重复性和再现性
正确理解试验结果的重复性与重现性的概念(2015.01.19)
正确理解重复性与重现性的概念仪器信息网2015/01/13 13:18:49 点击142 次[导读]重复性(repeatability)与重现性(再现性，reproducibility)，二者都是用来评价分析结果的精密度。
大多数人都不作严格区分，有的文献中还常常混用。
但是二者的实际意义是不一样的。
重复性(repeatability)与重现性(再现性，reproducibility)，二者都是用来评价分析结果的精密度。
大多数人都不作严格区分，有的文献中还常常混用。
但是二者的实际意义是不一样的。
重复性比重现性概念大，应用范围大。
重现性内涵小，一般用在“现象”。
一、重复性(r)定性定义：用相同的方法，同一试验材料，在相同的条件下获得的一系列结果之间的一致程度。
相同的条件是指同一操作者，同一设备，同一实验室和短暂的时间间隔。
定量定义：一个数值，在上述条件下得到的两次实验结果之差的绝对值以某个指定的概率低于这个数值。
除非另有说明，一般指定的概率为0.95。
(重复性是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，并在短期内，对相同试样所作两个单次测试结果，在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值。
)二、再现性(R)定性定义：用相同的方法，同一试验材料，在不同的条件下获得的单个结果之间的一致程度。
不同的条件指不同操作者、不同实验室、不同或相同的时间。
定量定义：一个数值，用相同的方法，同一试验材料，在上述的不同条件下得到的两次试验结果之间的绝对值以某个指定的概率低于这个数值。
除非另外指出，一般指定的概率为0.95。
(再现性是用本方法在正常和正确操作情况下，由两名操作人员，在不同实验室内，对相同试样各作单次测试结果，在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值)三个表示精密度的概念，在国外的文献中常见：1. 平行性(replicability)：同一实验室，分析人员、分析方法均相同，对同一样品进行的多个平行样品之间的相对标准偏差;2. 重复性(repeatability)：同一实验室，分析人员用相同的分析法在短时间内对同一样品重复测定结果之间的相对标准偏差;3. 再现性(reproducibility)：不同实验室的不同分析人员用相同分析对同一被测对象测定结果之间的相对标准偏差。
MSA重复性再现性GRR模板
引言：重复性和再现性是测量系统分析（MSA）中的两个重要概念。
重复性指的是在同一测量条件下，同一台设备重复测量同一个样本，得到的结果之间的一致性。
再现性指的是在不同测量条件下，不同设备或操作员测量同一个样本，得到的结果之间的一致性。
GRR （Gage Repeatability and Reproducibility）模板是用于评估和量化系统的重复性和再现性的工具。
本文将详细介绍MSA重复性再现性GRR模板的结构和内容，并对其进行分析和讨论。
概述：MSA重复性再现性GRR模板是用于评估测量系统可靠性的一种标准化方法。
它的设计旨在提供准确、可重复和可再现的测量结果。
GRR模板通常分为五个大点，包括测量设备、测量方法、测量员、环境和时间因素。
每个大点下又包含了五至九个小点，用于详细阐述和评估每个因素对于系统可靠性的影响。
在文末，我们将对GRR模板的使用和结果进行总结。
正文内容：1. 测量设备：1.1 仪器的精度和准确度：评估测量设备的精度和准确度对于重复性和再现性的影响。
使用标准工具和方法来校准和校验设备，确保其在一定的精度范围内。
1.2 设备的稳定性：评估设备在长时间运行中的稳定性和漂移情况。
检查设备是否需要进行修理或更换，以保证测量结果准确可靠。
1.3 设备的调整和维护记录：记录设备的调整和维护记录，以追踪设备的状态和性能。
这对于保持设备的稳定性和准确性至关重要。
2. 测量方法：2.1 测量规程和标准操作程序：制定明确的测量规程和标准操作程序，确保不同的测量员在不同的时间和环境下使用相同的方法进行测量。
2.2 样本选择和准备：选择代表性的样本，并确保样本的准备方式一致。
这样可以消除样本差异对于重复性和再现性的影响。
2.3 执行测量的顺序：评估不同顺序下的测量结果差异。
对于不同的顺序，测量结果是否存在显著差异需要进行统计分析。
3. 测量员：3.1 培训和技能水平：评估测量员的培训和技能水平对于重复性和再现性的影响。
msa中的评价方法
msa中的评价方法评价方法是在进行管理与评估时，用于确定和衡量绩效、标准、质量和价值的方法。
在MSA（测量系统分析）中，评价方法是非常重要的，它用于评估和验证测量系统的准确性和可靠性。
