被看作是系统之间的或测量条件之间的平均值的变异。简单的说，如果只有一台全自动的测量系统，则只评

3、价重复性，如果有多台全自动的测量系统，“多台测量系统”视为“多个评价人”。图6介绍了重复性(EV)和再现性(AV)的定义之后，我们来看一下评价的评价方法。通常把“重复性”和“再现性”合并成一个指标，称为测量系统的变异GR&R。接下来我们引入“过程流”和“公差流啲概念。过程流的“重复性(EV)和再现性(AV)”指标，过程比R&R，就是用测量系统变异(标准差)GR&R除以总变异(标准差)TV%R&R=GR&R/TV*100%或者也可以依据基础公式转换图7说明过程流的指标R&R的表达式里包含了制造过程的变异PV，而实际分析时，过程的变异PV由取样的产品

4、(零件)之间的波动来体现。因此，过程流的指标只&只对取样非常敏感。这就是为什么大家在讨论MSA时经常讨论如何抽样才能正确，具体如何抽样正确这是后话我们后续再细聊。2.公差流的“重复性(EV)和再现性(AV)”，公差比P/T，就是用6倍的测量系统变异(标准差)GR&R除以公差带宽T=USL-LSL。P/T=GR&R/T=6*GR&R/(USL-LSL)说明公差流的指标P/T的表达式里包含公差带宽T，不包含制造过程的变异，因此公差流的指标P/T对取样的方法不敏感。3.在MSA手册中，还有一个ndc的指标，称为可区分区组数，公式如下：图8说明ndc的指标和只&

5、只是一概念的两种不同表达形式，R&R满足要求，则ndc也满足要求。因此不必特别给予关注?两种流派的“重复性和再现性指标”，它们的要求是相同的，见下表图9?注1：关键/重要/一般特性，按照设计要求的定义来进行分类。?注2：对于一般特性，当大于10%且小于等于30%时，应综合成本和实际应用条件的评估，如果更换测量系统无法实现，则此测量系统也可以使用。?对于“重复性(EV)和再现性(AV)”，具体的计算通常借助于软件实现，这里不做深入介绍，我们要探讨一下实战应用中遇到的最大问题。MSA手册要求，为了能够有效的区分过程变异，选取的10个零件要能够代表过程变异(过程的波动)情况。而对于一个全新的

6、过程，当制造设备还没有达到现场的时候，我们通常只能从设备供应商那里获得少量的试制件。这些少量的试制件是无法代表过程变异的。那么问题来了，遇到这类情况(新产品试制阶段经常会发生)，我们如何才能合理的评价测量系统的重复性和再现性指标呢？?针对这个问题，可以给出三种建议：1.制造设备到位后先找第三方检定机构委托测量，获得制造过程变异的数据后再选择10件能够代表制造过程变异的零件来验收测量系统，这个建议的实际操作性很差。2.采用少量的试制件进行测量系统分析，但是由于这些试制件不能代表制造过程的变异，那就放弃对过程比R&R的评价，只评价公差比P/T是否满足指标的要求。这个建议可操作性强，但是放弃

7、了过程比，只考核公差比。后续如果希望测量系统能对制造过程的变异进行有效的检测，会遇到问题。3.采用少量的试制件进行测量系统分析，但是对公差比进行“反推压缩”，以满足过程比的要求。这个方法兼顾了可操作性和后续过程控制的要求。?下面给出方法3的推导方法。过程比%R&R和公差比P/T的公式如下：R&R=GR&R/TV*100%P/T=6*GR&R/T=GR&R/(USL-LSL)用“过程比”除以“公差比”，可得：%R&R/(P/T)=(GR&R/TV)/(6*GR&R/(USL-LSL)=(USL-LSL)/6*TV等式右侧的表达式是的，过程能力Cp又岀现了。有了这个前提，我们就可以反推压缩测量系统的公差比，从而在给定的过程能力需求的情况下同时满足过程比的要求。由于：%R&R/(P/T)=(USL-LSL)/6*TV=CP所以我们可以得岀这个公式R&R二(P/T)*CP我们来看一个案例：某个全新的制造过程的“关键特性(尺寸)指标”，后续要求采用常规控制图对该特性进行过程控制，因此过程比”和“公差比”要求都是v10%。该特性的过程能力指数要求是CP>1.67，由于在测量设备验收的时候，制造设备没有到位，只有10件试制件，已经计算得到公差比P/T为7.5%，那么现在是否可以判断这个测量系统能满足