軸徑測量系統(tǒng)分析研究

陜西漢德車橋有限公司 (西安 710201) 張 婕 竇 添

測量系統(tǒng)分析(MSA)已成為美國三大汽車公司質(zhì)量體系QS9000 的要素之一，也是6S 質(zhì)量計劃的一項重要內(nèi)容。正確理解和掌握測量系統(tǒng)分析的理論知識，并注意結(jié)合在企業(yè)實踐過程中的實際應(yīng)用，才能正確有效地實施MSA，提高在實際工作中解決問題的能力，使MSA 真正做到服務(wù)于過程。

通常，測量系統(tǒng)評估的5 個項目分別是:穩(wěn)定性、偏倚、線性、重復性和再現(xiàn)性，前3 種特性是對測量系統(tǒng)準確度的度量，用來描述測量結(jié)果的位置方面的狀況。重復性和再現(xiàn)性構(gòu)成了測量系統(tǒng)的精確度，反映的是測量系統(tǒng)的寬度變差。企業(yè)中應(yīng)用較多的是測量系統(tǒng)的重復性和再現(xiàn)性。

1.重復性和再現(xiàn)性

測量系統(tǒng)的重復性和再現(xiàn)性是測量系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容，其目的是定量地給出測量系統(tǒng)波動大小，以確認測量系統(tǒng)是否合格，當測量系統(tǒng)不合格時識別波動源并指出改進方向。

重復性是指在盡可能相同的測量條件下，對同一測量對象進行多次重復測量所產(chǎn)生的波動。重復性波動是由測量設(shè)備本身的固有波動引起的，因此又可稱為設(shè)備波動，記為EV。

再現(xiàn)性是指在各種可能變化的測量條件下，對同一個測量部件的同一特性進行多次測量，所得結(jié)果的一致性。再現(xiàn)性又被稱為人員波動，記為AV。

對于測量系統(tǒng)能力的判別準則如表1 所示。

表1 測量系統(tǒng)能力判別準則

(續(xù))

2.重復性和再現(xiàn)性實例分析

以差速器殼軸徑的測量為例，獲得重復性和再現(xiàn)性結(jié)果的操作方法是:選擇10 個差速器殼零件，3個測量操作者，以每個操作者重復測量3 次的方法評價測量系統(tǒng)的波動。其典型步驟是:①隨機選取10 個零件，將其編號，且編號不讓操作者看到。②隨機選3 個操作者。③讓每個操作者按隨機順序?qū)?0 個零件盲測3 遍。④將測量數(shù)據(jù)整理好，進行整個測量系統(tǒng)的分析。

在生產(chǎn)線終端有代表性地抽取10 個零件，隨機挑選3 位檢驗人員用同一把量具測量軸徑，每人共測量3 次。

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

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

表2 改善前重復性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)

(3)提高測量系統(tǒng)測量水平的改進措施。為了提高測量系統(tǒng)測量水平，我公司投資購買了一批專用量具，將差速器殼軸徑的測量量具由原來的精度為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)對測量人員的測量能力要求低于外徑千分尺對測量人員的要求，其使用易于外徑千分尺。并對操作人員和檢驗人員進行新量具使用細則培訓，從而提高質(zhì)量意識和測量技術(shù)。

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

表3 改善后重復性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)

(續(xù))

3.結(jié)語

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

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

(2)再現(xiàn)性:帶表卡規(guī)測量的再現(xiàn)性——評價人變差% AV=2.7%，原外徑千分尺測量系統(tǒng)的%AV=11.7%。可見，對測量人員進行培訓之后，其測量技術(shù)有了提高。

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

通過改進差速器殼軸徑測量系統(tǒng)，達到了提高測量準確度的目的，為控制企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提供了保證。