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GR&RGR&RGauge Repeatability and ReproducibilityGauge Repeatability and Reproducibility量具的重复性和再现性2021/3/91GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性主要内容 基本含义介绍GR&R 的执行GR&R 的实验2021/3/92GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性基本含义介绍 MSAMSA名词解释 GR&RGR&R名词解释 GR&R GR&R 应用目的 CPKCPK与GR&RGR&R关系2021/3/93GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 什么是什么是MSAMSA MSAMSA是是Measurement System Analysis Measurement System Analysis 的缩写，意思是测量系统的缩写，意思是测量系统分析，是质量管理分析，是质量管理五大工具五大工具之一；使用数理统计和图表的方法对测量系统之一；使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分 。

测量系统的误差由稳定条件下运行测量系统多次测量数据的统计特性：测量系统的误差由稳定条件下运行测量系统多次测量数据的统计特性：偏倚和方差来表征；偏倚是指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系偏倚和方差来表征；偏倚是指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系统的偏倚（统的偏倚（BiasBias）、线性（）、线性（LinearityLinearity）和稳定性（）和稳定性（StabilityStability）；而方差指）；而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的测量数据的分散程度，也称为测量系统的R&RR&R，包括测量系统的重复性，包括测量系统的重复性（（RepeatabilityRepeatability）和再现性（）和再现性（ReproducibilityReproducibility） 一般来说一般来说，测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定；测量系统的稳定性测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定；测量系统的稳定性可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控；而测量可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控；而测量 n n 系统的重复性和再现性由系统的重复性和再现性由 GR&R GR&R 研究来确定。

研究来确定 基本含义介绍基本含义介绍我们可以参考下面我们可以参考下面我们可以参考下面我们可以参考下面 测量系统特性及变差类型和定义测量系统特性及变差类型和定义测量系统特性及变差类型和定义测量系统特性及变差类型和定义2021/3/94GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性质量管理五大工具APQP: Advanced Product Quality PlanningAPQP: Advanced Product Quality Planning 先期产品质量策划与控制计划先期产品质量策划与控制计划PPAP: Production Part Approval ProcessPPAP: Production Part Approval Process 生产件批准程序生产件批准程序FMEA: Failure Mode and Effect AnalysisFMEA: Failure Mode and Effect Analysis 潜在失效模式与效果分析潜在失效模式与效果分析MSAMSA：： Measurement System AnalysisMeasurement System Analysis 测量系统分析测量系统分析SPC: Statistical Process ControlSPC: Statistical Process Control 统计过程控制统计过程控制2021/3/95GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性类型类型定义定义图示图示分辨力分辨力DiscriminationDiscrimination测量系统检出并如实指出被测定测量系统检出并如实指出被测定特性微小变化的能力。

