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202610月26日

量具R&R判定标准:日方客户的MSA要求与10%、30%解读

维护与质量更新于 2026年10月26日约 31 分钟读完

量具每年都按期校准,证书也归档了。可日方客户的品保突然发来邮件,要你提交量具R&R(GR&R,日文资料里写作 gēji R&R)的结果,或者一份"测量系统分析"(MSA,日文叫 sokutei shisutemu kaiseki)报告。给日系整车厂、日系一级供应商供货的企业,迟早会遇到这个要求。

校准(或检定)主要确认一件事:量具的示值与标准器相差多少,也就是偏倚。但实际测量时,同一个人重复测同一个零件,读数会有散差;换一个人来测,读数还会整体偏移。量具R&R就是把这部分散差量化,再与零件本身的变差或公差做比较。

本文依次说明量具R&R在MSA中的位置、做一次研究的6个步骤、用均值极差法算一个完整的(虚构)算例,以及方差分析法(ANOVA)结果有何不同、10%和30%的判定标准怎么读。最后给出日方客户常关注的点、提交前检查表和事先要问清的问题。

目录
  1. 量具R&R在MSA中评价什么
  2. 量具R&R怎么做:6个步骤
  3. 均值极差法的计算:一个算例
  4. 均值极差法与方差分析法(ANOVA)的区别
  5. 判定准则:10%、30%与 ndc ≥ 5 怎么读
  6. 结果不理想时怎么办
  7. 计数型 MSA:合格/不合格判定与 Kappa
  8. 提交前:检查表与向日方客户提问的清单
  9. 本文的局限
  10. 常见问题
  11. 参考资料

量具R&R在MSA中评价什么

MSA评价的是整个测量系统,而不只是量具本身。测量系统包括测量人员、测量方法、工装夹具和环境。汽车行业事实上的标准是 AIAG(美国汽车工业行动集团)发布的 MSA 参考手册,国内通常称作"MSA 手册"。现行版本是2010年6月发布的第4版,截至2026年10月,AIAG 官网列出的仍是这一版。

手册把测量系统的误差分为两类:一类是"位置"误差,即读数平均值偏离真值;另一类是"宽度"(散布)误差,即读数围绕平均值散开。量具R&R评价的是宽度误差:对同一对象反复测量时,读数散开多大。

图1:MSA评价的5项特性

3项描述位置误差,2项描述宽度误差。量具R&R把宽度误差的两项合在一起评价。

偏倚
位置读数平均值与基准值(参考值)之差。通过校准或测量标准件来确认
线性
位置在测量范围的小端和大端,偏倚的大小是否一致
稳定性
位置间隔一段时间重复测同一标准件,偏倚是否随时间变化。用控制图跟踪
重复性(EV)
宽度同一人用同一量具反复测同一零件时的变差,也叫设备变差
再现性(AV)
宽度不同评价人之间平均读数的差异,也叫评价人变差
量具R&R(GRR)
合成重复性与再现性合成后的结果,即测量系统的宽度误差

※EV 为 Equipment Variation(设备变差),AV 为 Appraiser Variation(评价人变差)。分类依据归纳 AIAG MSA 手册第4版框架的说明资料。

重复性与再现性:日方文件中的说法

日方报告里,重复性写作"繰返し性"(kurikaeshi-sei),再现性写作"再現性"(saigen-sei),和国内 MSA 手册的叫法基本一致。日本的计量术语标准 JIS Z 8103 把重复性定义为重复性条件下的精密度:同一程序、同一操作者、同一测量系统、同一操作条件、同一地点,在短时间内对同一对象重复测量。量具R&R里的 EV 对应的就是这一项。

再现性的范围则不同。JIS 的再现性条件可以包括不同地点、不同测量系统;而量具R&R里的再现性(AV),主要指更换评价人带来的差异。国内计量规范 JJF 1001 里与之相近的术语写作"复现性",范围同样比 MSA 的 AV 宽。向日方提交的作业指导书或报告中,建议直接写明"再现性=评价人之间的差异",避免被按 JIS 的宽口径去理解。

研究把观测到的总变差拆成两部分:零件本身的变差,以及测量系统的变差。拆分关系如下图。

图2:测量变差的拆分方式

测量系统良好时,零件变差占总变差的绝大部分,GRR 很小。

总变差(TV)读数中体现出的全部变差。TV² = PV² + GRR²
拆分为
零件变差(PV)零件之间真实的尺寸差异,是我们想看到的变差
量具R&R(GRR)测量系统带来的变差。GRR² = EV² + AV²
GRR 由以下两项构成
重复性(EV)量具、夹具和测量方法在同一人内部造成的变差
再现性(AV)不同评价人平均读数之间的差异

