การวิเคราะห์ระบบวัด (Measurement System Analysis - MSA) เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมและการผลิตที่ใช้ในการประเมินและทดสอบความแม่นยำและความเชื่อถือของระบบวัดหรือเครื่องมือวัดที่ใช้ในกระบวนการผลิตหรือการทดสอบสิ่งต่าง ๆ
MSA มีเป้าหมายเพื่อตรวจสอบว่าระบบวัดหรือเครื่องมือวัดที่ใช้สามารถให้ข้อมูลที่ถูกต้องและเชื่อถือได้หรือไม่ โดยการวิเคราะห์ MSA จะใช้เครื่องมือทางสถิติและเทคนิคต่าง ๆ เพื่อประเมินความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการใช้ระบบวัดหรือเครื่องมือวัดนั้น ๆ รวมถึงหาวิธีการปรับปรุงระบบหรือเครื่องมือวัดให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
กระบวนการวิเคราะห์ MSA จะครอบคลุมด้านต่าง ๆ ของระบบวัด เช่น
- ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับระบบวัด
- การวัดความแม่นยำของระบบวัด
- ความเชื่อถือในระบบวัด
- การตรวจสอบและปรับปรุงระบบวัดในกรณีที่พบปัญหา
การทำ MSA เป็นส่วนสำคัญของการควบคุมคุณภาพและการพัฒนากระบวนการ โดยทำให้ผู้ผลิตหรือผู้ดูแลระบบสามารถปรับปรุงและป้องกันปัญหาที่เกิดขึ้นจากระบบวัดในขั้นตอนก่อนที่จะมีผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการในภายหลัง
ขั้นตอนการวิเคราะห์ปัญหาของระบบวัด
การวิเคราะห์ปัญหาของระบบวัดเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการปรับปรุงและแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นกับระบบหรือเครื่องมือวัด ดังนั้น ขั้นตอนที่สำคัญในการวิเคราะห์ปัญหาของระบบวัด มีดังนี้
- ระบุปัญหา ให้ระบุปัญหาที่เกิดขึ้นกับระบบวัดหรือเครื่องมือวัดอย่างชัดเจน โดยระบุประเด็นที่ทำให้ระบบวัดไม่สามารถให้ข้อมูลที่ถูกต้องหรือเชื่อถือได้
- รวบรวมข้อมูล สะสมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหาที่เกิดขึ้น เช่น การวัดที่ผิดพลาด, การแตกต่างระหว่างผู้วัด, หรือความผิดพลาดที่เกิดจากสภาพแวดล้อม
- ใช้เครื่องมือวิเคราะห์ ใช้เทคนิคและเครื่องมือทางสถิติ เช่น Histogram, Control Charts, Gage R&R (Gage Repeatability and Reproducibility) เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
- การทดสอบความแม่นยำและเชื่อถือ ประเมินความแม่นยำและเชื่อถือของระบบวัด โดยใช้เทคนิคต่าง ๆ เช่น Gage R&R หรือค่า Bias และค่า Stability
- หาสาเหตุของปัญหา วิเคราะห์ข้อมูลเพื่อหาสาเหตุหรือปัจจัยที่ทำให้เกิดปัญหากับระบบวัด อาทิ เช่น ปัญหาอาจมาจากการปรับแต่งไม่ถูกต้อง, การดูแลรักษาที่ไม่เพียงพอ, หรือปัจจัยอื่นที่ส่งผลกระทบต่อระบบวัด
- การใช้วิธีการแก้ไข หลังจากพบสาเหตุของปัญหาแล้ว จะต้องวางแผนและดำเนินการแก้ไขปัญหาให้เหมาะสม เช่น การปรับปรุงระบบวัด, การฝึกฝนผู้วัด, หรือการปรับแต่งเครื่องมือวัด
