MSA GRR研究
在我所講的MSA課程中，我發現有兩個問題，學員們每次都在糾結，它就是：
第一個問題：我們周期性地評價GRR時，是使用初次評價時的樣本，還是當前過程的樣本？
第二(er)個問(wen)題(ti)：在PPAP時做的GRR是(shi)滿(man)意的，但(dan)是(shi)在量產(chan)很長一段時間后，再(zai)用當(dang)前產(chan)品做分析樣本(ben)時，GRR指標又不(bu)好了，但(dan)是(shi)制(zhi)造過程比當(dang)初更加穩定了，零件的變差(cha)減小(xiao)了，所(suo)以不(bu)能就說(shuo)測量系統的GRR是(shi)不(bu)滿(man)足要求的，測量系統不(bu)用改進！我們不(bu)能為(wei)(wei)了MSA而(er)MSA，因為(wei)(wei)再(zai)提高測量精(jing)度，所(suo)用的成本(ben)太高了！
以上問題，我基本上保留原樣，但是在給出正式的解答前，忍不住先反問一下：
在沒有分析測量系統是否真的變壞了前，怎么能講零件的變差變小了呢？用于分析零件變差的測量數據可信嗎？
這個問題反映的其實是MSA的最基本的概念，甚至還涉及一些質量理念方面的東西，所以值得寫一下，與大家分享和探討。
在回答這個問題(ti)之前，必須(xu)首先要明確(que)什(shen)么是(shi)(shi)GRR。GRR是(shi)(shi)測(ce)(ce)量系(xi)(xi)(xi)統中的(de)(de)(de)精度(du)誤(wu)差，是(shi)(shi)MSA工作的(de)(de)(de)一(yi)部分，是(shi)(shi)用(yong)測(ce)(ce)量值的(de)(de)(de)標準差來估計的(de)(de)(de)，它表示測(ce)(ce)量系(xi)(xi)(xi)統本身的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量誤(wu)差大(da)小。它在測(ce)(ce)量系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)所有影響因素沒有顯著變化的(de)(de)(de)情況下是(shi)(shi)不變的(de)(de)(de)，它的(de)(de)(de)大(da)小與(yu)用(yong)什(shen)么時(shi)候的(de)(de)(de)樣本也是(shi)(shi)沒有關系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)。
測量系統的精度是否滿足測量要求呢？這就要把GRR值與要求進行比較，看一下測量系統滿足測量要求的能力是否發生了變化。這才是進行測量系統評估的真正目的！
測量的目的不同，要求也就不同。通常情況下，我們把測量用于滿足下面兩類不同的目的：
第一類：用于產品檢驗，判斷產品的特性是否合格，將GRR與特性公差比。測量要求就是測量系統能夠區分合格與不合格；
第二類(lei)：進行(xing)統(tong)(tong)計分析(xi)，由(you)于測(ce)(ce)量(liang)值(zhi)由(you)真(zhen)實(shi)值(zhi)和測(ce)(ce)量(liang)誤差(cha)(cha)(cha)構成(cheng)，這(zhe)時的測(ce)(ce)量(liang)要(yao)求就(jiu)是測(ce)(ce)量(liang)值(zhi)之間的變差(cha)(cha)(cha)能夠足以*反(fan)映制造(zao)過程(cheng)的實(shi)際總變差(cha)(cha)(cha)（表(biao)現(xian)為該過程(cheng)所(suo)生(sheng)產的零(ling)件特性(xing)的一致性(xing)），就(jiu)要(yao)把GRR與測(ce)(ce)量(liang)值(zhi)之間的變差(cha)(cha)(cha)進行(xing)比較，所(suo)占比例越小，則說明(ming)測(ce)(ce)量(liang)值(zhi)越能反(fan)映實(shi)際的過程(cheng)總變差(cha)(cha)(cha)。這(zhe)類(lei)應用常見(jian)的有：SPC控制圖(tu)、CPK、6SIGMA改善、STA（統(tong)(tong)計公差(cha)(cha)(cha)分析(xi)）等。
在MSA中，針對這兩類應用的目的，規定了如下三個GRR的評價指標：
當測量值被用于第一類目的，即產品的檢驗、驗收時，使用100（GRR/T），可見，大小只與測量系統本身的GRR和公差T有關，與用什么時候的樣本是沒有關系的，反映的是測量系統精度是否存在顯著的*變化。