※只有方差(标准差的平方)可以相加。标准差和百分比不能直接相加。

校准与量具R&R的区别

校准是把量具与可溯源的标准器比较,确认示值误差。它只针对量具本身,主要对应图1中的"偏倚"。即使校准和溯源都没问题,夹具的松动、测量人员的习惯仍会带来变差。

量具R&R则使用实际零件,由平时负责测量的人,按日常的测量程序来做。校准问的是"量具准不准",量具R&R问的是"这种测法能不能把零件区分开"。两者都满足,测量数据才能用于质量判断。

日方汽车客户为什么要求:IATF 16949 7.1.5.1.1

汽车行业质量管理体系标准 IATF 16949 在 7.1.5.1.1 条要求做测量系统分析:对控制计划中列出的每一类检验、测量和试验设备系统,要用统计研究分析其结果的变差。分析方法和接受准则应符合 MSA 参考手册;采用其他方法或准则,须经顾客批准,并保留批准的记录。

也就是说,评价范围由控制计划决定,客户自己的规定与 AIAG 的数字同样重要。日方客户在新产品导入流程中的位置,可参考相关文章。

量具R&R怎么做:6个步骤

三名检验员在检验台上用游标卡尺测量零件

结果能不能信,取决于数据怎么取,而不是怎么算。下面按典型方案——10个零件、3名评价人、每人测3次——分成6个步骤。

图3:量具R&R的6个步骤

前3个准备步骤基本决定了结果是否可信。

准备
01确定对象和目的哪个特性、哪台量具。用于过程控制,还是用于合格/不合格判定
02确认分辨力和校准最小读数单位是否不超过公差(或过程变差)的1/10?校准是否在有效期内
03选取零件在过程变差的全范围内取约10个。编号对评价人保密
测量与分析
04按随机顺序测量3名评价人各测3次。每轮改变顺序,不让评价人看到之前的读数
05计算用均值极差法(X̄-R 法)或方差分析法(ANOVA)求出 EV、AV、GRR
06判定与处理把 %GRR 和 ndc 与准则比较。不合格时,先分清是重复性还是再现性的问题

※10个零件、2~3名评价人、2~3次重复是常见的参考做法(Minitab 技术资料)。客户有指定时,以客户要求为准。

步骤1:确定对象和目的

先确定评价哪个质量特性,用哪台量具、哪套夹具、哪种测量程序。适用 IATF 16949 的企业,通常从控制计划里列出的测量项目做起。

同时要明确这项测量用来做什么:是用控制图跟踪过程变差,还是出货前判定合格与否。答案决定后面计算 %GRR 时用哪个分母。

步骤2:确认分辨力和校准

量具的分辨力(最小可读单位)太粗,同一个零件测多少次读数都一样,变差就评价不出来。AIAG 的指导中有"10:1 规则":分辨力应不超过公差的1/10。公差为0.10 mm 的尺寸,就需要能读到0.01 mm 或更细的量具。

还要确认量具的校准在有效期内。量具R&R不评价偏倚,所以校准已过期的量具即使做出好结果,也不能证明读数是对的。

步骤3:选取零件

零件要覆盖过程实际产生的变差范围。Minitab 的说明指出,在过程全范围内取样,才能更好地估计零件间变差。如果只取同一批次中相近的零件,零件变差会变小,%GRR 就会被不合理地推高。

零件要编号,但编号不能让评价人看到。看得见编号,评价人容易记住上一次的读数并刻意对齐。可以把编号标在零件背面,或者由另一个人负责递送零件。

另外,10个零件对零件变差的估计精度并不高。Minitab 的技术资料给了两个办法:增加零件数,或者采用由大量历史数据算出的过程标准差。

步骤4:按随机顺序测量

评价人要从平时实际做这项测量的人里选。只选最熟练的老师傅,会低估日常测量的变差。

第1轮由评价人A把10个零件各测一次,再由B、C依次同样测量。第2、3轮打乱零件顺序后重复。每轮都随机排序,并且不让评价人看到前面的结果,以排除记忆和测量顺序的影响。测量位置(零件的哪个部位)要事先约定,所有人保持一致。

