1、文件编号：CS10G015【QC-指南 No.】第版技术质量中心质量保证部 质量保证科星 电 公 司1量具 分析指南（Gage Repeatability and Reproducibility量具 R&R）前言量具 R&R 是对测量系统拥有的波动进行定量把握，并评价其测量系统是否具有充分的测量其测量对象的测量能力的手法。一方面，人们普遍认识到，测量中会包含有误差。另一方面，考虑到产品的过程管理及质量管理是根据某些测量数据为基础进行调整和判定的，又不得不说对于作为测量数据基础的测量系统的适应性评价是根本的、也是重要的问题。这里，我们就顾客目前要求得较多的量具 R&R 数值分析方法进行了总结。其
2、内容参考了 QS-9000 质量体系的参考手册之一MSA （测量系统分析：Measurement S ystem Analysis） ，因为其中对分析方法的具体内容进行了体系性的论述，同时现实上顾客所要求的内容也是以此为基础的。关于第 2 版修订内容由于本指南的参考文件-9000/参考手册于 2002 年月进行了修订（第 3 版） ，本指南也相应地对内容进行修订。（修订处）变差全范围的表示方法由 99的正态分布范围（标准偏差值乘以 5.15 的值）改为标准偏差值。同时，和规格的公差相比较时，范围使用表示 99.73的正态分布范围的 6 西格马（） 。通过此修订，用于量具 R&R 评价的 “R&
3、R”值的结果计算分母使用总变差（TV）时和修订前没有变化，但使用规格公差时比修订前要大一些。在进行上述修订的同时变更Error!-R 法及 ANOVA 法的填写格式。关于第版修订内容修订本指南的同时要进行以下追加、变更。（修订处）配合 QS-9000/参考手册的记载内容，追加计算 “ndc”以及其相关的内容。在进行上述追加的同时变更Error!-R 法及 ANOVA 法的格式。承认章 确认章 编制章2索 引量具 是指？ (1) 概 要(2) 定 义(3) 方 法事前准备及注意事项 分析程序 (1)Error!R 法 计量值(2)ANOVA 法 计量值(3)短期法 计数值分析结果的评价及处理 【
4、附录资料】Error! R 法进行实例、分析格式ANOVA 法进行实例、分析格式短期法进行实例、分析格式3重复性再现性量具是指？（）概 要可以说测量值的变差（波动）是测量系统的变差与试料（零件）的变差所合成的产物。因而，可以认为其测量系统的变差是来自(2) 项所示“重复性”和“再现性”的变差。量具 RR 为了定量地估测变差的大小，使用统计的手法对数据进行记录并分析。然后通过可认为是测量系统变差因素的上述“重复性”和“再现性”所产生的变差占全体变差或规格公差范围的比例来评价分析结果。此分析手法可用于以下用途。计算过程变差，决定测量装置可否在生产过程中使用的必要条件判断新测量装置可否接收和其他测量
5、装置相比较评价有缺陷之可能的测量装置的标准测量装置修理前后的比较为了调查表示零件合格概率的量具特性曲线（GPC）的必要资料（）用语定义）测量系统为了取得测量值的过程全体。（为了给要测量的特性值赋予数值所使用的作业、办法、测量设备及其他装置、软件、人的集合体）量具用于测量的设备（装置全体） 。）偏倚（Bias）测量值的平均值与基准值之间的差。 z 基准值是指校正值、标准值、和顾客的协议值。）重复性（Repeatability）一个测量者使用同一个测量设备数次测量同一零件的同一特性时的波动。）再现性（Reproducibility）不同的测量者使用同一测量设备测量同一零件的同一特性时的平均值的波动
6、。测量者 A 测量者 B 测量者 C偏倚测量值的平均基准值4）分析数据表（格式）中使用的符号6-1）EV（Equipment Variation）表示重复性带来的变差（测量设备变差）的标准偏差（） 。EV 是除以-6)项中表示的 TV 或规格公差范围的值，表示重复性带来的变差大小相对于 TV 或规格公差范围的比例。6-2）AV（Appraiser Variation）表示再现性带来的变差（测量者间变差）的标准偏差（） 。AV 是除以-6)项所示 TV 或规格公差范围的 值，表示由再现性带来的变差大小相对于 TV 或规格公差范围的比例。6-3）INT（Interaction：测量者试料）表示测量