- การตรวจสอบและการทดสอบ หลังจากที่ดำเนินการแก้ไขปัญหาแล้ว ควรทดสอบระบบวัดใหม่หรือเครื่องมือวัดหรือดำเนินการตรวจสอบเพื่อยืนยันว่าปัญหาได้รับการแก้ไขอย่างถูกต้องและประสบความสำเร็จในการแก้ไขปัญหานั้น ๆ
การวิเคราะห์ปัญหาของระบบวัดเป็นกระบวนการที่ต้องการความรอบคอบและความรอบคลุม เพื่อให้สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยั่งยืน
บ่งชี้ประเด็นหรือปัญหาที่เกิดขึ้นในการวัด
เมื่อต้องการบ่งชี้ประเด็นหรือปัญหาที่เกิดขึ้นในการวัด สิ่งที่ควรพิจารณาคือ
- ตำแหน่งที่ถูกต้องของการวัด การตรวจสอบว่าการวัดทำในตำแหน่งที่เหมาะสมตามความต้องการหรือไม่ โดยคำนึงถึงการปรับปรุงอุปกรณ์กำหนดตำแหน่งและการจับยึดชิ้นงาน เพื่อให้มั่นใจว่าการวัดเป็นไปตามแผน
- สมบัติทางสถิติของระบบการวัด การพิจารณาสมบัติทางสถิติของระบบการวัด เช่น ค่าความถูกต้อง (accuracy), ค่าความแม่นยำ (precision) และค่าความเสถียร (reliability) เพื่อให้สามารถเฝ้าติดตามแหล่งกำเนิดความผันแปรและเฝ้าติดตามค่าการวัดได้อย่างมั่นคง
- สภาพแวดล้อม การพิจารณาสภาพแวดล้อมที่มีผลต่อการวัด เช่น การสั่งเคลื่อน, การแกว่ง, การแสงส่อง ซึ่งอาจส่งผลต่อความแม่นยำของการวัด และจำเป็นต้องปรับปรุงเงื่อนไขหรืออุปกรณ์เพื่อให้การวัดเป็นไปตามเกณฑ์ที่ต้องการ
- ความผันแปร การพิจารณาความผันแปรในระบบการวัด เช่น การตรวจสอบค่าความเสถียรและค่าความแม่นยำของเครื่องมือหรือระบบวัด เพื่อให้สามารถปรับปรุงหรือแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การพิจารณาปัญหาที่เกิดขึ้นในการวัดเหล่านี้จะช่วยให้เราเข้าใจและรับมือกับปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพและมั่นใจในคุณภาพของการวัดที่เราทำในกระบวนการผลิตหรือทดสอบของเรา
สิ่งที่ต้องเตรียมก่อนการวิเคราะห์ระบบการวัด
- วิธีการวัด ทราบวิธีการวัดที่ใช้ในกระบวนการนั้น ๆ โดยละเอียด รวมถึงขั้นตอนการวัดและอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัด
- ชิ้นงานที่จะทำการวัด เตรียมชิ้นงานที่จะวัดโดยให้มีความเหมาะสมและครบถ้วนตามที่กำหนด
- เครื่องมือที่ใช้ในการวัด ตรวจสอบและเตรียมเครื่องมือที่ใช้ในการวัด ให้มีความพร้อมและใช้งานได้ถูกต้อง
- คนที่ทำการวัด แต่งกายคุณภาพตามมาตรฐานและมีความรอบคอบในการวัด โดยการฝึกฝนและการทดสอบความเชี่ยวชาญของผู้วัดก็มีความสำคัญ
- สภาวะแวดล้อมขณะทำการวัด ตรวจสอบและควบคุมสภาพแวดล้อมรอบข้างในขณะที่ทำการวัด เช่น อุณหภูมิ, ความชื้น, และแสงสว่าง เพื่อให้การวัดเป็นไปตามเกณฑ์
- ข้อกำหนดเฉพาะของชิ้นงาน ทราบข้อกำหนดและเกณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับชิ้นงานที่ต้องทำการวัด โดยประมาณการเกณฑ์ของความแม่นยำและความถูกต้องของการวัดที่ต้องการได้อย่างชัดเจน
การเตรียมสิ่งเหล่านี้ก่อนการวิเคราะห์ระบบการวัดจะช่วยให้กระบวนการวิเคราะห์เป็นไปอย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และช่วยลดความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในการวัดได้ในอนาคต