步骤5、6:计算与判定

数据齐了以后,用均值极差法或方差分析法计算。电子表格也能算,但用统计软件可以一次性得到 ANOVA 结果和图形。判定时,把 %GRR 和 ndc(可区分类别数)与准则比较。

不合格时,看重复性和再现性哪个更大,据此决定处理方向。下一节用算例把计算一步步走一遍。

均值极差法的计算:一个算例

下面的数据是虚构的。所有数字都是为说明而编的,不来自任何真实工艺。条件是:轴的外径,规格 10.00 ±0.05 mm(公差带宽度 0.10 mm),用分辨力 0.001 mm 的千分尺测量。评价人 A、B、C 各对10个零件测3次。

评价人/次数12345678910
A,第1次9.9729.98610.0209.99510.0299.96210.0089.99410.01410.000
A,第2次9.9739.98610.0219.99510.0309.96710.0049.98910.0099.998
A,第3次9.9669.98410.0179.99910.0309.96410.0009.98810.01510.002
A,极差0.0070.0020.0040.0040.0010.0050.0080.0060.0060.004
B,第1次9.9699.98610.0209.99810.0359.96510.0109.99510.01510.004
B,第2次9.9749.98710.01910.00010.0369.96210.0139.99210.01510.010
B,第3次9.9769.98310.02310.00210.0319.96910.0109.99410.02110.002
B,极差0.0070.0040.0040.0040.0050.0070.0030.0030.0060.008
C,第1次9.9699.98010.0179.99010.0249.96010.0079.98910.0079.996
C,第2次9.9709.97510.0169.99410.0309.96310.0039.98510.01010.003
C,第3次9.9679.98010.0189.99410.0259.95810.0049.98510.01410.000
C,极差0.0030.0050.0020.0040.0060.0050.0040.0040.0070.007
零件平均值9.97079.983010.01909.996310.03009.963310.00669.990110.013310.0017
虚构的算例数据(单位 mm,列号为零件编号)。极差=每名评价人3次读数的最大值减最小值。

均值极差法用极差(最大值减最小值)和平均值之差来估计标准差。把极差换算成标准差的系数是 K1、K2、K3,它们的取值随重复次数、评价人数和零件数而变化。

图4:均值极差法的计算流程

用系数把3个极差或差值换算成标准差,最后合成。

R̿(平均极差)先求每名评价人的平均极差,再对评价人取平均
X̄diff各评价人平均值中最大值减最小值
Rp零件平均值中最大值减最小值
乘以系数
EV = R̿ × K1K1:3次为 0.5908,2次为 0.8862
AV = √[(X̄diff × K2)² − EV²/(n·r)]K2:3人为 0.5231,2人为 0.7071
PV = Rp × K3K3:10个零件为 0.3146,5个为 0.4030
合成
GRR = √(EV² + AV²) TV = √(GRR² + PV²)%GRR = GRR ÷ TV × 100 ndc = 1.41 × PV ÷ GRR(舍去小数)

※n 为零件数,r 为重复次数。系数采用 AIAG MSA 第4版的方法,已与 SPC for Excel 的资料以及由 d2、d2* 表推算的值(K1=1/d2,K2、K3=1/d2*)核对。零件数为2~10个时的 K3:0.7071、0.5231、0.4467、0.4030、0.3742、0.3534、0.3375、0.3249、0.3146。

一些老教材和企业沿用的旧表格,用的系数是 4.56、3.05 之类的数。它们来自手册第1、2版,当时结果用 5.15 倍标准差(覆盖99%)表示。

相对总变差的 %GRR 不受影响,但 EV、AV 的绝对值和相对公差的比值会变,所以一定要确认表格用的是哪个版本的系数。企业自编表格和历史遗留的旧表格同样要核对。

1. 求重复性(EV)

先求每名评价人的平均极差。算例中 A 为 0.0047 mm,B 为 0.0051 mm,C 为 0.0047 mm,3人的总平均极差 R̿ 为 0.00483 mm(4.83 μm)。后面为了便于阅读,统一用 μm。

计算前,先确认每个极差都没有超过控制限(UCL = D4 × R̿;3次重复时 D4 = 2.574,得 12.4 μm)。如果有极差超限,就要怀疑测错或记录错误,把该零件重测以后再计算。

算例中最大极差为 8 μm,没有问题。3次重复对应 K1 = 0.5908,所以 EV = 4.83 × 0.5908 ≈ 2.86 μm。

2. 求再现性(AV)