特性微小变化的能力偏倚偏倚BiasBias观测平均值与基准值的差观测平均值与基准值的差稳定性稳定性StabilityStability在某种持续时间内测量同一基准在某种持续时间内测量同一基准或零件单一特性结果的总变差或零件单一特性结果的总变差线性线性LinearityLinearity量具的预期工作范围内偏倚的变量具的预期工作范围内偏倚的变化重复性重复性RepeatabilityRepeatability同一评价人，多次测量同一特性同一评价人，多次测量同一特性的观测值变差的观测值变差再现性再现性ReproducibilityReproducibility不同评价人，测量同一特性观测不同评价人，测量同一特性观测平均值的变差平均值的变差基准值无偏倚有偏倚观测的平均值偏倚观测平均值 基准值时间1稳定性时间2再现性人员B人员C人员A重复性2021/3/96GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 什么是什么是GR&RGR&R GR&RGR&R是是Gauge Repeatability and ReproducibilityGauge Repeatability and Reproducibility 的缩写，意思是量的缩写，意思是量具的重复性和再现性；用来检定具的重复性和再现性；用来检定 检测产品的人员是否具备识别产品特性的检测产品的人员是否具备识别产品特性的能力，如：正常产品是否会误判，不正常产品是否会漏判等；也可以说是检能力，如：正常产品是否会误判，不正常产品是否会漏判等；也可以说是检定定““检测系统是否正常检测系统是否正常””的一个工具。

的一个工具重复性（重复性（ Repeatability Repeatability ））：：是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操 作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，在短期时间内，对相同试样作多个作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，在短期时间内，对相同试样作多个单次测试，再对测试的结果做统计上的分析单次测试，再对测试的结果做统计上的分析 再现性（再现性（ ReproducibilityReproducibility ））：：是在两个不同的实验室对同一物料进行测定两是在两个不同的实验室对同一物料进行测定两个分析结果接近的程度个分析结果接近的程度 【 问：重复性实验和再现性实验该如何区分呢？重复性实验和再现性实验该如何区分呢？】基本含义介绍基本含义介绍2021/3/97GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 重复性重复性重复性重复性取得数据需要符合的条件：取得数据需要符合的条件：A A、、 同一人员同一人员B B、、 同一产品同一产品C C、、 同一环境同一环境D D、、 同一位置同一位置E E、、 同一仪器同一仪器F F、、 短期时间内短期时间内 再现性再现性再现性再现性取得数据需要符合的条件：取得数据需要符合的条件：A A、、 不同人员不同人员B B、、 同一产品同一产品C C、、 不同环境不同环境D D、、 不同位置不同位置E E、、 不同仪器不同仪器F F、、 较长时间段较长时间段重复性和再现性实验条件的差异重复性和再现性实验条件的差异重复性和再现性实验条件的差异重复性和再现性实验条件的差异基本含义介绍基本含义介绍2021/3/98GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 GR&RGR&R目的是什么目的是什么 因为因为GR&RGR&R只是保证量具的稳定性，所以可简单的理解其目的就是只是保证量具的稳定性，所以可简单的理解其目的就是降低量测误差，使量测值之尽量接近降低量测误差，使量测值之尽量接近( (真值之标准差真值之标准差 ) )。

