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)二個問題：在(zai)PPAP時做(zuo)的GRR是(shi)滿(man)意的，但是(shi)在(zai)量(liang)產很(hen)長一段時間(jian)后，再(zai)用當(dang)前產品做(zuo)分(fen)析樣本時，GRR指標又不(bu)(bu)(bu)好了(le)(le)，但是(shi)制造過(guo)程(cheng)比當(dang)初(chu)更加穩定(ding)了(le)(le)，零件(jian)的變差減小了(le)(le)，所以不(bu)(bu)(bu)能就說測(ce)量(liang)系統的GRR是(shi)不(bu)(bu)(bu)滿(man)足要求的，測(ce)量(liang)系統不(bu)(bu)(bu)用改進！我們不(bu)(bu)(bu)能為了(le)(le)MSA而MSA，因為再(zai)提高(gao)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)，所用的成本太高(gao)了(le)(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。
在回答這個(ge)問題之(zhi)前，必須首先要明確(que)什么是(shi)GRR。GRR是(shi)測量(liang)系(xi)(xi)統(tong)中的(de)(de)(de)(de)(de)精度誤(wu)差(cha)，是(shi)MSA工作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)一部分，是(shi)用(yong)測量(liang)值的(de)(de)(de)(de)(de)標準差(cha)來(lai)估(gu)計的(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)表示測量(liang)系(xi)(xi)統(tong)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)誤(wu)差(cha)大小(xiao)。它(ta)在測量(liang)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)所有影響因素沒(mei)有顯著變化的(de)(de)(de)(de)(de)情況下是(shi)不(bu)變的(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)大小(xiao)與(yu)用(yong)什么時(shi)候的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)本也是(shi)沒(mei)有關系(xi)(xi)的(de)(de)(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(jin)行(xing)統計(ji)分(fen)析(xi)，由于測(ce)量(liang)(liang)值由真(zhen)實值和測(ce)量(liang)(liang)誤差(cha)構成，這(zhe)時的(de)測(ce)量(liang)(liang)要求就是(shi)測(ce)量(liang)(liang)值之間(jian)的(de)變(bian)差(cha)能夠足以*反(fan)映(ying)制造過(guo)(guo)程(cheng)的(de)實際總變(bian)差(cha)（表現(xian)為該(gai)過(guo)(guo)程(cheng)所(suo)生產的(de)零件(jian)特性(xing)的(de)一致性(xing)），就要把GRR與測(ce)量(liang)(liang)值之間(jian)的(de)變(bian)差(cha)進(jin)行(xing)比較(jiao)，所(suo)占比例越小，則(ze)說(shuo)明測(ce)量(liang)(liang)值越能反(fan)映(ying)實際的(de)過(guo)(guo)程(cheng)總變(bian)差(cha)。這(zhe)類(lei)應用常見的(de)有：SPC控(kong)制圖、CPK、6SIGMA改善、STA（統計(ji)公差(cha)分(fen)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。
當測量值(zhi)被用于第二(er)類目的(de)，即統計(ji)分析時(shi)，使用100（GRR/TV）和(he)(he)分類數ndc來(lai)(lai)評價。其中，TV是(shi)一個總(zong)變(bian)(bian)差(cha)(cha)，它是(shi)通過測量值(zhi)（也(ye)叫觀察值(zhi)）來(lai)(lai)計(ji)算的(de)，它總(zong)是(shi)或多或少(shao)地含有測量誤差(cha)(cha)，即由兩部分構(gou)成：真實的(de)過程(cheng)總(zong)變(bian)(bian)差(cha)(cha)（零件特性間(jian)的(de)真實變(bian)(bian)差(cha)(cha)）和(he)(he)測量誤差(cha)(cha)（GRR）。因(yin)此，TV是(shi)動態的(de)，它隨(sui)著(zhu)零件特性之(zhi)間(jian)的(de)變(bian)(bian)差(cha)(cha)的(de)變(bian)(bian)化而(er)變(bian)(bian)化，當然(ran)，也(ye)會因(yin)GRR變(bian)(bian)化而(er)變(bian)(bian)化。