以下是几种常见的MSA中的评价方法：1. 重复性与再现性：重复性指的是在相同条件下，由同一个操作者使用相同设备对样品进行多次测量时的一致性。
再现性则是不同操作者在不同时间使用相同设备进行测量时的一致性。
通过对重复性和再现性进行评估，可以确定测量系统的稳定性和一致性。
2. 线性度和偏差：线性度是指测量系统在不同测量值范围内的准确性和稳定性。
通过检查测量系统在各种不同数值范围内的响应，并与真实值进行比较，可以评估线性度。
偏差是指测量结果与真实值之间的偏移程度。
通过比较测量结果与真实值之间的差异，可以确定测量系统是否存在系统性的偏差。
3. 重复性与再现性偏差：重复性与再现性偏差指的是同一样本在不同测量过程中产生的差异。
通过对同一样本进行多次测量，并比较测量结果之间的差异，可以评估测量系统的一致性和准确性。
4. 系统偏差和随机误差：系统偏差是由于测量系统的固有缺陷导致的常态性误差。
随机误差是指由于测量系统的不确定性导致的偶然性误差。
评估系统偏差和随机误差可以帮助确定测量系统的稳定性和可靠性。
5. 方差成分分析：方差成分分析是一种用于确定测量系统各种误差来源的贡献程度的方法。
通过将总方差分解为重复性、再现性、线性度、偏差等不同成分的方差，可以确定哪些因素对测量结果的影响最大。
在MSA中，选择适当的评价方法非常重要，因为这有助于确保测量系统的准确性和可靠性。
使用这些评价方法，可以帮助组织识别和解决测量系统中存在的问题，并最终提高过程的质量和效率。
重复性与再现性研究(repeatability-and-reproducibility)
重复性与再现性研究(repeatability and reproducibility)又名：R&R研究( R&R study)，量具R&R( gage R&,R)，测量系统分析『measurement system analysis, MSA)➢概述重复性与再现性研究的分析对象是由仪器或量具组成的测量系统的变异。
测量系统的变异是相对于观测过程的总变异而言的。
重复性与再现性研究的主要目的是使测量的变异足够小，从而确保测量结果能反映真实的过程，因为如果测量变异过大，以致掩盖了过程变异，就不可能了解到产品是否符合要求或是否应该继续设法减小过程变异。
重复性与再现性研究的主要对象是两类变异：重复性——指使用相同仪器重复读数时产生的变异；再现性——由不同操作员做同样的测量工作时产生的变异。
➢适用场合·当使用仪器或设备进行测量时；·在研究过程变异或过程能力之前；·当要在几种测量方法中选择一种时；·当要对测量方法、程序或培训进行测评或标准化时；·当作为一个周期性持续改进的程序，保证改进过程保持统计受控时。
➢实施步骤计划1确定所要研究的零件或产品、测量过程和仪器。
2确定需要抽取的样本容量和获得样本的方法。
通常抽取5～10个样品，如果不能始终保持样本的一致性，就要先找到在研究过程中将样本内变异最小化的方法。
3确定研究需要多少名操作员（执行测量工作的人）以及哪几个操作员，通常是1～3人。
4确定每名操作员要进行的实验次数（重复测量），通常2～3次。
5确定校准、测量以及分析的步骤。
测量6校准测量仪器。
7确定抽样的随机次序。
先由第一名操作员按照标准的操作步骤对所有的样品进行测量，记录结果。
8随机产生另一种抽样次序。
和之前一样，让第二名操作员测量全部样品。
不允许操作员看其他人的结果。
不断重复，直到全部的操作员对所有的样品都测量了一次，此时称为完成了一轮实验。
重复性与再现性研究(repeatability and reproducibility)
重复性与再现性研究(repeatability and reproducibility)又名：R&R研究( R&R study)，量具R&R( gage R&,R)，测量系统分析『measurement system analysis, MSA)概述重复性与再现性研究的分析对象是由仪器或量具组成的测量系统的变异。
测量系统的变异是相对于观测过程的总变异而言的。
重复性与再现性研究的主要目的是使测量的变异足够小，从而确保测量结果能反映真实的过程，因为如果测量变异过大，以致掩盖了过程变异，就不可能了解到产品是否符合要求或是否应该继续设法减小过程变异。
重复性与再现性研究的主要对象是两类变异：重复性——指使用相同仪器重复读数时产生的变异；再现性——由不同操作员做同样的测量工作时产生的变异。
适用场合·当使用仪器或设备进行测量时；·在研究过程变异或过程能力之前；·当要在几种测量方法中选择一种时；·当要对测量方法、程序或培训进行测评或标准化时；·当作为一个周期性持续改进的程序，保证改进过程保持统计受控时。
实施步骤计划1确定所要研究的零件或产品、测量过程和仪器。
2确定需要抽取的样本容量和获得样本的方法。
