介紹【Gage R&R】的重複性(Repeatability)與再現性(Reproducibility)

介紹【Gage R&R】的重複性(Repeatability)與再現性(Reproducibility)

工作熊相信大多數的朋友都知道或聽說過【Gage R&R】是用來評估量測系統的一個非常重要的工具,不過大概很多朋友對這個工具都還只是一知半解,這幾天剛好公司需要用到這個【Gage R&R】,所以就順便來介紹一下好了。

所謂「工欲善其事,必先利其器」,「而器要利必先量之」(工作熊語錄),可是你知道你所使用的量測儀器量出來的數據到底精度如何?量測的結果是否真的具有參考價值?不同的量測員所量出來的結果是否一致?







更重要的一點是如何判斷我們所設計出來的量測系統是否真的符合我們需要?如果不同的量測人員使用相同的量測治具,結果量測出來天差地遠,每次量測人員都必須量測好幾次後從中選擇自己認為合理的數據,你覺得這樣的系統是否可以使用?

會有以上的疑問是因為我們經常在量測一件物品時偶爾會發現怎麼每次量測的結果都不太一樣?而且不同的人量測出來的結果好像也都不一樣?是的,如果你稍微仔細想一下,一個量測系統實際上應該要包含下列的幾種變異性,就是這些變異性造成了量測結果的不確定:

既然量測的不確定性是因為變異而產生,那只要透過標準差來計算變異數的大小就可以確定該量測系統是否符合需要,也可以用來計算不同作業員之間量測結果是否在可以容許的範圍內,標準差當然要越小越好,如果你還不懂,那只能請你回頭先去了解一下統計學原理了。請參考【SPC、Cpk、製程能力之解說與整理

而這個【Gage R&R】就是利用「六個西格瑪(6 Sigma)」的計算來評定量測系統的重複性(Repeatability)與再現性(Reproducibility)的重要工具。【Gage R&R】最主要目的被用來評估機械尺寸量測系統及量測人員是否符合實際使用上的精度需求。

請注意:根據工作熊個人的經驗,這套【Gage R&R】系統基本上不太適合拿來評估電器特性的量測儀器,尤其是哪種經過電子計算後系統自動顯示型的數字儀器,因為我們根本就搞不懂其最後的數字是如何判讀出來的,而且其間的變異數可能非常多,讓我們無法準確的判斷這樣的量測系統到底有無符合要求。其實,這就有點類似拿了一支「游標卡尺(Caliper)」想要量測橡膠的尺寸,怎麼量就是怎麼不準,還怎麼評估游標卡尺或量測員是否達標?

如果你想要計算【Gage R&R】其實也不難,網路上就有很多人分享Excel表格的計算式,只要把數據填進去之後就會有答案出來,重點是你得先了解【Gage R&R】是什麼?它可以幫助我們澄清什麼問題?計算出來的結果又代表著什麼?再來就是弄清楚要填寫哪些資料,需要多少樣品與量測員?就可以搞定。

那倒底什麼是【Gage R&R】?

我們一直聽到【Gage R&R】,這裡的「Gage」代表著治具與量具的意思,重點是後面的兩個英文字母R&R,它們分別代表著【重複性(Repeatability)】與【再現性(Reproducibility)】,以下會稍做說明。所以【Gage R&R】基本上就是用來計算量測系統的重複性與重線性之用,依據這個GRR數據再來跟產品的規格做比較,就可以判斷出這個量測系統的能力在哪裡?是否可以符合我們的需求。

重複性(Repeatability)

所謂的【重複性(Repeatability)】,其主要目的是用來確認量測設備或治具是否符合我們對量測精度的需求。

「重複性」著重的是量具的變異性(Gage Variance),也就是在相同環境下,由同一個量測員以相同的方法,用同一個儀器來重複測量同一個工件。基本上這樣的量測可以去除掉不同量測員與不同設備及不同工件間的變異性。

再現性(Reproducibility)

所謂的【再現性(Reproducibility)】,其主要目的用來確認量測人員的穩定性,也就是確認操作人員的變異性(Operator Variance),以不同的操作人員,使用同一量測系統,量測同一工件的同一特性,重複多次,並比較所得結果之變異(AV)值﹐就是所謂的再現性。

所以【Gage R&R】的兩個字母R分別代表著量測設備的重複性與操作人員的再現性。一般建議同時量測計算機器與人員的變異數,即使你只需要單獨驗證量測機器或操作人員其中一項,因為機器的精準度可能影響到人員操作的結果,而人員的穩定度也可能造成設備精度的誤判。

Gage R&R允收與否的判定標準

評估一個量測系統是否符合使用需求基本上有兩個主要方法。

上述兩個績效指標中,P/T比值考慮到工件的規格,因此它可以被用來衡量規格上的表現,當量測系統只用來對產品分級時,P/T比值是一個不錯的指標,當需要進行製程改善分析時,一般建議採用(σGage / σTotal )比值。

一般的對於量測系統GRR的判定標準都會要求這兩個比值要小於10%,如果比值介於10%~30%則勉強可以接受,如果此值高於30%則判定為不合格。


後面有時間工作熊會整理【Gage R&R】實際的計算方法,不過沒想到使用電腦計算的時候沒什麼問題,但實際自己動手計算的時候,卻問題一堆~orz

有關【Gage R&R】相關的文章:
如何自己簡易計算Gage R&R,評估量測系統(MSA)
介紹如何使用網友分享Excel表格計算Gage R&R(長表格法)
Gage R&R計算中的K1、K2、K3如何取得?又代表著什麼?


回》SPC、Cpk、製程能力之解說與整理

延伸閱讀:
Cpk要求管控1.33的數字是怎麼來的呢?
到底管制圖中CPK與PPK意義上的有何不同?如何計算?
為什麼統計的樣本標準差計算要除(n-1)而母體標準差則除n?

訪客留言內容(Comments)

可否提供實際Gage R&R的案例分析,包括詳細數據計算,在excel裏面操作。

leo,
爭取下個星期介紹使用Excel計算Gage R&R發表。


訪客留言注意事項:
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上,請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言,與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言,請善加利用【搜尋框】尋找相關文章,找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章,自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容,工作熊不一定會瞭解你在說什麼,就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家,所以回答的內容或許會有不正確的地方,服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題,前先參考這篇文章【詢問工程問題,請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問,並且請提供足夠的資訊,這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看,但不會每則留言都回答,尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度,工作熊不是你的「細漢」,更沒有拿你的薪水,所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 歡迎您訂閱本部落格的最新文章,當有新文章時會主動以電子郵件通知你。

您有話要說(Leave a comment)

(required)

(required)