企业应如何开展测量过程的控制与管理

企业应如何开展测量过程的控制与管理

奇瑞汽车股份有限公司  陶虹

    对于一般大型企业而言，产品制造的测量过程不仅涉及质量检验过程，还涉及安全防护、贸易结算以及能源管理等过程。如何做好测量过程的管理，正确开展测量过程的策划、设计以及控制等活动，使测量过程处于受控状态，是企业技术人员和管理人员需要考虑的问题。笔者根据几年来的工作经验，建议从以下几个方面开展测量过程的控制与管理工作:
   

一、测量过程策划

    企业可按照对最终产品质量形成影响的重要程度，将测量过程分为关键测量过程和一般测量过程。关键测量过程是指关键或复杂的测量系统，测量结果不准确会造成重大损失或者涉及产品和人身安全的测量过程。而排除关键测量过程之外的均可以列为一般测量过程进行管理。使用单位的工艺及技术部门负责生产阶段的测量过程的选择、设计、实施及改进维护工作。
   

二、测量过程设计

    1.一般测量过程设计
    主要考虑不同的测量参数，所选择的测量设备选型是否合适，包括其量程和最大允许误差、允许不确定度、分辨力以及测量范围等，并设计合适的测量频次和测量环境的要求。测量设备的准确度等级配备可按照如下公式进行:
   
    式中:P——产品公差或工艺参数控制限；a1——测量设备的最大允许误差；a2——环境变化带来的误差；a3——人员操作误差；a4——不同测量方法带来的误差。
    测量设备配备比选择原则如下:
    (1)一般测量设备配备原则上应满足1/3或以上的配比要求。
    (2)计量标准、关键/特殊过程控制用测量设备以及确保人身安全和环境监测用的测量设备，应保证满足1/6～1/10的配比要求。
    (3)配备比可参照同行配备标准进行选择。
    2.涉及关键测量过程设计
    企业可依据工艺技术文件和技术标准的要求，识别出质量检验、安全防护、贸易结算以及能源管理等重要测量过程，并针对这些过程制定“关键测量过程设计任务书”。测量过程的设计要素包括如测量参数名称、技术要求、控制方法、环境条件、影响量、核查方法以及测量程序等，具体见如下设计内容:
    (1)测量的过程参数名称及技术要求；如压力容器焊接中的电流或电压具体参数内容等。
    (2)测量过程参数所配备的测量设备(配备应满足配备比要求)，包括其量程和最大允许误差、允许不确定度、分辨力以及测量范围等。
    (3)规定采用的测量方法，包括测量程序和测量频次。
    (4)进行测量的人员的资格和技能要求。
    (5)进行测量所要求的环境条件。
    (6)明确测量过程的监视方法及测量过程不合格时应采取的应急措施。
   

三、关键测量过程的设计确认

    关键测量过程的设计结果在试运行阶段应进行确认，并编制“关键测量过程设计确认表”进行确认。关键测量过程确认的参加人员和确认方法如表1所示。
   

<CTSM>    表1  关键测量过程确认的参加人员和确认方法</CTSM>
    当测量过程设计确认结果符合“关键测量过程设计任务书”要求时，证明该测量过程可行，可正常开展后续测量活动；当确认不符合时，则应评审相关的测量要素进行重新设计。同时应对所设计的关键测量过程的测量不确定度进行评定，若测量过程采用相同方法的，可以只对该类方法的某个测量过程进行不确定度评定。
   

