淺談生產現場開展測量系統分析

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

近年來，測量系統分析已逐漸成為企業質量改進的一項重要工作。在影響產品質量的六個要素（人、機、料、法、環、測）中“測量”因素越來越受到關注，正確的測量永遠是質量改進的第一步，如果沒有科學的測量系統評價方法，缺少對測量系統的有效控制，質量改進就失去了基本前提。“用數據說話”是質量管理的格言，也是質量改進的先決條件，要取得數據就必須測量。對于我們所取得的測量數據是否真實可靠，能否滿足測量要求，那么只有通過測量系統分析才能夠證明測量數據的可靠性。我公司近幾年開始推廣測量系統分析工作，通過現場的測量系統分析，識別測量過程能力，使現場對測量數據的“質量”有了更深刻的認識，我們認為質量“高”的數據，變成了質量“低”的數據，大家公認的測量方法變成必須改進的，測量系統分析讓我們認識了質量“差”的測量系統是不能用于過程控制的。因此，測量系統分析在生產現場的應用將推動產品質量和過程控制能力的提高。

1 測量系統分析的目的

在生產現場我們進行測量系統分析的目的主要是通過測量系統分析驗證測量數據的準確性，找到質量改進問題的方向。例如，我們經常會遇到零件尺寸測量不準確、同一零件的表面質量，不同的人檢驗的結果不一致的問題，這些都是測量系統分析要解決的問題。

2 怎樣進行測量系統分析

2.1 識別數據類型

在進行測量系統分析前首先要識別測量數據的類型，了解了數據的類型才能使用合適的方法進行測量系統分析。一般數據類型有兩種：計數型數據和計量型數據。計數型數據是指不能連續取值的，如砂眼數、裂紋處、疵點數等。計量型數據是可以連續取值的，如長度、重量、溫度等。

2.2 選定測量系統分析方法

測量系統分析常用的方法有Gage R&R研究、專家再評估、檢驗一致性和專家循環研究。本文重點研究Gage R&R。Gage R&R方法主要用于計量型數據，評定標準是用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%之間為灰色區域，也許可接受，Gage R&R值大于30%，測量系統需改進。同時還要看可區分數NDC，當NDC大于4時，通常認為測量系統可靠。在生產現場我們用Gage R&R值作為評定標準時還要考慮零件的關、重特性，對關重特性測量系統分析結果Gage R&R值大于15%時，我們就要考慮對這個測量系統進行改進。

2.3 進行數據收集

2.3.1 選定人員和樣品數

選擇三個測量人和10個測量樣品，10個樣品可隨機抽取，能代表過程的變異，否則會嚴重影響分析結果。

2.3.2 測量準備

測量時應遵循盲測原則，評價前組織者要對10個樣品編號，編號不能被測量者看到，每個人測完第一輪后，由其他人對這10個樣品進行隨機測量，避免主觀偏向。另外，三個人之間都互相不知道其他人的測量結果。

2.3.3 數據采集

對已經選定的樣品，讓三個測量人對10個樣品的某項特性進行測試，每個樣品每人測量三次，將數據填入事前做好的表格中。

2.4 數據分析

通過測量我們獲得90個數據，對這些數據進行分類后，用Minitab軟件對數據進行分析，通過分析可獲得Gage R&R值和可區分數NDC，按照本文提到的標準對分析結果進行判斷是否符合測量要求。

用Minitab軟件進行分析，當Gage R&R值小于等于30%時，可區分的類別數大于4時，測量系統符合要求。用Minitab軟件分析得到6張分析圖，他們依次是合計分量圖、R極差圖、Xbar控制圖、部件間差異圖、操作員圖、交互作用。在這六個圖中生產現場關注較多的是R極差圖和Xbar控制圖。我們期望的R極差圖中所有的點都在控制上下限內，表明測量中沒有非常規值，使用這個圖來了解某些操作員是否比其它人更具有可重復性。

3 測量系統如何改進

當測量系統不接受時，必須對測量系統進行改進，改進須從以下幾個方面進行：第一，從合計量具R&R看，重復性和再現性哪項引起的波動大。第二，從方差分析表看，操作者、操作者&部件對應的P值是否小于給定的顯著水平，如果P值小，表明操作者或交互作用對測量結果有顯著的影響。第三，從操作者的測量結果看，操作者之間的差異具體體現在什么地方。第四，從交互作用圖看，操作者與部件存在什么樣的交互作用。第五，從極差圖看，哪些操作者測量的重復性好，是否有明顯的不同？觀察“好”或“差”的操作者測量方法，找出根源。

4 測量系統分析遇到的問題和解決方法

4.1 部件數量不足

在生產現場，尤其我們軍工企業，經常會遇到數據量不足的問題，我們往往不能在一次湊齊10個零件，這時就會出現數據量不足的問題，解決這種問題的方法就一是增加測量次數，可以1個人測量3-5遍，二是增加測量點，一個零件選擇多個位置測量，這樣數據量就充分了。

4.2 測具精度不足

在作測量系統分析時，當測量結果的重復性和再現性非常好的時候，測量系統分析結果還是不合格，主要是因為測具的精度不足，測具不能準確反映零件的真實狀態，我們就要考慮更換測具，使用精度高和分辨力高的測具進行測量系統分析。

4.3 操作員重視度不足

在測量系統分析時，我們還會遇到操作員每次測量結果波動很大，一致性差，采集這樣的數據進行測量系統分析大部分是不合格的。造成這種情況大部分是零件單向限制一個最大值，操作員在測量時認為只要不超差就行，因此讀數時誤差大、精確度低。這種問題的解決方法時對操作者進行數據收集的培訓，讓他們明確什么樣的數據是可用的、有效的。

結語

經過在生產現場進行測量系統分析工作，讓我們了解了生產現場測量能力和存在的差距，為測量系統的改進提供了數據支持，工廠連續三年通過測量系統分析改進了多項測量系統，提高了工廠產品質量。

[1]中航工業六西格瑪綠帶培訓教材[M].

[2]張公緒.質量工程師手冊[M]，2002，5.