GGR量测系統分析培训教材

1GRR量测系统分析GaugeRepeatabilityandReproducibility2目录1.量测系统构成2.量测系统变异

2.1量测系统变异概述2.2测量系统精确度与准确度3.量测系统分析4.GRR实验方法4.1GRR实验要求4.2GRR实验步骤4.3GRR实验实例4.4量测系统判定31.量测系统构成量测系统1.量具.设备(软.硬件)2.操作(人员.过程)3.测试环境4.待测试件量测系统包含以下要素:42.1测量系统变异概述量测系统量检具造成的变异操作员造成的变异量测变异长期产品变动短期产品变异样本变异实际产品变异观察到的产品变异实际值实际值测量值52.2测量系统精确度与准确度准确度:平均值mmm=+总量产品衡量测量系统偏差----通过“标定研究”决定测量偏差观察到的值=主值+测量偏差实际值测量值6精确度:变动性222

+=总量产品测量

衡量系统变动性-通过“R&R研究”决定2.2测量系统精确度与准确度观察到的变动性=产品变动+衡量的变动实际值测量值73.量测系统分析3.1量测系统鉴别力3.2量测系统变异类型及分析3.2.1再现性3.2.2再生性3.2.3零件间变异3.2.4稳定性3.2.5线性3.3GRR83.1量测系统鉴别力鉴别力:量测系统发现并真实地表示被测特性很小变化的能力如最小量测刻度太大无法辨别被测特性很小变化称为鉴别力不足,鉴别力不足可以在R-Chart上显现出来.图1图21.量测系统鉴别力不足,导致只有1~3个值落在管制界限内或1/4R=0如图1所示.2.量测系统鉴别力足够,所有的值落在管制界限内.9重复性(Repeatability)重复性又称为量具变异,是指用同一种量具,同一位作业者,当多次量测相同零件之指定特性时之变异在完全相同的量测条件下,复之量测值间的差异为量测系统本身产生的差异,随机误差范畴3.2.1主值良好重复性不良重复性主值10重复性(Repeatability)3.2.1重复性(Repeatability)计算:在R-chart图管制下,再现性的标准偏差估计值=R/d5.15

C

C*2

C*2=5.15R/d重复性(Repeatability)EV=5.15

其中5.15表示常态分配中具有99%的信赖度(99%的信赖度=)5.15

C11再生性(Reproducibility)再生性又称作业者变异,指不同作业者以相同量具量测相同产品之特性时,量测平均值之变异在量测之条件有所变化下,重复之量测值之间的变异(操作者,装夹,位置,环境条件,较长的时间段)为外在因素引起之量测系统的变异ReproducibilityOperatorAOperatorB3.2.2检查员B检查员C检查员A检查员B检查员C检查员A主值OperatorC12再生性(Reproducibility)计算:再生性的标准偏差估计值

o*2再生性(Reproducibility)AV1=5.155.15

o再生性(Reproducibility)3.2.2OperatorAOperatorBOperatorC=(Xmax-Xmin)/d

o*2=5.15(Xmax-Xmin)/d因以上计算变异包含量测系统的影响所以必须进行修正:AV=(AV1)-(EV)/(nr)22n零件数r量测次数133.2.3零件间变异X-Chart图分析:图1图2若测量平均值全部落在管制界限内,则零件变异隐藏在再现性之内,且量测变异支配制程变异------>如图1反之若测量平均值过半落在管制界限外,则此量测系统适用------>如图2此时可以计算出零件变异

p*2=Rp/d零件间的标准偏差:零件间变异:PV=5.15

p14对于量测系统长期测量相同的GoldenSample的均值和标准偏差来说，测量值的分布应保持一致没有漂移、突然变化、等…,并可以预测。可以用量测系统不同时间测量相同的GoldenSample的测量值绘制X-Chart图进行管制.如果失去管制则表示量测系统须校正或维修.3.2.4稳定性时间2主值(参考标准)时间1153.2.5线性线性:在仪器能力的范围内衡量准确度和精确度的差别。

Y轴是相对主读数的偏差，当量具测量值为主读数时，所有的点应在0在线。X轴是用量具测量所有产品所得到的测量值的整个范围。O量具1:线性分布有问题O准确度测量值量具2:线性分布没问题准确度测量值线性分布有问题可能原因:1.量测系统的量测范围内的高端,低端的校正不适当2.量测系统磨损3.量测系统设计不适合测量被测特性163.3GRRGRR:GaugeRepeatabilityandReproducibility量具的重复性与再生性目的:评估一个量测系统的量测能力,并以此统计分析结果作为对操作者.量测设备变异状况之改善参考3.3.1什么叫GRR172

