Gage R&R培训教材(6sigma基础培训知识)

● 不能确定他们两者之间的交互作用。
均值-极差（X-R）法是确定测量系统的重复性和再现性的数学方法，主要步骤
如下： 1 选择3个测量人（A, B,C）和10个测量样品(典型)。
●测量人应有代表性，代表经常从事此项测量工作的QC人员或生产线人员
●10个样品应在过程中随机抽取，可代表整个过程的变差，否则会严重影响
● 评价人（操作者）之间：评价人A、B、C之间由于培训、技巧、技能
和经验所造成的平均值差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用手动测量 仪器时使用这种研究方法。
过程变差剖析
过程变差观测值 实际过程变差
测量误差
长期
短期
过程变差
过程变差
重复性
抽样产生 的变差
量具变差
操作员造 成的变差
准确度
稳定性
线性
再现性
“重复性” 和 “再现性” 是测量误差的主要来源
平均极差 = GR&R =
R = (2+1+1+2+1)/5 = 7/5 = 1.4
R /d2 = 1.4 / 1.19 = 1.76
% Gage R&R = GR&R / 过程标准差*100% = 1.76 / 3.33*100 % = 52.85%
结论的正确性80%
极差法能够潜在的检测出测量系统为不可接受的概率： 样本容量为5 结论正确性80% 样本容量为10 结论正确性90% ……
● 环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的小幅度波动
● 缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好 ● 量具误用 ● 失真（量具或零件）、缺乏坚固性 ● 应用—零件数量、位置、观测误差（易读性、视差）
再现性(Reproducibility)
由幾個不同的量測人員用同一量測儀器重複量測同一量測對象時所存 在的差異, 下圖表示了量測系統的再现性. ● 不同评价人使用相同量具，测量一零件的某一特性的测量平均值的变差
平均值
Xa Ra
B
0.08 0.25 0.07
-0.47 -1.22 -0.68
1.19 0.94 1.34
0.01 1.03 0.2
-0.56 -1.20 -1.28
-0.2 0.22 0.06
0.47 0.55 0.83
-0.63 0.08 -0.34
1.80 2.12 2.19
wk.baidu.com
-1.68 -1.62 -1.50
快速GR&R（极差法）
极差法：极差法是一种改良的计量型量具的研究，它可迅速提供一 个测量变差的近似值。 ●只能提供测量系统的整体概况 ●不能将变差分为重复性和再现性。 ●它典型的好处就是快速检查验证GRR是否发生了变化。 典型的极差法： 2个评价人
5个零件
两个评价人各将每个零件测量一次。 计算极差的和与平均极差。 通过将平均极差均值乘以1/d2*(d2可以查表找到m=2,g=5).
那个的再现性好？
u1
u2
u3
造成再现性误差的潜在原因
● 零件之间（抽样样本）：使用相同的仪器、操作者和方法测量A、B、 C零件类型时的平均差异。 ● 仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器测量的平 均值差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和/或操作 者的误差。 ● 标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平均影响。 ● 方法之间：由于改变测量点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹 紧方法等所造成的平均值差异。
a. 量測前需確認: a-1. 確認量測儀器經過校準, 以保證其準確性和線性在規定範圍. a-2. 確保使用足夠分辨率的儀器逕行量測. 一般來說, 量測儀器的
分辨率應為被量測對象規格公差的1/10.
b. 量測時需注意: b-1. 量測人員(至少3人)以隨機順序量測各樣本, 重複測量(至少2次).
b-2. 紀錄所有原始測量數據.
a. 對於自動測定系統, 誤差來源為: 部品本身誤差和測量儀器誤差.
b. 對於普通測定系統, 誤差來源為: 量測人員, 量測儀器和部品.
c. 對於目視檢查, 誤差來源為量測(檢查)人員和部品.
(3) 選擇樣本;(計量數據至少選5個, 計數數據至少選30個)
Gage R&R分析步驟(續)
(4) 收集數據;
Gage R&R的研究用以決定所觀察的過程變異中, 有多大的
比例是來自於量測系統本身的變異.
