GRR量测系统分析报告
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主值 (參考標準)
時間 1
時間 2
14
3.2.5
線性
線性: 在儀器能力的範圍內衡量準確度 和精確度 的差別。
量具1: 線性分佈有問題
準確度 O
量具 2: 線性分佈沒問題
準確度 O
測量值
測量值
Y 軸是相對主讀數的偏差， 當量具測量值為主讀數時， 所有的點應在0線上。 X 軸是用量具測量所有產品 所得到的測量值的整個範圍 。
LSL 實際值
USL 測量值(TV)
量測變異(R&R)
%R&R用於證明衡量系統是否能夠測量 出觀察到的總的過程變動: %P/T用於證明衡量系統是否能夠測量出 給定的產品規格 :
19
3.3.4量測系統的判定(一)
再現性:EV(設備變異)>再生性:AV(量測員變異)
•量具需加以保養 •量具需重新設計,以提高適切性. •量具之夾持或定位需改善. •存在過大的零件變異
6
3.量測系統分析
3.1 量測系統鑑別力 3.2 量測系統變異類型及分析
3.2.1 再現性 3.2.2 再生性 3.2.3 零件間變異 3.2.4 穩定性 3.2.5 線性
3.3 GRR
7
3.1 量測系統鑑別力
鑑別力:量測系統發現並真實地表示被測特性很小變化的能力
如最小量測刻度太大無法辨別被測特性很小變化稱為鑑別力不足,鑑別力不足
實際值
這個量具是可接受的，不需要採取任何措施 。 唯一需要採取的行動是改善過程能力。
50
60
70
80
90
量測變異(R&R)
23
情形 1
70%=%R&R 70%=%P/T
LSL
USL
在 這 個 實 例 中 , 我 們 觀 察 到 , GR&R 中 的
公差
%R&R與%P/T相同,然而結果根本無法接受. 由於總變動-TV和公差-T(USL-LSL)的相對大
16
3.3.2 GRR統計意義
產品變異性 （實際變異性）
測量 變異性
總體變異性
（觀察到的變異性）
2 =2
總量
產品
= 2 總量
2 產品
+2 測量系統
+
2 重復性
+
2 再現性
17
3.3.3 GRR計算(一)
再現性:EV(設備變異)
再生性:AV(量測員變異)
再現性&再生性: R&R= AV 2+ EV 2
零件變異:PV
%EV=100(EV/TV)% %AV=100(AV/TV)% %R&R=100(R&R/TV)%
總變異:TV TV = R&R2+ PV 2
18
3.3.3 GRR計算(二)
量測能力指標:
精確度與公差的比
P
/
T=Βιβλιοθήκη 5.15*R&R公差
公差 = USL - LSL
解決測量誤差占公差的百分比。 最佳情況:< 10% 可接受的情況:< 30% 既包括重復性，也包括再現性。
LSL
公差
50
60
70
USL
在此我們觀察到的 GR&R中% R&R根本無法接
受，而 % P/T完全可以接受。怎麼會出現這種
測量值(TV) 情況呢? 在這個實例中，%R&R很大。
然而當我們將量具精確度與公差 (USL - LSL) 相
比（P/T）時，我們發現GR&R - 5%. 是完全可
實際值
以接受的。
我們需要修正衡量系統。
50
60
70
80
90
在這個實例中，觀察到的 Cp 是實際 Cp 並且它可能
在0.2 到0.4之間.過程能力改善後,我們的%R&R將變
量測變異(R&R)
得更糟. 並且觀察到的Cp不反應實際值,所以需要改 善衡量系統。
26
4.GRR實驗方法
-全距法及平均值法
4.1 GRR實驗要求
量具系統不能接受, 須予以改進
21
3.3.4量測系統的判定(三)
下面幾張幻燈片演示了4個變數的: 量具%R&R結果和量具%P/T - 精確度比公差 的圖形表示。
–GR&R結果有無數個(將%研究和 %公差結合).用這4個相對特殊的情形 ，有助於決定對得出的結果需要採取哪些措施. –儘管可以考慮接受(慎重進行)小於30%的情況，但是要努力尋找GR&R< 10%的結果 。
28
22
情形 1
10%=%R&R 15%=%P/T
LSL 公差
USL
測量值(TV)
在這個實例中，我們看到GR&R的結果是可以接 受的，它的% R&R變動與%P/T公差變動相同。 由於總變動 -TV 和公差- T(USL - LSL)相對大小 相同，所以結果相同。因此，當我們得出R&R或 P/T 比時，它將大大低於30%。
測量值(TV) 小相同，所以結果相同。 因此當我們得出 P/TV或 P/T比時，它將大大超出30%。這表
明衡量系統無法辨別零件與零件的差別。不
良GR&R的一個影響將會擴大產品標準偏差
實際值
的變動性。
50
60
70
80
90
在這個實例中，我們確實需要修正衡量系統 !!!
