MSA là gì? Hướng dẫn ứng dụng Measurement System Analysis trong quản lý chất lượng

Trong môi trường sản xuất, để đạt được chất lượng đầu ra ổn định và hạn chế sai hỏng, doanh nghiệp cần đảm bảo độ chính xác của hệ thống đo lường. Đây là lý do nhiều doanh nghiệp đã ứng dụng MSA vào hoạt động quản lý chất lượng. Vậy MSA là gì? Công cụ này đóng vai trò gì trong quản lý chất lượng? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

MSA là gì?

MSA (Measurement System Analysis) hay Phân tích hệ thống đo lường là công cụ đánh giá độ chính xác và mức độ ổn định của một hệ thống đo lường chất lượng được sử dụng trong quá trình sản xuất.

MSA là gì?

Một hệ thống đo lường cơ bản trong sản xuất thường bao gồm: Người đo, thiết bị đo, phương pháp đo, môi trường đo, tiêu chuẩn đo,… Mục tiêu chính của MSA là xác định dữ liệu thu được từ hệ thống này có chính xác và nhất quán hay không, từ đó có biện pháp chuẩn hóa quy trình đo.

Ví dụ: Một công ty cơ khí đo kích thước trục động cơ bằng thước cặp. Nếu ba nhân viên đo cùng một chi tiết mà cho ra ba kết quả khác nhau, vấn đề có thể đến từ cách đọc, kỹ năng thao tác hoặc độ chính xác của thước. Phân tích MSA sẽ giúp doanh nghiệp xác định rõ nguyên nhân sai lệch.

Hiện nay, phương pháp MSA được áp dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao như: Sản xuất ô tô, thiết bị y tế, điện tử, cơ khí chính xác,…

Xem thêm: Quy trình quản lý chất lượng sản phẩm trong doanh nghiệp sản xuất

Những yếu tố chính được phân tích trong Measurement System Analysis

Trong phương pháp phân tích hệ thống đo lường MSA, có năm yếu tố cốt lõi cần được đánh giá kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống đo lường hoạt động hiệu quả, bao gồm: Độ ổn định (Stability), Độ tuyến tính (Linearity), Độ lệch (Bias), Độ lặp lại (Repeatability), Độ tái lập (Reproducibility).

Những yếu tố chính được phân tích trong MSA

Độ ổn định (Stability)

Độ ổn định của MSA cho thấy khả năng duy trì độ chính xác của hệ thống đo lường chất lượng theo thời gian. Một hệ thống đo ổn định sẽ cho ra kết quả giống nhau khi được sử dụng trên cùng một mẫu ở các thời điểm khác nhau.

Thông thường, sau một thời gian sử dụng, thiết bị đo có thể hao mòn hoặc bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm). Điều này có thể dẫn đến sai lệch trong kết quả đo. Vì vậy, để duy trì độ ổn định của hệ thống đo lường chất lượng sản phẩm, doanh nghiệp nên thường xuyên bảo dưỡng và hiệu chuẩn lại thiết bị đo định kỳ.

Độ tuyến tính (Linearity)

Độ tuyến tính đề cập đến mức độ thay đổi độ lệch ở các dải đo khác nhau của thiết bị. Yếu tố này sẽ xem xét thiết bị có cho ra cùng một mức độ chính xác khi đo các chi tiết có kích thước khác nhau hay không. Một thiết bị đo có tuyến tính tốt sẽ duy trì độ lệch (Bias) gần như bằng không trên toàn bộ phạm vi dung sai hoặc phạm vi hoạt động. Trong khi đó, thiết bị có tuyến tính kém thường đo rất chính xác các chi tiết ở gần điểm giữa, nhưng lại đo sai lệch nghiêm trọng các chi tiết ở giới hạn trên hoặc giới hạn dưới của dải đo.

Độ lệch (Bias)

Độ lệch (hay độ chệch) là sự khác biệt giữa giá trị trung bình đo được và giá trị thực tế (chuẩn). Yếu tố này đại diện cho sai số của hệ thống đo lường chất lượng. Trong quá trình ứng dụng phương pháp MSA, nếu thấy độ lệch lớn, nghĩa là hệ thống đang cho kết quả thấp hoặc cao hơn so với giá trị thực. Mặc dù thiết bị vẫn cho ra kết quả nhất quán, nhưng toàn bộ dữ liệu lại bị sai lệch.

