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(di)二(er)個(ge)問題：在PPAP時做的(de)(de)GRR是(shi)滿意的(de)(de)，但(dan)是(shi)在量(liang)產(chan)(chan)很長(chang)一段時間后(hou)，再用(yong)當前產(chan)(chan)品做分析樣本時，GRR指標又不(bu)(bu)(bu)好了(le)，但(dan)是(shi)制(zhi)造過程比當初更(geng)加穩定了(le)，零件的(de)(de)變(bian)差(cha)減小了(le)，所以不(bu)(bu)(bu)能就說測量(liang)系(xi)統的(de)(de)GRR是(shi)不(bu)(bu)(bu)滿足要求(qiu)的(de)(de)，測量(liang)系(xi)統不(bu)(bu)(bu)用(yong)改進！我們不(bu)(bu)(bu)能為了(le)MSA而(er)MSA，因為再提高測量(liang)精度，所用(yong)的(de)(de)成本太高了(le)！
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(zhe)個問題之前(qian)，必須首先要明確(que)什(shen)么是(shi)GRR。GRR是(shi)測量(liang)系(xi)統中(zhong)的(de)(de)(de)精(jing)度誤差(cha)，是(shi)MSA工作(zuo)的(de)(de)(de)一部分，是(shi)用測量(liang)值的(de)(de)(de)標準差(cha)來(lai)估計的(de)(de)(de)，它表(biao)示測量(liang)系(xi)統本(ben)身的(de)(de)(de)測量(liang)誤差(cha)大小。它在測量(liang)系(xi)統的(de)(de)(de)所有(you)影響因素沒(mei)有(you)顯著變化(hua)的(de)(de)(de)情況下是(shi)不變的(de)(de)(de)，它的(de)(de)(de)大小與用什(shen)么時候(hou)的(de)(de)(de)樣本(ben)也是(shi)沒(mei)有(you)關系(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)：進行統(tong)計(ji)分(fen)析，由(you)于(yu)測(ce)量(liang)(liang)值由(you)真實(shi)值和測(ce)量(liang)(liang)誤差(cha)(cha)(cha)構成，這時的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)要求(qiu)就是(shi)測(ce)量(liang)(liang)值之間的(de)(de)(de)變差(cha)(cha)(cha)能(neng)夠足以*反(fan)(fan)映制(zhi)造過程的(de)(de)(de)實(shi)際(ji)總變差(cha)(cha)(cha)（表現為該過程所(suo)生產的(de)(de)(de)零件特性的(de)(de)(de)一致性），就要把GRR與(yu)測(ce)量(liang)(liang)值之間的(de)(de)(de)變差(cha)(cha)(cha)進行比較，所(suo)占比例越小，則(ze)說明測(ce)量(liang)(liang)值越能(neng)反(fan)(fan)映實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)過程總變差(cha)(cha)(cha)。這類(lei)應用常見的(de)(de)(de)有(you)：SPC控(kong)制(zhi)圖、CPK、6SIGMA改善、STA（統(tong)計(ji)公(gong)差(cha)(cha)(cha)分(fen)析）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。
當測量值(zhi)被用于第二類(lei)目的(de)(de)(de)，即統計分(fen)析時(shi)，使(shi)用100（GRR/TV）和(he)(he)分(fen)類(lei)數ndc來評價。其中(zhong)，TV是(shi)一個(ge)總變(bian)差(cha)，它是(shi)通過(guo)測量值(zhi)（也(ye)叫(jiao)觀察值(zhi)）來計算的(de)(de)(de)，它總是(shi)或多(duo)或少地含有測量誤差(cha)，即由兩部分(fen)構成：真實的(de)(de)(de)過(guo)程總變(bian)差(cha)（零件特(te)性間(jian)的(de)(de)(de)真實變(bian)差(cha)）和(he)(he)測量誤差(cha)（GRR）。因(yin)此，TV是(shi)動態的(de)(de)(de)，它隨著零件特(te)性之間(jian)的(de)(de)(de)變(bian)差(cha)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)而變(bian)化(hua)(hua)，當然，也(ye)會因(yin)GRR變(bian)化(hua)(hua)而變(bian)化(hua)(hua)。
