详解误差的衡量精度指标（测量系统五种偏差计算方法之重复性及再现性）
本章我们分享的是测量系统五种偏差计算方法之稳定性及再现性篇，这也是系列分析的最终、最重要的一章。
首先，要给大家再次回顾下重复性及稳定性的定义。
重复性：通常被称为评价人内部的变差或设备变差，是同一评价人使用相同的测量仪器对同一零件上的同一特性，进行多次测量所得到的测量系统的变差。
再现性：通常称为“评价人之间的变差”，它是指用不同评价人使用相同的测量仪器对同一产品的同一特性，进行测量的平均值的变差。
进入正题，如何来测量重复性及再现性的误差大小呢？计算%GRR的步骤如下：
1.选取3个评价人，10个样本（1、2、4、2、1）涵盖被测量部件部位公差带宽度范围；
2.3个评价人各将每个零件测量3次，并记录数据；
3.计算各极差的均值，和每个人测量平均值；
4.计算极差控制线UCL和LCL；
5.计算均值总变差；
6.计算均值的极差Rp；
7.计算重复性/设备变差EV；
8.计算再现性/评价人总变差AV；
9.计算GRR、PV、总变差TV；
10.计算各个变差的百分比；
11.计算分级数ndc；
12.对GRR、ndc、Xbar图、R图判定；
给大家举个例子，咱们实际操作下，这样能帮助大家快速理解：
测量工具：测厚仪；尺寸公差：≥20um；检具精度：0.1um
1.零部件选取：为了保证所选样本能代表过程变差的实际或预期范围，标本一般为10个，能代表过程的分布，对零部件同一位置进行测量。
2.收集数据：选择了三位操作者，对同一零部件的同一位置分别测量三次，采用盲测（即测量人员不清楚每个零部件的状态及顺序号，使每个人不能产生记忆），共收集了90个数据，如下表：
数据表
3.利用minitab软件生成分析报告，具体操作步骤如下：
第一步：
录入数据，如上操作
第二步：
输入对应选项
第三步：
选择选项
第四步：
最终图形一
最终图形二
好了，图形制作完成，那么我们来一起看看最终分析结果吧。具体分析步骤如下：
1.分析在“变异分量”图：部件间的贡献变异百分比为97.41%远远大于合计量具 R&R 的贡献百分比2.59%，表明大部分变异是由于部件间的差异所致。
注释：变异分量图中，量具、重复性、再现性、零部件为变差分量，红色线条代表变差分量的方差与总变差分量的方差之比，又称贡献率，绿色线条代表各变差分量标准差与总标准差的比率，蓝色线条代表各变差分量的6西格玛宽度与公差的比率，一般零部件的贡献率与量具的贡献率的比至少在99：1才可以。
2.分析R 控制图：评价员A，第2、3点均落在控制线外，出现异常，为异常者。
注释：极差图主要评价测量数据有无异常，它的控制限越宽，说明重复性变差越大。
3.分析 “Xbar 控制图（按评价人）”：50%点以上的点落在控制线外，表明变异主要是由部件间的差异所致。
注释：均值图代表各零件的平均值的变化，正常情况下，均值图中至少50%的点应超出控制限，因为越多的点超出控制限，表明过程的实际变差越大，测量能力就越高。
4.测量值和零部件：过程波动较大，部件间可以代表过程变差范围，第2、3测量点分布不够集中，量具变差较大。
注释：该图代表零部件平均值的运行图，他的波动越大，说明过程的实际波动越大，各测量点越集中，重复性和再现性变差就越小。
5.测量值和按评价人图：每个评价人对测量值的平均值较为接近，评价人之间一致性较高，与部件间的差异相比，操作员之间的差异较小。
注释：该图评价人均值的变化，折线波动越小，再现性越小。
6.测量人*部件交互作用图：表明每个部件和操作员之间不存在显著的交互作用。
注释：该图为各评价人对各零件测量平均值趋势，重合在一起形成的图形，用于判断人与零部件是否有交互作用，三条曲线越接近平行，交互作用越小。
7.查看ndc：在对话栏最后，可区分的类别数 = 8，说明量具的分辨率 ndc = 8 > 5，说明测量系统分辨力充分满足要求；
注释：量具的分辨率是指量具的精度是否能够识别过程变差的变化，通常用ndc表示，ndc ≥5说明分辨率合格，实际过程中评价一个量具分辨率是否合格，通常要求量具的最小精度，小于公差宽度的1/10和过程分布6δ宽度的1/10中的较小者。
8.%GRR分析：GRR= 16.11%、重复性变差为：16.11 %，再现性变差、评价人、人与零部件的交互作用的变差占总变差的0%。
注释：
a. %GRR代表测量系统变差占过程总变差的比率，通常要求：GRR＜10%表明测量系统重复性和再现性合格；10%＜%GRR＜30% 表明为临界状态，可根据企业实际情况决定是否可接受；%GRR >30%，表明测量系统不可接受；
b. 在对话框中，%研究变异 (%SV)列中，可以得到量具GRR、重复性、再现性、评价人、人与零部件、零部件变差分别占过程总变差的比率。
9.最终评价：%GRR= 16.11%，且全部为重复性变差导致，测量系统合格但处于临界范围，需采取措施减小测量设备的重复性变差。
当测量系统重复性及再现性（GRR）分析不满足时，造成误差的潜在原因有以下几点：
1.零件之间（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；
2.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。
3.标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平均影响。
4.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。
5.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。
6.环境之间：在经过1、2、3等时段所进行的测量，由于环境周期所造成的平均值差异。这种研究常用在使用高度自动化测量系统对产品和过程的鉴定。
谢谢大家的辛苦阅读，有关测量系统分析（MSA）的介绍以及其五种误差来源的分析方法就给大家分享完成了，希望能够给大家一定的帮助。
温馨提示：过程很长，步骤很多，不是很容易记住，希望大家能给个收藏、关注，便于大家快速查找，谢谢！
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