Gage R&R的含意
1.量具(Gage) 任何用來產生數據的設備及工具。經常用以表示特定使用在工廠現場的設備
2.量測系統(Mearsurement System)
操作程序、操作環境、量具、軟體與人員等用以測量品質特性數據之組合。 3.再現性(Repeatability)
Gage R&R 研究
GRR作業的前置準備工作
規劃評估方法。 檢測量具的鑑別力/解析度應至少為製程變異或允差的十分之一。 檢測量具應校正，並可追溯至相關之標準。 人員操作前應具備相關專業訓練及鑑定。
決定評估作業中所須之操作員數、取樣樣品數、
重複量測次數，可參考之依據如下： ☆關鍵特性：取樣數↑，量測次數↑。 ☆樣品型態：龐大或較重之樣品，取樣數↓，量測次數↑。
GRR應用
提供新量測儀器是否可允收的準則 量測系統間之比較
評估量測儀器疑為能量不足之基礎
新進檢測人員可借助GRR來建立合格認證 為製程變異與生產過程允收水準之必要成分
若遇到產品規格大幅加嚴時（如Impedance的Tolerance由 ±12Ω降至±5Ω
）則必須立即警覺必須將測試設備升級，以免誤判了新產品的真實性能
4 结果分析
评价人/ 试验#
A 1 2 3 均值 极差 1 2 3 均值 极差 1 2 3 均值 极差 零件均值
零件 1 0.29 0.41 0.64 2 -0.56 -0.68 -0.58 3 1.34 1.17 1.27 4 0.47 0.5 0.64 5 -0.8 -0.92 -0.84 6 0.02 -0.11 -0.21 7 0.59 0.75 0.66 8 -0.31 -0.20 -0.17 9 2.26 1.99 2.01 10 -1.36 -1.25 -1.31
目的
• 未來方面： – 配合Cpk、Six-sigma等製程能力工具的運用，不斷研發更價廉而堪
用的量具
– 若遇產品公差緊縮時，必須立即警覺是否須將量具升級，以免誤 判新產品特性的真實性能。
Gage R&R 的原理
Gage R&R 的原理
σTotal2=σpart2+σGage R&R2+σe2
GRR作業的前置準備工作
樣品與操作員應為正常生產過程中所隨機選取。 樣品應予以識別。 量測作業過程可考量之變異效應來源有： ☆人(操作員專業、訓練……..等) ☆事(作業SOP… ……………等)
☆地(環境溫溼度、振動……..等)
☆物(標準件、檢測儀器、治夾具、機台…等) ☆時(早/中/晚班、天、週、月、季、年…..等)
过程标准差=0.0777
零件号 操作员A 操作员B 极差(A,B)
练习：3min
1 2 3 4 5
0.85 0.75 1.00 0.45 0.50
0.80 0.70 0.95 0.55 0.60
计算结果
均值-极差法
均值—极差法： ● 是一种可同时对测量系统提供重复性和再现性的评估值的研究方法。 ● 与极差法不同，它可以将测量系统的变差分成两个部分： 重复性 再现性
(5) 分析數據.
Gage R&R的評價標準
%Gage R&R=
%R&R數值 %R&R≦10% 10% <%R&R≦ 20% 20%<%R&R ≦ 30%
分析： — 重复性比再现性大 1）仪器需要维护。 2）量具刚度不足。 3）夹紧和检测点需改进。 4）零件内变差（失圆、锥度等）过大。 — 再现性比重复性大 1）评价人培训不足。 2）刻度不清晰。 3）需要某种辅助器具
所謂量測系統Gage R&R，就是指再現性與再生性 (R&R)之變異。
重复性(Repeatability)
由同一量測人員用同一量測儀器重複量測同一量測對象時所存在的 差異, 下圖表示了量測系統的重复性.