ขั้นตอนการวิเคราะห์ความแม่นยำ
การวิเคราะห์ความแม่นยำของระบบการวัดเป็นกระบวนการที่สำคัญในการตรวจสอบว่าระบบการวัดสามารถให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและเชื่อถือได้หรือไม่ ดังนั้น ขั้นตอนในการวิเคราะห์ความแม่นยำจะประกอบด้วย
- เตรียมข้อมูลการวัด รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการวัด เช่น ข้อมูลที่ได้จากระบบการวัด, รายงานผลการวัด, หรือข้อมูลอื่นที่เกี่ยวข้อง
- สร้างกราฟการวัด ใช้กราฟหรือชาร์ตต่าง ๆ เพื่อแสดงข้อมูลการวัด เช่น Histogram เพื่อดูการกระจายของข้อมูล, Control Chart เพื่อตรวจสอบความเสถียรของการวัด, หรือ Pareto Chart เพื่อแสดงปัญหาที่สำคัญที่สุด
- วิเคราะห์ข้อมูล ใช้เทคนิคทางสถิติ เช่น ค่าเฉลี่ย, ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน, และการคำนวณค่าความแม่นยำของระบบการวัด เพื่อทำการวิเคราะห์และประเมินความแม่นยำของระบบการวัด
- การประเมินความแม่นยำ ใช้วิธีการทางสถิติเพื่อประเมินความแม่นยำของระบบการวัด เช่น การคำนวณค่าความแม่นยำเฉลี่ย, การคำนวณค่าความแม่นยำสัมบูรณ์, หรือการคำนวณค่าความแม่นยำตามเขตความผิดพลาด
- การสรุปผล ทำสรุปผลของการวิเคราะห์ความแม่นยำโดยใช้ข้อมูลที่ได้จากกระบวนการวิเคราะห์ เพื่อให้ผู้ที่เกี่ยวข้องเข้าใจถึงระดับความแม่นยำของระบบการวัด
- การทำประเมินและการปรับปรุง หากพบว่าระบบการวัดมีความไม่แม่นยำหรือมีปัญหา จะต้องทำการประเมินเพิ่มเติมและดำเนินการปรับปรุง เพื่อให้ระบบการวัดมีความแม่นยำมากยิ่งขึ้นในอนาคต
การวิเคราะห์ความแม่นยำของระบบการวัด เป็นขั้นตอนสำคัญในการปรับปรุงและปรับปรุงระบบการวัดเพื่อให้มีความแม่นยำและเชื่อถือได้สูงสุดในกระบวนการผลิตหรือการทดสอบ
การวิเคราะห์ความถูกต้องของระบบการวัดแบบ Variable
การวิเคราะห์ความถูกต้องของระบบการวัดแบบ Variable เป็นกระบวนการที่มุ่งเน้นการวิเคราะห์และประเมินความถูกต้องของการวัดปริมาณที่มีค่าต่อเนื่องหรือตัวแปรแบบต่อเนื่อง เช่น ความยาว, น้ำหนัก, แรงดัน ฯลฯ โดยทั่วไปขั้นตอนในการวิเคราะห์ความถูกต้องของระบบการวัดแบบ Variable จะประกอบด้วยต่อไปนี้
- สร้างกราฟการวัด ใช้กราฟและชาร์ตต่าง ๆ เพื่อแสดงการกระจายของข้อมูลการวัด เช่น Histogram หรือ Boxplot เพื่อตรวจสอบรูปแบบการกระจายของข้อมูล
- คำนวณค่าสถิติพื้นฐาน คำนวณหาค่าเฉลี่ย (mean), ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (standard deviation), และค่าความแปรปรวน (variance) เพื่อใช้ในการประเมินความถูกต้องของการวัด
- การทดสอบความถูกต้องของการวัด ใช้เทคนิคทางสถิติเพื่อทดสอบความถูกต้องของการวัด เช่น การทดสอบค่า Z-test หรือ T-test เพื่อตรวจสอบว่าค่าที่วัดได้มีความแตกต่างจากค่ามาตรฐานหรือไม่
