Tại sao cùng một sản phẩm nhưng kết quả đo lại khác nhau?

Trong sản xuất công nghiệp, đo lường và kiểm tra kích thước là một phần quan trọng trong quá trình kiểm soát chất lượng. Từ chi tiết cơ khí có dung sai nhỏ, linh kiện điện tử, khuôn mẫu đến các bộ phận trong ngành ô tô, hàng không và thiết bị y tế, kết quả đo là cơ sở để doanh nghiệp xác định sản phẩm có đáp ứng yêu cầu kỹ thuật hay không.

Tuy nhiên, thực tế cho thấy cùng một sản phẩm nhưng kết quả đo có thể khác nhau. Một chi tiết được kiểm tra bằng hai thiết bị khác nhau có thể cho kết quả không hoàn toàn giống nhau; ngay cả khi sử dụng cùng một thiết bị, sự khác biệt vẫn có thể xuất hiện giữa các thời điểm hoặc người vận hành khác nhau. Vì vậy, để xác định nguyên nhân và đảm bảo kết quả đo có tính nhất quán, doanh nghiệp cần xem xét toàn bộ quá trình đo lường.

Kết quả đo chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố trong toàn bộ hệ thống đo lường, không chỉ riêng thiết bị.

1. Kết quả đo có phải lúc nào cũng phản ánh chính xác giá trị thực của sản phẩm?

Về nguyên tắc, mọi phép đo đều tồn tại một mức độ không đảm bảo đo và sai số nhất định. Thiết bị đo không cung cấp giá trị tuyệt đối của đại lượng cần đo mà đưa ra kết quả gần với giá trị thực trong phạm vi đặc tính kỹ thuật của hệ thống đo.

Ví dụ, một chi tiết có đường kính danh nghĩa 50,00 mm có thể cho các kết quả:

• Lần đo thứ nhất: 50,01 mm
• Lần đo thứ hai: 50,00 mm
• Lần đo thứ ba: 49,99 mm

Sự chênh lệch này chưa chắc xuất phát từ việc kích thước sản phẩm thực sự thay đổi. Nguyên nhân có thể đến từ độ phân giải, độ chính xác của thiết bị, phương pháp đo, vị trí đo, lực tác động, điều kiện môi trường hoặc cách xử lý dữ liệu.

Do đó, khi đánh giá một kết quả đo, không nên chỉ nhìn vào con số cuối cùng mà cần xem xét toàn bộ quá trình tạo ra kết quả đó.

2. Những yếu tố khiến cùng một sản phẩm cho kết quả đo khác nhau

Có nhiều nguyên nhân tạo ra sự khác biệt giữa các kết quả đo. Những yếu tố phổ biến nhất liên quan đến thiết bị, hiệu chuẩn, gá đặt, môi trường, người vận hành và phương pháp đo.

2.1. Đặc tính và độ chính xác của thiết bị đo

Mỗi thiết bị đo đều có giới hạn về độ chính xác, độ phân giải, độ lặp lại và độ tái lập.

Hai thiết bị cùng được sử dụng để đo một kích thước nhưng có cấu hình hoặc cấp độ chính xác khác nhau hoàn toàn có thể đưa ra kết quả chênh lệch.

Với những chi tiết có dung sai hình học nhỏ, yêu cầu về độ chính xác của hệ thống đo càng trở nên nghiêm ngặt. Nếu thiết bị không phù hợp với dung sai cần kiểm tra, kết quả đo có thể không đủ khả năng phân biệt giữa sản phẩm đạt và không đạt.

Lựa chọn thiết bị cần dựa trên yêu cầu đo, dung sai sản phẩm và độ chính xác cần đạt.

Vì vậy, lựa chọn thiết bị đo không chỉ dựa trên phạm vi đo mà còn cần xem xét độ chính xác của thiết bị so với yêu cầu thực tế của sản phẩm.

2.2. Thiết bị chưa được hiệu chuẩn hoặc bị sai lệch theo thời gian

Trong quá trình sử dụng, thiết bị đo có thể chịu tác động của hao mòn cơ khí, rung động, nhiệt độ, môi trường làm việc và tần suất vận hành. Những yếu tố này có thể khiến đặc tính của thiết bị thay đổi theo thời gian.

Nếu thiết bị không được kiểm tra và hiệu chuẩn phù hợp, kết quả đo có thể xuất hiện sai lệch.

Hiệu chuẩn là quá trình xác định mối quan hệ giữa giá trị được chỉ thị bởi thiết bị đo và giá trị tương ứng được cung cấp bởi chuẩn đo lường trong những điều kiện xác định.