量測變異(R&R)
24
情形 1
70%=%R&R 5%=%P/T
因以上計算變異包含量測系統的影響所以必須進行修正:
AV= (AV1) -2 (EV) 2/(nr)
• n 零件數 • r 量測次數
Operator B
Operator A
Operator C
5.15o
12
3.2.3 零件間變異
X-Chart圖分析:
圖1
圖2
•若測量平均值全部落在管制界限內,則零件變異隱藏在再現性之內,且量測變異支配制程變異------>如圖1 •反之若測量平均值過半落在管制界限外,則此量測系統適用------>如圖2
80
90
我們需要修正衡量系統嗎?這要視情況而定。如 果我們需要改善這個過程，那麽我們應當修正 衡量系統；如果我們不需要提高過程能力，那 麽這個衡量系統是可以接受的。
量測變異(R&R)
25
情形 1
5%=%R&R 70%=%P/T
公差
LSL USL
測量值(TV)
實際值
在此我們觀察到的GR&R中%R&R是能夠接受的,而 % P/T無法接受.怎麼會出現這種情況呢?在這個實例 中,%R&R=5%非常小.然而當我們將量具精確度與公 差(USL-LSL)相比(P/T)時我們發現%P/T= 70%很大.
可以在R-Chart上顯現出來.
圖1
圖2
1.量測系統鑑別力不足,導致只有1~3個值落在管制界限內或1/4 R=0如圖1所示.
2.量測系統鑑別力足夠,所有的值落在管制界限內.
8
3.2.1 重複性(Repeatability)
重複性又稱為量具變異,是指用同一種量具,同一位作業者,當多次量測相同 零件之指定特性時之變異 在完全相同的量測條件下,複之量測值間的差異 為量測系統本身產生的差異,隨機誤差范疇
主值
主值
良好重復性
不良重復性
9
3.2.1 重複性(Repeatability)
重複性(Repeatability)計算:
在R-chart圖管制下,再現性的標準差估計值 C =R/d2*
重複性(Repeatability) EV=5.15 C=5.15R/d2* • 其中5.15表示常態分配中具有99%的信賴度(99%的信賴度= 5.15 C )
GRR
量測系統分析
Gauge Repeatability and Reproducibility
1
目錄
1.量測系統構成 2.量測系統變異
2.1量測系統變異概述 2.2 測量系統精確度與準確度
3.量測系統分析 4.GRR實驗方法
4.1GRR實驗要求 4.2GRR實驗步驟 4.3GRR實驗實例 4.4量測系統判定
準確度:平均值 觀察到的值 = 主值 + 測量偏差
實際值
測量值
測量偏差
m總量 = m 產品 + m 衡量
測量系統偏差----通過 “ 標定研究 ”決定
5
2.2測量系統精確度與準確度
精確度:變動性
觀察到的變動性 = 產品變動 + 衡量的變動
實際值
測量值
2 總量
=
2 產品
+
2 測量
衡量系統變動性- 通過 “R&R 研究”決定
5.15C
10
3.2.2 再生性(Reproducibility)
再生性又稱作業者變異,指不同作業者以相同量具量測相同產品之特性時,量測平均值之 變異
在量測之條件有所變化下,重複之量測值之間的變異(操作者,裝夾,位置,環境條件,較長的 時間段)
為外在因素引起之量測系統的變異
主值
檢查員 A 檢查員 B
此時可以計算出零件變異
零件間的標準差: p =Rp/d 2*
零件間變異: PV=5.15p
13
3.2.4
穩定性
對於量測系統長期測量相同的Golden Sample的均值和標準偏差來說，測量值 的分佈應保持一致沒有漂移、 突然變化、 等…,並可以預測。
可以用量測系統不同時間測量相同的Golden Sample的測量值繪製X-Chart圖 進行管制.如果失去管制則表示量測系統須校正或維修.
