GRR手册

测量系统GRR分析作业指导

1.目的

本手册是为评定测量系统GRR提供知道，对测量系统变差进行分析评估，

以确定测量系统满足规定要求，已达到确保产品满足质量要求。

2.范围

适用于本公司用于正式产品符合规定要求的所有量具测量系统的分析与管

理

3.参考文件

MSA分析手册（第四版）

4.职责

4.1.质量部负责测量系统GRR分析计划的制定、实施、收集数据进行分析评估

4.2.生产车间主任负责执行测量系统GRR分析计划

4.3.生产操作人员负责数据的收集

4.4.相关部门配合测量系统分析工作

5.定义

5.1.量具

任何用来获得测量结果的装置，通常指能在生产红使用的零件或测量装置

5.2.测量系统

是对测量单元进行量化或对北侧的特性进行评估，其所使用的仪器、量

具、标准、操作、放啊夹具、软件、人员环境及假设的集合；也就是说，用

来获得测量结果的整个古城、

5.3.重复性(设备变差EV)

由同一个评价人(操作者)多次使用一件测量设备，对同一产品的某一特

性进行多次测量下的变差

5.4.在现性（评价人变差AV）

由不同的评价人使用相同的测量设备，测量一个产品的某一特性的测

量平均值变差（在对产品或过程进行鉴定时，误差可能是评价人、环

境（时间）或方法。

6.工作程序

6.1.确定测量过程需要使用的测量仪器及测量系统分析的范围

6.1.1.控制计划有要求的工序所使用的测量仪器

6.1.2.有SPC控制要求的过程，特别是有关键/特殊特性的产品及过程

6.1.3.新产品、新过程、新增员工

6.1.4.新增的测量仪器

6.1.5.已经做过测量系统分析，重新修理后

6.1.6.客户要求

6.2.操作步骤和方法

6.2.1.确定产品的特殊特性和关键特性的质量特性值和对应的测量仪器

6.2.2.确定三位评价让你，评价人应从日常操作该仪器的人中挑选

6.2.3.样品必须从过程中选取并代表整个工作范围，分析中的产品必须代表生产

过程中产品变差的全部范围（靠近上下规格限和中间）

6.2.4.对产品进行编号，由于每个产品将被测量若干次，必须对每一个产品进行

编号

6.2.5.确定测量仪器的分辨率，量具的最小刻度应小于或等于过程变差或产品公

差的十分之一，例过程变差或产品公差为0.01，仪器应能读取0.001的

变化

6.2.6.测量应按随机顺序(6.3.1数据收集)

