浅谈生产现场开展测量系统分析

摘 要：本文对测量系统分析的目的、测量系统分析的方法、如何在生产现场进行测量系统分析和测量系统分析遇到的问题及解决办法进行介绍，让从事质量改进的人员对测量系统分析工作有一个粗略的认知，多一条解决问题的渠道。

关键词：测量系统分析；重复性；再现性；质量；数据

中图分类号：F406 文献标识码：A

近年来，测量系统分析已逐渐成为企业质量改进的一项重要工作。在影响产品质量的六个要素（人、机、料、法、环、测）中“测量”因素越来越受到关注，正确的测量永远是质量改进的第一步，如果没有科学的测量系统评价方法，缺少对测量系统的有效控制，质量改进就失去了基本前提。“用数据说话”是质量管理的格言，也是质量改进的先决条件，要取得数据就必须测量。对于我们所取得的测量数据是否真实可靠，能否满足测量要求，那么只有通过测量系统分析才能够证明测量数据的可靠性。我公司近几年开始推广测量系统分析工作，通过现场的测量系统分析，识别测量过程能力，使现场对测量数据的“质量”有了更深刻的认识，我们认为质量“高”的数据，变成了质量“低”的数据，大家公认的测量方法变成必须改进的，测量系统分析让我们认识了质量“差”的测量系统是不能用于过程控制的。因此，测量系统分析在生产现场的应用将推动产品质量和过程控制能力的提高。

1 测量系统分析的目的

在生产现场我们进行测量系统分析的目的主要是通过测量系统分析验证测量数据的准确性，找到质量改进问题的方向。例如，我们经常会遇到零件尺寸测量不准确、同一零件的表面质量，不同的人检验的结果不一致的问题，这些都是测量系统分析要解决的问题。

2 怎样进行测量系统分析

2.1 识别数据类型

在进行测量系统分析前首先要识别测量数据的类型，了解了数据的类型才能使用合适的方法进行测量系统分析。一般数据类型有两种：计数型数据和计量型数据。计数型数据是指不能连续取值的，如砂眼数、裂纹处、疵点数等。计量型数据是可以连续取值的，如长度、重量、温度等。

2.2 选定测量系统分析方法

测量系统分析常用的方法有Gage R&R研究、专家再评估、检验一致性和专家循环研究。本文重点研究Gage R&R。Gage R&R方法主要用于计量型数据，评定标准是用Gage R&R值。一般Gage R&R值在小于10%以下可接受，Gage R&R值在10%-30%之间为灰色区域，也许可接受，Gage R&R值大于30%，测量系统需改进。同时还要看可区分数NDC，当NDC大于4时，通常认为测量系统可靠。在生产现场我们用Gage R&R值作为评定标准时还要考虑零件的关、重特性，对关重特性测量系统分析结果Gage R&R值大于15%时，我们就要考虑对这个测量系统进行改进。

2.3 进行数据收集

2.3.1 选定人员和样品数

选择三个测量人和10个测量样品， 10个样品可随机抽取，能代表过程的变异，否则会严重影响分析结果。

2.3.2测量准备

测量时应遵循盲测原则，评价前组织者要对10个样品编号，编号不能被测量者看到，每个人测完第一轮后，由其他人对这10个样品进行随机测量，避免主观偏向。另外，三个人之间都互相不知道其他人的测量结果。

2.3.3 数据采集

对已经选定的样品，让三个测量人对10个样品的某项特性进行测试，每个样品每人测量三次，将数据填入事前做好的表格中。

2.4 数据分析

通过测量我们获得90个数据，对这些数据进行分类后，用Minitab软件对数据进行分析，通过分析可获得Gage R&R值和可区分数NDC，按照本文提到的标准对分析结果进行判断是否符合测量要求。

用Minitab软件进行分析，当Gage R&R值小于等于30%时，可区分的类别数大于4时，测量系统符合要求。用Minitab软件分析得到6张分析图，他们依次是合计分量图、R极差图、Xbar控制图、部件间差异图、操作员图、交互作用。在这六个图中生产现场关注较多的是R极差图和Xbar控制图。我们期望的R极差图中所有的点都在控制上下限内，表明测量中没有非常规值，使用这个图来了解某些操作员是否比其它人更具有可重复性。

3 测量系统如何改进

当测量系统不接受时，必须对测量系统进行改进，改进须从以下几个方面进行：第一，从合计量具R&R看，重复性和再现性哪项引起的波动大。第二，从方差分析表看，操作者、操作者&部件对应的P值是否小于给定的显著水平，如果P值小，表明操作者或交互作用对测量结果有显著的影响。第三，从操作者的测量结果看，操作者之间的差异具体体现在什么地方。第四，从交互作用图看，操作者与部件存在什么样的交互作用。第五，从极差图看，哪些操作者测量的重复性好，是否有明显的不同？观察“好”或“差”的操作者测量方法，找出根源。

4 测量系统分析遇到的问题和解决方法

4.1 部件数量不足

在生产现场，尤其我们军工企业，经常会遇到数据量不足的问题，我们往往不能在一次凑齐10个零件，这时就会出现数据量不足的问题，解决这种问题的方法就一是增加测量次数，可以1个人测量3-5遍，二是增加测量点，一个零件选择多个位置测量，这样数据量就充分了。

4.2 测具精度不足

在作测量系统分析时，当测量结果的重复性和再现性非常好的时候，测量系统分析结果还是不合格，主要是因为测具的精度不足，测具不能准确反映零件的真实状态，我们就要考虑更换测具，使用精度高和分辨力高的测具进行测量系统分析。

4.3 操作员重视度不足

在测量系统分析时，我们还会遇到操作员每次测量结果波动很大，一致性差，采集这样的数据进行测量系统分析大部分是不合格的。造成这种情况大部分是零件单向限制一个最大值，操作员在测量时认为只要不超差就行，因此读数时误差大、精确度低。这种问题的解决方法时对操作者进行数据收集的培训，让他们明确什么样的数据是可用的、有效的。

结语

经过在生产现场进行测量系统分析工作，让我们了解了生产现场测量能力和存在的差距，为测量系统的改进提供了数据支持，工厂连续三年通过测量系统分析改进了多项测量系统，提高了工厂产品质量。

参考文献

[1]中航工业六西格玛绿带培训教材[M].

[2]张公绪.质量工程师手册[M]，2002，5.