27
4.2GRR(全距法及平均值法)步驟
1.本法以3個作業者.10個零件各量測3次,以3次量測誤 差的平均值和作業者間平均值的量測誤差作重複性 (量具變異)和再生性(操作者變異)分析
2.本法可區分量測系統的重複性和再生性,但無法判定 作業者與量具的交互作用
3.本法對操作者.量具及樣品等實驗要求同上
線性分佈有問題可能原因: 1.量測系統的量測範圍內的高端,低端的校正不適當 2.量測系統磨損 3.量測系統設計不適合測量被測特性
15
3.3 GRR
3.3.1什麼叫GRR
GRR: Gauge Repeatability and Reproducibility 量具的重複性與再生性
目的: 評估一個量測系統的量測能力,並以此統計 分析結果作為對操作者.量測設備變異狀況 之改善參考
2
1.量測系統構成
量測系統包含以下要素:
1.量具.設備(軟.硬體)
量測系統
2.操作(人員.過程) 3.測試環境 4.待測試件
3
2.1測量系統變異概述
實際值
實際產品變異
長期產品變動 短期產品變異 樣本變異
量測系統
量測變異
量檢具造成的變異 操作員造成的變異
實際值
測量值
觀察到的產品變異
4
2.2測量系統精確度與準確度
再現性:EV(設備變異)<再生性:AV(量測員變異)
•量測員訓練不足. •量具刻度校正不良. •可能治具或軟體協助量測員進行量測
20
3.3.4量測系統的判定(二)
GRR=<10% 量具系統可接受
10%<GRR<30% GRR>=30%
可接受.可不接受,決定于該量 具系統之重要性,修理所需之 費用等因素
1.樣品要求:
樣本應在能代表整個作業范圍的製程中隨機地選取(包括超出規格的樣品)
2.儀器要求:
確保量測儀器是依照正確的國際認可的最新標准得到了校正 量測儀器應能辨別1/10的制程變化 讀數值取估計之最近值,而最小取至最小刻度之1/2
3.對操作者的要求:
每位操作者得到了良好的教育訓練,能熟練正確地操作量測儀器 確保每個操作者完全明白進行GRR分析的每一個步驟及注意事項
檢查員C
檢查員 A
檢查員 B 檢查員 C
Operator B
Operator A
Operator C
Reproducibility
11
3.2.2 再生性(Reproducibility)
再生性(Reproducibility)計算:
再生性的標準差估計值
o
=(Xmax-Xmin)/d
*
2
再生性(Reproducibility)AV1=5.15 o=5.15(Xmax-Xmin)/d2*
時間 1
時間 2
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3.2.5
線性
線性: 在儀器能力的範圍內衡量準確度 和精確度 的差別。
量具1: 線性分佈有問題
準確度 O
量具 2: 線性分佈沒問題
準確度 O
測量值
測量值
Y 軸是相對主讀數的偏差， 當量具測量值為主讀數時， 所有的點應在0線上。 X 軸是用量具測量所有產品 所得到的測量值的整個範圍 。
LSL 實際值
USL 測量值(TV)
量測變異(R&R)
%R&R用於證明衡量系統是否能夠測量 出觀察到的總的過程變動: %P/T用於證明衡量系統是否能夠測量出 給定的產品規格 :
19
3.3.4量測系統的判定(一)
再現性:EV(設備變異)>再生性:AV(量測員變異)
•量具需加以保養 •量具需重新設計,以提高適切性. •量具之夾持或定位需改善. •存在過大的零件變異
6
3.量測系統分析
3.1 量測系統鑑別力 3.2 量測系統變異類型及分析
3.2.1 再現性 3.2.2 再生性 3.2.3 零件間變異 3.2.4 穩定性 3.2.5 線性
3.3 GRR
7
3.1 量測系統鑑別力
鑑別力:量測系統發現並真實地表示被測特性很小變化的能力
如最小量測刻度太大無法辨別被測特性很小變化稱為鑑別力不足,鑑別力不足
實際值
這個量具是可接受的，不需要採取任何措施 。 唯一需要採取的行動是改善過程能力。
50
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量測變異(R&R)
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情形 1
70%=%R&R 70%=%P/T
LSL
USL
在 這 個 實 例 中 , 我 們 觀 察 到 , GR&R 中 的
公差
%R&R與%P/T相同,然而結果根本無法接受. 由於總變動-TV和公差-T(USL-LSL)的相對大
16
3.3.2 GRR統計意義
產品變異性 （實際變異性）
測量 變異性
總體變異性
（觀察到的變異性）
2 =2
總量
產品
= 2 總量
2 產品
+2 測量系統
+
2 重復性
+
2 再現性