● 一个评价人使用同一测量仪器，对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差 ● 是在确定的和已知条件下，连续多次测量中的变差
研究结果。
2 校准量具
3 测量，让三个测量人对10个样品的某项特性进行测量，每个样品每人测量三次， 将数据填入表中。试验时要遵循以下原则：
●盲测原则1：对10个样品编号，每个人测完第一轮后，由其他人对这10个
样品进行随机的重新编号后再测，避免主观偏向。
●盲测原则2：三个人之间都互相不知道其他人的测量结果。
Gage R&R培训教材
龍元 2014/01/16
测量系统变差类型
根据变差的来源和特点，可分为:
●位置变差(准确度)：
偏倚，稳定性和线性；
●宽度变差(精确度)：
重复性和再现性。
Gage R&R的定義
Gage R&R是一種方法, 用以決定量測的:
重复性(Repeatability) 再现性(Reproducibility) 一个测量系统的重复性和再现性的合成变差的估计。 GR&R变差等于系统内和系统间变差之和。
Xb Rb
C
0.04 -0.11 -0.15
-1.38 -1.13 -0.96
0.88 1.09 0.67
0.14 0.20 0.11
-1.46 -1.07 -1.45
-0.29 -0.67 -0.49
0.02 0.01 0.21
-0.46 -0.56 -0.49
1.77 1.45 1.87
● 对产品和过程评估时，变差可能是评价人、环境或方法
● 通常被称为AV-评价人变差 ● 系统之间(条件)的变差
Master Value Inspector A Inspector B Inspector C Inspector A Inspector C
Inspector B
量測員1
再现性
量測員2 量測員3
-1.49 -1.77 -2.16
Xc Rc
X
RP
R Ra
量測標準差*6 產品規格公差
判斷 理想的量測系統 量測系統可接受 考慮成本費後決定
GR&R分析的三种方法
极差法：短期方法，快速的近似值 均值—极差法：长期方法，将变差分解为重复性和再现性。
ANOVA分析法：标准的统计技术，可将变差分为四类：
零件、评价人、零件与评价人之间的相互作用，以及量具造成的重复误差。
再現性又稱為量具變異(Equipment Variance)，是指量測設備經相同作業者量測
相同標的物數次，而能再產出其讀值的能力。是觀測讀值伸展或散播的一個 程度。
4.再生性(Reproducibility)
再生性又稱為作業者變異(Appraiser Variance)，是指當量測一零件之特性時， 以不同作業者使用相同量具取得之量測平均值之變異。
极差法-示例
R= 最大值-最小值
零件 1 2 3 4 5
操作员1 4 3 6 5 9
操作员2 2 4 7 7 8
极差之和 R 平均极差
制造过程标准差 = 3.33
极差(R) 2 1 1 2 1 7 1.4
d常数表
ã ¼ Á þ ö ¸ Ê ý 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 3 4 ö Ù ¸ ² × ÷Ô ± ö ¸ ² Ù × ÷Ô ± ö ¸ ² Ù × ÷Ô ± 1.41 1.91 2.24 1.28 1.81 2.15 1.23 1.77 2.12 1.21 1.75 2.11 1.19 1.74 2.1 1.18 1.73 2.09 1.17 1.73 2.09 1.17 1.72 2.08 1.16 1.72 2.08 1.16 1.72 2.08
● 通常被称为EV-设备变差
● 量具(设备)能力和潜能 ● 系统内变差
重复 性
σrpt
A
B 那个的重复性好？
造成重复性变差的可能原因：
● 零件内部（抽样样本）：形状、位置、表面光度、锥度、样本的一致性 ● 仪器内部：维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好
● 标准内部：质量、等级
● 方法内部：作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变差 ● 评价人内部：技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳
分析流程
定 義 量 測 特 性
設 定 量 測 計 劃
執 行 量 測 計 劃
NO
計算
Overall Variation
OK
值
完員 成之 量能 具力 暨分 人析
NG
YES
修改 量測程序
設善員 定計訓 儀劃練 器或 改人
Gage R&R分析步驟
(1) 確認量測數據類別; (計量數據? 計數數據?)
(2) 確認誤差來源;