测试系统分析

实验步骤：



Instantaneous method



对于某些自动机台而言 ，不考虑时间的 变异，其值受到材料的影响，这种受单 一因素影响的情况下，机台能力的计算 就叫Instantaneous method 实验设计就如同标准的CROSSED ANOVA 或者RANGE & AVERAGE METHOD。只 不过没有不同的操作者的重复。 计算如GAGE REPEATABILITY STUDY。
Yijk i j ijk
测量值 总体均值 操作员影响 材料影响 重复测量 的误差
RANGE & AVERAGE METHOD


5.15 R 5.15 repeat 重复性： Repeatability d2
R 表示所有的材料和操作者的测试值的极差的平均，d2是系数，

可以用Instantaneous method 的表单。
GR&R工具的使用

MINTAB在GAGE R&R研究中的应用


GAGE RUN CHART GAGE LINEARITY STUDY GAGE R&R STUDY

光宝所使用的FORM的功能介绍

MOTOROLA FORM MICROSOFT FORM
可选的GR&R公式
GRR=再现性（测试主机的测试误差） +再生性（测试机的夹量系统） GRR=再现性（测试机台的测试误差） +再生性（短期内测试机台的变异性） GRR=再现性（测试机台的测试误差） +再生性（较长时间的测试机台的稳定性） GRR=再现性（测试机台的测试误差） +再生性（不同机台的测量误差变异程度） 以上的公式各有其分析目的，和存在基础，可根 据不同的生产条件和问题特征进行选择。
GAGE REPEATABILITY STUDY

量具重复性研究(GR)
5.15 REPEAT %R P/T 产品规格公差
SHORT RANGE METHOD


不区分机台的重复性和操作者的变异， 用于快速对测试系统的评价。 实验举例：



选取5颗材料，覆盖规格。 选2个操作者来量测材料 每个操作者量测一次。 记录数据并输入相应的计算表单。
1.%RR（P/T Ratio）
5.15 R& R %RR P/T 产品规格公差
%RR<10-------------------A级，量具精密 10%<%RR<25%---------B级，量具正常 %RR>25%---------------C级，量具粗劣 2.%RR 5.15
%RR

设计实验过程；确定完因素后，就可以 进行实验的设计。可以参照下例

试验步骤：
1. 2. 3. 4.
选择3个操作者，10颗材料和一个量具。 由第一个人测量材料一遍，获得并纪录读值。 该操作者重复2步骤3遍。 换下一位操作者，重复上一操作者的动作。直至3位都 做完。

关键在于保证重复和数据量
GR&R的实验设计

用于产品分类例如：光宝厂的binning。
测试系统分析的指标体系


三个维度上变异： 时间(短期和长期），空间（线性，不同机台 间的），静态性能（准确性和精确性） 测试系统的指标

偏差性 ----- ------------------- 准确度 再现性 再生性 精确度 线性 稳定性

将每一个操作者的数据叫做一组，将每 个操作者对材料的重复测量次数叫复 次数trial。
total

2

2
R& R

2
part

2
repeat

2
reprod

2
part
ANOVA

GAGE Repeatability and reproducibility study是基于ANOVA（ANalysis Of Variance方差分析) 方差分析是一种检验几个总体是否有相 同的均值的过程。这种方法可以用来分 析因素对统计量是否有影响及其影响程 度。

GR&R的五种方式

GR&R的原理和方法

GR&R的研究的目的是确定在测试系统中人或 仪器的因素对测试变异的影响程度。

重复性:同一个操作者测量同一个部件的一致程度。 再现性：不同的操作者测量同一个不见得一致程度。 注意：材料的变异不是GR&R的考虑之列，但材料 会作为一个主要因素在GR&R的模型当中会计算材 料的影响并去除。
R&R
VT 测量的总变异

3.EV与AV比较得到的结论


EV>AV，说明测试系统的重复性问题是改进 的首选 AV>EV，测试系统受操作员的影响较大，应 改善夹具。
GR&R实验的设计

确定需求：GR&R的分析需要根据需要进 行相应的设计，首先选取两个因素，一 般材料均为一个稳定的因素，而需要检 验的为另一个因素： 例如：不同的操作者，不同的吸嘴， 不同的测试机，不同的时间等等。检验 此因素的影响下测试系统的能力变化情 况。
(Y
i j k
ijk
Y ... ) 2
SSE
SSA
测试误差
由A因素引起的 变异 由B因素引起的 变异 由 AB 交 互 作 用 引起的变异
(Y
i j k
ijk
Y ij . ) 2
nb (Yi.. Y... ) 2
i
SSB
SSAB
na (Y. j. Y... ) 2

GR&R的5种方式


ANOVA(nested & crossed) Range & average method within part variation (WIV) method Instantaneous method （GAGE REPEATABILITY STUDY) Short range methods
均方
SSA MSA a 1
F统计量
MSA F MSE
F MSB MSE
MSB
SSB b 1
SSAB F MSAB MSE (a 1)(b 1)
MSE SSE ab(n 1)
MSAB

测试系统的重复性：
测试系统的交互作用： 测试系统的再现性



测试系统的重复性和再现性能力:

偏差性（bias) 再现性(repeatability)
再生性(reproducibility)
Gage B
Gage A

测试系统分析的内容

Calibration
Gage repeatability study Gage R&R study Gage linearity study Gage stability study
可以在系数表坐标为（Z，W）中查得，Z=材料的个数,W=每组 中每颗材料重复的次数（TRIAL)。

再现性
5.15 X range Repeatability 2 Reproducibility = 5.15 reprod d2 nr
2

X range 表示两组中材料均值的变化量；d2也是系数，但不同于上个 系数，此系数在Z = 1 并且W = 操作者数量；n=材料的个数； r=每组中每颗材料重复的次数（TRIALs)。
GR&R分析方法和原理


GR&R的背景和作用 GR&R的原理和计算方法

ANOVA Range & average method ANOVA(nested & crossed) Range & average method within part variation (WIV) method Instantaneous method Short range methods
j
n (Yij . Yi.. Y. j. Y... ) 2
i j
变异来源 Appraiser Parts Interaction Gage (Error) Total
平方和 SSA SSB SSAB SSE TSS
自由度 a-1 b-1 (a-1)(b-1) ab(n-1) N-1
测试系统分析
刘洪涛
内容提要

测试系统分析概述 GR&R分析方法和原理 GR&R工具的使用 案例研究



光宝的特点和测试系统分析的要求 IS140机台GR&R研究 SMD线上AT站分BIN机台的GR&R研究
测试系统分析概述

测试系统分析的用途 测试系统能力指标体系 测试系统分析的用途
测试系统分析的用途

测试系统的用途

倾听制程的声音，通过量测材料的或机台的特 性了解机台的状况。例如：光宝厂的DAGE机。
GR&R
度量工具的 比较
SPC
各种控制措施
DOE

验收前制程产出半成品或产品。（其所验收 的质量特性一般为前制程决定的）

经典用途： 例如：机械加工车间中加工轴的制程后，测量轴 的直径确定其是否在加工要求的规格之内。注意 轴的直径为前制程决定。
WITHIN PART VARIATION METHOD

主要用于材料本身有不同的质量特性的条件下 GR&R的研究。