浅谈测量系统分析 (MSA）(七): GRR% 关于GRR%的接受准则说起来很简单，在AIAG MSA手册和PPAP的手册中都有清楚的描述：GRR% <10%，测量系统可接受。10%30%，测量系统不能接受。当对测量特殊特性的量检具做GRR时，因为特殊特性要求Cpk/Ppk>1.67，这个时候TV是很小的，所以要想满足<10%的GRR有时候是相当困难的。我们为了满足小于10%的这个标准，付出的代价是巨大的，或者造假数据

关于GRR%的接受准则说起来很简单，在AIAG MSA手册和PPAP的手册中都有清楚的描述：GRR% <10%，测量系统可接受。10%<GRR%<30%，测量系统可接受或不接受，或者说勉强可以接受；GRR%>30%，测量系统不能接受。当对测量特殊特性的量检具做GRR时，因为特殊特性要求Cpk/Ppk>1.67，这个时候TV是很小的，所以要想满足<10%的GRR有时候是相当困难的。我们为了满足小于10%的这个标准，付出的代价是巨大的，或者造假数据。其实，这个接受标准只是一个指南，我们可以根据测量系统的用途和实际的过程能力（或表现）作出调整。

首先，需要理解一下我们为什么需要计算GRR%？通常我们计算GRR%是为了以下3个目的：

1. 产品控制：100%在线测量时，小的GRR%更能够准确测量产品，减少误判，注意，不仅仅是避免不合格品流到客户端，消除误杀也是很重要的。

2 过程控制：满足控制图的分辨率（ndc>5）和灵敏度（ARL3），从而保证过程受控、稳定。

3.分析问题：能够准确测量产品数据，为正确决策提供依据。

第二，我们需要理解客户关于Ppk和GRR%的要求的真实含义。在PPAP时，通常取100个产品，要求在GRR%<10%的情况下，Ppk>1.67，那么这些数字背后真正的含义是什么呢？我想应该是这样的：测量100个产品的实际Ppk>1.67（在GRR%=0时，虽然不可能出现），那么量产后要求实际的Ppk>1.44，那么这意味着客户端的最大PPM值是15.6 。而决定客户端PPM值有实际的过程表现（Ppk) 和 GRR%两个因素，从客户风险的角度我们仅仅盯着GRR%是否满足小于10%的要求是片面的，应该同时考虑Ppk和GRR%两方面。当然GRR%<10%也是为了保证控制图的分辨率和灵敏度，但是有点过度保证了。

第三，我们需要理解测量系统的用途，比如用于100%在线测量，还是用于过程控制的抽检，包括均值-极差图和检查表。如果用于100%在线测量，要求测量系统能够准确测量产品，减少或消除误判；如果是用于过程控制的抽检，我们需要保证控制图的分辨率和灵敏度。

第四，咱们先看100%检查的情况，100%检查一般用于过程能力不满足要求或过程能力很强但过程不稳定的情况下。这时候GRR主要考虑误判的情况，下面我们看一下，不同的实际Ppk情况下允许的GRR%的值（基于公差和TV的）。

从上表可知，当量产实际Ppk>1.44时，允许的基于TV的GRR%随着Ppk的增加而增大。当量产实际Ppk<1.44时，允许的基于公差GRR%急剧减小，甚至是不可能达到的，所以提高过程能力才是提高客户质量的正确途径，单纯依靠减小GRR%效果是不明显的是，甚至是不可行的。从允许的GRR%最大值来看，过程表现越好，允许的GRR%越大。

第五，对于非100%测量的测量系统而言，主要有两个作用：

1. 抽检样本（子组），通过均值-极差图监控过程是否稳定，这个时候需要测量系统满足控制图的分辨率和灵敏度的要求。1) 满足分辨率ndc5只需要基于TV的GRR%<30%即可；2) 要满足ARL3的灵敏度，GRR%的大小与子组大小有关，这个问题我在以前介绍过，子组大小n4时，GRR%<30%，即可保证ARL3。 

2. 抽取一定的样本计算Cpk/Ppk来估客户端的PPM值，只要保证在测量100个产品情况下实际Ppk大于1.67即可。这时，允许的GRR%随着Ppk的值是变化的。下面是Ppk和允许的GRR%的关系，供大家参考吧。

从上表可知：

1. 当观测Ppk1.67时，无论GRR%取何值，实际Ppk肯定大于或等于1.67，这时候GRR%只要小于30%满足均值-极差图的分辨率和敏感度要求即可。

2. 当观测Ppk<1.67时，要想实际Ppk>1.67, 这时候的GRR%不能太小，有点绕，对吧？因为GRR%与实际Ppk是同向变化的，即在相同观测Ppk情况下，GRR%越大，实际Ppk也越大。观测Ppk越小，允许的GRR%的公差带越窄。

总结一下：

1. 不要迷信1:10法则，因为它只是一个经验法则（RULE OF THUMB），很多场合下是不适用的。

2. 对于GRR%的接受标准，需要考虑测量系统的用途，即100%检查的产品控制，或用于过程控制的抽检。

3. 用于产品控制100%检查的测量系统，建议GRR%计算基于公差。当量产Ppk>1.44，但过程不稳定时，允许的基于公差的GRR%<10%，允许的基于TV的GRR%随着Ppk的增加而增大。当过程稳定但Ppk<1.44时，要求的GRR%急剧减小，绝大多数情况下不可能满足要求。也就是说， 当Ppk<1.44时，即使在GRR%<10%的情况下增加100%检查，客户端的ppm值也是不能满足要求的。

4. 用于过程控制抽检（如均值-极差图）的测量系统，基于TV计算GRR%。在子组容量n4时，GRR%<30%即可满足控制图分辨率和灵敏度要求。

2021-06-01