Độ lệch có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân: Thiết bị chưa được hiệu chuẩn đúng cách, sai lệch trong thiết lập điểm không của thiết bị, bộ phận đo bị mài mòn hoặc hư hỏng, phương pháp đo không chính xác.

Độ lặp lại (Repeatability)

Độ lặp lại thể hiện mức độ nhất quán của các phép đo khi được thực hiện bởi cùng một người, sử dụng cùng một thiết bị đo, trên cùng một sản phẩm, trong cùng điều kiện môi trường. Nếu độ lặp lại khi thực hiện phương pháp MSA thấp, nguyên nhân có thể đến từ thiết bị đo không ổn định hoặc phương pháp kiểm tra chất lượng chưa được chuẩn hóa đúng cách.

Độ tái lập (Reproducibility)

Độ tái lập đánh giá sự nhất quán của kết quả đo khi có sự thay đổi về người thực hiện nhưng vẫn sử dụng cùng một thiết bị để đo lường chất lượng cùng một sản phẩm.

Yếu tố này phản ánh mức độ ảnh hưởng của con người hoặc phương pháp đo đến kết quả. Độ tái lập kém thường là dấu hiệu cho thấy doanh nghiệp thiếu quy trình thao tác chuẩn (SOP), nhân viên thiếu đào tạo hoặc không tuân thủ quy trình.

Hệ thống đo lường MSA gồm những thành phần nào?

Để hiểu sâu hơn về công cụ phân tích hệ thống đo lường, doanh nghiệp cần nắm rõ các thành phần gây ra biến động trong quá trình đo và cách MSA phân tích những thành phần này. Dưới đây là tập hợp các yếu tố tạo nên dữ liệu đo:

Những thành phần chính ảnh hướng đến kết quả phân tích MSA

Đối tượng đo và yêu cầu kỹ thuật

• Đối tượng đo là sản phẩm, bán thành phẩm hoặc nguyên vật liệu cần được kiểm tra. Mỗi đối tượng đều có các đặc tính kỹ thuật cần kiểm soát, được quy định rõ trong bản vẽ kỹ thuật và tiêu chuẩn chất lượng.
• Yêu cầu kỹ thuật có thể là độ phân giải mong muốn, dung sai, tiêu chí đạt/không đạt.

Hiểu rõ đối tượng đo và yêu cầu kỹ thuật sẽ giúp doanh nghiệp lựa chọn được phương pháp và thiết bị đo phù hợp, đồng thời xác định tiêu chuẩn phù hợp cho kết quả thực hiện MSA.

Thiết bị và dụng cụ đo

Bao gồm công cụ, cảm biến, máy móc hoặc dụng cụ dùng để đo lường các thông số kỹ thuật của sản phẩm như: Thước cặp, ampe, panme, đồng hồ so, cân, máy đo lực,…

Độ chính xác của thiết bị đo có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như:

• Sai lệch do thiết bị và dụng cụ kiểm tra không được hiệu chuẩn định kỳ.
• Hao mòn cơ học hoặc trôi tín hiệu cảm biến.
• Dải đo không phù hợp với thông số cần kiểm tra.
• …

Vì vậy, doanh nghiệp cần có thường xuyên kiểm tra và hiệu chuẩn thiết bị để đảm bảo kết quả đo chính xác.

Người thực hiện đo

Người thực hiện đo có thể là nhân viên kỹ thuật, nhân viên quản lý chất lượng (QC), công nhân sản xuất có trách nhiệm thu thập dữ liệu chất lượng sản phẩm,… Sự khác biệt về kỹ năng, kinh nghiệm, khả năng đọc kết quả hoặc thao tác đặt mẫu của người đo có thể ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra.

Thông qua phân tích kết quả của MSA, doanh nghiệp có thể đánh giá mức độ ảnh hưởng của yếu tố con người, từ đó đề xuất chương trình đào tạo và chuẩn hóa thao tác đo cho nhân viên.