通常抽取5～10个样品，如果不能始终保持样本的一致性，就要先找到在研究过程中将样本内变异最小化的方法。
3确定研究需要多少名操作员（执行测量工作的人）以及哪几个操作员，通常是1～3人。
4确定每名操作员要进行的实验次数（重复测量），通常2～3次。
5确定校准、测量以及分析的步骤。
测量6校准测量仪器。
7确定抽样的随机次序。
先由第一名操作员按照标准的操作步骤对所有的样品进行测量，记录结果。
8随机产生另一种抽样次序。
和之前一样，让第二名操作员测量全部样品。
不允许操作员看其他人的结果。
不断重复，直到全部的操作员对所有的样品都测量了一次，此时称为完成了一轮实验。
量具重复性与再现性
量具重复性与再现性分析：GR&R 是用来检定检测产品的人员是否具备识别产品特性的能力，正常的产品是否会误判，不正常的产品是否会漏判，也就是检定“检测系统是否正常”的一个工具。
GR&R是研究重复性和再现性的，是计量型分析。
一、重复性是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，并在短期内，对相同试样所作多个单次测试结果，在95％概率水平两个独立测试结果的最大差值。
在中国仪器中当测量条件是在以下4个状况下实验时，相同的待测量的测量结果有一致性的称为重复性,4个条件分别为:
1、相同的测量环境;
2、相同的测量仪器及在相同的条件下使用;
3、相同的位置;
4、在短时间内的重复。
二、再现性是指两个不同的实验室对同一物料进行测定两个分析结果接近的程度。
再现性的值总是大于或等于重复性,因为再现性的测量结果把重复性引起的偏差考虑进去了。
在很多实际工作中，最重要的再现性指由不同操作者、采用相同的方法、仪器，在相同的环境条件下，检测同一被测物的重复检测结果之间的一致性，即检测条件的改变只限于操作者的改变。
也就是说别人用你说的方法和仪器也能做出同样的结果来，这就是试验的再现性。
当然，这样的试验就叫做再现性实验。
量具测量值重复性与再现性的评定[讲解]
![量具测量值重复性与再现性的评定[讲解]](https://img.taocdn.com/s3/m/63a62ecd370cba1aa8114431b90d6c85ec3a88a1.png)
量具测量值重复性与再现性的评定一、相关概念1、重复性：传统上把重复性看作“评价人内变异性”。
重复性是指由一个评价人，用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量变差。
它是设备本身固有的变差和性能，通常指设备变差，尽管这样容易使人误解。
但事实上，重复性是在确定的测量条件下连续试验得到的普通原因（随机变差）变差。
当测量环境固定和已定义时，即确定了－固定的零件、仪器、标准、方法、操作者、环境和假设条件时，对于重复性最佳的术语是系统内部变差。
除了设备内部变差以外，重复性也包括在特定测量误差模型下任何情况下的内部变差。
2、再现性：传统上把再现性看作“评价人之间”的变异。
再现性通常定义为由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。
手动仪器受操作者技术影响常常是实际情况，然而，在测量过程（即自动操作系统）中操作者就不是主要的变差源了。
由于这个原因，为此，再现性被看作是测量系统之间或测量条件之间的平均变差。
二、数据来源本案例数据节选自深圳市佳宝隆科技有限公司《重复性与再现性分析报告》，为避免重复，笔者采取了其中的前两次测定，结果如下：操作者测量序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10A 1 31.99 31.98 31.98 31.99 31.99 31.98 31.99 31.98 31.99 31.992 32.00 31.99 31.99 32.00 31.98 31.99 32.00 31.99 31.99 32.00B 1 32.00 31.99 31.99 31.99 31.99 31.98 31.99 31.98 31.99 31.992 31.99 31.99 31.99 32.00 31.99 31.99 32.00 31.99 31.99 32.00C 1 31.99 31.99 31.99 31.99 31.99 31.98 31.99 31.98 31.99 31.992 32.00 31.99 31.99 32.00 31.98 31.99 32.00 31.99 31.99 32.00在该实验中，n=10,k=3,m=2。
GRR再现性和重复性
2024/1/6
8 of 12
3 GRR计算(二)
有3种方法：
➢ 极差法 （Range Method)
➢均值-极差法 (Average and Range Method
➢方差分析法
(ANOVA）
