軸徑測(cè)量系統(tǒng)分析研究

陜西漢德車(chē)橋有限公司 (西安 710201) 張 婕 竇 添

測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)已成為美國(guó)三大汽車(chē)公司質(zhì)量體系QS9000 的要素之一，也是6S 質(zhì)量計(jì)劃的一項(xiàng)重要內(nèi)容。正確理解和掌握測(cè)量系統(tǒng)分析的理論知識(shí)，并注意結(jié)合在企業(yè)實(shí)踐過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用，才能正確有效地實(shí)施MSA，提高在實(shí)際工作中解決問(wèn)題的能力，使MSA 真正做到服務(wù)于過(guò)程。

通常，測(cè)量系統(tǒng)評(píng)估的5 個(gè)項(xiàng)目分別是:穩(wěn)定性、偏倚、線(xiàn)性、重復(fù)性和再現(xiàn)性，前3 種特性是對(duì)測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的度量，用來(lái)描述測(cè)量結(jié)果的位置方面的狀況。重復(fù)性和再現(xiàn)性構(gòu)成了測(cè)量系統(tǒng)的精確度，反映的是測(cè)量系統(tǒng)的寬度變差。企業(yè)中應(yīng)用較多的是測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性。

1.重復(fù)性和再現(xiàn)性

測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性是測(cè)量系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容，其目的是定量地給出測(cè)量系統(tǒng)波動(dòng)大小，以確認(rèn)測(cè)量系統(tǒng)是否合格，當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)不合格時(shí)識(shí)別波動(dòng)源并指出改進(jìn)方向。

重復(fù)性是指在盡可能相同的測(cè)量條件下，對(duì)同一測(cè)量對(duì)象進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量所產(chǎn)生的波動(dòng)。重復(fù)性波動(dòng)是由測(cè)量設(shè)備本身的固有波動(dòng)引起的，因此又可稱(chēng)為設(shè)備波動(dòng)，記為EV。

再現(xiàn)性是指在各種可能變化的測(cè)量條件下，對(duì)同一個(gè)測(cè)量部件的同一特性進(jìn)行多次測(cè)量，所得結(jié)果的一致性。再現(xiàn)性又被稱(chēng)為人員波動(dòng)，記為AV。

對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)能力的判別準(zhǔn)則如表1 所示。

表1 測(cè)量系統(tǒng)能力判別準(zhǔn)則

(續(xù))

2.重復(fù)性和再現(xiàn)性實(shí)例分析

以差速器殼軸徑的測(cè)量為例，獲得重復(fù)性和再現(xiàn)性結(jié)果的操作方法是:選擇10 個(gè)差速器殼零件，3個(gè)測(cè)量操作者，以每個(gè)操作者重復(fù)測(cè)量3 次的方法評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)。其典型步驟是:①隨機(jī)選取10 個(gè)零件，將其編號(hào)，且編號(hào)不讓操作者看到。②隨機(jī)選3 個(gè)操作者。③讓每個(gè)操作者按隨機(jī)順序?qū)?0 個(gè)零件盲測(cè)3 遍。④將測(cè)量數(shù)據(jù)整理好，進(jìn)行整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的分析。

在生產(chǎn)線(xiàn)終端有代表性地抽取10 個(gè)零件，隨機(jī)挑選3 位檢驗(yàn)人員用同一把量具測(cè)量軸徑，每人共測(cè)量3 次。

(1)改善前的測(cè)量系統(tǒng)分析。使用測(cè)量范圍為100～125 mm、分辨率為0.001 mm 的外徑千分尺測(cè)量差速器殼軸徑，進(jìn)行重復(fù)性和再現(xiàn)性分析，數(shù)據(jù)如表2 所示。

(2)測(cè)量系統(tǒng)不合格原因分析。使用分辨率為0.001 mm 的外徑千分尺測(cè)量軸徑的測(cè)量系統(tǒng)分析是不合格的，其%R＆R=59.0% ＞30%，測(cè)量系統(tǒng)能力不足，須進(jìn)行改進(jìn)。造成測(cè)量系統(tǒng)分析不合格的主要原因是:①重復(fù)性差。重復(fù)性也可稱(chēng)為設(shè)備固有波動(dòng)，該測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性% EV 為57.9%，可見(jiàn)重復(fù)性差，也就是測(cè)量設(shè)備的波動(dòng)過(guò)大，說(shuō)明使用該外徑千分尺測(cè)量軸徑是不合適的。②再現(xiàn)性較差。該測(cè)量的再現(xiàn)性——評(píng)價(jià)人變差%AV 為11.7%，可見(jiàn)再現(xiàn)性也比較差，測(cè)量人員需要就外徑千分尺的使用方法進(jìn)行培訓(xùn)。③有效分辨率差。有效分辨率=1.928，也就是說(shuō)測(cè)量工具外徑千分尺只能把過(guò)程分布(0.022 mm)分為不到2 份。

表2 改善前重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)

(3)提高測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量水平的改進(jìn)措施。為了提高測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量水平，我公司投資購(gòu)買(mǎi)了一批專(zhuān)用量具，將差速器殼軸徑的測(cè)量量具由原來(lái)的精度為0.001 mm 外徑千分尺更換成精度為0.001 mm 的帶表卡規(guī)。帶表卡規(guī)對(duì)測(cè)量人員的測(cè)量能力要求低于外徑千分尺對(duì)測(cè)量人員的要求，其使用易于外徑千分尺。并對(duì)操作人員和檢驗(yàn)人員進(jìn)行新量具使用細(xì)則培訓(xùn)，從而提高質(zhì)量意識(shí)和測(cè)量技術(shù)。

(4)改善后的測(cè)量系統(tǒng)分析。使用了精度為0.001 mm 的帶表卡規(guī)，重新進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性分析，結(jié)果如表3 所示。

表3 改善后重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)

(續(xù))

3.結(jié)語(yǔ)

由表3 可知，帶表卡規(guī)測(cè)量系統(tǒng)的% R＆R=6.5% ＜10%，此測(cè)量系統(tǒng)是合格的、可以接受的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于原外徑千分尺測(cè)量系統(tǒng)。

(1)重復(fù)性:帶表卡規(guī)測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性——設(shè)備變差%EV=5.9%，原外徑千分尺測(cè)量系統(tǒng)的%EV=59.0%。可見(jiàn)重復(fù)性大幅度提升。

(2)再現(xiàn)性:帶表卡規(guī)測(cè)量的再現(xiàn)性——評(píng)價(jià)人變差% AV=2.7%，原外徑千分尺測(cè)量系統(tǒng)的%AV=11.7%?？梢?jiàn)，對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行培訓(xùn)之后，其測(cè)量技術(shù)有了提高。

(3)有效分辨率:帶表卡規(guī)的有效分辨率=21.616，可把過(guò)程分布 (0.021 mm)分為21.616份，遠(yuǎn)高于外徑千分尺的有效分辨率=1.928。

通過(guò)改進(jìn)差速器殼軸徑測(cè)量系統(tǒng)，達(dá)到了提高測(cè)量準(zhǔn)確度的目的，為控制企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提供了保證。