重復性與再現(xiàn)性分析(repeatabilityandreproducibility).doc

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1、l重復性與再現(xiàn)性研究(repeatabilityandreproducibility)又名：R&R研究(R&Rstudy)，量具R&R(gageR&,R)，測量系統(tǒng)分析『measurementsystemanalysis,MSA)?概述重復性與再現(xiàn)性研究的分析對象是由儀器或量具組成的測量系統(tǒng)的變異。測量系統(tǒng)的變異是相對于觀測過程的總變異而言的。重復性與再現(xiàn)性研究的主要目的是使測量的變異足夠小，從而確保測量結果能反映真實的過程，因為如果測量變異過大，以致掩蓋了過程變異，就不可能了解到產品是否符合要求或是否應該繼續(xù)設法減小過程變異。重復性與再現(xiàn)性研究的主要對象是兩類變異：重復性

2、——指使用相同儀器重復讀數(shù)時產生的變異；再現(xiàn)性——由不同操作員做同樣的測量工作時產生的變異。?適用場合·當使用儀器或設備進行測量時；·在研究過程變異或過程能力之前；·當要在幾種測量方法中選擇一種時；·當要對測量方法、程序或培訓進行測評或標準化時；·當作為一個周期性持續(xù)改進的程序，保證改進過程保持統(tǒng)計受控時。?實施步驟計劃1確定所要研究的零件或產品、測量過程和儀器。2確定需要抽取的樣本容量和獲得樣本的方法。通常抽取5～10個樣品，如果不能始終保持樣本的一致性，就要先找到在研究過程中將樣本內變異最小化的方法。3確定研究需要多少名操作員（執(zhí)行測量工作的人）以及哪幾個操作員，通常是

3、1～3人。4確定每名操作員要進行的實驗次數(shù)（重復測量），通常2～3次。5確定校準、測量以及分析的步驟。測量6校準測量儀器。7確定抽樣的隨機次序。先由第一名操作員按照標準的操作步驟對所有的樣品進行測量，記錄結果。8隨機產生另一種抽樣次序。和之前一樣，讓第二名操作員測量全部樣品。不允許操作員看其他人的結果。不斷重復，直到全部的操作員對所有的樣品都測量了一次，此時稱為完成了一輪實驗。9重復步驟7、8的工作直到計劃的試驗全部完成。不能讓操作員看到樣本容量以及之前的結果或者其他可能會透露測量結果的任何信息。分析和改進10分析數(shù)據(jù)。通常使用計算機軟件處理計算，最常用的方法是極差-均值法

4、和方差分析法(ANOVA)，后面會給出對這些方法的簡單描述。分析的主要指標是：重復性(設備變異EV)。反映同一名操作者使用同一測量設備重復測量同樣的樣品時測量結果的變異程度，通常用反映該變異程度的一個區(qū)間來表示(通常用99%)，同時，也可利用標準差來反映重復性變異。再現(xiàn)性(測量者變異AV)。反映由不同操作員在測量同樣的樣品時產生的變異，也通常用反映該變異程度的一個區(qū)間來表示（通常用99%），同時，也可利用標準差來反映再現(xiàn)性變異。重復性與再現(xiàn)性(R&R)6/6。它是結合上述兩種變異來估算測量系統(tǒng)變異大小的，同樣也要給出其標準差（需要注意的是：它不是重復性和再現(xiàn)性大小的簡單加和

5、，因為標準差不具有加和性）。11將測量變異與整個過程的變異相比較。最簡單的方法是計算R&R變異在整個過程變異中占有的比率。過程變異可由過程控制圖得到，并表示為與重復性和再現(xiàn)性變異相同的形式：如果重復性與再現(xiàn)性變異標準差表示為σR＆R，計算時就要用過程的標準差σ；如果重復性與再現(xiàn)性變異表示為99%的區(qū)間，計算時要用5.15倍的過程標準差表示過程變異。12如果R&R變異較大不能接受，則就需要制定測量系統(tǒng)的改進計劃。進一步的研究與分析可能會找到引起過大變異的原因。分析方法極差-均值法這種方法首先要構建數(shù)據(jù)的均值極差圖()。將每名操作員在一次抽樣中得到的所有實驗數(shù)據(jù)分為一組。取每名

6、檢驗員測量的極差的總平均值就得到重復性的標準差。參閱“控制圖”可以了解到更多關于圖的知識及相關公式。這種方法不需要使用計算機軟件就可以完成。1計算每名操作員對同一樣品測量的極差R、這些極差的平均值以及所有操作員測量結果的均值。2算出每名操作員測量的極差的平均值，再計算極差的上控制限：D4是由附錄中表A.2查得的R圖常量，n＝實驗次數(shù)。繪出極差點及上控制限．如果有任何一個點高出上控制限，說明需要找出并消除形成特殊點的原因。然后重新測量，但如果不允許重新測量，就在計算時將特殊點排除。（選做）在均值圖上繪出每名操作員重復測量的均值點，觀察它們是否存在差異。將代表測量變異控制限的范

7、圍和代表過程變異的均值點分布范圍作比較?！?在計算重復性大小、再現(xiàn)性大小等時，如果用變異的99%區(qū)間來表示，要將相應的標準差乘以5.15；如果用變異的95%區(qū)間來表示，要將相應的標準差乘以4；如果用變異的99.7%區(qū)間來表示，要將相應的標準差乘以6。方差分析法(ANOVA)方差分析法實際上是將測量系統(tǒng)分析看作是試驗設計來進行分析的，影響因子有儀器、操作員和樣品。分析工作可借助計算機軟件完成，而分析結果中還包含儀器和操作員之間的交互作用。6/6?示例某生產過程的一個關鍵的質量特性值的測定需要進行實驗室的分析。已知過程