基本含义介绍基本含义介绍例：我们抽测例：我们抽测100100支圆筒的外径，可得到支圆筒的外径，可得到100100组数据，会形成一个分配；如图组数据，会形成一个分配；如图(A)(A)总变异数（σ σr r）图(A)6060808070701001009090120120110110其实上面图形分配并不是一直不变的，我们知道同一样品给同一个人量测，其实上面图形分配并不是一直不变的，我们知道同一样品给同一个人量测，第一天和第二天的量测数据不会一模一样；那是什么原因导致数据变第一天和第二天的量测数据不会一模一样；那是什么原因导致数据变 0 0 化呢？化呢？2021/3/99GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 我们知道同一产品在温度我们知道同一产品在温度/ /湿度等等环境下本身特性上会发生一些变湿度等等环境下本身特性上会发生一些变异，量测的仪器异，量测的仪器/ /工具也会发生变异，还有其他的一些随机的变异；而这工具也会发生变异，还有其他的一些随机的变异；而这些变异就会产生数据上的误差；那么我们可以理解：看到的数据误差些变异就会产生数据上的误差；那么我们可以理解：看到的数据误差( (σ σr r) )可包含产品误差可包含产品误差( (σ σ TUTU) ) 、仪器量测误差、仪器量测误差( (σ σ GRRGRR) ) 、其他随机误差、其他随机误差( (σ σe e) ) 三个三个部分。

部分基本含义介绍基本含义介绍产品变异数（σ σ TUTU）图(B)6060808070701001009090120120110110(σr)(σr)2 2(σ(σ TUTU) )2 2(σ(σGRRGRR) )2 2= =+ +(σ(σe e) )2 2+ +(σ(σ随机变异随机变异) )2 2(σ(σ总变异总变异) )2 2(σ(σ 产品变异产品变异) )2 2(σ(σ量测变异量测变异) )2 2= =+ ++ +图(C)-20-20-10-1010100 0量测变异（σ σGRRGRR）2021/3/910GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 GR&RGR&R与与CPKCPK的关系的关系GR&RGR&R应用目的：借助量具量测数据，验证量具是否可靠？应用目的：借助量具量测数据，验证量具是否可靠？ 是否好用是否好用？还可以计算出量具的量测误差；？还可以计算出量具的量测误差； CPK CPK 应用目的：大量生产情况下，查看并降低不良率应用目的：大量生产情况下，查看并降低不良率( %( %ppmppm) )，提，提高品质质量高品质质量( (合格合格优等优等) )，找出制程管制方向；，找出制程管制方向；基本含义介绍基本含义介绍我们先举一实例来理解：一个实际我们先举一实例来理解：一个实际2m2m的木头，用一个尺子量测的木头，用一个尺子量测2020次，数次，数据结果均为据结果均为1.8m1.8m，可以看到数据很平均，尺子量测很稳定，可以看到数据很平均，尺子量测很稳定(GRR(GRR很好很好) )，但，但这个尺子不能使用了，因为准确度很差，而准确度就需要这个尺子不能使用了，因为准确度很差，而准确度就需要CPKCPK来衡量；所来衡量；所以一个好的量具不仅需要验证其稳定性以一个好的量具不仅需要验证其稳定性( (GRRGRR) )，还要验证其准确性，还要验证其准确性( (CPKCPK) )。

生产模具生产模具样品样品试试模模量具量测量具量测CPKCPKGR&RGR&R人员人员调机调机不当不当模具模具设计设计不良不良分析分析数据统计数据统计2021/3/911GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性GR&R 的执行的执行GR&R 的执行 GR&RGR&R 指标与公式 GR&RGR&R 的执行步骤 GR&RGR&R 的的优先前提2021/3/912GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性GR&R 的执行的执行 GR&R GR&R 指标与公式指标与公式GR&R : GR&R : 表示量具的能力表示量具的能力%GR&R = %GR&R = 量具差异的标准值量具差异的标准值* *5.15 / 5.15 / 产品规格公差产品规格公差◎ ◎ GR&R GR&R 能力指标能力指标注意事项：注意事项：1. 1. 被测物性能需稳定，因不稳定会使被测物性能需稳定，因不稳定会使 %GR&R%GR&R放大；放大； 2. 2. 被测物特性之取样分布宜涵盖量具之保证范围；被测物特性之取样分布宜涵盖量具之保证范围；%GR&R %GR&R ＜＜ 10% -------------------- A10% -------------------- A级级 量具精密量具精密 10% 10% ＜＜ %GR&R %GR&R ＜＜ 30% ----------- B30% ----------- B级级 量具正确量具正确 %GR&R %GR&R ＞＞ 30% ------------------- C30% ------------------- C级级 量具粗劣量具粗劣 问：为何要乘上问：为何要乘上5.15 5.15 ？？ 