GRR Zhang

1ÜberblickFahrzeugentwicklungKarosserieprodukteCabrio-Dachsysteme测量系统分析之计量数据的GR&RZhang2009-11-182计量数据的GRRƒ什么是测量系统ƒ评价测量系统的指标ƒ观测值变差的组成ƒ为什么要做GRRƒGRR的Xbar－R方法ƒ进行GRR的注意事项ƒ使用Minitab进行GRR分析ƒ分析Minitab结果ƒGRR接受准则ƒGRR练习3什么是测量系统？ƒ什么是测量系统MeasurementSystem用来获得测量结果的整个过程。是如下常见的因素的集合：•测量员•测量仪器、量检具•测量夹具、辅具•测量方法•光线、温度等测量环境因素如果测量结果是连续性数据，称为计量型测量系统如果测量结果为离散型数据，称为计数型测量系统4评价测量系统的指标ƒ准确度(Accuracy):测量观测值和真值间接近的程度ƒ精确度(Precision):各个观测值间接近的程度准确度和精确度都不好准确度好精确度不好准确度不好精确度好准确度和精确度都都好5评价测量系统的指标ƒ准确度(Accuracy):也称为位置变差ƒ精确度(Precision):也称为宽度变差真值TrueValue所有测量值的均值测量值的分布：正态分布位置变差：准确度/偏倚位置变差随时间变化：稳定性位置变差随量程变化：线性宽度变差：重复性和再现性GRR6评价测量系统的指标ƒ准确度(Accuracy)•偏倚(Bias):测量值的平均值和基准值之间的差异•稳定性(Stability):偏倚随时间的变化•线性(Linearity):偏倚随量程的变化ƒ精确度(Precision):各个观测值间接近的程度•重复性(Repeatability):一个评价者使用一件测量仪器，对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差•再现性(Reproducibility):不同评价者使用相同的量具，测量同一零件同一特性的测量平均值的变差！往下的内容只探讨计量型测量系统的重复性再现性研究7计量型测量系统GRR研究ƒ为什么要研究GRR？规范下限LSL规范上限USLIIIIIIIVVVIVII由于测量系统宽度变差的存在：1.在区域I的真值将100％判定为不合格5.在区域V的真值将有可能判定为不合格2.在区域II的真值将有可能判定为合格6.在区域VI的真值将有可能判定为合格3.在区域III的真值将可能判定为不合格7.在区域VII的真值将100％判定为不合格4.在区域IV的真值将100％判定为合格8计量型测量系统GRR研究NGNGNGOK/NGOKOK/NGOKOKOKOK/NGNGOK/NGNGNGVIIIVVVI实际IIIIII判定区域观测区间&3RRILSLσ−&3RRLSLIILSLσ−≤&3RRLSLIIILSLσ≤+&&33RRRRLSLIVUSLσσ+≤≤−&3RRUSLVUSLσ−≤&3RRUSLVIUSLσ≤+&3RRVIIUSLσ+减少区域II、III、V、VI的宽度，才能减少误判的可能！而这个宽度和测量系统的重复性再现性的大小有关的。9观测值变差的组成总变差TotalVariation零件变差ParttoPartVariation重复性Repeatability再现性Reproducibility测量者变差OperatorVariation测量者和零件交互作用Operator*PartInteraction10分析GRR的两种方法计算GRR的两种方法：•Xbar－R方法•ANOVA方差分析法ANOVA方法比Xbar－R方法更加准区，同时ANOVA方法可以计算操作者和零件之间的交互作用。交互作用是指零件的不同对测量者测量零件产生的影响，比如：某些人会将小的零件测量得更小，将大了零件测量得更大。交互作用只有通过ANOVA方法才能计算出来。11•重复性Repeatability=Xbar－R方法1121×akijijRakd==⎛⎞⎜⎟⎝⎠∑∑2221Re××rdiffpeatibilityXda⎡⎤⎡⎤−⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦Rij为第j个测量者测量第i个零件r次，得出的测量值的极差(最大值－最小值）d2可以查表求得（AIAGMSA书册附录c179页）•再现性Reproducibility=假设有a个零件，k个测量者，每个测量者进行了r次测量。那么：diffX＝所有测量员所有零件测量值的均值最大值－所有测量员所有零件测量值均值最小值•零件变差Part-To-Part=Rp*1/d2Rp是指所有零件所有测量员所得的测量值的均值间的极差12Xbar－R方法()()22eGRRrpeatabilityreproducibilityσ+=()()22TotalGRRparttopartσ+−−=13进行GRR的注意事项•2到3个测量者。测量者需是日常工作中实施该测量系统的人。在做MSA之前，测量者应该得到关于测量仪器以及测量方法的充分培训。•10个零件。这10个零件应该覆盖整个公差范围的80％。可按照如下的方法进行取样：LSLUSL1441整个公差范围均分为4等份LSLUSL1331整个公差范围均分为6等份1114进行GRR的注意事项•每个测量者对每个零件测量2次或者是3次。在测量过程中应该使用盲测法。以消除前次测量以及测量者间的相互影响。•量具选择。量具的分辨率应该是公差范围或者过程变差的1/10.•应有定义明确、齐全的测量过程操作指导书。在进行MSA之前，编制以及负责MSA分析的人员应该按照测量过程操作指导书的要求，亲自进行测量，以确定指导书的可操作性和定义的完备性。•应符合对测量环境的要求。•进行MSA分析的人员应该在测量现场。进行MSA分析的人员应该在现场并观察整个过程，以便找出整个过程的异常，有利于对最后结果的分析以及确定改进测量系统的措施。•对于某些零件，要特别注意对测量点的选择和定义。