开展交叉型 GRR 研究

通过多名操作员的重复测量,将测量变差与零件之间的差异区分开。

指南 · 测量系统(MSA) · 阅读约需 4 分钟

应用命令、工作表标识符和示例数据值保留原文。截图、图表和下载文件均为英文。

示例: 阀体内孔

三名检验员分别对相同的 10 个阀体各测量三次,每次读数之间取下并重新放置内径量表。本研究共包含 90 个测量值,零件顺序经过随机化,且此前的读数均隐藏。

下载阀体内孔示例(CSV,英文列名)

此示例与 Help 中使用的示例相同。bore_diameter_mm 包含以 mm 为单位的读数。此工具需要数值 ID:part_number 将 P01–P10 映射为 1–10,operator_number 将 A、B 和 C 映射为 1、2 和 3。trial 标识三轮测量。

1. 创建分析

在侧边栏中打开 Measurement systems,选择 GRR (ANOVA),并为分析命名。选择 New blank worksheet 和 Create analysis。

2. 导入数据

在 Worksheet 中选择 Import。选择已下载的文件或粘贴其内容。将分隔符设为 Comma,使用 Decimal dot,并选中 First row contains column names。预览导入内容,然后选择 Import into worksheet。保持全部行的原始顺序。

3. 指定输入列

在 Inputs 中,通过列选择器分别将 part_number 指定为 Part ID、将 operator_number 指定为 Operator、将 trial 指定为 Trial ID、将 bore_diameter_mm 指定为 Measurements。请使用数值 ID 列。

检查应用是否识别出 10 parts × 3 operators × 3 trials。每个零件都必须包含每名操作员的全部三轮测量。

4. 设置研究选项

在 Significance level (α) 中输入 0.05。在 Lower specification limit (LSL) 中输入 19.950,在 Upper specification limit (USL) 中输入 20.050。规格宽度为 0.100 mm。

打开 Precision,保持 Apply decimal precision to results 未选中。示例已包含测量值,无需使用 Create a worksheet template。

GRR (ANOVA): 输入信息,包含示例的列分配和设置
英文 Inputs 界面中的四项数值列指定、已识别的研究设计、显著性水平及规格限。 查看原尺寸图片 (在新标签页中打开)

5. 运行分析

选择 Run analysis,然后打开 Results。

6. 解读结果

  1. 理解研究设计

    每名检验员对每个阀体测量三次。重复读数之间的差异反映测量离散程度;阀体之间的差异反映零件变差。本研究对两者进行比较。

  2. 阅读测量变差

    EV 为重复性,即同一名检验员重复测量时的离散程度。AV 为再现性,即与检验员有关的变差。GRR 综合两者。此处 GRR 为 0.01778 mm。这些表格数值表示六倍标准差的变差宽度,并非标准差。

    研究变差分量(6σ,英文图表)
    英文图表:以 mm 为单位的研究变差分量,表示六倍标准差的变差宽度。这些柱形并非方差贡献。 查看原尺寸图表 (在新标签页中打开)
  3. 比较两种百分比

    GRR 占总研究变差宽度的 12.90%,占规格宽度的 17.78%,规格宽度为 0.100 mm。两者采用不同的比较基准。任何一个都不表示不合格阀体的百分比。所选零件会影响研究变差百分比。

  4. 比较各零件的检验员差异

    各线条展示每名检验员对各阀体的平均测量值。检验员之间的差异因零件而异。交互作用的 p 值约为 0.000479,低于 0.05,因此应用保留此效应。零件 1–10 对应 P01–P10;操作员 1/2/3 对应 A/B/C。

    操作员 × 零件均值(英文图表)
    英文图表:各检验员对各零件测得的平均内孔直径,单位为 mm,每个单元基于三次读数。 查看原尺寸图表 (在新标签页中打开)
  5. 确定需要调查的问题

    对于检验员测量结果存在差异的零件,应比较操作手法及量具定位。图表无法确定原因。整数 NDC 为 10:量具能在这些选定零件中区分多个水平,但这并不能证明其适合未来的所有用途。