每名评价人30个读数的平均值分别为:A 9.99723 mm,B 10.00053 mm,C 9.99443 mm。最高的 B 与最低的 C 之差 X̄diff 为 6.10 μm;评价人为3人,K2 取 0.5231。

X̄diff × K2 = 3.19 μm,平方后为 10.18。由于评价人平均值中还含有一部分重复性变差,要减去 EV² ÷(零件数10 × 重复次数3)= 2.86² ÷ 30 ≈ 0.27。

结果是 AV = √(10.18 − 0.27) ≈ 3.15 μm。如果根号内为负数,取 AV = 0。

3. 求 GRR、PV、TV

GRR 是 EV 与 AV 平方和的平方根:√(2.86² + 3.15²) ≈ 4.25 μm。

零件变差 PV 由 Rp 求得,Rp 是零件平均值最大值 10.0300 mm 与最小值 9.9633 mm 之差,即 66.67 μm。乘以10个零件对应的 K3 = 0.3146,得 PV = 20.97 μm。

总变差 TV = √(4.25² + 20.97²) ≈ 21.40 μm。至此,计算比值所需的数据都齐了。

4. 求 %GRR 和 ndc

%GRR = 4.25 ÷ 21.40 × 100 ≈ 19.9%。同样计算可得 %EV = 13.3%,%AV = 14.7%,%PV = 98.0%。

注意,%EV 加 %AV 并不等于 19.9%。正如图2的注释所说,能够相加的只有平方后的值(方差)。

ndc = 1.41 × 20.97 ÷ 4.25 ≈ 6.96,舍去小数后为 6。其中 1.41 是 √2 的近似值。

图5:算例的计算结果(均值极差法)

%GRR 为 19.9%,属于"有条件接受"区间。再现性(AV)略大于重复性(EV)。

数值(μm)
占总变差 TV 的比例
重复性 EV
2.86
13.3%
再现性 AV
3.15
14.7%
量具R&R GRR
4.25
19.9%(10%~30%区间)
零件变差 PV
20.97
98.0%
总变差 TV
21.40
100%
ndc
6.96 → 6
满足准则(≥5)
占公差的比例
6 × GRR = 25.5
占公差带宽度 100 μm 的 25.5%

※虚构算例数据,计算已用 Python 复核。比值按平方和合成,所以 13.3% + 14.7% 不等于 19.9%。

均值极差法与方差分析法(ANOVA)的区别

方差分析法把读数的变差分解为四个来源:零件、评价人、评价人与零件的交互作用、重复性误差。AIAG 手册两种方法都有介绍,统计软件中通常默认用 ANOVA。

据 Minitab 的说明,均值极差法无法计算评价人×零件交互作用的方差。交互作用指的是评价人在不同零件上表现不一致,比如"评价人C只在小零件上读数偏小"。ANOVA 一般能更准确地估计方差,还能检验交互作用是否存在。

图6:均值极差法与方差分析法的比较

X̄-R 法可以手算跟踪;ANOVA 提供的信息更多,估计也更准确。

均值极差法(X̄-R 法)
方差分析法(ANOVA)
变差的估计方式
极差乘以系数,估计标准差
由均方估计方差分量
交互作用
无法评价(混在重复性或再现性中)
可以单独分离并检验评价人×零件交互作用
计算工作量
计算器或电子表格即可
需要统计软件,或电子表格的分析工具
算例的 %GRR
19.9%(ndc 6)
18.6%(ndc 7)
适用场合
现场快速确认、讲解原理
向客户提交、怀疑存在交互作用的测量

※算例的 ANOVA 中,交互作用的 p 值为 0.75,较大,因此改用不含交互作用的模型重新计算(Minitab 在 p 值 ≥ 0.05 时去掉交互作用项)。

用 ANOVA 计算同一份虚构数据,重复性标准差为 2.63 μm,再现性为 3.02 μm,GRR 为 4.00 μm,零件间为 21.12 μm。%GRR(标准差之比)为 18.6%,ndc 为 7。

两种方法一个由极差估计,一个由均方估计,数值略有差异,但判定区间相同。

看软件输出时,不要把贡献率(%Contribution,日方报告写作"寄与率",kiyo-ritsu)和%研究变异(%Study Var,日方写作"研究変動")混为一谈。贡献率是方差之比,算例中 GRR 的贡献率为 3.5%;%研究变异是标准差之比,为 18.6%。