四、测量过程控制方法的选择

    关键测量过程和一般测量过程的运行控制方法的选择如表2所示。
   

<CTSM>    表2  关键测量过程和一般测量过程的运行控制方法的选择</CTSM>
    关键测量过程的控制方法的选择如表3所示。
   

<CTSM>    表3  关键测量过程的控制方法的选择</CTSM>
   

五、测量过程的控制实现

    1.测量过程应在设计的受控条件下实现
    受控条件如下:
    (1)必须使用计量确认(检定/校准)合格的测量设备。
    (2)采用经证实有效的测量程序。
    (3)按照规定的时间间隔进行测量过程参数的监视和测量。
    (4)必须保持和维护符合测量要求的环境条件，需要时应填写环境监控的温、湿度控制记录。
    (5)使用经过培训合格有资格证书的测量人员。
    (6)根据填写的测量过程参数的数据进行汇总和分析，包括测量结果不确定度的评定。
    2.一般测量过程的抽校实施
    (1)对测量设备采用抽校方法进行过程监控的，每年年初编制测量设备的“抽校计划”，例如对于确认间隔>4个月的B类自校准测量设备，按每类每周期10%比例抽校。
    (2)所抽校测量设备可纳入“测量设备周检通知单”中统一管理，各使用单位应按期送检。校准部门应做好相应抽校原始记录，包括不合格情况的原始记录。每年年初应对上一年度的抽校结果进行统计分析并填写“抽校统计表”。当抽校不合格率超过5%时，应分析原因并将此作为被抽校测量设备确认间隔调整的参考依据。
    3.一般测量过程的巡检/点检实施
    使用单位可以针对校准成本较高的委外校准类设备开展巡检工作，每年年初制定各类测量设备的巡检计划和巡检标准。设备的巡检内容可以包括设备的外观、功能、计量标识以及设备的零位是否合格等。巡检的频次可以是(1～2)次/每校准周期。而在线监控用测量仪表，由于拆卸不便和易损坏的特点，可开展点检工作，由使用单位编制点检要领，开展仪表的零位、外观以及功能检查，并填写设备“点检卡”进行维护。点检频次根据使用环境的恶劣程度(如使用中发生抖动的或者有乳化液等侵蚀的)，可设定为每月点检一次或二次。具体制定巡检/点检计划时，应考虑季度时间平均分配数量，并结合设备校准的有效期综合考虑，以保证巡检/点检工作的科学性和合理性。巡检/点检过程中发现不合格情况时应详细记录，并按照不合格测量设备控制流程进行管理。
    4.关键测量过程的实现——期间核查
    确定期间核查范围的原则:使用频次较多，且性能不稳定的测量设备以及关键的测量设备，具体适用范围如下:
    (1)实验室使用的最高计量标准器的主标准器。
    (2)现场使用频繁(如使用频次高于每周2～3次)的关键测量设备。
    (3)新采购的测量设备以及经常携带到现场使用的设备。
    (4)量值易发生变化的测量设备。
    (5)使用环境恶劣的测量设备。
    (6)当测量使用过程中设备性能发生疑问时。
    使用单位可根据以上要求和“关键测量过程设计确认表”，确定测量设备的具体期间核查范围，每年年初编制测量设备期间核查清单和计划，用于指导全年的期间核查工作。
    核查标准的选择:在确定测量设备核查清单后，应选择合适的核查标准。核查标准的选择一般是类似于被测对象的实物，且核查标准的量程应包含在工作标准和被测对象的量程范围内，具体选择按照如下方法进行:
    (1)比被核查测量设备的准确度等级更高的或者低一等级的也可；
    (2)技术性能稳定，不作其他用途。
    (3)便于期间核查实施，测量方法便于依据相关的技术规范执行。
    (4)它可以是测量设备或者产品，或者是可被这一过程进行测量的其他物体。
    (5)核查标准应定期由一个与所要控制的过程独立无关的过程进行测量/校准。
    期间核查的方法包括如下几种:
    (1)采用核查标准进行期间核查——适用于实物型测量设备。
    (2)采用高一等级的计量标准进行期间核查——适用于次级计量标准的测量设备。
    (3)采用实验室间比对方式进行——适用于可重复测量的测量设备；
    (4)采用有证标准物质校准——适用于使用标准物质测量设备。
    (5)采用留样方式进行期间核查——适用于最高计量标准及仪器类测量设备。
    (6)采用稳定的核查标准，利用SPC常规控制图方法进行监控。
    核查作业指导书编制:对于核查清单范围内的测量设备，使用单位应编制“期间核查作业指导书”或者“测量过程操作规程”。期间核查作业指导书内容包括:核查目的、核查项目、核查标准的技术要求、核查周期、核查方法等内容。核查频次应根据设备的性能状况由各部门自行决定，一般为(1～3)次/校准周期，核查时间应在两次周期校准之间进行。当检测使用过程中设备性能发生疑问时，应及时进行期间核查，并填写相应的“期间核查记录”。
    5.采用SPC方法的期间核查实施
    对于采用SPC方法进行监控的测量过程，使用单位应编制测量过程SPC作业指导书，用于指导过程监控工作。由测量过程操作人员对选定的测量过程参数进行数据采集和监控。其中，分析用控制图的数据采集工作可以在一个月内完成，控制用控制图的数据采集频次不低于每周5次。采集的数据应记录在“平均值-标准差控制图”或“平均值-极差控制图”上。
    工艺技术人员负责监督指导操作人员对关键测量过程参数记录累计的数据计算后绘制“平均值-标准差控制图”或“平均值-极差控制图”；并且每两个月根据控制图确认和分析测量过程参数变动的趋势。如有异常，需分析测量过程参数变动异常和失控的原因，并建立关键“测量过程SPC监控评价报告”。所分析的控制图和控制界限进行会签评审确认。控制图的判异方法参见ISO8258:1991《常规控制图》。
    6.采用MSA方法监控的测量过程分析与改进
    详见《测量系统分析参考手册》。
    7.过程监控的实施
    当关键测量过程中需要对测量设备采用抽校和点检方法进行过程监控时，可按照前面一般测量过程所述抽校方法和点检方法实施。
   

六、测量过程失控分析与改进

    1.失控的测量过程
    可依据使用单位建立的不合格控制流程执行，导致测量过程失控的原因主要有:
    (1)没有使用规定的测量设备。
    (2)校准过的测量设备或软件可能失准。
    (3)规定的测量方法程序可能不适当。
    (4)测量的频次过低。
    (5)测量环境的控制不满足要求。
    (6)由于使用或维护不当导致测量设备功能异常又未报告的。
    (7)操作人员的操作技能不足或测量设备显示数据有误。
    (8)测量数据不真实、数据分层不够或计算错误。
    2.一般测量过程的改进
    若在抽校、巡检的过程中发现失控测量过程，则重点针对不合格的测量设备开展风险评估工作，并针对存在的问题实施改进和预防，必要时进行质量追溯。
    3.关键测量过程的改进
    (1)若在期间核查的SPC方法过程中发现失控的关键测量过程，可根据所绘制控制图进行分析，及时查找存在的问题和原因，立即制定纠正措施消除问题隐患。
    (2)若在测量系统的MSA分析过程中发现失控时，可根据测量系统的偏倚、线性以及重复性和再现性的超差情况，具体分析存在的问题和原因并制定改进措施，可建立测量系统分析改进措施表实施改进。
    (3)测量过程失控的纠正/预防措施应在3个工作日内完成，测量过程的改进工作从第一次分析改进到重新分析并出具合格的数据报告的时间，应不超过15个工作日。
    如果企业能够按照以上要求做好测量过程的设计、确认、控制与改进工作，那么企业的测量管理体系之“7.2测量过程”管理要求一定能够得到满足，一般测量过程和关键测量过程就能够实现全面受控。

值得学习，就是图看不到

参考了，正准备开展此项工作。