7、者和试料间的交互作用产生的变差的标准偏差（） 。只能通过 ANOVA 法计算。6-4）R&R（Repeatability and Reproducibility）表示综合了 EV 及 AV 的测量系统变差的标准偏差（） 。R&R 是用-6)项所示 TV 或规格公差范围除得的值，表示测量系统变差大小相对于 TV 或规格公差范围的比例。6-5）PV（Part Variation）表示测量零件间变差的标准偏差（） 。6-6）TV（Total Variation）表示综合了 EV、AV、INT、PV 的总变差的标准偏差（） 。表示全过程的变差。6-7）ndc（number of distinct ca
8、tegories）在预期的产品波动范围内，决定测量系统可分辨的分级数（可分辨的分类数）的值，通过以下计算公式计算。ndc1.41（PVR&R） ：取整数分类数的含义如下。如果分类数少于 2，则测量系统对过程管理不起作用。全部都是波动状态，不能将某零件与其他零件相区别。如果分类数等于 2，则只能将数据分为高位集团和低位集团，结果不过和计数数据相同。如果分类数等于 3，则可以将数据分为高位集团、中位集团和低位集团。这是略好的测量系统。如果系统的分类数大于 4，则可以说比上述系统都优越。5（）方 法本指南介绍几种代表性的分析方法：测量数据为计量值时的Error!-R 法和 ANOVA 法，以及计量数
9、据为计数值时的短期法。计数值时的种类和特征于后文论述。但本指南中没有介绍计量值的 R 法及计数值的风险分析法和长期法的分析程序。这是因为如下所述，R 法除了简易的、预备性的分析目的之外并不建议使用。同时，在 QS-9000/参考手册中，介绍了计数值分析方法的风险分析法和长期法，但没有介绍短期法。但是，风险分析法和长期法的程序较复杂，分析用试料的准备也很困难，出于对这些实施上存在的问题的考虑，在本指南中只记述了作为基本性分析方法的传统的短期法。因此，当顾客有个别要求时，应按照和顾客间的协议选择分析方法。另外，关于计量值数据的分析方法， Error!-R 法和 ANOVA 法的主要区别在于标准偏差
10、的计算方法、可了解交互作用、以及数据的收集方法。如果出于可获取的信息量的考虑，最好使用 ANOVA 法，总之应该根据分析状况决定采用Error!-R 法还是 ANOVA 法。并且，这里所介绍的分析方法不符合测量系统的结构、或特性值的问题等时，需要参考上述的 QS-9000/参考手册，探讨别的分析方法。）计量值的分析方法Error!-R 法 ANOVA 法 （ 法 ）方法由测量数据的平均值（Error! ）和范围（R）来估测重复性和再现性。测量者 ： 名样本 ：个重复 ： 次进行有重复的二元配置（变量因子） ，估测重复性和再现性。测量者 ： 名样本 ：个重复 ： 次由二名测量者间的范围（R）平均
11、值来估测测量的变差。测量者 ： 2 名样本 ： 5 个重复 ： 1 次 特 征假定测量者和样本间无交互作用进行计算。能更加详细地估测波动因素（测量者和样本的相互作用、等信息）进一步要求测量的随机化计算时需要使用电脑能简易地估测测量系统变差的大小只能估测整体的大小，不能分离重复性和再现性由于是简易的方法，不作为评价方法推荐标 准（） ：可以使用（） ：考虑测量设备成本、修理成本、用途重要性，由主管部门负责人判断可否使用。如有需要，要取得顾客的承认。（） ：需要改善注）ANOVA：Analysis of Variance（分散分析）6）计数值的分析方法短 期 法 （风险分析法） （长 期 法）方