10%、30%的准则针对的是标准差之比(%研究变异,或占公差的比例)。对于贡献率,Minitab 另给出一套参考值:低于1%、1%~9%、高于9%。

判定准则:10%、30%与 ndc ≥ 5 怎么读

AIAG MSA 手册中最广为人知的准则,是以10%和30%为界,把 %GRR 分成三个区间。Minitab 也把同样的区间作为 AIAG 的指导值列出。

图7:%GRR 的判定区间(AIAG 指导值)

10%~30%不是自动合格,而是要结合用途和成本来判断的区间。

低于10%可接受测量系统可以使用,能充分区分零件之间的差异
10%~30%有条件接受视测量的重要程度、量具成本、返工或返修成本等,可能可以接受。同时要确认客户的要求
高于30%不可接受必须改进测量系统。不能原样用于过程控制或合格判定
同时要确认 ndc(可区分类别数)不小于5。ndc 表示测量系统能把过程变差区分成多少档。

※来源:Minitab 帮助和 QI Macros,均将其作为 AIAG 指导值介绍。各客户、各行业的要求不同。

算例的 %GRR 为 19.9%,落在中间的"有条件接受"区间。ndc 为 6,满足准则,意味着测量系统大致能把过程变差分成6档。

如果 ndc 低于5,可能是测量系统太粗糙,也可能是所选零件的差异太小。ndc 的分子用的是零件变差 PV,所以零件选得不好,即使测量系统没问题,ndc 也会偏小。

分母用过程变差还是公差?

%GRR 可以相对总变差(过程变差)计算,也可以相对公差计算。相对公差的比值,是用 6 × GRR(标准差±3倍的宽度)除以公差带宽度,也叫 P/T 比(精密度与公差比)。

Minitab 的说明是:相对总变差的比值,反映与整个过程变差相比的情况;相对公差的比值,反映把零件分为合格与不合格时的适用性。因此通常的做法是:用于控制图的测量,看相对总变差的比值;用于出货检验合格判定的测量,看相对公差的比值。

具体用哪个,由测量系统的用途和客户的要求决定,也有报告把两者并列。同一份数据,分母不同结果就不同:算例中相对总变差是 19.9%,相对 0.10 mm 公差则是 25.5%。

报告里一定要写明"是相对什么的比值",免得和客户的数字对不上。日本图纸上一般公差的写法,可参考相关文章。

除10%、30%外,日方客户还可能有什么要求

10%和30%是 AIAG 的指导值,不是通用的硬性界限。IATF 16949 以 MSA 参考手册为默认依据,但客户批准的话,也允许采用其他分析方法和准则。因此,整车厂和一级供应商可能在顾客特定要求(CSR,日文叫"顧客固有要求事項",kokyaku koyu yokyu jiko)中,自行规定准则或适用范围。

日本的一些参考书和企业内部标准,会把"有条件"区间进一步细分,例如10%~20%视为基本可接受,20%~30%视为上限。各公司要求不一,不能把某一家日方客户的规定当作所有客户的规定。稳妥的顺序是:先确认客户的要求,再把自己的内部标准定得不比它宽松。

据 SPC for Excel 介绍,AIAG 手册本身就提醒过:只拿 GRR 的指导值当作合格线来判断,是不妥当的。除了数字是否在界限内,还要结合这项测量要做什么判断,来决定能不能用。

结果不理想时怎么办

垫子上排列的10个加工零件和一只百分表

%GRR 偏大时,先看重复性(EV)和再现性(AV)哪个更大。依据 AIAG MSA 第4版的资料(如 QI Macros),可能的原因大致可以这样分。

图8:原因的区分与常见对策

从哪里下手,取决于 EV 和 AV 哪个更大,以及 ndc 是否足够。

重复性(EV)偏大维护量具(磨损、腐蚀、松动),重新考虑量具选型,改进零件或量具的夹持,固定测量位置。还要确认零件内部的变差(锥度、圆度)有没有混进来
再现性(AV)偏大对评价人进行测量方法培训,把作业指导书写具体(接触位置、测力、读数方法),更换刻度难读的量具,引入能让每个人姿势一致的夹具
ndc 低于5、零件变差小零件可能没有代表过程变差。在过程全范围内重新选取零件,或者采用由历史数据求得的过程标准差
极差超过控制限查看大极差是否集中在某个评价人或某个零件上。先排除测错、记录错误、零件脏污等偶发原因

