[分享]GRR

在QS-9000『品質系統要求』的4.11.4節，明文要求各申請公司要作量測系統分析，並舉GRR為例。
　　　第1問：請問GRR是什麼？
答：GRR是指量測的再現性（Repeatability）與再生性（Reproducibility）可以圖表方式說明如下：



為計算再現性(Repeatability)，在其取得數據時應符合下列條件：

◆同一人員 ◆相同的歸零條件
◆同一產品 ◆同一位置
◆同樣的環境條件　　　　　 ◆數據要在短時間內取得

再現性的目的只是要獲知設備的變異性。
再生性(Reproducibility)則希望獲知不同條件下的變異，因此取得數據時應符合下列條件：

◆不同的人員 　　　　　　 ◆不同的歸零條件
◆ 不同的位置 　　　　　　 ◆不同的環境
◆數據宜在較長期間內取得

第2問：請問GRR目的何在？

答：若我們抽測100支圓桿的外徑，我們可以得到100組數據，它形成一個分配（ ， ）
　　
但是若深究這些數據的分配是否會永遠如此呢？其實並不儘然，因為同樣的樣本若交給同一個人第二天再量一次，它就不可能與原來的分配（ ， ）完全相同。同樣地，同一組樣本若交給另一個人用同樣的量具來量，當然也就會再形成另一個分配（ ， ）。
　　有了這樣的認知，我們就明白原始的數據標準差（ ）中其實己含蓋了產品真值標準差（ ），量器量測誤差（ ）及其他隨機誤差（ ）其關係如下：


GRR的目的就是要降低量測誤差（ ），使量測值之 儘量接近 （真值之標準差）。

第3問：請問GRR的優劣是否有放諸四海皆準的共識呢？

答：這是一個好問題，目前舉世公認的原則與分級標準如下：


　
第4問：請問上面公式的分子為何要乘5.15？

答：這是因為計算GRR時是採用99%的信賴區間，依據常態分配99%的範圍含蓋在 ±2.575個 之內，所以分子要乘5.15（2 ×2.575）。

　
第5問：為獲得可信之GRR，請問在實務上是否有一些標準程序？

答：有的，其程序如下：

　

第6問：GRR非做不可嗎？若一時做不到是否有其他替代指標？

答：這個問題好極了，中國人說盡信書不如無書，天下當然沒有非作GRR不可的道理，因為QS-9000的4.11.4節就清楚說是『譬如』GRR，表示GRR只是指標之一。

　　如果有一些限制而未能作GRR時，舉世公認的替代指標是Cpk，因為在計算Cpk中的Cp時，此Cp用的是數據標準差（ ），它已包括了量測誤差（ 詳見第2問之公式），因此若Cp/Cpk己能達到客戶的要求，那麼亦間接證明現有的量測系統也足堪信任。

第7問：請問那些情況不適用GRR？

答：這個問題的癥結仍在於我們對GRR的定義是否清楚（詳見第一問），因為作GRR時必須使用同一樣本（Parts）反覆量測，因此只要有任何樣本無法被反覆量測，那麼基本上即不適用GRR，這一類的情況中尤其以破壞性測試為最明顯，因為樣本實際上已無法被反覆測試。因此凡是破壞性測試，原則上均不適用GRR，近年來雖有討論用代用特性來做GRR的替代方案，但爭議頗多，所以若要使用替代方案時，請務必小心謹慎。

　
第8問：請問該優先使用GRR的狀況有那些前提？

答：這又是一個高明的問題，原則上該優先使用GRR的情況均應有下列前題：1.本質上是非破壞性之量測數值。2.該量測特性之製程能力Cp值明顯不足。

　　在此狀況下我們就必須運用GRR深入探究此時的製程能力是產品之真象或假象？若GRR<10%則表示問題出在產品本身，反之若GRR>25%（C級，請參考第3問）那就表示量測系統不夠精確，因而扭曲了產品的真值，這時我們就應立刻著手改善量測系統，改善時可參考下面的魚骨圖，找出回題癥結，再予以克服，以改善GRR。



　

第9問：GRR的想法我清楚了，但是GRR的計算及研判似乎比較複雜，不知是否有可代勞之軟體？

答：目前坊間之統計軟體，大部分均包括了GRR的分析功能，其中STATGRAPHIC尤其以圖形分析及研判取勝，有心人不妨一試。

　
第10問：從長期來看GRR可如何加以運用？

答：長期來看GRR可持續運用在下列領域或時機：

1.新量具可借助GRR來建立有效的驗收系統。
2.新進檢測人員可借助GRR來建立公允的合格認證系統。
3.配合Cpk不斷導引研發更價廉而堪用的測試設備。
4.若遇到產品規格大幅加嚴時（如Impedance的Tolerance由±12Ω降至±5Ω）則必須立即警覺必須將測試設備升級，以免誤判了新產品的真實性能。