Qu'est-ce que le GRR et la MSA

Qu'est-ce que le GRR et la MSA avec TofuPilot

La répétabilité et reproductibilité de jauge (GRR, Gage Repeatability and Reproducibility) mesure la part de variation de vos tests qui provient du système de mesure lui-même. L'analyse du système de mesure (MSA, Measurement System Analysis) est l'évaluation plus large qui inclut le GRR ainsi que le biais, la linéarité et la stabilité. Ce guide explique le fonctionnement du GRR et de la MSA, comment réaliser une étude GRR, et comment utiliser les données TofuPilot pour surveiller la santé du système de mesure.

Pourquoi la variation de mesure est importante

Chaque mesure de test a trois sources de variation :

Source	Description
Pièce à pièce	Différences réelles entre les unités (c'est ce que vous voulez mesurer)
Répétabilité	Variation quand le même opérateur mesure la même pièce plusieurs fois
Reproductibilité	Variation quand différents opérateurs ou stations mesurent la même pièce

Si votre système de mesure contribue à trop de variation, vous ne pouvez pas faire confiance à vos décisions pass/fail. Des bonnes unités sont rejetées (faux échecs). Des mauvaises unités passent (échappements).

Critères d'acceptation du GRR

GRR % de la tolérance	Évaluation
En dessous de 10 %	Le système de mesure est acceptable
10 % à 30 %	Peut être acceptable selon l'application
Au-dessus de 30 %	Le système de mesure doit être amélioré

Le GRR est exprimé en pourcentage de la tolérance de spécification. Un GRR de 20 % signifie que le système de mesure utilise 20 % de votre bande de tolérance avec son propre bruit.

Comment fonctionne une étude GRR

Une étude GRR croisée utilise plusieurs opérateurs, plusieurs pièces et plusieurs essais :

Paramètre	Valeur typique
Opérateurs (ou stations)	2-3
Pièces	10 (couvrant la plage de variation de production)
Essais par pièce par opérateur	2-3
Total des mesures	40-90

Chaque opérateur mesure chaque pièce plusieurs fois, dans un ordre aléatoire. Les données sont analysées par ANOVA ou la méthode des étendues pour séparer répétabilité et reproductibilité.

Prérequis

Python 3.10+
OpenHTF installé (pip install openhtf)
SDK Python TofuPilot installé (pip install tofupilot)

Étape 1 : Collecter les données GRR

Exécutez la même mesure sur le même ensemble de pièces plusieurs fois. Utilisez TofuPilot pour enregistrer chaque mesure avec l'identifiant de pièce et le numéro d'essai.

grr_study.py

import openhtf as htf
from openhtf.util import units


@htf.measures(
    htf.Measurement("voltage_reading_V")
    .with_units(units.VOLT),
    htf.Measurement("operator").with_units(units.UNITLESS),
    htf.Measurement("trial").with_units(units.UNITLESS),
)
def phase_grr_measurement(test):
    """Mesurer la tension pour l'étude GRR. Enregistrer l'opérateur et l'essai."""
    test.measurements.voltage_reading_V = 5.003
    test.measurements.operator = 1
    test.measurements.trial = 1

Étape 2 : Enregistrer dans TofuPilot

Chaque mesure devient un run de test. Le numéro de série identifie la pièce. Exécutez chaque combinaison pièce-opérateur-essai comme une exécution de test séparée.

grr_study.py

from tofupilot.openhtf import TofuPilot

test = htf.Test(phase_grr_measurement)

with TofuPilot(test):
    test.execute(test_start=lambda: input("Scanner le numéro de série de la pièce GRR : "))

Étape 3 : Analyser les résultats

Après avoir collecté toutes les mesures, exportez les données depuis TofuPilot et calculez les métriques GRR. Les calculs clés :

Métrique	Formule
Répétabilité (EV)	Étendue moyenne intra-opérateur x constante d2
Reproductibilité (AV)	Étendue des moyennes inter-opérateurs x constante d2, corrigée pour la taille de l'échantillon
GRR	Racine carrée de (EV au carré + AV au carré)
GRR %	(GRR / tolérance) x 100
Nombre de catégories distinctes (ndc)	(Variation des pièces / GRR) x 1,41

Un ndc inférieur à 5 signifie que le système de mesure ne peut pas distinguer suffisamment de catégories de pièces. Vous avez besoin d'au moins 5 pour un système capable.

Au-delà du GRR : la MSA complète

La MSA inclut quatre évaluations supplémentaires au-delà du GRR :

Étude	Ce qu'elle mesure	Quand l'effectuer
Biais	Différence entre la moyenne mesurée et la référence connue	À l'étalonnage
Linéarité	Comment le biais évolue sur la plage de mesure	À l'étalonnage
Stabilité	Comment les mesures dérivent dans le temps	Surveillance continue
Résolution	Plus petit incrément détectable par le système	À la mise en service

Utiliser TofuPilot pour la MSA continue

Vous n'avez pas besoin de réaliser des études GRR formelles en permanence. Les données de distribution de mesure de TofuPilot vous offrent une visibilité continue :

Distributions de mesures pour la même référence produit montrent la variation totale au fil du temps
Comparaison entre stations montre si différentes stations donnent des résultats différents (signal de reproductibilité)
Cartes de contrôle détectent quand la dérive de mesure commence (surveillance de stabilité)
Résultats marginaux signalent quand les mesures sont proches des limites, ce qui pourrait indiquer des problèmes de système de mesure plutôt que des problèmes de pièces

Quand vous constatez une variation inattendue dans TofuPilot, réalisez une étude GRR formelle pour quantifier la source. Si le système de mesure est le problème, ré-étalonnez ou mettez à niveau l'instrument avant de resserrer les limites.

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