※来源:QI Macros(对应 AIAG MSA 第4版的说明)、Minitab 技术资料。采取对策后,要在同样条件下重做量具R&R,确认效果。

算例中,%AV(14.7%)比 %EV(13.3%)略大,评价人C的平均值比 B 低约 6 μm。这种情况,可以先检查 C 使用千分尺的方式(是否用了棘轮、测量面是否正确贴合零件),以及读数习惯。

如果是重复性偏大,在更换量具之前,先试试用夹具和固定测量位置能否降下来。很多时候,原因不在量具性能,而在零件放置方式和测量位置的差异。要缩小原因范围,可以按评价人、按零件把读数画成图,或用鱼骨图(因果图)从"人、量具、方法、环境"几方面梳理。

容易导致重做的常见失误

现场需要把量具R&R重做的情况,多半出在下面这些做法上。

  • 10个零件取自同一批次,零件变差小,%GRR 显得很差
  • 测量时看得见零件编号,评价人对齐之前的读数
  • 只让最熟练的评价人做,结果比日常测量更好
  • 没有约定测量位置,零件内部的变差混进了重复性
  • 使用旧版(5.15σ 系数)的表格,EV、AV 与客户的计算对不上
  • 报告没写 %GRR 的分母(总变差还是公差),数字与客户对不上

客户指出测量问题、要求提交纠正措施报告时,MSA 结果可以成为原因分析的依据。在报告里把 %GRR 作为"测量系统已验证"的证据,对策会更有说服力,格式可参考 8D 报告的写法。

计数型 MSA:合格/不合格判定与 Kappa

外观检查、对照限度样品(限度見本,gendo mihon)的判定、通止规等,结果只有"合格/不合格",前面的计算方法就不适用了。这类计数型(属性)测量系统,要看的是判定的一致程度。

常用的是 AIAG 手册中的交叉表法。准备好已知正确判定(基准)的零件,由多名评价人对每个零件判定多次,用 Kappa 表示评价人之间、评价人与基准之间的一致程度。Kappa 衡量的是扣除偶然一致之后的一致度:1 表示完全一致,0 表示与偶然相当。据 Minitab,AIAG 把 Kappa ≥ 0.75 视为一致性良好,0.90 这样更大的值更理想。

结果从三个角度看:评价人内部(同一人重复判定是否一致)、各评价人与基准(判得对不对)、评价人之间(判定是否因人而异)。SPC for Excel 引用了 AIAG 手册(第3版)中的表,给出与基准对照时的参考值:有效性 90% 以上,漏判率(把不良判为合格)2% 以下,误判率(把良品判为不合格)5% 以下。

客户有指定准则时,按客户的来。零件中除了明显的良品和不良品,还要包含临界状态的零件,否则判定的差异根本体现不出来。

提交前:检查表与向日方客户提问的清单

上面提到的几个失误,比如没写分母、用了旧系数,多半不是量具有问题,而是双方的理解对不上。这些事项最好在做研究之前就和客户谈妥,而不是等报告被退回之后。

提交前检查表

下表可以直接作为自查的起点,再补上客户自己提交表格里的项目。

项目确认内容
评价范围特性、量具、夹具和测量程序已明确;该特性在控制计划中
分辨力最小读数单位不超过公差(或过程变差)的1/10
校准量具校准在有效期内
研究设计写明零件数、评价人数、重复次数;零件覆盖过程范围;顺序已随机化;零件编号已隐藏
评价人平时实际做这项测量的人,而不只是最熟练的检验员
方法写明用的是均值极差法还是 ANOVA;用 ANOVA 时,说明交互作用项是保留还是去掉
系数K1、K2、K3 来自第4版(不是旧的 5.15σ 系数)
分母%GRR 相对总变差、公差还是两者都有,已清楚标明
结果有 %EV、%AV、%GRR、ndc;极差已对照控制限检查
准则报告中写明采用的准则(AIAG 或客户 CSR)
有条件区间%GRR 在10%~30%时,写明为何该用途可接受;需要时取得客户批准
计数型检查包含临界零件;报告 Kappa、有效性、漏判率和误判率
可作为起点使用,再补充客户自己提交表格中的项目。