一(yi)般情況下，在剛(gang)剛(gang)量(liang)產時，由于還可能(neng)存在著(zhu)許多問(wen)題(ti)沒有(you)完全解決(jue)，零(ling)件特性間的(de)(de)(de)變差會比較大，而隨著(zhu)量(liang)產時間的(de)(de)(de)增加，問(wen)題(ti)逐漸解決(jue)，又做(zuo)了一(yi)系列的(de)(de)(de)持續改善，零(ling)件特性的(de)(de)(de)一(yi)致性就(jiu)會變得越來越好，這時σpart和(he)TV就(jiu)會變小！換(huan)句話講，就(jiu)是(shi)100（GRR/TV）和(he)ndc會與我們用(yong)哪些樣(yang)本來評價有(you)關系，如果(guo)(guo)再使用(yong)當初的(de)(de)(de)樣(yang)本評價GRR，所計(ji)算出的(de)(de)(de)這個結(jie)果(guo)(guo)就(jiu)不(bu)能(neng)正確判斷測(ce)量(liang)系統是(shi)否真正滿足當前的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)要求了。
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. 評價一項改善是(shi)否成功時，我們(men)需要進行改善前、后的(de)(de)(de)CPK對比，若使用(yong)當初的(de)(de)(de)樣本，則測量(liang)結果會顯示沒有(you)(you)成效(xiao)或未達改善目標！因(yin)為測量(liang)系統的(de)(de)(de)分辨率差，不能有(you)(you)效(xiao)分辨出改善措施所帶來(lai)的(de)(de)(de)變化！
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(liang)系(xi)統同時(shi)還用于統計分析，則要講究樣本了。
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(xu)要注意的(de)(de)是：如果你沒有足夠(gou)的(de)(de)時間得(de)到滿(man)(man)(man)足上述要求的(de)(de)樣(yang)本(ben)(ben)，是可(ke)以從(cong)一個班次中抽(chou)樣(yang)的(de)(de)，但是，從(cong)樣(yang)本(ben)(ben)中計(ji)算出(chu)來的(de)(de)TV就不能很好(hao)地反映真實(shi)的(de)(de)過(guo)程(cheng)的(de)(de)總變(bian)差（零件(jian)特性(xing)間的(de)(de)真實(shi)變(bian)差）！建議使用過(guo)程(cheng)總變(bian)差的(de)(de)目(mu)標(biao)值來代替TV，可(ke)以從(cong)PPK計(ji)算公(gong)式(shi)中推導出(chu)來（此處略去公(gong)式(shi)和推導）。但是要注意：如果實(shi)際過(guo)程(cheng)的(de)(de)性(xing)能還未達標(biao)，則我(wo)們評價的(de)(de)%GRR就相(xiang)當(dang)于對測量(liang)系統(tong)滿(man)(man)(man)足期望目(mu)標(biao)的(de)(de)能力；如果過(guo)程(cheng)性(xing)能實(shi)際上已經(jing)超過(guo)了(le)PPK的(de)(de)目(mu)標(biao)要求，則此處%GRR的(de)(de)結果可(ke)能要高估(gu)了(le)當(dang)前測量(liang)系統(tong)滿(man)(man)(man)足當(dang)前測量(liang)要求的(de)(de)真實(shi)能力，即100（GRR/TV）和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(tong)時不(bu)滿足要(yao)(yao)求，則毫無疑問，測量(liang)系統的精度已經*地(di)變差(cha)了，必須要(yao)(yao)改善了。
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(ruo)沒有足夠的(de)時間抽取代表當前(qian)過程的(de)樣本，則可以使用PPK目標值所(suo)對應的(de)過程總變差來代替當前(qian)過程的(de)TV，但這樣做(zuo)也(ye)不是(shi)最(zui)好的(de)。
MSA GRR研究
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