在在GRRGRR计算中采取计算中采取99%99%的信赖区间，而的信赖区间，而5.155.15个个SigmaSigma就代表了这个置信区间就代表了这个置信区间; ;现在现在标准基本已经提升到了标准基本已经提升到了6 6 个个Sigma =99.73%Sigma =99.73%的置信区间的置信区间. .2021/3/913GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 GR&R GR&R 计算公式计算公式 总变异数：总变异数：TV TV 重复性：重复性：EV ( Equipment VarianceEV ( Equipment Variance ) ) 设备变异设备变异 再现性：再现性：AV ( AV ( Appraiser Variance ) ) 人员差异人员差异 AV1AV1 = = ( ( Xmax-XminXmax-Xmin ) ) * K2 * K2 重复性重复性& &再现性再现性: : R&RR&R(%EV) = (%EV) = 100100( EV/TV ) %( EV/TV ) %(%AV) = (%AV) = 100100 ( AV/TV ) %( AV/TV ) % G GR&RR&R = = AV AV + EV+ EV2 22 2 TV = G TV = GR&RR&R + + PVPV2 2 2 2(%G(%GR&RR&R) ) = = 100100 (G(GR&RR&R /TV ) %/TV ) %GR&R 的执行的执行◎ ◎ GR&R GR&R 百分比计算百分比计算人员数人员数2 23 3n表示零件数r表示测量次数K K2 23.653.652.72.7 产品变异：产品变异： PV ( Products Variance ) AVAV = = (AV1)(AV1) - - (EV) (EV) / / (nr)(nr) 2 22 22021/3/914GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 GR&R GR&R 的执行步骤的执行步骤1. 1.在量测系统使用者中选出在量测系统使用者中选出2 ~ 32 ~ 3个评价人员；个评价人员；2.2.抽取抽取1010个零件，以此代表实际或期望的过程变差；个零件，以此代表实际或期望的过程变差；3.3.把零件从把零件从1 ~ 101 ~ 10编号，但号码不为被评价人所见；编号，但号码不为被评价人所见；4.4. 如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准；如果测量程序文件中有规定，则对量具作校准；5.5. 由评价员由评价员A A随机对随机对1010个零件作测量，由一个观察员记录测量结果；个零件作测量，由一个观察员记录测量结果；6.6. 由其他评价员重复第由其他评价员重复第5 5步，隐藏其他评价员所获得的读数；步，隐藏其他评价员所获得的读数；7.7. 重复第重复第5 5和第和第6 6步，用不同的随机组合测量；步，用不同的随机组合测量；8.8. 对每个评价员的读数计算均值和极差；对每个评价员的读数计算均值和极差；9.9. 用用GR&RGR&R报告表记录零件均值和极差均值；报告表记录零件均值和极差均值；10.10. 计算表示设备变差的重复性；计算表示设备变差的重复性；11.11. 计算表示评价员变差的再现性；计算表示评价员变差的再现性；12.12. 计算计算 GR&RGR&R并转换成百分比；并转换成百分比；13.13. 计算零件并转换成百分比；计算零件并转换成百分比；14.14. 计算总变差；计算总变差；要获取可信的要获取可信的GR&RGR&R，需按照一些的标准程序如下：，需按照一些的标准程序如下：GR&R 的执行的执行2021/3/915GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性在了解在了解GR&RGR&R优先使用状况前，我们该先知道哪些情况不适合优先使用状况前，我们该先知道哪些情况不适合GR&R ?GR&R ?首先，作首先，作GR&RGR&R时必须使用同一样本、反复量测；只要有任一样本无法被反时必须使用同一样本、反复量测；只要有任一样本无法被反复量测，那么基本上都不适用复量测，那么基本上都不适用GR&RGR&R，这一类的情况中尤其以破坏性测试为，这一类的情况中尤其以破坏性测试为最明显，因为样本实际上已无法被反复测试；所以凡是破坏性测试，原则上最明显，因为样本实际上已无法被反复测试；所以凡是破坏性测试，原则上均不适用均不适用GR&R.GR&R.GR&R 的执行的执行 GR&RGR&R的优先前提的优先前提GR&RGR&R的优先使用前提：的优先使用前提：1. 1. 本质上是非破坏性之量测数值本质上是非破坏性之量测数值 2. 2. 该量测特性之制程能力该量测特性之制程能力CpCp值明显不足值明显不足 在此状况下在此状况下, ,我们必须运用我们必须运用GR&RGR&R深入探究此时的制程能力是产品之真象或假象深入探究此时的制程能力是产品之真象或假象？若？若GR&RGR&R＞＞30%30%（（C C级），就表示量测系统不够精确从而扭曲了产品的真值；那么我级），就表示量测系统不够精确从而扭曲了产品的真值；那么我们就应立刻着手改善量测系统，找出问题症结，再予以克服，以改善们就应立刻着手改善量测系统，找出问题症结，再予以克服，以改善GR&R GR&R 。