Phương pháp và quy trình đo

Đề cập đến quy trình và cách thức thực hiện các phép đo. Thông qua phương pháp đo, người thực hiện có thể nắm được cách thức đo, vị trí đo, số lần đo, cách ghi nhận và báo cáo kết quả,…

Nếu phương pháp đánh giá chất lượng không được chuẩn hóa, kết quả giữa những người đo khác nhau có thể không thống nhất, dẫn đến sai lệch trong kết quả. Do đó, doanh nghiệp cần thiết lập hướng dẫn thao tác đo lường chất lượng sản phẩm chuẩn (SOP), mô tả chi tiết từng bước kiểm tra từ khâu chuẩn bị mẫu đến ghi nhận kết quả để đảm bảo quy trình phân tích MSA trong quản lý chất lượng sản phẩm đạt hiệu quả tốt nhất.

Môi trường đo

Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, độ rung, ánh sáng đều có thể ảnh hưởng đến kết quả đánh giá chất lượng thiết bị.

Ví dụ: Khi đo các linh kiện kim loại, chỉ cần thay đổi 1 – 2°C cũng có thể khiến sản phẩm giãn nở, gây sai số trong kết quả kiểm soát kích thước. MSA yêu cầu doanh nghiệp phải kiểm soát và ghi nhận điều kiện môi trường đo để đảm bảo tính khách quan và ổn định của dữ liệu.

Sản phẩm được đo

Bản thân sản phẩm được đo cũng có thể là nguyên nhân gây ra sai lệch. Những yếu tố như biến động vật liệu, bề mặt sản phẩm gồ ghề hoặc đặc tính cơ học không đồng nhất,… đều có thể là nguyên nhân dẫn đến sai số trong quá trình đo lường chất lượng sản phẩm.

Vì vậy, khi thực hiện các bước đánh giá hệ thống đo lường MSA, doanh nghiệp nên lưu ý lựa chọn mẫu đại diện đầy đủ cho phổ biến động của quy trình sản xuất, đảm bảo kết quả phân tích phản ánh đúng thực tế.

Tham khảo thêm: 5 Công cụ quản lý chất lượng cốt lõi trong sản xuất

Quy trình phân tích MSA trong quản lý chất lượng sản xuất

Để thực hiện phân tích hệ thống đo lường MSA trong quản lý chất lượng đạt hiệu quả tốt nhất, doanh nghiệp cần thực hiện theo 5 bước sau:

5 Bước triển khai MSA

Bước 1: Xác định đặc tính cần đo và phạm vi phân tích

Đầu tiên, doanh nghiệp cần xác định rõ các yếu tố sau:

• Đại lượng cần đo (chiều dài, trọng lượng, độ dày, lực kéo hay độ nhám bề mặt…)
• Thiết bị đo sẽ được sử dụng
• Người thực hiện, môi trường đo, tần suất đo
• Mức độ chấp nhận (ví dụ: 10,00 mm cho phép lệch ±0,03)

Bước 2: Lựa chọn mẫu và sắp xếp cách đo

Chọn khoảng 8 – 10 mẫu đại diện, mỗi mẫu sẽ được đo nhiều lần bởi 2 – 3 người khác nhau. Người thực hiện quy trình MSA cần phải được đào tạo bài bản về quy trình kiểm tra chất lượng sản phẩm. Sau khi đánh dấu các mẫu, doanh nghiệp sẽ sắp xếp thứ tự đo ngẫu nhiên cho từng người để đảm bảo mọi người không biết kết quả của nhau.

Bước 3: Tiến hành đo

Đây là bước quan trọng nhất trong quy trình phân tích hệ thống đo lường MSA. Các phép đo cần được thực hiện theo quy trình chuẩn hóa. Mỗi phép đo cần ghi rõ: Người thực hiện, thời gian đo, số lần đo, thiết bị sử dụng, điều kiện môi trường. Sau đó, các kết quả sẽ được tổng hợp để đội QC tiến hành phân tích thống kê.