當(dang)測(ce)量值(zhi)(zhi)被用(yong)于第二類(lei)目的(de)，即統計分析(xi)時，使(shi)用(yong)100（GRR/TV）和(he)(he)分類(lei)數ndc來評價。其中(zhong)，TV是(shi)一個(ge)總變(bian)(bian)差，它是(shi)通過(guo)測(ce)量值(zhi)(zhi)（也叫(jiao)觀(guan)察值(zhi)(zhi)）來計算的(de)，它總是(shi)或(huo)多或(huo)少地含有測(ce)量誤(wu)差，即由兩部分構(gou)成：真實的(de)過(guo)程(cheng)總變(bian)(bian)差（零(ling)(ling)件(jian)特(te)性間(jian)的(de)真實變(bian)(bian)差）和(he)(he)測(ce)量誤(wu)差（GRR）。因(yin)(yin)此，TV是(shi)動態的(de)，它隨(sui)著零(ling)(ling)件(jian)特(te)性之(zhi)間(jian)的(de)變(bian)(bian)差的(de)變(bian)(bian)化而變(bian)(bian)化，當(dang)然(ran)，也會因(yin)(yin)GRR變(bian)(bian)化而變(bian)(bian)化。
一(yi)般情況下，在剛剛量產時，由(you)于還可能(neng)(neng)存在著許多問(wen)題沒(mei)有(you)完全解決(jue)，零件特(te)性間的(de)變差會(hui)比較大，而隨著量產時間的(de)增加(jia)，問(wen)題逐漸解決(jue)，又做了一(yi)系(xi)(xi)列的(de)持續(xu)改善，零件特(te)性的(de)一(yi)致性就(jiu)會(hui)變得越(yue)來(lai)越(yue)好，這時σpart和TV就(jiu)會(hui)變小！換(huan)句話講，就(jiu)是(shi)100（GRR/TV）和ndc會(hui)與我們用(yong)哪些(xie)樣(yang)本(ben)來(lai)評(ping)價有(you)關系(xi)(xi)，如果(guo)再使用(yong)當(dang)(dang)初的(de)樣(yang)本(ben)評(ping)價GRR，所計算出的(de)這個結果(guo)就(jiu)不能(neng)(neng)正(zheng)確判斷測量系(xi)(xi)統是(shi)否真正(zheng)滿(man)足當(dang)(dang)前(qian)的(de)測量要(yao)求了。
如果硬要使用當初的樣本，則會有如下可能的誤導：
1. CPK很高，但可能是一派虛假的繁榮！或者SPC控制圖上出現連續水平排列的點。但過程能力是否真的提高了，還是測量系統是否真的變差了，單從100（GRR/TV）和ndc上是看不出的；
1.CPK保持穩定，但可能是一個虛假的穩定，測量系統和實際過程能力可能同時都變差了！
2. 評價一項(xiang)改善是否成(cheng)功時，我們需(xu)要進(jin)行改善前、后(hou)的(de)(de)CPK對(dui)比，若使(shi)用當初的(de)(de)樣(yang)本，則測(ce)量結果會(hui)顯示沒有成(cheng)效或未達改善目標(biao)！因為測(ce)量系統的(de)(de)分辨率差，不能有效分辨出改善措(cuo)施(shi)所帶來的(de)(de)變(bian)化！
在以上基礎上，我們可以對一開始的兩個問題總結出以下GRR研究的策略：
.如果測量系統只用于檢驗產品，則可以使用任何時候的產品作為樣本，只考察100（GRR/T）這個指標；
.如果(guo)測量系統同時(shi)還用于統計分析，則要(yao)講究(jiu)樣(yang)本(ben)了。
我們可以用以下步驟來做：
1)從當前過程中抽取樣本，這個樣本應涵蓋當前過程的所有5M1E過程因素的正常更替，如：換班次、換料批、修磨刀具等，怎樣才能做到呢？這就需要時間來抽樣！例如，把所用的不同樣本分配到不同的班次、原材料批次中。
此時，需要注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)：如果你沒有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)得到滿(man)足上述(shu)要求的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)本，是(shi)(shi)(shi)可(ke)以從(cong)一(yi)個班次中抽樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)，但是(shi)(shi)(shi)，從(cong)樣(yang)本中計(ji)算出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)TV就不能(neng)(neng)很(hen)好地(di)反映(ying)真實(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)過程的(de)(de)(de)(de)(de)總(zong)(zong)變(bian)(bian)差(cha)（零件特性(xing)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)真實(shi)(shi)(shi)變(bian)(bian)差(cha)）！