一般情況下(xia)，在剛(gang)剛(gang)量(liang)產(chan)時(shi)，由于還可能(neng)存(cun)在著許多問題(ti)沒有完全解決，零件特性(xing)(xing)間(jian)(jian)的(de)變(bian)差會(hui)(hui)比較大(da)，而隨著量(liang)產(chan)時(shi)間(jian)(jian)的(de)增(zeng)加(jia)，問題(ti)逐漸解決，又做了一系列的(de)持續改(gai)善，零件特性(xing)(xing)的(de)一致性(xing)(xing)就(jiu)會(hui)(hui)變(bian)得越(yue)(yue)來越(yue)(yue)好，這(zhe)時(shi)σpart和(he)TV就(jiu)會(hui)(hui)變(bian)小！換句話(hua)講，就(jiu)是100（GRR/TV）和(he)ndc會(hui)(hui)與我們用哪些樣(yang)本來評價有關系，如果再使用當(dang)初的(de)樣(yang)本評價GRR，所計算出的(de)這(zhe)個(ge)結果就(jiu)不(bu)能(neng)正確(que)判斷測(ce)(ce)量(liang)系統是否真(zhen)正滿足當(dang)前的(de)測(ce)(ce)量(liang)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(ping)價一項改(gai)(gai)善(shan)是否成(cheng)功時，我們需要進(jin)行改(gai)(gai)善(shan)前(qian)、后的CPK對比，若使用當初的樣本，則測量結(jie)果會顯示沒有成(cheng)效或未達改(gai)(gai)善(shan)目標(biao)！因為(wei)測量系(xi)統的分(fen)(fen)辨(bian)率差，不(bu)能有效分(fen)(fen)辨(bian)出改(gai)(gai)善(shan)措施所帶(dai)來(lai)的變化！
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；
.如果測量系統(tong)同時還(huan)用于(yu)統(tong)計(ji)分析，則(ze)要講究(jiu)樣本了(le)。
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(ci)時，需要(yao)(yao)(yao)注(zhu)意的(de)(de)是(shi)：如果你沒有(you)足夠的(de)(de)時間得到滿(man)足上(shang)(shang)述要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)樣本(ben)，是(shi)可(ke)以從(cong)(cong)一個班次中抽樣的(de)(de)，但是(shi)，從(cong)(cong)樣本(ben)中計(ji)(ji)算出來的(de)(de)TV就不能(neng)很好地反映(ying)真實的(de)(de)過(guo)程(cheng)的(de)(de)總(zong)(zong)變(bian)(bian)差(cha)（零件特(te)性(xing)間的(de)(de)真實變(bian)(bian)差(cha)）！建(jian)議使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)總(zong)(zong)變(bian)(bian)差(cha)的(de)(de)目標值來代(dai)替TV，可(ke)以從(cong)(cong)PPK計(ji)(ji)算公(gong)式中推(tui)導出來（此(ci)處(chu)略去(qu)公(gong)式和推(tui)導）。但是(shi)要(yao)(yao)(yao)注(zhu)意：如果實際過(guo)程(cheng)的(de)(de)性(xing)能(neng)還(huan)未達標，則我們評價(jia)的(de)(de)%GRR就相當于(yu)對(dui)測量系統滿(man)足期望目標的(de)(de)能(neng)力(li)(li)；如果過(guo)程(cheng)性(xing)能(neng)實際上(shang)(shang)已經超(chao)過(guo)了(le)PPK的(de)(de)目標要(yao)(yao)(yao)求(qiu)，則此(ci)處(chu)%GRR的(de)(de)結果可(ke)能(neng)要(yao)(yao)(yao)高估了(le)當前(qian)測量系統滿(man)足當前(qian)測量要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)真實能(neng)力(li)(li)，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(ruo)二(er)者同時不滿足要求，則毫無疑問，測量系(xi)統的精度已經*地變差了，必須(xu)要改善了。
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(gou)的時間抽取代表當前過程(cheng)的樣本(ben)，則可(ke)以使用PPK目標值(zhi)所對應(ying)的過程(cheng)總變差來(lai)代替當前過程(cheng)的TV，但這樣做(zuo)也不是最好的。
MSA GRR研究
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