【【 改善量测系统时可参考一下下面特性要因图的分析方法改善量测系统时可参考一下下面特性要因图的分析方法】】2021/3/916GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性为为为为何何何何量量量量测测测测变变变变异异异异太太太太大大大大环境差异环境差异环境差异环境差异温度改变温度改变温度改变温度改变清洁度改变清洁度改变清洁度改变清洁度改变湿度改变湿度改变湿度改变湿度改变振动因素振动因素振动因素振动因素量测程序不严谨量测程序不严谨量测程序不严谨量测程序不严谨人员训练不足人员训练不足人员训练不足人员训练不足人员技术差异人员技术差异人员技术差异人员技术差异量测程序未标准化量测程序未标准化量测程序未标准化量测程序未标准化设备维护未标准化设备维护未标准化设备维护未标准化设备维护未标准化校验问题校验问题校验问题校验问题数据取得不易数据取得不易数据取得不易数据取得不易设备差异设备差异设备差异设备差异机械不稳定机械不稳定机械不稳定机械不稳定设备磨耗设备磨耗设备磨耗设备磨耗电性不稳定电性不稳定电性不稳定电性不稳定数据换算不稳定数据换算不稳定数据换算不稳定数据换算不稳定◎ ◎ 特性要因图特性要因图GR&R 的执行的执行2021/3/917GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性GR&R 的实验 EVEV 与与 AV AV 比较判定比较判定 GR&R实验要求和方法 GR&R实验举例2021/3/918GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 EVEV 与与 AV AV 比较判定比较判定◎ ◎ EV EV ＞＞ AVAV重复性重复性: :EVEV( (设备变异设备变异) ) ＞＞ 再再现现性性: :AVAV( (人员变异人员变异) )üü 量具需要加以保养；量具需要加以保养；üü 量具需要重新设计，以提升适切性；量具需要重新设计，以提升适切性；üü 量具量具的夹紧或零件定位的方式需要改进的夹紧或零件定位的方式需要改进；；üü 存在存在过大的零件变异；过大的零件变异；◎ ◎ AV AV ＞＞ EVEV再再现现性性: :AVAV( (人员变异人员变异) ) ＞＞ 重复性重复性: :EVEV( (设备变异设备变异) ) üü 量测人员量测人员需要更好的培训如何使用量具及数据读取方式需要更好的培训如何使用量具及数据读取方式üü 量具量具刻度盘上的刻度不清楚刻度盘上的刻度不清楚或校正不良；或校正不良；üü 需要需要某些夹具协助评价人员来提高使用量具的一致性某些夹具协助评价人员来提高使用量具的一致性2021/3/919GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性 GR&R实验要求和方法 ◎ ◎ GR&R GR&R实验要求实验要求1 1 1 1、、、、样样品品: : 应应在能在能代表整代表整个个作作业业范范围围的的制制程中程中随机选随机选取取( (包括超出包括超出规规格的格的样样品品) )2 2 2 2、、、、仪仪器器：确：确保保量测仪器量测仪器是依照正是依照正确确的的国际认国际认可的最新可的最新标准标准得到了校正得到了校正读数读数值值 取估取估计计之最近值之最近值；；而最小取至最小刻度之而最小取至最小刻度之1/21/2( (最小量测单位的一半最小量测单位的一半) )3 3、、操作者：要操作者：要得到了良好的教育得到了良好的教育训练训练, ,能熟能熟练练正正确确地操作量地操作量测仪测仪器器；； 确确保每保每个个操作者完全明白操作者完全明白进进行行GRRGRR分析的每一分析的每一个个步步骤骤及注意事及注意事项；项；◎ ◎ GR&R GR&R实验分析方法实验分析方法重复性分析：绘极差图重复性分析：绘极差图  计算控制限计算控制限  分析控制图分析控制图  计算重复性计算重复性再现性分析：评价人均值极差再现性分析：评价人均值极差  计算再现性计算再现性零件变差分析：计算均值控制限零件变差分析：计算均值控制限  分析控制图分析控制图  计算零件变差计算零件变差2021/3/920GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性◎ GR&R实验记录表 GR&R实验实例 ◎ GR&R实例讲解取取10pcs 10pcs 样本交与样本交与3 3个不同的作业员进行测试，各自重复测量个不同的作业员进行测试，各自重复测量3 3次；次；测试数据及计算公式如下表格：测试数据及计算公式如下表格：2021/3/921GR&RGR&R：量具的重复性和再现性：量具的重复性和再现性2021/3/922谢谢 谢！谢！ 放映结束 感谢各位的批评指导！让我们共同进步2021/3/923。