建(jian)議使用過程總(zong)(zong)變(bian)(bian)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)目標值來(lai)代替(ti)TV，可(ke)以從(cong)PPK計(ji)算公式中推導出來(lai)（此處(chu)略(lve)去公式和(he)推導）。但是(shi)(shi)(shi)要注意(yi)：如果實(shi)(shi)(shi)際過程的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)還未達標，則我(wo)們(men)評價的(de)(de)(de)(de)(de)%GRR就相當(dang)(dang)于對測量(liang)系統(tong)滿(man)足期望目標的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)；如果過程性(xing)能(neng)(neng)實(shi)(shi)(shi)際上已經超(chao)過了(le)PPK的(de)(de)(de)(de)(de)目標要求，則此處(chu)%GRR的(de)(de)(de)(de)(de)結果可(ke)能(neng)(neng)要高估了(le)當(dang)(dang)前(qian)(qian)測量(liang)系統(tong)滿(man)足當(dang)(dang)前(qian)(qian)測量(liang)要求的(de)(de)(de)(de)(de)真實(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)，即100（GRR/TV）和(he)ndc虛高！
2)計算100（GRR/TV），并將結果與100（GRR/T）的結果進行對比。
a)若100（GRR/TV）不滿足要求（如大于10%），同時100（GRR/T）滿足要求，該測量系統的精度沒有發生顯著下降，這是由于制造過程能力提高的結果，使得總變差TV變小的原因，但是事實是：測量系統已經不能滿足對當前制造過程的統計分析的要求了！
到底需不需要改善呢？很多人在這個地方糾結！因為測量系統本身沒有下降，要改善的話，可能要投入很多成本，例如更換高等級的測量儀器或自動化測量設備，會投入巨資的！這個時候就要看我們的質量管理的要求了，理論上講，如果沒有過程持續改善的測量需求，就沒有必要改善測量系統，但此時要注意兩點：
第一，當客戶需要CPK報告時，你是否能夠說服客戶？
第二，為什么不對過程和產品進行持續改善？！客戶有了更高的質量水平的要求、競爭對手有了更高的質量水平的表現，你還在停滯不前嗎？很多時候，需要我們有戰略觀，戰略就是要求我們不只是看到眼前所花的成本，而是要看到更長遠、更大的范圍內的風險和要求，從而保證戰略總成本*！
b)若100（GRR/TV）是滿足要求的，但是100（GRR/T）是不滿足要求的，則說明測量系統并不是真正的好，與第一次GRR分析（當時是滿足要求的）的時候相比，已經發生了顯著的下降了，但其測量精度仍然能夠滿足當前制造過程的統計分析的要求。這時應當對測量系統進行改善了，最起碼要滿足檢驗的要求！若不改善，100（GRR/TV）也很可能會在下一次GRR研究前就不合要求了。
c)若二者同時滿足要求，則測量系統沒有問題。
d)若二者同時不滿足要求，則(ze)毫無疑問(wen)，測(ce)量系(xi)統的精度已(yi)經*地變差了(le)，必須(xu)要改善(shan)了(le)。
總之，周期性進行的GRR分析，應當使用代表當前制造過程實際總變差的樣本，并同時進行兩種%GRR指標的對比分析，從而判斷出兩層涵義：
第一，測量系統的精度是否*地發生了顯著變化；
第二，測量系統的精度是否滿足當前過程的測量要求。
若沒有足夠的時(shi)間抽取代表當前過(guo)程的樣本，則可以(yi)使用PPK目(mu)標值所對應的過(guo)程總變差來代替當前過(guo)程的TV，但這樣做也不是最好(hao)的。
MSA GRR研究
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