Hiệu chuẩn định kỳ giúp doanh nghiệp:

• Đánh giá tình trạng thiết bị;
• Theo dõi sự thay đổi của thiết bị theo thời gian;
• Đảm bảo thiết bị phù hợp với yêu cầu sử dụng;
• Duy trì tính nhất quán của kết quả đo.

Đặc biệt với các phép đo yêu cầu độ chính xác cao, kiểm soát tình trạng thiết bị là yếu tố quan trọng trong toàn bộ hệ thống đo lường.

2.3. Gá đặt sản phẩm

Một trong những nguyên nhân thường bị bỏ qua khi kết quả đo không nhất quán là cách gá đặt sản phẩm.

Trong quá trình đo, sản phẩm cần được định vị và cố định phù hợp để tránh dịch chuyển hoặc biến dạng trong quá trình thu thập dữ liệu.

Đối với các chi tiết có hình dạng phức tạp, thành mỏng hoặc yêu cầu kiểm tra nhiều đặc tính hình học, cách gá đặt không phù hợp có thể làm thay đổi trạng thái của chi tiết và ảnh hưởng đến kết quả.

Ví dụ, nếu một chi tiết thành mỏng chịu lực gá quá lớn, sản phẩm có thể bị biến dạng nhẹ. Khi đó, thiết bị đo có thể ghi nhận một kích thước khác so với trạng thái ban đầu của chi tiết.

Do đó, gá đặt không chỉ đơn thuần là cố định sản phẩm mà còn phải đảm bảo sản phẩm ở trạng thái phù hợp với mục đích đo.

2.4. Điều kiện môi trường

Đối với những phép đo có yêu cầu độ chính xác cao, môi trường đo là yếu tố không thể bỏ qua.

• Nhiệt độ: Có thể gây giãn nở hoặc co lại của sản phẩm và các thành phần trong hệ thống đo. Điều này đặc biệt đáng lưu ý khi đo các chi tiết kim loại có kích thước lớn hoặc thực hiện phép đo độ chính xác cao.
• Độ ẩm: Có thể ảnh hưởng đến một số thiết bị, vật liệu và điều kiện vận hành trong những môi trường cần kiểm soát chặt chẽ.
• Rung động: Rung động từ máy móc, phương tiện vận chuyển hoặc các thiết bị khác trong nhà máy có thể tác động đến hệ thống đo, đặc biệt với các thiết bị đo độ chính xác cao.
• Bụi và yếu tố môi trường khác: Bụi bẩn hoặc chất tồn dư trên bề mặt sản phẩm cũng có thể ảnh hưởng đến phép đo kích thước, đặc biệt khi yêu cầu đo ở mức micromet.

Vì vậy, hệ thống đo cần được vận hành trong điều kiện môi trường phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của thiết bị và phép đo.

2.5. Thao tác vận hành

Trong các phương pháp đo có sự tham gia trực tiếp của con người, kỹ năng và thao tác của người vận hành cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả.

Hai người cùng sử dụng một thiết bị nhưng có thể thực hiện phép đo khác nhau nếu:

• Không thống nhất vị trí đo;
• Gá đặt sản phẩm khác nhau;
• Điều chỉnh thiết bị khác nhau;
• Áp dụng lực đo khác nhau;
• Không tuân thủ cùng một quy trình;
• Đọc hoặc xử lý kết quả theo cách khác nhau.

Đó là lý do doanh nghiệp cần xây dựng quy trình đo tiêu chuẩn và đào tạo người vận hành để giảm thiểu sự khác biệt do yếu tố con người.

2.6. Phương pháp đo khác nhau cũng có thể tạo ra kết quả khác nhau

Ngay cả khi sử dụng cùng một thiết bị, kết quả đo vẫn có thể khác nhau nếu phương pháp đo không được thống nhất.

Đối với một chi tiết cơ khí, kết quả có thể phụ thuộc vào:

• Vị trí thực hiện phép đo;
• Số lượng điểm đo;
• Điểm chuẩn được lựa chọn;
• Cách xác định hệ tọa độ;
• Lực tác động lên sản phẩm;
• Hướng và tốc độ đo;
• Cách gá đặt sản phẩm;
• Thuật toán hoặc phương pháp tính toán;
• Tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng.

Ví dụ, khi kiểm tra độ tròn của một chi tiết, việc lựa chọn số lượng điểm đo và vị trí lấy điểm có thể ảnh hưởng đến kết quả đánh giá. Vì vậy, chuẩn hóa phương pháp đo là một trong những yếu tố quan trọng để đảm bảo các kết quả có thể so sánh với nhau.

Phương pháp đo, hệ tọa độ và cách lựa chọn điểm đo có thể ảnh hưởng đến kết quả đánh giá.