22

+=

2222=++测量系统产品总量产品总量产品变异性（实际变异性）测量变异性总体变异性（观察到的变异性）重复性再现性3.3.2GRR统计意义183.3.3

GRR计算(一)再现性:EV(设备变异)再生性:AV(量测员变异)再现性&再生性:R&R=AV+EV22零件变异:PV总变异:TVTV=R&R+PV22%EV=100(EV/TV)%%AV=100(AV/TV)%%R&R=100(R&R/TV)%193.3.3

GRR计算(二)解决测量误差占公差的百分比。最佳情况:<10%可接受的情况:<30%既包括重复性，也包括再现性。

PT公差

/.*=515R&R公差=USL-LSL量测能力指标:

精确度与公差的比LSLUSL实际值测量值(TV)量测变异(R&R)%R&R用于证明衡量系统是否能够测量出观察到的总的过程变动:

%P/T用于证明衡量系统是否能够测量出给定的产品规格:203.3.4量测系统的判定(一)再现性:EV(设备变异)>再生性:AV(量测员变异)量具需加以保养量具需重新设计,以提高适切性.量具之夹持或定位需改善.存在过大的零件变异再现性:EV(设备变异)<再生性:AV(量测员变异)量测员训练不足.量具刻度校正不良.可能治具或软件协助量测员进行量测213.3.4量测系统的判定(二)GRR=<10%

量具系统可接受可接受.可不接受,决定于该量具系统之重要性,修理所需之费用等因素GRR>=30%10%<GRR<30%量具系统不能接受,须予以改进223.3.4量测系统的判定(三)下面几张幻灯片演示了4个变数的:量具%R&R结果和量具%P/T-精确度比公差的图形表示。GR&R结果有无数个(将%研究和%公差结合).用这4个相对特殊的情形，有助于决定对得出的结果需要采取哪些措施.尽管可以考虑接受(慎重进行)小于30%的情况，但是要努力寻找GR&R<10%的结果。239080706050LSLUSL公差情形110%=%R&R15%=%P/T在这个实例中，我们看到GR&R的结果是可以接受的，它的%R&R变动与%P/T公差变动相同。由于总变动-TV和公差-T(USL-LSL)相对大小相同，所以结果相同。因此，当我们得出R&R或P/T比时，它将大大低于30%。这个量具是可接受的，不需要采取任何措施。唯一需要采取的行动是改善过程能力。实际值测量值(TV)量测变异(R&R)249080706050公差LSLUSL在这个实例中,我们观察到,GR&R中的%R&R与%P/T相同,然而结果根本无法接受.由于总变动-TV和公差-T(USL-LSL)的相对大小相同，所以结果相同。

因此当我们得出

P/TV或

P/T比时，它将大大超出30%。这表明衡量系统无法辨别零件与零件的差别。不良GR&R的一个影响将会扩大产品标准偏差的变动性。在这个实例中，我们确实需要修正衡量系统!!!情形170%=%R&R70%=%P/T实际值测量值(TV)量测变异(R&R)259080706050LSLUSL公差在此我们观察到的GR&R中%R&R根本无法接受，而%P/T完全可以接受。怎么会出现这种情况呢?在这个实例中，%R&R很大。然而当我们将量具精确度与公差(USL-LSL)相比（P/T）时，我们发现GR&R-5%.是完全可以接受的。我们需要修正衡量系统吗?这要视情况而定。如果我们需要改善这个过程，那么我们应当修正衡量系统；如果我们不需要提高过程能力，那么这个衡量系统是可以接受的。情形170%=%R&R5%=%P/T实际值测量值(TV)量测变异(R&R)269080706050LSLUSL公差在此我们观察到的GR&R中%R&R是能够接受的,而%P/T无法接受.怎么会出现这种情况呢?在这个实例中,%R&R=5%非常小.然而当我们将量具精确度与公差(USL-LSL)相比(P/T)时我们发现%P/T=70%很大.我们需要修正衡量系统。在这个实例中，观察到的Cp是实际Cp并且它可能在0.2到0.4之间.过程能力改善后,我们的%R&R将变得更糟.并且观察到的Cp不反应实际值,所以需要改善衡量系统。实际值测量值(TV)量测变异(R&R)情形15%=%R&R70%=%P/T274.GRR实验方法

-全距法及平均值法1.样品要求:样本应在能代表整个作业范围的制程中随机地选取(包括超出规格的样品)2.仪器要求:确保量测仪器是依照正确的国际认可的最新标准得到了校正量测仪器应能辨别1/10的制程变化读数值取估计之最近值,而最小取至最小刻度之1/23.对操作者的要求:每位操作者得到了良好的教育训练,能熟练正确地操作量测仪器确保每个操作者完全明白进行GRR分析的每一个步骤及注意事项4.1GRR实验要求281.本法以3个作业者.10个零件各量测3次,以3次量测误差的平均值和作业