更多详情:阅读各结果部分

完整结果表采用六位有效数字,与 Help 中一致。

研究变差分量(6σ)

本表报告研究变差(6σ),单位为 mm。重复性 EV 为 0.01033 mm;再现性 AV 为 0.01446 mm;总 GRR 为 0.01778 mm。零件变差大得多,为 0.1366 mm。请勿将这些数值视为标准差或百分比;将某项 6σ 分量除以六,才能得到其标准差。

研究变差分量(6σ) · 5 行
分量研究变差(6σ)
EV0.0103344
AV0.0144637
GRR0.0177764
PV0.136598
TV0.13775
  • O×P 显著;未合并。%GRR (Study Var) = 12.9% NDC ≈ 10

研究评估

GRR 占总研究变差的 12.90%,占规格宽度的 17.78%,规格宽度为 0.100 mm。NDC 为 10.835,整数 NDC 为 10。研究变差百分比使用标准差比值;方差贡献则使用该比值的平方(此处总 GRR 约为 1.67%),因此这些百分比回答的问题不同。NDC 也取决于所选零件的离散程度。

研究评估 · 6 行
指标数值
GRR (%StudyVar)12.9048
GRR (%Tolerance)17.7764
NDC10.8348
NDC(整数)10
α0.05
已合并操作员 × 零件交互作用否

含交互作用的双因素 ANOVA

操作员 × 零件的 p ≈ 0.000479,低于 α = 0.05,因此应用保留交互作用,而非将其与重复性合并。因此,需结合各零件的具体差异来考虑操作员差异。操作员的 p 值约为 0.000321;这些检验无法确定差异产生的原因。

含交互作用的双因素 ANOVA · 5 行
来源SSdfMSFp
Operator0.00024108920.00012054412.99970.000320941
Part0.042066290.00467402504.0559.41451e-20
O×P0.000166911180.000009272843.125680.000479281
重复性(误差)0.000178600.00000296667——
总计0.0426522890——
  • 完整模型的 F 值和 p 值。当操作员 × 零件的 p ≥ α 时,其交互作用与重复性合并。

操作员 × 零件均值

每个单元是某名操作员对一个零件进行三轮测量后的均值。应先在同一零件内比较操作员,再比较不同零件。

操作员 × 零件均值 · 3 行
操作员零件 1零件 2零件 3零件 4零件 5零件 6零件 7零件 8零件 9零件 10
Operator 120.00419.9720.020719.986720.00819.97920.028719.992720.016719.9623
Operator 220.00319.968720.02319.985320.01119.976320.032319.995320.017319.9653
Operator 320.004719.972320.02819.98820.015719.98120.02972020.0219.9677

边际均值

各操作员和各零件的边际均值概括了这项交叉型研究。跨零件求平均可能掩盖模型中保留的操作员与零件交互作用。

边际均值 · 14 行
来源均值
整体19.9984
Operator 119.9969
Operator 219.9978
Operator 320.0007
Part 120.0039
Part 219.9703
Part 320.0239
Part 419.9867
Part 520.0116
Part 619.9788
Part 720.0302
Part 819.996
Part 920.018
Part 1019.9651

7. 创建报告

保留 Study variation components (6σ)、Study assessment、Two-way ANOVA with interaction、Operator × part means、Marginal means,以及变差分量图和单元均值图。记录各数值 ID 对应的检验员及零件,并保留 0.100 mm 的规格宽度。

在已完成的运行中选择 Add to report 。打开 Choose individual items and advanced options 以选择表格和图表,然后选择 Add to draft。隐藏的项目仍会保留在已保存的分析中。

为报告命名,并添加研究目的和您的解读。选择 Save,查看 Preview,然后使用 Export → Download HTML。以下示例包含全部已选内容,包括超出单屏显示范围的结果。

此报告在应用中生成,为英文原版。 此 Help 示例在应用内生成的完整输出,包括适用的表格、图表和运行说明。 报告中的数值采用应用显示的数值精度。导出的图表为静态图表。在窄屏上,请横向滚动查看较宽的图表和表格。
查看示例报告: 检验员能否一致地测量阀体内孔?

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