3. Làm thế nào để hạn chế sự khác biệt giữa các kết quả đo?

Để nâng cao độ tin cậy và tính nhất quán của phép đo, doanh nghiệp có thể tập trung vào các giải pháp sau:

• Lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu: Thiết bị cần có dải đo, độ chính xác và khả năng đo phù hợp với sản phẩm và dung sai cần kiểm tra. Không phải phép đo nào cũng cần thiết bị có độ chính xác cao nhất, nhưng thiết bị phải đáp ứng được yêu cầu của phép đo.
• Hiệu chuẩn và kiểm tra thiết bị định kỳ: Thiết bị cần được theo dõi tình trạng và thực hiện hiệu chuẩn theo yêu cầu sử dụng, tiêu chuẩn áp dụng hoặc quy định nội bộ của doanh nghiệp.
• Chuẩn hóa phương pháp đo: Xây dựng quy trình thống nhất về cách gá đặt, vị trí đo, số lượng điểm đo, điều kiện đo và phương pháp đánh giá kết quả.
• Kiểm soát môi trường: Đối với các phép đo chính xác, cần kiểm soát các yếu tố môi trường phù hợp với yêu cầu của thiết bị và sản phẩm.
• Đào tạo người vận hành: Người vận hành cần hiểu rõ nguyên lý hoạt động của thiết bị, quy trình đo và những yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả.
• Sử dụng phần mềm và tự động hóa khi phù hợp: Với các phép đo phức tạp hoặc số lượng sản phẩm lớn, chương trình đo tự động có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào thao tác thủ công và nâng cao tính nhất quán giữa các lần đo.

☎ Liên hệ Techno 0911 559 559 để được tư vấn giải pháp đo lường phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và thực tế sản xuất của doanh nghiệp.

4. Kết quả đo khác nhau – khi nào cần kiểm tra lại?

Không phải mọi sự khác biệt giữa các kết quả đo đều có nghĩa thiết bị đang gặp vấn đề.

Doanh nghiệp cần xem xét mức độ chênh lệch và mối quan hệ giữa sai khác đó với đặc tính của phép đo và độ không đảm bảo đo.

Nếu sai khác nằm trong phạm vi phù hợp với đặc tính của phép đo và độ không đảm bảo đo, sự khác biệt có thể nằm trong giới hạn dự kiến.

Ngược lại, nếu kết quả đo thay đổi bất thường hoặc vượt quá giới hạn cho phép, cần kiểm tra lại toàn bộ quá trình đo.

Một số câu hỏi cần đặt ra:

• Thiết bị có đang hoạt động bình thường không?
• Thiết bị đã được hiệu chuẩn chưa?
• Điều kiện môi trường có thay đổi không?
• Sản phẩm có được gá đặt giống nhau không?
• Người vận hành có tuân thủ cùng một phương pháp không?
• Chương trình đo hoặc cách xử lý dữ liệu có thay đổi không?
• Bề mặt sản phẩm có sạch và ở trạng thái phù hợp không?

Việc kiểm tra theo từng bước sẽ giúp doanh nghiệp xác định nguồn gốc của sự sai khác, thay vì vội kết luận sản phẩm bị lỗi.

Đo lường là một phần quan trọng trong kiểm soát chất lượng. 

5. Kết luận

Cùng một sản phẩm nhưng kết quả đo khác nhau là vấn đề có thể xuất hiện trong nhiều môi trường sản xuất, đặc biệt khi doanh nghiệp kiểm soát các chi tiết có dung sai nhỏ và yêu cầu độ chính xác cao.

Nguyên nhân không chỉ nằm ở sản phẩm mà có thể đến từ thiết bị đo, tình trạng hiệu chuẩn, phương pháp đo, cách gá đặt, điều kiện môi trường, người vận hành và quá trình xử lý dữ liệu.

Vì vậy, để đảm bảo kết quả đo có tính nhất quán và hỗ trợ kiểm soát chất lượng hiệu quả, doanh nghiệp cần tiếp cận đo lường như một hệ thống tổng thể, thay vì chỉ tập trung vào độ chính xác của một thiết bị riêng lẻ.

Với kinh nghiệm trong lĩnh vực cung cấp giải pháp đo lường, kiểm tra và phân tích, Techno đồng hành cùng doanh nghiệp trong việc lựa chọn thiết bị và giải pháp phù hợp với yêu cầu đo lường thực tế, góp phần nâng cao hiệu quả kiểm soát chất lượng và tối ưu quy trình sản xuất.

📞Cần tư vấn giải pháp đo lường phù hợp? Liên hệ Techno 0911 559 559 để được tư vấn về thiết bị và giải pháp đo lường theo nhu cầu thực tế.