测量系统分析(MSA)在测量管理体系中的作用

【导读】
测量系统是保证组织有效运行的一个基础性环节,测量系统(包括测量设备和测量过程)的质量不仅直接影响到产品或服务的质量,还影响到环境管理体系、职业安全与健康管理体系等的运
    测量系统是保证组织有效运行的一个基础性环节,测量系统(包括测量设备和测量过程)的质量不仅直接影响到产品或服务的质量,还影响到环境管理体系、职业安全与健康管理体系等的运行。IS010012:2003《测量管理体系测量过程和测量设备的要求》标准(以下简称标准)中对测量系统的质量保证做出了相应的要求,要求企业有相关的程序来对测量系统的有效性进行验证。ISO/TSl6949中也对测量系统的有效性及有效性的验证提出了相关要求和指导意见,集中体现在其测量系统分析(MSA,Measurement System Analysis)参考手册(以下简称MSA)中。本文试就MSA与标准的关系做一分析,为组织贯彻标准提供一些参考。


 

1 MSA及标准简介
    QS9000质量体系标准是由美国戴姆勒克莱斯勒、福特和通用汽车公司针对供方的质量要求而制定的。目前,执行该标准几乎成为国内汽车零部件企业为国外及国内合资的整车行业配套的准入条件。MSA是该标准的五本专业手册之一。同时,它也被ISO/IECTS16949标准所涵盖。MSA把通过测量系统所得的数据看作是测量系统的“产品”,通过分析“产品”——测量数据的质量对测量系统本身产生的变差进行研究,并分析其原因,计算其对测量结果影响的比例,从而判断测量系统的质量能否用于探查生产过程中的偶然因素导致的产品质量问题。它主要关注的是能重复读数的测量系统;同时对其他形式的测量系统也提出了参考意见和建议。

    IS010012:2003《测量管理体系测量过程和测量设备的要求》作为一个计量标准,并不是强制性的标准,但考虑到IS010012标准在保证产品质量、保障环境安全和职业健康安全、促进节能降耗等方面的重要作用,国内外许多的知名企业均把它作为一个重要的技术支撑标准在组织内部进行宣贯。相比于IS010012-1.2:1992标准,新标准对计量确认过程和测量过程提出了新要求,使两个过程的要素得到了细化和完善,使两个过程之间的关系变得更加科学与合理,使两个过程的实施更具有可操作性。但是,这套标准主要着眼于从管理的层面上提出通用要求,对具体的操作(如确认计量确认问隔)没有给出充分的指导性建议,给具体实施带来一些困难。因此,在细致分析测量系统分析与测量管理体系之间关系的基础上,可以将测量系统分析的方法引入测量管理体系中,为具体测量/计量管理工作提供指南,以降低测量风险,降低测量管理体系运行成本,提高运行效率。

 


 
2 MSA在标准中的作用
    MSA为标准的宣贯和实施提供具体的技术和方法支持,其关系如图l所示。下面从几个方面对MSA在标准贯彻中的作用进行说明。
 
图1 MSA与测量管理体系标准的关系简图
 

2.1 MSA在计量确认中的作用
    计量确认是为确保测量设备符合预期使用要求所需要的一组操作。通过按规定的确认间隔对测量设备的计量特性进行校准,并把校准结果与预期使用要求进行验证,以保证测量设备满足测量过程的计量要求。标准对计量确认过程的基本要求包括计量确认的设计和计量确认的实施两个方面。计量确认的设计主要是指计量确认程序的设计。MSA在计量确认设计中的作用如图2所示。 
 
图2 MSA在计量确认设计中的作用 
 
    选择校准方法、确定验证方法和判断准则、确定确认间隔是这个过程的核心步骤。在选择校准方法及确定验证方法和判断准则时,可以参考MSA参考手册2.2“选择/制定试验程序”及3.4关于确定测量系统计量特性的方法。

    “确定确认间隔”虽然不直接确定计量特性,但是关系到计量确认过程的有效性。测量管理体系标准规定, “计量确认间隔应经评审,必要时进行调整以确保持续符合规定的计量要求”。因为随着使用时间的增长,测量设备会出现磨损和老化,会影响到设备的计量特性。对确认间隔进行评审是为了提高确认间隔的合理性和有效性。缩短确认间隔可以降低不合格风险,但增加了计量确认的成本;延长确认间隔,降低了成本,但增大了不合格的风险。

    为此,应根据实践积累的数据,科学、合理并按程序的规定对确认间隔进行评审和必要的调整。在确定是否修改计量确认间隔时,可以利用MSA参考手册中3.2中确定稳定性、偏倚的方法及5.5R&R的方法确定测量系统的这几个关键特性,以决定是否需要修改计量确认的问隔,提高决策的科学性,降低成本,降低风险。


2.2 MSA在测量过程实现中的作用
    MSA参考手册中关于测量系统的定义是“用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集 合;用来获得测量结果的整个过程”。根据这个定义,MSA就是对测量过程的分析。MSA中的方法都可以应用到测量过程的分析中,即用来确认测量过程是否满足要求。MSA在测量过程实现中的作用如图3所示。 
 
图3 MSA在测量过程实现中的作用

 
2.3 MSA在资源管理中的作用
    MSA手册中把由于测量设备引起的变差称为重复性变差,把由于操作人员引起的变差称为再现性变差。MSA手册5.5R&R的评定方法介绍了如何分离重复性变差和再现性变差,通过这一手段,可以了解到引起测量误差的主要因素,从而决定改进硬件设备,还是加强操作人员培训。从而为有效管理测量管理体系的资源提供参考。


2.4 MSA在测量管理体系分析与改进中的作用
    测量管理体系的持续改进是体系质量管理的灵魂,应有效策划并实施监视、分析和改进过程,以保持体系的持续改进。MSA是分析测量过程中人、机、料、法、环(4M1E),找出影响测量结果的因素,分析存在的风险及潜在风险。因此,利用MSA的结果可以帮助查找测量管理体系中存在的不合格及其原因,为测量管理体系的改进提供指南。

 



3 总结
    通过上面的分析,可以看出:在贯彻标准时,如结合使用MSA,可以加强对标准的理解,方便对标准规定的关键条款的实施。由于MSA中绝大部分方法可以由组织内部人员实施,不须借助第三方的校准/检定机构,因此,在测量管理体系中使用MSA能够降低体系运行成本,提高体系运行的效率。 
 
  • 2019-07-22 16:21
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