2024/1/6
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量测系统的判定
GRR=<10% 量具系统可接受
可接受.可不接受,决定于该量具系
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再生性(Reproducibility)
➢ 再生性又称作业者变异,指不同作业者以相同量具量测相同产品 的同一特性时,量测平均值的变异（3同一异）
➢ 在量测的条件有所变化下,重复的量测值之间的变异(操作者,装 夹,位置,环境条件,较长的时间段)
➢ 为外在因素引起的量测系统的变异
主值
检查员 A 检查员 B
内容 一: GRR统计意义 二: GRR基本概念 三: GRR计算方法
2024/1/6
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1 GRR统計意义
➢ 测量系统变异概述
实际值
实际产品变异
实际值
测量值
量测系统
量测变异
量检具造成的变异 操作员造成的变异
观察到的产品变异
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测量系统精确度与准确度
准确度:平均值
2024/1/6
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重复性(Repeatability)
➢ 重复性又称为量具变异,是指用同一种量具,同一位作业者, 多次量测相同零件的相同特性时的变异（四同）
➢ 在完全相同的量测条件下,多次量测值间的差异
➢ 为量测系统本身产生的差异,随机误差范畴
良好重复性
主值
主值
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R = 0.016
X DIFF = 0.0042
RP = 0.021
测 量 系 统 分 析 重复性－设备变差(EV)
% EV = 100 ´ ( EV / TV )
= 100×（0.009 / 0.011 ） 试验次数 2 3 K1 0.8862 0.5908 = 81.4%
EV = R ´ K1
= 0.016 ´ 0.59 = 0.0mp; R = 100 ´ ( R & R / TV )
零件数量 3 4 5 K3 0.5231 0.4467 0.4030 0.3742 0.3534 0.3375 0.3249 0.3146 = 100×（0.009 / 0.011 ) = 82.3%
R & R = EV + AV 2 2 = 0.009 +0.001
量具重复性和再现性分析表
NO: 版号: A 修订号: 1 表格编号: -R-QC4.11-11
量具名称： 游标卡尺 量具编号： UG002 量具量程： 0-150mm 来自数据表：
零件名称： 测量参数： 参数规格：
分析日期： 评价人员： 评价人数量： 3 试验次数 r = 3 零件数量 n= % 总 变 差（TV） 10
2 2
= 0.009 零件变差(PV)
6 7 8 9 10
% PV = 100 ´ ( PV / TV )
= 100×（0.006 / 0.011 ) = 56.9%
PV = RP ´ K 3
= 0.0206 ´ 0.31 = 0.006 总变差(TV)
Ð §Ö æ Ê Ó Ð ·±Â = 1.41(PV R & R)
AV =
(X
=
(0.004 ´
DIFF
´ K 2 ) - EV / nr
2 2
(
0.52
)2 - ( 0.009 2 /(10 ´ 3)
)
% AV = 100 ´ ( AV / TV )
= 100×（0.001 / 0.011 ) 评价人数 2 3 K2 0.7071 0.5231 = 12.1%
= 0.0014 重复性和再现性(R&R)
= 1.41×( 0.006 / 0.009 ) = 0.974
TV = R & R 2 + PV 2 2 2 = 0.009 +0.006
= 0.011
判定：
%R＆R≥30%，测量系统不可以接受！
重复性和再现性占总变差的20.4%,重复性误差<再现性误差,固该量具设备误差为主要变差, 应对该量具进行
分析 评价 措施
接受准则：
校正与必要的维护。
所有计算都基于预期5.15σ(在正态分布曲线之下99.0%的面积)。 K1为5.15／d2，d2取决于试验次数（m）和零件数与评价人的乘积（g)，並假设该值大于15。 AV－如果计算中根号下出现负值，评价人变差缺省为0。 K2为5.15/d2*,式中d2*取决于评价人数量(m)和(g),g为1,因为只有单极差计算。 K3为5.15/d2*,式中d2*取决于零件数(m)和(g),g为1,因为只有单极差计算。 制定： 审核：