12、法2 名测量者测量同样 20件零件（只进行判定） 。测量者 ： 2 名样本 ： 20 个重复 ： 次是评价作出错误的合格与否判定的风险的方法，在参考手册中介绍了假说检定法及符号检定法两种方法。样本数在 50100 左右，越多其结果的信赖性越高。由数据求各个样本的合格概率，绘制测量设备性能曲线（） ，计算“重复性”和“偏倚”的大小。样本：个以上（需要事先用上一级测量设备进行测量）重复 ： 次特 征是只进行合格与否判定的测量系统的简易评价方法。由于测量系统的变差不定量化，也许需要和有实施要求的顾客达成协议。使用测量设备性能曲线（参见参考资料）评价重复性和偏倚的大小，并由此计算量具。标 准对于各个样
13、本，要保证共计 4 次的测量结果都一致。假说检定法：无一般性的（理论性的）判定标准信号检定法：根据R&R的近似值评价作为值评价事前准备及注意事项分析量具 R&R 前的准备事项及进行时的注意事项如下。（） 所使用的测量设备要是经过校正过的。 （） 如果认为测量者的调整会对波动产生影响，则进行前应由测量者进行再调整。（） 试料要表示过程中生产的产品在测量特性方面的波动范围。 （） 测量设备要具备其特性值波动10 以下的分辨率。例如，如果其特性的变差在 0.01mm 到 0.09mm，那么测量设备至少应该能读出 0.001mm 的变化。（） 测量设备的读数要记录到识别界限值。机械式设备要读取并记录到
14、最小刻度。电子式设备要记录显示部位右端的有效位数。模拟式设备要记录到最小刻度或灵敏度及分辨率界限值的一半。 （） 进行测量时，要使用所使用设备的同一操作程序。（） 测量者要为从事其测量工作者，或对所使用的测量设备操作熟练。（） 即使万一发生漂移及变化，也要将测量按随机的顺序进行，以使漂移及变化在整个进行期间内呈随机分布。测量时，要想办法使测量值不受其他测量者的值的影响，以及使各测量者第 2 次数据不受是第1 次数据的影响。如果随机地进行，则数据发生“偏倚”的可能性就高，特别是使用 ANOVA 法时，此种数据的收集很重要。作为一种方法，当测量者（3 人） 、试料（10 个）时，最好让他们以随机的
15、顺序进行第一次测量，取得 30 组数据，第 2 次的测量也以随机的顺序取得 30 组数据。（） 要定期的进行分析、评价，以及当测量系统发生变更、修理时进行重新评价。定期实施的频率最好与该测量设备的校正时期相吻合。7分析程序（）Error!-R 法 计量值）分析管理者要在进行分析准备的同时确认分析是否按照规定的程序进行。准备 ：测量者 名（测量者，）试 料 个（给试料编上的编号）测量次数次格 式 Error!-R 法测量结果记录表及计算表（参考附录格式）测量者按随机的顺序测量 10 个试料，填入表格的相应栏内。）测量者 B 也同样按随机的顺序测量 10 个试料，填入表格的相应栏内。）测量者 C
16、也同样按随机的顺序测量 10 个试料，填入表格的相应栏内。）测量者 A、B、C 的第 1 次测量结束后，再按照）的程序进行第 2 次测量。）分析管理者通过测量数据计算表格中要求的统计值，在表格中填入必要事项。在此，在测量结果记录表中如果有比计算的 UCLR 大的 R 值，要作为超出范围外的值调查原因，进行修正。修正时，或者在同样条件下重新测量，或者用刨去了该数据的试料数重新计算。（注）使用附录格式时，只要将测量结果输入规定的栏内，就可自动计算出所有的统计值。（）ANOVA 法ANOVA 法要在收集数据完全随机化的条件下计算标准偏差。但是由于实际运用中非常繁杂，分析管理者应以尽可能随机化的测量条
17、件，与Error!-R 法所示程序）同样地进行测量。但是，如果测量数据中有偏倚、趋势等可对测量的随机化产生疑义时，应按照上述 （）项所示方法等重新取得数据。）分析管理者要在进行分析准备的同时确认分析是否按照规定的程序进行。准备 ：测量者 名（测量者，）试 料 个（给试料编上的编号）测量次数次格 式 ANOVA 法数据表（参考附录格式）测量者按随机的顺序测量 10 个试料，填入表格的相应栏内。）测量者 B 也同样按随机的顺序测量 10 个试料，填入表格的相应栏内。）测量者 C 也同样按随机的顺序测量 10 个试料，填入表格的相应栏内。）测量者 A、B、C 的第 1 次测量结束后，再按照）的程序进