Bước 4: Phân tích dữ liệu MSA

Khi đã có kết quả của các lần đo, doanh nghiệp sẽ tiến hành phân tích và đánh giá hệ thống đo lường chất lượng. Nếu kết quả đo lặp lại của cùng một người trên cùng một sản phẩm có sự biến động cao, khả năng cao là thiết bị đo hoặc quy trình thao tác của người thực hiện đang có vấn đề.

Nếu kết quả đo giữa những người khác nhau có sự khác biệt lớn, doanh nghiệp cần tiến hành đào tạo lại và chuẩn hóa quy trình đo lường chất lượng sản phẩm để đảm bảo tính đồng nhất trong kỹ thuật thực hiện.

Thông thường, kết quả phân tích hệ thống quản lý chất lượng MSA sẽ được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm %GRR (Gage Repeatability and Reproducibility):

• %GRR < 10%: Hệ thống đo tốt.
• 10% ≤ %GRR ≤ 30%: Chấp nhận được, cần xem xét cải thiện.
• %GRR > 30%: Hệ thống đo không đạt, cần hiệu chuẩn hoặc thay đổi thiết bị.

Bước 5: Báo cáo kết quả và tiến hành cải tiến

Sau khi phân tích, bộ phận quản lý chất lượng sẽ đưa ra kết luận và kế hoạch cải tiến hệ thống đo lường chất lượng hiện tại. Các công việc cần thực hiện có thể là: Hiệu chuẩn lại thiết bị đo, đào tạo lai người vận hành, chuẩn hóa quy trình thao tác, cải thiện môi trường đo,…

Việc duy trì áp dụng phương pháp MSA trong quản lý chất lượng giúp doanh nghiệp liên tục đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu đo lường, từ đó củng cố nền tảng cho toàn bộ hệ thống quản lý chất lượng.

Tham khảo ngay: Cách giảm tối đa sản phẩm lỗi trong sản xuất được ứng dụng trong nhiều doanh nghiệp

Vai trò của MSA trong quản lý chất lượng

MSA là một trong 5 công cụ quản lý chất lượng được sử dụng phổ biến trong doanh nghiệp sản xuất, đặc biệt là những đơn vị đang triển khai mô hình Lean, 6 Sigma, SPC,… Công cụ này đóng vai trò quan trọng trong hoạt động quản lý chất lượng, giúp doanh nghiệp:

Vai trò của MSA trong quản lý chất lượng

• Đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu: Trong quản lý chất lượng, mọi quyết định đều dựa trên dữ liệu. Nếu dữ liệu đo lường không chuẩn, toàn bộ hệ thống kiểm soát chất lượng sản phẩm sẽ không còn hiệu quả. Phương pháp MSA sẽ giúp doanh nghiệp đảm bảo độ chính xác của dữ liệu đầu vào, từ đó ra quyết định chính xác hơn.
• Giảm sai hỏng và chi phí chất lượng: Phân tích hệ thống đo lường MSA giúp doanh nghiệp giảm thiểu sai lệch và lỗi đánh giá, từ đó, tiết kiệm chi phí kiểm tra, tái sản xuất và khiếu nại.
• Nâng cao năng suất kiểm tra: Chuẩn hóa quy trình đo lường không chỉ giúp doanh nghiệp đảm bảo tính chính xác của kết quả mà còn giúp rút ngắn thời gian kiểm tra chất lượng sản phẩm.
• Cải tiến quy trình sản xuất: Bằng cách phân tích MSA trong sản xuất, doanh nghiệp có thể phát hiện những điểm yếu trong hệ thống đo lường, từ đó cải thiện phương pháp đo và đào tạo nhân sự để tăng độ chính xác của dữ liệu. Đây là điều kiện tiên quyết khi áp dụng các phương pháp cải tiến chất lượng như Kaizen, Lean Manufacturing,…
• Tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế: Các tiêu chuẩn như IATF 16949, ISO/TS 16949, ISO 9001 đều yêu cầu doanh nghiệp phải thực hiện phân tích hệ thống đo lường MSA định kỳ để đảm bảo tính khách quan trong đánh giá chất lượng sản phẩm. Đây cũng là yếu tố quan trọng khi doanh nghiệp muốn đạt chứng nhận chất lượng quốc tế hoặc muốn nâng cao chất lượng hồ sơ PPAP, để trở thành nhà cung cấp cho các tập đoàn FDI.

