GRR分析与运用-----教材

一、GRR是什么?答:GRR是指量测的再现性(Repeatability)与再生性(Reproducibility)可以图表方式说明如下:GRR简介GRR:量测精度指标Repeatability:(EquipmentVariation)*目的:明白量测仪器之变异性*作法:同一人员使用同一量具量测同一产品多次之后来估算其变易Reproducibility:(AppraiserVariation)*目的:明白不同人员间之变异性*作法:由不同人员使用同一量具量测同一产品多次之后来估算其变易为计算再现性(Repeatability),在其取得数据时应符合下列条件:◆同一人员◆相不的归零条◆同一产品◆同一位置◆同样的环境条件◆数据要在短时间内取得再现性的目的只是要获知设备的变异性.再生性(Reproducibility)目的则是,希望获知不同条件下的变异.因此取得数据时应符合下列条件:◆不同的人员◆不同的归零条件◆不同的位置◆不同的环境◆数据宜在较长期间内取得二、GRR目的何在?答:若我们抽测100支圆杆的外径,我们可以得到100组数据,它形成一个分配(Xbar,σ)6065707580859095100105110115120125130總變異(σ)但是若深究这些数据的分配是否会永远如此呢?其实并不尽然,因为同样的样本若交给同一个人第二天再量一次,它就不可能与原来的分配(Xbar,σ)完全相同.同样地,同一组样本若交给另一个人用同样的量具来量,当然也就会再形成另一个分配(Xbar,σ).有了这样的认知,我们就明白原始的数据标准偏差(σ1)中其实已含盖了,1).产品真值标准偏差(σTU),2).量器量测误差(σGRR),3).及其他随机误差(σe),其关系如下:σ2=σ2TU+σ2GRR+σ2e6065707580859095100105110115120125130135產品變異-35-30-25-20-15-10-505101520253035量測變異(σGRR)6065707580859095100105110115120125130總變異(σ)GRR的目的就是要降低量测误差(σGRR),使量测值之(σe)尽量接近σTU(真值之标准偏差).三、GRR的优式是否有放诸四海皆准的共识呢?答:目前举世公认的原则与分级标准如下:GRR指标%GRR10%:A级,量测值十分可靠10%%GRR30%:B级,量测值可以采信%GRR30%:C级,量测值不宜相信注意事项:被测物宜力求稳定量具刻度宜比被测特性规格为高五、是否有一些标准程序来获得可信之GRR?答:有的,其程序如下:获行GRR的程序1.准备被样本(至少5件Parts)2.将被测件交给平常实际作业之人员(至少3人)反复量测(每一样本至少量测2次)3.记录各量测数据(Measurements)4.计算GRR六、GRR非做不可吗?若一时做不到是否有其他替代指标?答:这个问题好级了,中国人说尽信书不如无书,天下当然没有非做GRR不可的道理,因为QS-9000的4.11.4节就清楚说是『譬如』GRR,表示GRR只是指标之一.如果有一些限制而未能作GRR时,举世公认的替代指标是CPK,因为在计算CPK中的CP时,此CP用的是数据标准偏差σI,它已包括了量测误差(σGRR详见第二点之公式),因此若Cp/Cpk已能达到客户的要求,那么亦间接证明现有的量测系统也足堪信任.七、请问那些情况不适用GRR?答:这个问题的症结仍在于我们对GRR的定义是否清楚(详见第一点),因为作GRR时必须使用同一样本(Parts)反复量测,因此只要有任何样本无法被反复量测,那么基本上即不适用GRR,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.因此凡是破坏性测试,原则上均不适用GRR,近年来虽有讨论用代用特性来做GRR的替代方案,但争议颇多,所以若要用替代方案时,请务必小心谨慎.八、请问该优先使用GRR的状况有哪些前提?答:这是一个高明的问题,原则上该优先使用GRR的情况均应有下列前题:1、本质上是非破坏性之量测数值.2、该量测特性之制程能力CP值明显不足.在此状况下我们就必须运用GRR深入探究此时的制程能力是产品之真象或假象?若GRR10%则表示问题出在产品本身,反之若GRR30%(C级,请参考第三点)那就表示量测系统不够精确,因而扭曲了产品的真值,这时我们就应立刻着手改善量测系统,改善时可参考下面的鱼骨图,找出问题症结,再予以克服,以改善GRR.人员训练不足量测程序不严格人员技术差异量测程序未标准化设备维护未标准化校验问题数据取得不易温度改变清洁度改变湿度改变振动因素环境差异机械不稳定设备磨耗电性不稳定数据换算不稳定设备差异为何量测变异太大九、GRR的想法我清楚了,但是GRR的计算及分析似乎比较复杂,不知是否有可代劳之软件?答:目前坊间之统计软件,大部分均包括了GRR的分析功能,其中STATGRAPHIC尤其以图形分析及分析取胜,有心人不妨一试.十、从长期来看GRR可如何加以运用?答:长期来看GRR可持续运用在下列领域或时机:1、新量具可借助GRR来建立有效的验收系统.2、新进检测人员可借助GRR来建立公允的合认证系统.3、配合CPK不断导引研发更价廉而堪用的测试设备.4、若遇到产品规格大幅加严时,(如Impedance的Tolerance由+12Ω降至+5Ω)则必须立即警觉必须将测试设备升级,以免误判了新产品的真实性能.6.内容6.1办法:6.1.1标准件之选取,依据IQC或制程中量测之实际情况选取被测零件,确认为良品后做为GRR分析的标准组件.6.1.2将标准件编号,量测时不按号码顺序测试.6.1.3校正量规,即确认准确度没问题.6.1.4找三人任意不按顺序做量测6.1.5找10个标准组件,供3人量测.每人测试3次,3人都测试完一次后,再进下轮测试.