18、行第 2 次测量。）分析管理者通过测量数据计算表格中要求的统计值，在表格中填入必要事项。在此，如果数据表的“确认”栏为 “”号，证明有范围外数据发生，应调查其原因并进行修正。修正时，或者在同样条件下重新测量，或者用刨去了该数据的试料数重新计算。（注）使用附录格式时，只要将测量结果输入规定的栏内，就可自动计算出所有的统计值。（）短期法）分析管理者要在进行分析准备的同时确认分析是否按照规定的程序进行。准备 ：测量者 2 名（测量者，）试 料 20 个（给试料编上20 的编号，其中包括规格界限值附近值的试料）测量次数次格 式 短期法测量结果记录表（参考）测量者按随机的顺序测量 20 个试料，并将结果
19、（OK NG）填入表格的相应栏内。）测量者 B 也同样按随机的顺序测量 20 个试料，填入表格的相应栏内。）测量者 A、B 的第 1 次测量结束后，再按照 2）3）的程序进行第 2 次测量。）分析管理者要在表格中填入必要事项。8分析结果的评价及处理（）评 价）分析结果的评价标准遵循 （）项所示各分析方法的标准。）关于计量值的分析，虽然作为表示该测量系统分辨能力的一个尺度要计算 “ndc”值，但评价应遵循和顾客协定的标准。因此， QS-9000/参考手册中 ndc 的标准（以上）在本指南中只作为推荐值。）用于计算Error!R 法和 ANOVA 法中的R&R 值的分母虽然最好根据分析用途使用以下
20、值，但这里也应该优先顾客要求。 过程管理的用途（过程波动是否稳定且在允许范围内） ：分析的总变差（TV） 产品管理的用途（能否准确地判断是否符合规格） ：特性的公差 （注）使用附录格式时，只要将测量结果输入规定的栏内，就可自动计算出所有的统计值。 图表本意是为了改善的参考，不应直接根据图表来进行评价。 选择用于计算R&R 值的分母时，可以通过选择Error!-R 法计算表、ANOVA 法数据表中左上角的“过程管理用途时”或“产品管理管理用途时”的一项，计算出使用总变差（TV）或特性公差时的R&R 值。（）处 理对于经过了评价的测量系统的处理措施也依据 （）项所示的各分析方法的标准。测量系统需要
21、改善时，作为参考，在下面列出了通过比较EV 值及AV 值能想到的原因及可由图表中读取的原因。）EV 值及AV 值的比较 AV 比EV 大时 需要就测量设备的操作对测量者进行重新教育（设备的使用方法、数据的读取方法等不熟练） 需要安装治具，以帮助测量者提高测量作业的稳定性。 需要重新校正测量设备 EV 比AV 大时 测量设备的保养工作不恰当 需要重新设计设备，来提高强度（测量设备本身容易受到外部影响（干扰） ） 测量设备的设置方法或测量方法不恰当（改善量具的定位、固定方法等） 零件内变差过大）通过图表的考察各试料平均值的波动（平均管理图）此图表（平均值管理图）是将各测量者测得的各试料的多个数据取
22、平均值，以试料编号为横轴按各测量者分别绘制而成，它一方面可以确认各测量者之间是否有一致性，另一方面也是测量系统“有用性”的指标。图表中，如果半数以下的值超出管理界限线的范围，则需要对测量系统重新讨论。 如果大约半数、或更多的平均值超出管理界限值范围该测量系统适于探测零件之间的波动性，同时可以带来过程分析上及管理上的有用信9息。 如果超出管理界限值范围的平均值低于半数该测量系统不具备适当而有效的分辨率，或样本不代表预期的过程波动。如果所有平均值都在管理界限范围内，则测量波动超过了过程波动。也就是表示测量过程比生产过程的波动更大，用此测量系统监控及管理生产过程毫无意义。各试料范围的波动（范围管理图）此图表（范围管理图）用于判断测量过程是否处于管理之下，确认测量者之间是否存在一致性。图表中超出管理界限线范围的值为异常值，要调查其原因并进行修正（重新测量） 。 如果所有的都处于管理状态，则所有评价者都进行的相同的作业。 如果只有 1 个评价者有处于管理状态外的点，则该评价者的方法和其他评价者的方法不同。 如果评价者全体都有超出管理状态的点，则表明该测量系统对评价者的设备使用方法敏感，若要取得有用的数据就必须进行改善。重复带来的平均值的变化确认各测量者的重复测量带来的倾向及测量者间数值读取的倾向。完