•对于使用测量夹具、辅具的测量过程，应注意零件定位的稳定。15使用Minitab进行GRR分析1.启动Minitab，选择StatQualityToolsGageStudyCreateGageR&RStudyWorksheet16使用Minitab进行GRR分析1.输入零件数量2.选择零件数量3.可输入每个零件的名称，或以数字编号区别4.输入测量者的姓名、代号或者以数字编号表示5.输入每个测量者同一零件重复测量的次数6.点击OK，生成表格2.对弹出的对话框进行设置17使用Minitab进行GRR分析3.选择StatQualityToolsGageStudyGageR&RStudy(Crossed)18使用Minitab进行GRR分析1.选择零件名称或者编号所在列3.选择测量数据所在列2.选择测量者名称或者编号所在列4.选择进行GRR分析的方法：XbarandR还是ANOVA4.对弹出的对话框进行设置！建议使用ANOVA方法进行计量型数据的GRR分析5.单击Option再进行设置19使用Minitab进行GRR分析1.输入规范下限2.输入规范上限5.对弹出的对话框进行设置20使用Minitab进行GRR分析6.结果输出－图表Part-to-PartReprodRepeatGageR&R2001000Percent%Contribution%StudyVar%Tolerance0.160.080.00SampleRange_R=0.0347UCL=0.0892LCL=0蔡斌常进军张本松1.51.00.5SampleMean__X=1.053UCL=1.089LCL=1.018蔡斌常进军张本松109876543211.51.00.5part张本松常进军蔡斌1.51.00.5Operator109876543211.51.00.5partAverage蔡斌常进军张本松OperatorGagename:Dateofstudy:Reportedby:Tolerance:Misc:ComponentsofVariationRChartbyOperatorXbarChartbyOperatordatabypartdatabyOperatorOperator*partInteractionGageR&R(ANOVA)fordata21使用Minitab进行GRR分析6.结果输出－数据22分析Minitab结果分析Minitab结果-图表•首先关注Rchart:是否有点超出控制线不能有太多的值为零或者为某一特定值（如果是，要确定量检具分辨率）观察不同操作者之间R－chart的差异，看是否是某些测量员的数据造成的控制线较大需解决Rchart的问题后重新进行GRR0.160.080.00SampleRange_R=0.0347UCL=0.0892LCL=0蔡斌常进军张本松RChartbyOperator23分析Minitab结果分析Minitab结果-图表•其次关注Xbarchart:需要有超过半数的点在控制线以外（想想为什么）观察不同操作者之间Xbarchart的差异需解决Xbarchart的问题后重新进行GRR1.51.00.5SampleMean__X=1.053UCL=1.089LCL=1.018蔡斌常进军张本松XbarChartbyOperator24分析Minitab结果分析Minitab结果-图表•Databypartchart能看出不同测量者在不同零件上测量的差异，这种差异应该是大致相当的对于下图，零件8是可疑的109876543211.51.00.5partdatabypart25分析Minitab结果分析Minitab结果-图表•Databyoperator能看出不同测量者所有测量值的均值，这应该是一条直线，如果不在一条直线上，应该调查原因对于下图，第二位测量者是可疑的张本松常进军蔡斌1.51.00.5OperatordatabyOperator26分析Minitab结果分析Minitab结果-图表•Operator*partInteraction零件*测量者间的交互作用能看出不同零件对测量者的影响，各个点分布在每个零件上应不有太大的变化对于下图，第二位测量者在测量第八个零件是可疑的109876543211.51.00.5partAverage蔡斌常进军张本松OperatorOperator*partInteraction27分析Minitab结果分析Minitab结果-图表•最后关注ComponentsofVariation变差组成图−%Contribution：在总的观察到过程变差中测量系统变差所占的百分比(使用方差)−%StudyVariation：在总的观察到过程标准偏差中测量系统标准偏差所占的百分比(使用标准偏差)−%Tolerance：测量错误与被测特性公差带之间的百分比−#ofDistinctCategories区别分类数:少于5表示有原因引起测量系统变差过大Part-to-PartReprodRepeatGageR&R2001000Percent%Contribution%StudyVar%ToleranceComponentsofVariation28分析Minitab结果分析Minitab结果-数据各部分的变差各部分的变差占总变差的百分比29分析Minitab结果分析Minitab结果-数据各部分的%StudyVar各部分的%ToleranceNODC30GRR接收准则GRR接收准则：%Contribution%StudyVariation(过程控制)%Tolerance(产品控制)#ofDistinctCategories期望让所有的指标都是绿色RRYYGG1%非常好2-9%可接受9%不可接受RRYYGG10%非常好11-30%可接受30%不可接受RRYYGG10%非常好11-30%可接受30%不可接受RRYYGG10非常好5-10可接受5不可接受GRR%Contribution=GRR%StudyVar=#ofDistinctCategories=GRR%Tolerance=()