以上文件规定保证：1)“样品必须从过程中选习并代表整个工作范围”这样做是必要的,因为分析中这些零件被认为生产过程中产品变差的全部范围.2)试验进行盲测,使试验结果不受“霍桑效应”干扰.6.2.判定准则:6.2.1%GRR10%,良好.6.2.210%%GRR30%,可6.2.3%GRR.30%,不佳6.3评估:6.3.1若设备变异大于作业者变异,其原因如下:(1)量具须再保养.(2)量具不过精密.(3)夹具或定位工具须再改善.6.3.2若作业者变异大于设备变异,其原因如下:(1)未正确教育人员量具使用及读值的方法.(2)量具之刻度显示不清楚.(3)量测方法不佳,应重新设计.以上文件规定:1)该文件制定作业办法GRR分析是以过程差而不是以容差为基础.且所有计算都基于预期5.15σ(在正态分布曲线之下99.0%的面积).2)判定准则符合通用经验规则:◆低于10%的误差------测量系统接受;◆10%至30%的误差-----根据应用的重要性,量具成本,维修的费用等可能是可接受的;◆大于30%的误差------测量系统需要改进.人員3人;次數3次;樣本10個12345678910A11.9321.9471.9221.9321.9421.9471.9291.9131.9111.9051.92821.9341.9481.9231.9301.9431.9481.9271.9121.9111.9031.92831.9341.9471.9231.9291.9421.9451.9281.9131.9091.9031.927平均1.9331.9471.9231.9301.9421.9471.9281.9131.9101.904Xa=1.928全距0.0020.0010.0010.0030.0010.0030.0020.0010.0020.002Ra=0.0018B11.9351.9491.9231.9301.9451.9471.9301.9151.9121.9061.92921.9351.9471.9251.9301.9441.9471.9321.9161.9121.9021.92931.9341.9481.9241.9311.9431.9481.9291.9151.9091.9021.928平均1.9351.9481.9241.9301.9441.9471.9301.9151.9111.903Xb=1.929全距0.0010.0020.0020.0010.0020.0010.0030.0010.0030.004Rb=0.0020C11.9361.9471.9231.9291.9431.9471.9321.9151.9121.9041.92921.9351.9481.9221.9281.9441.9491.9291.9171.9091.9061.92931.9341.9491.9251.9311.9441.9481.9281.9181.9101.9031.929平均1.9351.9481.9231.9291.9441.9481.9301.9171.9101.904Xc=1.929全距0.0020.0020.0030.0030.0010.0020.0040.0030.0030.003Rc=0.0026樣本平均(Xp)1.9341.9481.9231.9301.9431.9471.9291.9151.9111.904Rp=0.044【Ra=0.002】+【Rb=0.002】+【Rc=0.003】/【#人員數=3】=R=0.0021【MaxX=1.929】-【MinX=1.928】=Xdiff0.0011【Ra=0.002】*【D4=2.575】=UCLr0.0055【Ra=0.002】*【D3=0】=LCLr0.0000平均值人員次數樣本零件名稱或編號:光圈軸棒量具名稱:分厘卡尺日期:2000年1月15日管制特性:軸棒直徑量具編號:Q-S-014執行人:余昌志規格:Φ1.90+0.05/-0mm量具形式:0~25mm(0.001mm)記錄表計算結果R=0.00213Xdiff=Rp=再現性---設備變異(EV)EV=Trials%EV=100【EV/TV】=0.0021*2=100【0.007/0.072】=3=再生性---作業者變異(AV)%AV=100【AV/TV】AV=【(Xdiff*K2)2-(EV2/nr)】=100【0.003/0.072】=【(0.0011*2.7)2-(0.0072/10*3)】==0.0000088-作業者人數23n=10(零件數)=K23.652.7r=3(量測次數)再現性與再生性(R&R)100【R&R/TV】R&R=EV2+AV2=100【0.007/0.072】=(0.0065)2+(0.0027)2零件數K3==23.65零件變異(PV)32.70%PV=100【PV/TV】PV=Rp*K342.30=100【0.0713/0.072】=0.04400*52.08==61.93全變異(TV)71.82TV=(R&R)2+(PV)281.74=(0.0070531)2+(0.0713)291.67=101.62報告書0.0720.071280.0070.0030.00651.620009.08%3.80%%R&R=9.85%99.51%3.050.00000140.00113.05量測單元分析%制程變異(%TV)0.0440K14.56√R*K1√√√√√√【(Xdiff*K2)2-(EV2/nr)】=100【0.003/0.072】0.0011*2.7)2-(0.0072/10*3)】=0.0000088-作業者人數23n=10(零件數)K23.652.7r=3(量測次數)再現性與再生性(R&R)100【R&R/TV】EV2+AV2=100【0.007/0.072】0.0065)2+(0.0027)2零件數K3=23.6532.70%PV=100【PV/TV】Rp*K342.30=100【0.0713/0.072】0.04400*52.08=61.9371.82(R&R)2+(PV)281.74