浅谈SPC(六):GRR VS PPM的关系是怎样的?

看到这个标题时,很多人可能觉得奇怪,GRR属于测量系统分析的范畴,PPM是SPC的根据过程能力估计的不合格品数量,二者似乎是风马牛不相及的。事实上,测量系统对PPM值的影响还是很大的,尤其是在过程能力较低的时候,影响更为显著。我们进行过程能力分析的每个数据都是测量系统测出来的,那么这些测量数据里必然包括了测量的误差,因此,我们观测的数据分布实际上包含了过程的变差和测量系统变差,如下图所示:

首先,我介绍一下GRR%是如何影响过程能力的,如下图所示,当实际的Cp=1.0时,不同的GRR%观测的Cp是不同的:

下面的图展示了实际的Cp与观测的Cp在不同GRR%下的对应关系,左边的GRR是基于过程TV,右边的是基于公差的。

既然对Cp有影响,那么对PPM也就产生了影响,道理比较简单。如果经过过程能力分析,观察的Cp为1.0,s那么在工厂内和客户端的PPM分别为多少呢?假如产品在线100%检查,GRR%使Cp变小,从而在工厂内产生的不合格品数量比实际的要多。也就是说,部分的合格产品被当做了不合格产品而报废、返工或返修。而且,GRR%越大,不合格品数量越多,也就是被误杀的越多。同时,由于测量系统误差的存在,即使进行了100%全检,仍然会有不合格品流出到客户端,而且落网之鱼也会随着GRR%的增加而增加,如下图所示,红色区域为落网之鱼的最大数量,蓝色区域为被误杀的最大数量。可以通过积分比较精确地估计出可能的PPM值,我们不搞那么繁琐了,我在这儿给出最差的情况,在这种情况下,我们假定误判的Alpha风险和Belta风险相等,流到客户端的最大PPM如下图表所示, 仅供大家参考,不一定十分准确。

同时我们估计一下被误杀的合格产品的数量与GRR的关系,如下所示,同样的,仅供大家参考。

通过,以上图表可以给我们一些启示:

1. 不要迷信100%检验,即使是自动检验,也会有落网之鱼,尤其是当过程能力很低时(比如低于1.0),落网之鱼很多;反过来说,误杀的也很多,造成很多浪费,质量成本增加。

2. 当过程能力很高时(如Cp>1.33),GRR引起的误判数量很少,所以减少客户ppm和内部失效成本的最有效的办法就是提高过程能力,而不是大量精力在测量系统上。

3. 当过程能力很高时(如Cp>1.67),其实满足基于过程TV的GRR<10%是没有多大必要的,因为对ppm几乎没有影响。为了满足Xbar-R控制图的需要,GRR%<27%即可,否则,为了满足10%的要求,要为测量系统付出很大代价。

2021-3-1

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