>> Xem thêm: PPAP là gì? Hướng dẫn thực hiện quy trình phê duyệt sản xuất chính xác

Nghiên cứu Gare R&R trong hệ thống MSA được thực hiện khi nào?

Nghiên cứu Gage R&R (Repeatability and Reproducibility) là phương pháp phổ biến được sử dụng trong phân tích hệ thống đo lường MSA sản xuất, dùng để đánh giá mức độ biến động của hệ thống đo do người và thiết bị gây ra.

Nghiên cứu này nên được thực hiện trong các trường hợp sau:

• Trước khi áp dụng hệ thống đo vào sản xuất hàng loạt: Trước khi đưa thiết bị hoặc quy trình đo vào dây chuyền chính thức, cần thực hiện Gage R&R để đảm bảo hệ thống đo lường MSA đủ ổn định và chính xác.
• Khi thay đổi thiết bị, phương pháp hoặc nhân sự đo: Nếu doanh nghiệp thay đổi máy đo, dụng cụ đo, phần mềm đo, hoặc nhân sự vận hành, cần đánh giá lại Gage R&R để đảm bảo kết quả đo vẫn thống nhất.
• Khi kết quả đo có dấu hiệu bất thường: Khi dữ liệu đo lường cho thấy biến động tăng, kết quả không nhất quán, hoặc có chênh lệch giữa các ca làm việc, nên tiến hành Gage R&R để xác định nguyên nhân.
• Theo yêu cầu định kỳ của tiêu chuẩn chất lượng: Các hệ thống quản lý chất lượng (như IATF 16949) yêu cầu đánh giá Gage R&R định kỳ, thường là 6 – 12 tháng/lần, tùy theo đặc thù sản xuất.

Tỷ lệ phần trăm Gage R&R sẽ được sử dụng làm cơ sở để chấp nhận thiết bị đo. Trong đó:

• %GRR < 10%: Hệ thống đo đạt yêu cầu.
• 10% ≤ %GRR ≤ 30%: Chấp nhận được, cần theo dõi và cải tiến.
• %GRR > 30%: Hệ thống đo không đạt, cần hiệu chuẩn hoặc thay thiết bị.

3S QMS giải pháp quản lý chất lượng toàn diện cho doanh nghiệp sản xuất

Giải pháp 3S QMS – một thành phần trong hệ sinh thái 3S iFACTORY do ITG Technology phát triển sẽ giúp doanh nghiệp số hóa toàn bộ quy trình quản lý chất lượng, bao gồm cả kiểm soát đo lường.

3S QMS có thể thu thập dữ liệu tự động từ thiết bị, cảm biến, máy kiểm tra,… thông qua hệ thống IoT và số hóa hoạt động QC từ đầu vào đến đầu ra, giúp doanh nghiệp dễ dàng truy xuất nguồn gốc sản xuất và dữ liệu đo lường đến từng sản phẩm, ca sản xuất, người thao tác.

Ngoài ra, hệ thống còn được tích hợp thêm bộ công cụ 7QC Tools, hỗ trợ phân tích lỗi và phòng ngừa, giúp người quản lý chủ động kiểm soát chất lượng trước khi xảy ra sự cố. Phần mềm cũng có thể kết nối liền mạch với hệ thống MES và ERP, giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quản lý chất lượng trong toàn chuỗi sản xuất.

Thông qua bài viết trên, ITG đã giúp bạn hiểu hơn hệ thống MSA là gì? Những thành phần chính trong phân tích hệ thống đo lường và cách triển khai. Có thể thấy, MSA không chỉ là một công cụ kỹ thuật mà còn là chìa khóa đảm bảo độ tin cậy của mọi dữ liệu chất lượng trong nhà máy. Hy vọng những chia sẻ của ITG sẽ giúp doanh nghiệp bạn áp dụng công cụ này hiệu quả vào hoạt động quản lý chất lượng của mình.

• Facebook: https://www.facebook.com/itgtechnology.vn
• Youtube: https://www.youtube.com/c/ITGTechnology