- การวิเคราะห์ Control Chart สร้าง Control Chart เพื่อตรวจสอบความสามารถในการควบคุมและความเสถียรของระบบการวัด โดยใช้สถิติการควบคุม เช่น X-bar Chart หรือ R-chart
- การประเมินความถูกต้อง ใช้ค่าทางสถิติที่ได้จากการวิเคราะห์ เช่น ค่าความแม่นยำเฉลี่ย, ค่าความแม่นยำสัมบูรณ์, หรือ ค่าความแม่นยำตามเขตความผิดพลาด เพื่อประเมินความถูกต้องของระบบการวัด
- การสรุปผล สรุปผลการวิเคราะห์ความถูกต้องของระบบการวัด และทำการแนะนำหรือปรับปรุงระบบการวัดในกรณีที่พบปัญหาหรือความไม่ถูกต้อง
การวิเคราะห์ความถูกต้องของระบบการวัดแบบ Variable เป็นขั้นตอนสำคัญในการตรวจสอบและปรับปรุงระบบการวัดเพื่อให้มีความแม่นยำและเชื่อถือได้ในการใช้งานในอนาคต
สาเหตุของ Bias อาจจะมาจาก
Bias ในระบบการวัดหมายถึงความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นในการวัดซึ่งอาจเป็นผลมาจากหลายสาเหตุ บางสาเหตุที่อาจทำให้เกิด Bias ในระบบการวัด ได้แก่
- ความไม่แม่นยำของเครื่องมือวัด เครื่องมือวัดอาจมีความไม่แม่นยำทางเทคนิคหรือการปรับแต่งที่ไม่ถูกต้อง ทำให้มีการวัดผลที่ผิดพลาดต่อค่าที่แท้จริง
- ความผิดพลาดจากชิ้นงาน คุณสมบัติของชิ้นงานที่ถูกวัดอาจมีความผิดพลาดที่ส่งผลให้เกิด Bias ในการวัด เช่น การหยุดลงหรือการยื่นออกของชิ้นงาน
- ความผิดพลาดจากผู้วัด ผู้วัดอาจมีความเบิกบานหรือความเกรงใจในการวัดที่ส่งผลให้มี Bias ในการวัด เช่น การวัดโดยไม่ตรงกับเขตความผิดพลาดที่กำหนด
- สภาพแวดล้อม สภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมหรือมีการเปลี่ยนแปลงทันทีขณะที่ทำการวัด เช่น การแสงสว่างที่เปลี่ยนแปลง, อุณหภูมิหรือความชื้นที่ส่งผลต่อการวัด
- ความผิดพลาดจากการดำเนินการ การดำเนินการที่ไม่ถูกต้องเช่น การใช้เครื่องมือวัดโดยไม่เหมาะสม, การใช้วิธีการวัดที่ไม่ถูกต้อง, หรือการปรับตั้งค่าเครื่องมือวัดที่ไม่เหมาะสม
การเข้าใจสาเหตุที่เป็นไปได้ที่สามารถทำให้เกิด Bias ในระบบการวัดเป็นส่วนสำคัญในการแก้ไขและป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการวัดในอนาคต
การวิเคราะห์ความถูกต้อง/แม่นยำ เมื่อเปลี่ยนช่วงเวลาการวัดแบบ Variable
เมื่อเปลี่ยนช่วงเวลาการวัดแบบ Variable การวิเคราะห์ความถูกต้องและแม่นยำจะต้องพิจารณาหลายปัจจัยเพื่อประเมินผลของการเปลี่ยนแปลงนี้ได้อย่างถูกต้อง ดังนี้:
- การวิเคราะห์ข้อมูล ควรทำการวิเคราะห์ข้อมูลการวัดในช่วงเวลาเดิม และช่วงเวลาใหม่ เพื่อเปรียบเทียบค่าต่าง ๆ เช่น ค่าเฉลี่ย ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และค่าความแปรปรวน
- การสร้าง Control Chart สร้าง Control Chart เพื่อตรวจสอบความสามารถในการควบคุมและความเสถียรของระบบการวัดในช่วงเวลาใหม่ โดยการใช้ X-bar Chart และ R-chart หรือ S-chart
- การวิเคราะห์ความแปรปรวน พิจารณาการแปรปรวนของข้อมูลการวัดในช่วงเวลาใหม่เปรียบเทียบกับช่วงเวลาเดิม เพื่อดูว่ามีการเปลี่ยนแปลงของความแปรปรวนหรือไม่
