Minitab怎么进行测量系统分析 Minitab量具R&R结果不合格如何判断

Minitab可以通过量具R&R研究分析测量系统中的重复性和再现性，判断测量设备、操作员以及操作员与部件之间的差异是否已经影响检测结果。每名操作员都能重复测量同一批部件时，一般使用交叉量具R&R；不同操作员只能测量各自对应部件时，则应选择嵌套量具R&R。结果不合格后不能只看一个百分比，还要结合合计量具R&R、重复性、再现性、部件间变异和可区分类别数判断问题来源。

一、Minitab怎么进行测量系统分析

进行量具R&R之前，应先整理部件、操作员和测量值三列数据，并保证同一部件存在重复测量记录。研究方式选错以后，后面的方差分解和R&R结果也会失去对应意义。

1、选择正确的量具R&R类型

①打开包含测量数据的Minitab工作表。

②如果每一名操作员都测量同一批部件，进入【统计】→【质量工具】→【量具研究】→【量具R&R研究（交叉）】。

③如果不同操作员测量的是不同部件，选择【量具R&R研究（嵌套）】。

④存在额外固定或随机因子、数据不平衡时，再考虑【量具R&R研究（扩展）】。

⑤普通三操作员、多部件、多次重复测量的研究，优先确认是否满足交叉设计。

研究对象如果实际属于嵌套关系，却直接套用交叉量具R&R，软件仍可能输出结果，但Operator和Part对应的变异解释会发生错误。

2、填写部件、操作员和测量数据

①在【部件编号】中选择记录部件编号的列。

②在【操作员】中选择操作员编号列。

③在【测量数据】中选择实际测量结果列。

④确认同一个部件编号在不同操作员下面重复出现。

⑤确认每名操作员对每个部件进行了相同次数的重复测量。

⑥点击【选项】。

⑦有明确规格上下限时填写【过程公差】。

⑧需要按照历史过程变异比较时填写对应的历史标准差。

⑨保持研究变异倍数符合当前评价要求后执行分析。

填写过程公差后，结果会增加【%公差】；如果目标是判断测量系统相对于过程本身的精度，则重点看【%研究变异】。

3、查看量具R&R主要输出

①先找到【量具评估】结果表。

②查看【合计量具R&R】。

③继续查看【重复性】。

④再查看【再现性】。

⑤检查【部件间】变异。

⑥记录【%研究变异】。

⑦设置了公差后同时记录【%公差】。

⑧查看【可区分类别数】。

⑨继续打开变异分量图、R控制图和Xbar控制图。

正常的测量系统中，部件间差异应该明显大于测量系统自身产生的差异。如果合计量具R&R已经接近部件间变异，说明测量结果很难稳定地区分不同部件。

二、Minitab量具R&R结果不合格如何判断

量具R&R是否合格可以先看合计量具R&R的百分比，再分析误差来自重复性还是再现性。AIAG常用判断中，10%和30%是两个重要区间，但10%—30%的结果不能直接统一判为合格。

1、先看合计量具R&R百分比

①找到【合计量具R&R】对应的【%研究变异】。

②结果小于【10%】时，通常可以认为测量系统可接受。

③结果处于【10%—30%】时，需要结合产品用途、测量成本和公差要求判断。

④结果大于【30%】时，通常认为测量系统不可接受，需要处理。

⑤如果已经输入规格公差，再检查【%公差】。

⑥用于判断产品是否满足规格时，应重点关注%公差。

⑦用于过程改进和分析部件变异时，更适合关注%研究变异。

如果查看【%贡献】，评价区间也不同：小于1%一般可接受，1%—9%需要结合用途判断，大于9%则说明测量系统变异贡献偏高。

2、判断是重复性还是再现性造成不合格

①比较【重复性】和【再现性】的%研究变异。

②【重复性】明显较高时，检查量具分辨率、测量方法、夹具定位和测量环境。

③检查同一操作员重复测量同一部件时的波动。

④查看【R控制图】。

⑤如果R图存在超过控制上限的点，说明某些重复测量稳定性存在异常。

⑥【再现性】明显较高时，比较不同操作员平均测量值。

⑦检查操作员测量位置、夹紧方式和读数方法是否统一。

⑧交叉研究中再查看【操作员*部件】交互作用。

某些部件只有特定操作员测量结果异常时，应重点检查操作员与部件之间的交互影响，而不能简单把全部误差归到量具精度上。

3、检查可区分类别数

①找到结果中的【可区分类别数】。

②确认数值是否达到【5】。

③达到5或更高时，说明当前测量系统具备较好的部件区分能力。

④小于5时，表示测量系统能够识别的不同过程等级过少。

⑤数值只有2或3时，应重点检查测量系统精度。

⑥结合合计量具R&R一起判断。

有时合计R&R处在10%—30%的边缘区域，但可区分类别数又低于5，此时不宜仅根据“低于30%”就认为测量系统能够直接使用。

三、量具R&R不合格后怎么定位改进方向

确认测量系统存在问题以后，可以利用Minitab提供的图形进一步区分设备波动、人员差异和样本选择问题。

1、通过R控制图检查重复测量

①查看【按操作员的R控制图】。

②检查是否存在超过【UCL】的点。

③找出对应操作员和部件。

④回查原始测量记录。

⑤重新检查量具归零、定位和重复装夹。

⑥存在偶发异常时重新验证对应测量条件。

R图失控通常表示同一操作员对同一部件的重复测量波动异常，应该先解决重复性，再继续评价其他结果。

2、通过操作员图检查人员差异

①查看【按操作员的测量值】。

②比较各操作员测量均值。

③如果各操作员平均值明显分开，检查再现性。

④继续查看【操作员*部件】交互图。

⑤曲线明显交叉时，检查不同操作员对特定部件是否采用了不同方法。

⑥统一测量基准和操作步骤后重新收集数据。

3、检查研究样本是否覆盖实际过程

①确认用于研究的部件不是连续抽取的一批高度相似样品。

②检查样本是否覆盖实际生产中的尺寸变化范围。

③查看【部件间】变异是否明显。

④再查看Xbar控制图。

⑤如果大量部件平均值都落在很窄的范围内，重新评估样本代表性。

⑥换用能够覆盖正常过程范围的部件重新进行研究。

量具R&R需要通过部件间差异评价测量系统的区分能力，因此样品本身过于接近，也会使%研究变异和可区分类别数表现变差。

总结

Minitab进行测量系统分析时，应先根据数据结构选择交叉、嵌套或扩展量具R&R，再结合合计量具R&R、重复性、再现性和可区分类别数评价结果。合计测量系统变异低于10%通常可以接受，10%—30%需要根据使用要求判断，超过30%则应优先改进；同时还应确认可区分类别数达到5以上。结果不合格后，再利用控制图和操作员相关图形判断问题来自量具稳定性、人员差异还是研究样本。如需进一步了解Minitab测量系统分析、量具R&R结果判断与测量误差排查方法，欢迎联系咨询。