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3.3.3 GRR計算(一)
再現性:EV(設備變異)
再生性:AV(量測員變異)
再現性&再生性: R&R= AV 2+ EV 2
零件變異:PV
%EV=100(EV/TV)% %AV=100(AV/TV)% %R&R=100(R&R/TV)%
總變異:TV TV = R&R2+ PV 2
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3.3.3 GRR計算(二)
量測能力指標:
精確度與公差的比
P
/
T=Βιβλιοθήκη 5.15*R&R公差
公差 = USL - LSL
解決測量誤差占公差的百分比。 最佳情況:< 10% 可接受的情況:< 30% 既包括重復性，也包括再現性。
LSL
公差
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60
70
USL
在此我們觀察到的 GR&R中% R&R根本無法接
受，而 % P/T完全可以接受。怎麼會出現這種
測量值(TV) 情況呢? 在這個實例中，%R&R很大。
然而當我們將量具精確度與公差 (USL - LSL) 相
比（P/T）時，我們發現GR&R - 5%. 是完全可
實際值
以接受的。
我們需要修正衡量系統。
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在這個實例中，觀察到的 Cp 是實際 Cp 並且它可能
在0.2 到0.4之間.過程能力改善後,我們的%R&R將變
量測變異(R&R)
得更糟. 並且觀察到的Cp不反應實際值,所以需要改 善衡量系統。
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4.GRR實驗方法
-全距法及平均值法
4.1 GRR實驗要求
量具系統不能接受, 須予以改進
21
3.3.4量測系統的判定(三)
下面幾張幻燈片演示了4個變數的: 量具%R&R結果和量具%P/T - 精確度比公差 的圖形表示。
–GR&R結果有無數個(將%研究和 %公差結合).用這4個相對特殊的情形 ，有助於決定對得出的結果需要採取哪些措施. –儘管可以考慮接受(慎重進行)小於30%的情況，但是要努力尋找GR&R< 10%的結果 。
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情形 1
10%=%R&R 15%=%P/T
LSL 公差
USL
測量值(TV)
在這個實例中，我們看到GR&R的結果是可以接 受的，它的% R&R變動與%P/T公差變動相同。 由於總變動 -TV 和公差- T(USL - LSL)相對大小 相同，所以結果相同。因此，當我們得出R&R或 P/T 比時，它將大大低於30%。
測量值(TV) 小相同，所以結果相同。 因此當我們得出 P/TV或 P/T比時，它將大大超出30%。這表
明衡量系統無法辨別零件與零件的差別。不
良GR&R的一個影響將會擴大產品標準偏差
實際值
的變動性。
50
60
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90
在這個實例中，我們確實需要修正衡量系統 !!!
量測變異(R&R)
24
情形 1
70%=%R&R 5%=%P/T
因以上計算變異包含量測系統的影響所以必須進行修正:
AV= (AV1) -2 (EV) 2/(nr)
• n 零件數 • r 量測次數
Operator B
Operator A
Operator C
5.15o
12
3.2.3 零件間變異
X-Chart圖分析:
圖1
圖2
•若測量平均值全部落在管制界限內,則零件變異隱藏在再現性之內,且量測變異支配制程變異------>如圖1 •反之若測量平均值過半落在管制界限外,則此量測系統適用------>如圖2
80
90
我們需要修正衡量系統嗎?這要視情況而定。如 果我們需要改善這個過程，那麽我們應當修正 衡量系統；如果我們不需要提高過程能力，那 麽這個衡量系統是可以接受的。
量測變異(R&R)
25
情形 1
5%=%R&R 70%=%P/T
公差
LSL USL
測量值(TV)
實際值
在此我們觀察到的GR&R中%R&R是能夠接受的,而 % P/T無法接受.怎麼會出現這種情況呢?在這個實例 中,%R&R=5%非常小.然而當我們將量具精確度與公 差(USL-LSL)相比(P/T)時我們發現%P/T= 70%很大.
可以在R-Chart上顯現出來.
圖1
圖2
1.量測系統鑑別力不足,導致只有1~3個值落在管制界限內或1/4 R=0如圖1所示.
2.量測系統鑑別力足夠,所有的值落在管制界限內.