6.3.测量系统分析（重复性、再现性分析）

样本量10个，评价人3人，按照附录设计表格，收集数据并分析（平均

值和极差法、minitabl方差分析法）

6.3.1.数据收集

A)获取一个能代表过程变差实际或预期范围的样本，产品数n=10个产

品的样本

B)给评价人编号为A，B，C等。并将样本从1到10进行编号，但样

品编号不要让评价人看到。

C)对量具进行校准，如果这是正常测量系统程序中的一部分的话。让评

价人A以随机顺序测量n个样品将测量结果输入第一行。

D)让评价人B和C依次测量这些一样的10个样品，不要让他们知道别

人的读值；然后将结果分别的记录在第6行和第11行。

E)用不同的随机测量顺序重复以上循环。并将数据记录在到第2，7，

12行。注意将数据记录在适当的栏位中。如果首先被测量的是第7号

零件，然后将数据记录在标有零件7的栏位中。

F)重复以上循环，并将数据记录在第3,8和13行中。

G)当测量大型产品或不可能同时获得数个产品时，第3步到第5步将变

更成以下顺序：

H)让评价人A测量第一个产品并在第1行记录读数。让评价人B测量第

一个产品并在第6行记录读数。让评价人C测量第一个产品并在第11

行记录读数。

I)让评价人A重复测量第一个产品并记录读数于第2行，让评价人B重

复测量第一个产品并记录读数于第7行，让评价人C重复测量第一个

产品并记录读数于第12行

J)重复这个循环将数据记录在第3，8，13行。

K)如果评价人处于不同的班次，可以使用一个替代方法。让评价人A测

量所有的10个样品输入数据于第1行，然后评价人A以不同的顺序

读数重新测量，并把记录结果记录在于第2，3行，让评价人B，C同

样做。

6.3.2.数值计算（平均值、极差法）

6.3.2.1.量具的重复性和再现性的计算如附录一

1)按照附录一样式收集数据并计算结果并填入相应的栏内（计算公式参

看附录一）

2)将以上计算所的的UCLR、R、RP、Xdiff填入相应的空白处。

3)对于极差结果大于UCLR计算结果的任何读值，让原来的评价人对原

来的产品重新测量或剔除该值，然后根据修改后的数据，重新计算

UCLR、R、RP、Xdiff

4)进行“测量系统分析栏”与“总变差%”下的计算

5)检查计算结果无误

6.3.2.2.测量系统分析栏计算

1)重复性或设备变差（EV或σE）由极差平均值R乘以一个常数（K1

）

来决定。K1取决于量具研究中的测量次数，其值为从附录C查到的

d2*的倒数，d2*取决于测量次数(m)和零件的数量乘以评价人数（g）

2)再现性或评价人变差（AV或σA）由评价人平均值的最大差值（XDIFF）

乘以一个常数K2来决定。K2取决于量具研究中的评价人的人数，

其值为从附录C中查到的d2*的倒数，d2*取决于评价人的人数（m）

且g=1，因为只有一个极差计算。由于评价人变差包含在设备变差

中，因此必须通过减去设备变差的一个分数来对其进行调整。因此评

价人变差（AV）可由下列计算得到：

这里，n=零件数，r=测量次数

如果根号下的值为负，评价人的变差（AV）为0。

3)测量系统变差的重复性和再现性（GRR或σM）的计算为设备变差的

平方加上评价人变差的平方，然后再开根号，如下式：

4)零件的变差（PV或σP）是由零件平均值的极差（RP）乘以一个

常数（K3）确定。K3取决于量具研究中使用零件的数量，其值为从

附录查到的d2*的倒数。d2*取决于零件的数量（m）和（g），在这

情况下，g＝1,因为只有一个极差计算

5)总变差（TV或σT），是加总了重复性和再现性变差的平方与零件的

变差（PV）的平方，再开根号计算而得到。

TV=

如果已知该过程变差，并且其值以6σ为基础，则可以用它来代

替从量具研究数据中计算得到的总研究变差（TV）。也就是说可通过

以下两个公式进行计算来完成：：

１）TV=过程变差/6σ

２）

以上两个值(TV和PV)可以用来替代前面计算的值。

6.3.2.3.%总变差计算

一旦确定了量个研究中的各个因素的变差后,可将它们与总变差（TV）

进行比较。也就是完成量具报告表右侧的“%总变差”下方的计算。

设备变差（%EV）占总变差（TV）的百分比，被计算

为%EV=100%[EV/TV]。

6.3.3.其他因素占总变差的百分比计算方法相似，如下：

%AV=100%[AV/TV]

%GRR=100%[GRR/TV]

%PV=100%[PV/TV]

6.3.4.测量系统分析

6.3.4.1.需要对以上总变差的百分比结果进行评价，以确定该测量系统对其预期

的使用是否为可接受。

如果分析是以公差为基础来代替以过程变差为基础的话，则可对量具

重复性和再现性GRR报告表进行修改，使格式右边的总变差的百分比由

公差的百分比来替代。在这种情况下，%EV，%AV，%GRR和%PV的

计算公式中的分母是由公差除以6σ来代替总变差（TV）。无论使用哪一

种或两种方法都用，是取决于这测量系统的期望用途以及顾客的期望。

A)当重复性EV变异大于再现性AV时，可采取下列措施：

1)对量具进行调整保养

2)对量具进行维修改善

3)对量具进行跟新、改进

B)当再现性AV变异打于重复性EV时应该考虑：

1)对操作人员进行使用与判读培训

2)重新检讨检查、作业方法

3)测量仪器（设备）的刻度盘不够清晰，跟换更容易分辨的刻度盘

4)检查环境因素对测量仪器（设备）稳定性的影响

6.3.4.2.%GRR判断

1)%GRR＜10%，可接受

2)10%≤%GRR≤30%，依据量具的重要性、成本及维修费用，决定是

否接受

3)%GRR≥30%，不可接受，必须改进

6.3.4.3.NDC区别分类数

在这数据分析的最后一个步是确定区别分类数（thenumberofdistinct

categories）,这能由该测量系统可靠地分辨，这是可以覆盖预期的产品

变差的非重迭97%置信区间

Ndc=1.41(PV/GRR)

另外，ndc应该四舍五入取整数，且要能大于或等于5。

6.3.5.Minitabl方差分析法

1）按照下图建立数据收集表

按照上表所示顺序录入测量数据

2）按下图所示进行分析

图2中分析方法选择：方差分析法，完成上述步骤后，点击图2中确定键得到如下结果结果分析如下图

附录参考另附