測量系統分析中重復性再現性應用淺談

王黨庫，劉蕾

（陜西重型汽車有限公司車架廠，陜西 西安 710200）

前言

測量系統分析是質量管理體系五大工具之一，而重復性、再現性是計量型測量系統分析的評價方式之一，在制造行業廣泛應用。但在現實運用中，存在各類問題，本文將詳細闡述重復性再現性應用的整個過程。

1 重復性再現性分析前準備

1.1 工藝參數的確定

每年年初根據控制計劃要求，制定測量系統分析計劃，確定需開展測量系統分析的工藝參數。

1.2 量具的選擇

查閱工藝文件，確定該工藝參數規定的量檢具規格；核查該量檢具是否經過鑒定，是否在有效期內，狀態是否完好；該量具的最小分辨力須符合不大于工藝參數公差1/10 原則；且工藝參數需落在量具量程的2/3 以上最好，如現有量檢具無法滿足，應選擇最接近的為好。舉例如：工藝參數為101±0.3，公差的1/10 為0.06，選擇的量具應符合分辨力不大于0.06，量程為0～150；工藝文件上規定的0.02/0～150 的游標卡尺符合要求。如工藝參數為25±0.3，現場有0.02/0～150；0.02/0～300 兩種規格的游標卡尺，應選擇0.02/0～150規格為好。

1.3 人員的選擇

選擇的3 名被分析人員，需是參與該工藝參數日常控制檢驗的人員，且應能熟練使用規定量檢具實施檢驗。

1.4 樣件的選擇和編號

根據該工藝參數在以往加工過程中波動范圍，選擇性的準備樣件，確保10 個樣件測量值覆蓋整個生產波動范圍，即應覆蓋整個公差帶需要時可包括不合格件。因此樣件的抽取避免集中在較短時間內同一生產批次內抽取；應在較長時間段，不同生產批次抽取，確保樣件盡可能代表整個生產的波動范圍，適當時也可加工需要尺寸的樣件。

在樣件隱蔽不易發現位置進行編號，避免測量者能發現。

樣件上的尺寸棱邊應打磨徹底去毛刺，表面平整光滑。

樣件的正確選擇對重復性再現性的分析非常重要，可以在應用中避免走很多彎路。根據生產過程的特性，同一批次短時間內加工的產品由于人、機、料、法、環、測等因素穩定，所以加工的產品尺寸波動小，從而抽出的10 個樣件尺寸接近，在這種情況下實施重復性再現性分析，結果不能客觀反應測量系統分析的真實情況，且會很不理想。同一批次抽10 個樣件舉例，采集數據分析如下：

圖1 量具重復性和再現性數據

圖2 量具重復性和再現性數據

從同一批次抽的10 個樣件的數據集中101.5～101.6 之間，從結果可以看出，該測量系統重復性和再現性不可接受。

而從不同批次中根據尺寸波動合理選擇樣件就可避免以上情況的出現，從而客觀的反應重復性再現性的真實結果。參見圖4、圖5 數據分布覆蓋了整個公差范圍101.2～101.8，在人員、量具等不變的情況下，分析結論重復性再現性可接受。

1.5 制定記錄表格

圖3 MSA 重復性和再現性數據記錄

2 數據的采集

測量時應采用盲測法。盲測是指在實際測量環境下，在操作者事先不知正在對該測量系統進行評定的條件下，獲得的測量結果。實際操作中大多只能實現部分盲測。每個測量者測量10 個樣件各3 次，分三次測量。具體步驟如下：

2.1 第一次測量

2.1.1 樣件擺放排序

準備好場地，隨機排好樣件，記好編號。擺放樣件時測量者回避。

2.1.2 專人記錄

一個測量者測量時，其他兩人回避，互相不應交流；專人（非測量人員）監督測量過程量具是否熟練操作、讀數是否準確。第一個測量人員完成后，第二、第三測量人依次完成測量。

2.2 第二次測量

2.2.1 樣件再次擺放排序

隨機調整樣件擺放次序，記好編號。擺放樣件時測量者回避。

2.2.2 專人記錄

一個測量者測量時，其他兩人回避，互相不應交流；專人（非測量人員）監督測量過程量具是否熟練操作、讀數是否準確。第一個測量人員完成后，第二、第三測量人依次完成測量。

2.2.3 第三次測量

步驟同第二次測量。

3 數據整理分析

3.1 數據整理

將收集的數據整理后，錄入下表中，經過數據計算按照接受準則判斷就可得出分析結論。

圖4 量具重復性和再現性數據

圖5 量具重復性和再現性數據

3.2 重復性和再現性接受準則

（1）%GRR＜10%——通常認為測量系統是可接受的。

（2）10% ≤%GRR ≤30% ——基于應用的重要性、測量裝置的成本、維修的成本等方面的考慮，可能是可接受的。

（3）%GRR≥30% ——認為是不可接受的，應該做出各種努力來改進測量系統。

此外，過程能被測量系統區分開的分級數（ndc）應該大于或等于5。

4 改進

根據數據匯總處理后的結論，對不可接受的測量系統實施改進。可從以下原因進行分析，并實施改進。改進后再次分析數據，直至測量系統可接受。

重復性與再現性不可接受的原因：

（1）若重復性比再現性變差大，可從儀器需要維護、量具應重新設計來提高剛度、夾緊和檢驗點需要改進、存在過大的零件內變差分析原因，實施改進。

（2）若再現性比重復性變差大，可從測量人員需要更好的培訓如何使用量具儀器和讀數、量具刻度盤上的刻度不清楚、需要某種夾具幫助測量人員提高使用量具的一致性分析原因，實施改進。

5 結束語

本文主要介紹了測量系統分析中重復性再現性分析的工作流程及注意點，希望能為各類企業開展測量系統分析提供有效的參考。