8
3.2.1 重複性(Repeatability)
重複性又稱為量具變異,是指用同一種量具,同一位作業者,當多次量測相同 零件之指定特性時之變異 在完全相同的量測條件下,複之量測值間的差異 為量測系統本身產生的差異,隨機誤差范疇
主值
主值
良好重復性
不良重復性
9
3.2.1 重複性(Repeatability)
重複性(Repeatability)計算:
在R-chart圖管制下,再現性的標準差估計值 C =R/d2*
重複性(Repeatability) EV=5.15 C=5.15R/d2* • 其中5.15表示常態分配中具有99%的信賴度(99%的信賴度= 5.15 C )
GRR
量測系統分析
Gauge Repeatability and Reproducibility
1
目錄
1.量測系統構成 2.量測系統變異
2.1量測系統變異概述 2.2 測量系統精確度與準確度
3.量測系統分析 4.GRR實驗方法
4.1GRR實驗要求 4.2GRR實驗步驟 4.3GRR實驗實例 4.4量測系統判定
準確度:平均值 觀察到的值 = 主值 + 測量偏差
實際值
測量值
測量偏差
m總量 = m 產品 + m 衡量
測量系統偏差----通過 “ 標定研究 ”決定
5
2.2測量系統精確度與準確度
精確度:變動性
觀察到的變動性 = 產品變動 + 衡量的變動
實際值
測量值
2 總量
=
2 產品
+
2 測量
衡量系統變動性- 通過 “R&R 研究”決定
5.15C
10
3.2.2 再生性(Reproducibility)
再生性又稱作業者變異,指不同作業者以相同量具量測相同產品之特性時,量測平均值之 變異
在量測之條件有所變化下,重複之量測值之間的變異(操作者,裝夾,位置,環境條件,較長的 時間段)
為外在因素引起之量測系統的變異
主值
檢查員 A 檢查員 B
此時可以計算出零件變異
零件間的標準差: p =Rp/d 2*
零件間變異: PV=5.15p
13
3.2.4
穩定性
對於量測系統長期測量相同的Golden Sample的均值和標準偏差來說，測量值 的分佈應保持一致沒有漂移、 突然變化、 等…,並可以預測。
可以用量測系統不同時間測量相同的Golden Sample的測量值繪製X-Chart圖 進行管制.如果失去管制則表示量測系統須校正或維修.
27
4.2GRR(全距法及平均值法)步驟
1.本法以3個作業者.10個零件各量測3次,以3次量測誤 差的平均值和作業者間平均值的量測誤差作重複性 (量具變異)和再生性(操作者變異)分析
2.本法可區分量測系統的重複性和再生性,但無法判定 作業者與量具的交互作用
3.本法對操作者.量具及樣品等實驗要求同上
線性分佈有問題可能原因: 1.量測系統的量測範圍內的高端,低端的校正不適當 2.量測系統磨損 3.量測系統設計不適合測量被測特性
15
3.3 GRR
3.3.1什麼叫GRR
GRR: Gauge Repeatability and Reproducibility 量具的重複性與再生性
目的: 評估一個量測系統的量測能力,並以此統計 分析結果作為對操作者.量測設備變異狀況 之改善參考
2
1.量測系統構成
量測系統包含以下要素:
1.量具.設備(軟.硬體)
量測系統
2.操作(人員.過程) 3.測試環境 4.待測試件
3
2.1測量系統變異概述
實際值
實際產品變異
長期產品變動 短期產品變異 樣本變異
量測系統
量測變異
量檢具造成的變異 操作員造成的變異
實際值
測量值
觀察到的產品變異
4
2.2測量系統精確度與準確度
再現性:EV(設備變異)<再生性:AV(量測員變異)
•量測員訓練不足. •量具刻度校正不良. •可能治具或軟體協助量測員進行量測
20
3.3.4量測系統的判定(二)
GRR=<10% 量具系統可接受
10%<GRR<30% GRR>=30%
可接受.可不接受,決定于該量 具系統之重要性,修理所需之 費用等因素
1.樣品要求:
樣本應在能代表整個作業范圍的製程中隨機地選取(包括超出規格的樣品)
2.儀器要求:
確保量測儀器是依照正確的國際認可的最新標准得到了校正 量測儀器應能辨別1/10的制程變化 讀數值取估計之最近值,而最小取至最小刻度之1/2
3.對操作者的要求:
每位操作者得到了良好的教育訓練,能熟練正確地操作量測儀器 確保每個操作者完全明白進行GRR分析的每一個步驟及注意事項
檢查員C
檢查員 A
檢查員 B 檢查員 C
Operator B
Operator A
Operator C
Reproducibility
11
3.2.2 再生性(Reproducibility)
再生性(Reproducibility)計算:
再生性的標準差估計值
o
=(Xmax-Xmin)/d
*
2
再生性(Reproducibility)AV1=5.15 o=5.15(Xmax-Xmin)/d2*