- การวิเคราะห์ Trend การตรวจสอบ Trend ของข้อมูลการวัดในช่วงเวลาใหม่เพื่อดูว่ามีการเปลี่ยนแปลงของค่าวัดตลอดเวลาหรือไม่
- การประเมินผล สรุปผลการวิเคราะห์เพื่อดูผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงช่วงเวลาการวัดต่อความถูกต้อง และความแม่นยำของระบบการวัด
- การตรวจสอบสภาวะแวดล้อม ตรวจสอบว่าสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงไปมีผลต่อการวัดหรือไม่ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และการแสงสว่าง เพื่อป้องกันความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น
การวิเคราะห์ความถูกต้องและแม่นยำ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงช่วงเวลาการวัดแบบ Variable มีความสำคัญ เพื่อให้เราทราบถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงนี้ ต่อระบบการวัดและการผลิตทั้งหมด
สาเหตุต่าง ๆ ของความไม่เสถียร
ความไม่เสถียรในระบบการวัดอาจเกิดขึ้นจากสาเหตุต่าง ๆ ซึ่งอาจมีการผสมผสานกันได้ ดังนี้:
- การไม่คงเส้นคงวา เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในระบบการวัด โดยไม่ทราบ หรือไม่มีการปรับปรุงอุปกรณ์ หรือขั้นตอนการทำงานที่เหมาะสม เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หรือความชื้นภายในสภาพแวดล้อมการทำงาน หรือการเปลี่ยนแปลงการจับยึดชิ้นงาน
- การไม่เสถียรของอุปกรณ์ อุปกรณ์การวัดอาจมีความไม่เสถียรทางเทคนิค ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำ และเสถียรภาพของการวัด เช่น การคาดการณ์เมื่อการวัดเริ่มมีความผิดพลาด
- การไม่สอดคล้องกับมาตรฐาน ระบบการวัดอาจไม่สอดคล้องกับมาตรฐาน หรือข้อกำหนดที่กำหนดไว้ ซึ่งอาจทำให้การวัดไม่เสถียร และไม่แม่นยำตามที่คาดหวัง
- สภาพแวดล้อมที่ผันแปร สภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาอาจมีผลต่อความเสถียรของการวัด เช่น การแกว่ง การสั่งเคลื่อน หรือการส่องแสง
- การไม่คงเส้นคงวาของชิ้นงาน การเปลี่ยนแปลงค่าหรือสมบัติของชิ้นงานที่วัดอาจมีผลต่อความไม่เสถียรของระบบการวัด เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หรือความชื้นของวัสดุที่วัด
- ความผิดพลาดจากผู้วัด ความผิดพลาดที่เกิดจากความไม่สะดวกหรือความไม่ถูกต้องของผู้วัด เช่น การไม่ใช้วิธีการวัดที่ถูกต้อง หรือการวัดโดยไม่เกรงใจถึงความเสี่ยงที่เป็นไปได้
การระบุสาเหตุของความไม่เสถียรในระบบการวัดเป็นส่วนสำคัญเพื่อให้สามารถแก้ไขและป้องกันปัญหาที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพในอนาคต
สรุป
การวิเคราะห์ระบบการวัดเป็นขั้นตอนสำคัญในการบริหารคุณภาพ มันช่วยให้องค์กรสามารถรับมือกับความผิดพลาดในการวัดและปรับปรุงกระบวนการให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นในอนาคต