向日方客户确认的问题

下面这些问题,最好在开始研究前就发给客户的品保窗口。

  • 哪些特性需要做 MSA:控制计划中的全部项目,还是只做特殊特性和关键特性?
  • 依据 AIAG MSA 第4版的准则,还是在 CSR 中另有自己的准则(例如对10%~30%区间再细分)?
  • %GRR 相对过程变差计算、相对公差计算,还是两者都要?
  • 是否指定方法(均值极差法或 ANOVA),以及零件数、评价人数、重复次数?
  • 是否要求使用客户自己的 Excel 表格?如果是,它用的是哪一版的系数?
  • 外观检查是否提供限度样品(限度見本,gendo mihon)?期望的 Kappa 或有效性是多少?
  • 什么时候需要重做:更换量具、变更程序、更换评价人之后,还是按固定周期?

询问邮件范例

下面是一份中文范例,可以按实际情况改写;日方窗口习惯用英文沟通的话,也可以参照下面的英文版。

主题:关于零件 [零件号] 的量具R&R要求确认

[姓名] 先生/女士:

我们正在按控制计划为 [零件号/图号] 准备测量系统分析报告。为使报告符合贵司要求,想请您确认以下几点:

1. 判定准则:采用 AIAG MSA 第4版(%GRR 低于10%/10%~30%/高于30%,ndc ≥ 5),还是贵司自行规定的准则?
2. %GRR 的分母:过程变差、公差,还是两者都要?
3. 希望采用的方法(均值极差法或 ANOVA)以及研究规模(零件数、评价人数、重复次数)
4. 是否有指定的报告格式

如果有特性落在10%~30%区间,我们会评估其用途是否可接受,并与贵司确认。

此致
[您的姓名]

Subject: Gage R&R requirements for part [part number]

Dear [Name],

We are preparing the measurement system analysis for [part number / drawing number] as listed in our control plan. Could you confirm: (1) acceptance criteria, AIAG MSA 4th edition (%GRR under 10% / 10–30% / over 30%, ndc of 5 or more) or your own; (2) the denominator for %GRR, process variation, tolerance, or both; (3) the preferred method (average and range or ANOVA) and study size; (4) whether a specific report format is required.

If any characteristic falls in the 10–30% range, we will assess whether it is acceptable for its intended use and confirm with you.

Best regards,
[Your name]

本文的局限

  • 算例使用的是虚构数据。实际研究请按客户的表格和软件设置进行。
  • 准则因客户、行业和特性而异。文中的 AIAG 区间只是参考,不能代替客户的 CSR。
  • 本文介绍的是常见的交叉研究,即每名评价人测量每个零件。
  • IATF 16949 的准确措辞,请以标准原文和现行 AIAG 手册为准,不要只看二手资料。
  • 日方文件中的术语与国内 MSA 手册中文版、计量规范的用词未必完全一致,遇到分歧时,请以客户文件和原版手册的定义为准。

常见问题

量具R&R多久重做一次?

没有固定周期。更换量具、变更测量程序或更换评价人时,应当重新评估。如果客户的 CSR 规定了准则或范围,就按客户的要求安排。

量具已经校准了,还需要做量具R&R吗?

需要。校准只检查量具本身的偏倚,不涉及夹具松动、测量人员习惯等带来的变差,而这正是量具R&R评价的内容。

GR&R 是什么的缩写?

是 Gage Repeatability and Reproducibility,即量具的重复性和再现性。重复性记作 EV,再现性记作 AV,两者合成的值记作 GRR。日方文件使用同样的缩写,写作"ゲージR&R"(gēji R&R)。

只用电子表格能算量具R&R吗?

均值极差法很容易在电子表格中复现:乘以系数再合成即可。ANOVA 的计算要复杂得多,用统计软件或电子表格的分析工具更省事。

评价人应该选谁?

选2~3名平时实际做这项测量的人,而不是技术最好的那一个。只用最熟练的检验员,结果会比日常测量更好,变差也会被低估。

参考资料

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关于编辑

MONOSCOPE 编辑FOUNDER & EDITOR

曾在工厂设备制造商和工程公司工作约十年,负责设备的方案、设计与试运行,之后转向网络营销。现为 B2B 制造企业的网络顾问,帮助企业讲清自己的产品与技术。持有日本国家资格“能源管理士”和“第三种电气主任技术者”。

自 2017 年起运营技术博客(500 余篇文章),日文 YouTube 频道约有 2 万订阅。每篇指南都从日本生产现场的视角撰写,并对照所引用的标准进行核实。

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