工业上经常用GRR分析进行测量系统分析,GRR分析是测量系统重复性和再现性分析的总称。
重复性(Repeatability)是指在尽可能相同的测量条件下,同一测量人员对同一测量对象进行多次测量所得结果的一致性。
再现性(Reproducibility)是指不同测量人员使用相同的测量设备,在相同条件下对同一测量对象进行测量所得结果的一致性。
因为只有无论相同的人还是不同的人测量结果都能保持一致,测量系统才能有效监测产品质量。
常用的GRR分析方法有三种,极差法、均值极差法和方差法。本文介绍它们的具体分析方法。
一. 极差法(Range Method)
1.测量方案(总测量次数>10次)
· 样件数:5-10个
· 评价人数:2-3人
· 每个样件测量次数:1-3次
2.分析项目
· 总测量系统变异(GRR)
仅能评估整体GRR,无法区分重复性与再现性。
·
3.计算公式

4.接受准则
· 可接受:%GRR ≤ 10%
· 有条件接受:10% < %GRR ≤ 30%
· 不可接受:%GRR > 30%
5.优缺点
·优点:计算简单,适用于快速评估。
· 缺点:无法分离重复性与再现性,精度低,依赖正态分布假设。
二. 均值极差法(Average and Range Method)
1.测量方案(极差总数>15次)
· 样件数:>10个(AIAG MSA推荐)
· 评价人数:2-3人
· 每个样件测量次数:2-3次
· 通常采用10*3*3=90次测量
2.分析项目
· 重复性(EV, Equipment Variation)
· 再现性(AV, Appraiser Variation)
· 总GRR
3.计算公式
4.接受准则
GRR%同极差法,并附加ndc(区别分类数)要求:
5.优缺点
· 优点:分离重复性与再现性,计算相对简单。
· 缺点:忽略评价人与样件的交互作用,需严格满足正态性假设。
三. 方差分析法(ANOVA Method)
1.测量方案
· 样件数:10个
· 评价人数:2-3人
· 每个样件测量次数:2-3次
2.分析项目
· 重复性(EV)
· 再现性(AV)
· 交互作用(评价人×样件)
· 总GRR
·
3.计算公式
4.接受准则
· 同前两种方法,但可额外评估交互作用的影响。
优缺点
· 优点:可分析交互作用,结果更精确。
· 缺点:计算复杂,需统计软件(如Minitab)。
方法对比与选择建议
方法 | 速度 | 精度 | 交互作用分析 | 适用场景 |
极差法 | 快 | 低 | 否 | 快速初步评估 |
均值极差法 | 中 | 中 | 否 | 常规GRR分析(AIAG推荐) |
方差法 | 慢 | 高 | 是 | 高精度需求或复杂交互 |
总结
· 极差法适合资源有限时的快速检查,但结果粗糙。%GRR值按照接受准则经常不合格,也有企业作为初步判断使用,%GRR>30%则接受。
· 均值极差法是行业标准(AIAG MSA),平衡效率与准确性。
· 方差法适用于复杂分析,但需专业工具支持,测量随机性对结果影响较大,测量时要确保每个评价人每次测量样品随机性。
实际应用中需结合资源、精度需求及标准要求选择方法