测量过程指的是确定“量值”的一系列操作。这些操作需要在受控条件下进行,以满足计量要求。受控条件包括使用经确认的测量设备、应用有效的测量程序、获取所需信息资源、维持适宜的环境条件、使用有能力的人员以及合适的报告方式。测量过程的实施和记录应符合相关规定。
测量过程的概念
定义
测量过程是指确定“量值”的一组操作。在企业的各项活动中,除数字统计外,大部分活动都涉及到确定量值,因此均可视为“测量”和“测量过程”。
“过程方法”的应用
将测量视为一个“过程”有助于提升和保证测量结果的有效性。关注测量过程本身,而非仅仅关注最终结果,能够帮助我们在整个过程中发现问题并加以控制,从而获得最佳结果。测量过程被视为一个完整的“过程”,涵盖了从分析测量依据、设备溯源性和校准,到验证和人员保证,再到符合要求的工作场所和条件等多个方面。
测量过程的策划
策划目的
为了有效地管理和确保测量结果满足规定的计量要求,需要对测量过程进行策划。通过策划,明确测量过程的各个阶段和组织管理,以及规范的要求和应识别和考虑的影响量。
组织管理
明确测量过程的任务后,应根据任务要求明确分工、职责、权限和接口,这是对测量过程的管理要求。
控制程度
根据顾客、组织和法律法规的要求,确定为确保满足这些要求所需的测量过程清单,并分析测量的复杂程度和风险,以确定对不同测量过程所需采取的控制方法。
高度控制
针对关键性测量、复杂的测量系统、保证生产安全的测量,需要高度的控制,因为测量结果不正确可能导致高昂的成本。
简单控制
对于非关键的简单测量,如手动量具测量机械零件,只需较低级别的控制,如一般的设备控制程序即可。
测量过程的识别
现有过程及作用
识别本部门的测量过程,明确顾客、需求、输入、输出、活动、资源、顺序和接口、职责和权限、关键因素、特性和监视要求。通过现状调查,用过程方法识别过程,并明确其在体系中的地位和作用。
过程分析
分析现有过程,判断是否满足顾客要求,明确过程目标、构架、业绩和能力、成本风险和利益、
增值性、有效性、文件适用性、接口合理性及可操作性、资源信息保证、监视和数据分析控制的有效性。通过过程分析,找出问题,评价现有测量过程,确定改进和提高的方向。
测量过程的设计
设计要求
设计测量过程,使其能够防止出现错误的测量结果,并确保能迅速检测出存在的问题和及时采取纠正措施。
方法和步骤
通常在《测量管理手册》中规定测量过程设计的活动方法与步骤。在编制测量过程管理程序时,应在程序中规定设计活动的具体方法和责任部门。设计的结果可以形成文件,通常以《测量过程项目计划书》的形式给出设计方案。
规范的确定
内容
测量过程规范是实施测量过程的技术文件,应包括测量的参数及允许的测量不确定度、测量的频次、测量设备及标志、测量程序、测量软件、环境条件、操作者能力及其他影响测量结果可靠性的因素。
形式
测量过程规范的形式可以参考有关作业指导书的内容。
不确定度的测定
性能特性
应测定测量过程的各性能特性,如测量不确定度、稳定性、最大允许误差、重复性、复现性、操作者的技能水平以及其他可能对测量过程重要的特性。
过程的有效确认
概念
通过提供测量过程能够满足预期使用要求的客观证据,如评定测量过程的不确定度,对测量过程已经满足规定的预期使用要求的有效确认活动。
时机
对测量过程的有效确认应该在完成了对测量过程的测量不确定度的评价之后,在测量过程投入使用前进行。
方法
有效确认的方法包括与其他已经确认过程的结果进行比较、与其他测量方法的结果进行比较、通过对测量过程的性能特性进行评定和连续分析。
参加人员
有效性确认工作应有明确测量过程预期使用要求的测量过程设计人员和测量过程的使用人员参加。相关部门所确定的内容,应由计量部门统一组织进行分析论证和协调,应形成文件或记录,报最高管理者批准,作为组织建立文件的基础。
结果记录
有效确认结果应保持记录,例如有效确认报告。如果在确认中发现问题,不能满足其预期的使用要求,应采取适当的措施解决,同时应予以记录。
实施和控制
分析对比
在分析对比基础上,对测量过程进行实施。要确定需求,建立过程的质量目标和要求,明确职责分工和接口及过程顺序和关系,可采用流程图、过程图进行表述,确定监视点及其控制的准则和方法,确定需要制定哪些文件和记录,如何确保资源和信息的获得,如何收集数据,如何进行沟通及分析和评价过程结果的有效性,如何实施改进。
归纳要求
根据产品要求的极限来确定测量过程的计量要求。国家标准GB/T1250《极限数值的表示方法和评定方法》规定,标准中规定考核的以数量形式给出的指标或参数等,应当规定极限数值,它表示符合标准要求的数值范围的界限。书写位数表示的精确程度,应能保证产品或其他标准化对象的应有性能和质量,从而它也规定了为检验实际产品或其他标准化对象而得到的测定值或其计算值应具有的相应精确程度。
设计要素和控制限
根据计量要求,设计测量过程要素和控制限,以防止出现错误的测量结果。
控制测量过程的影响量
影响量的概念
影响量指不是被测量但对测量结果有影响的量。例如,用于测量长度的
螺旋测微器的温度、交流
电压幅值测量中的频率、测量人体血液样品血红蛋白浓度时的
胆红素浓度等。
处理影响量
任何测量过程都会有影响量,有的影响量多,有的影响量少;有的影响量大,有的影响量小;有的影响量可以修正,有的影响量无法修正;有的影响量可以控制,有的影响量无法消除等。对于每一个测量过程都要识别有哪些影响,要考虑如何对待或处理这些影响量,也包括忽略一些影响量。
归口管理
测量过程分布在各个部门,如产品质量的检验、生产过程的监控和工艺监测、物料和流程性产品交接时的计量核算、
能源核算、新产品试验、环境监测、生产安全监测等。我国企业计量职能部门以往都是只能管理各部门使用的测量设备,没有职权管理这些测量过程。因此,要实现测量过程的统一归口监督管理,建立测量管理体系。
程序文件
对测量过程的影响量应该进行控制。因为测量过程有很多影响量会影响对被测量的测量结果,有些影响量可以修正,有些影响量必须加以控制,如环境条件造成的影响量,我们可以通过控制温度等影响量,减少对测量结果的影响。对测量过程的控制还包括采用统计控制的方法。影响测量结果准确可靠的因素很多,包括人、机、料、法、环、溯、抽、样等,都会对测量不确定度产生影响。因此,采用统计控制方法对测量不确定度、算术平均值、最大最小值的差值等,通过控制限进行监视和控制是一个很有效的方法。依据控制的程序文件进行控制。测量过程控制有很多方式,如何控制,控制的程度有多大,不同的测量过程是不一样的。要根据测量过程失控后产生的风险和后果来决定控制的程度。有的过程要严格控制,有的过程可进行一般性控制。因此,要制定测量控制的程序文件。按着程序文件控制就可以不因人而异,就可以保持下去,就可以保证在控制允许的范围内达到控制的目的。影响量对测量过程的影响应当量化。可能需要用专门实验和调查来获得或利用设备制造者提供的数据、规范和警示。
确定测量过程的计量要求
识别要求
顾客要求
顾客的要求主要体现在产品适用性要求上,这些要求通常反映在产品标准、合同、招标书、订单等文件中。
组织要求
组织的要求可能涉及在产品实现过程中所需要监视和测量的要求,例如对原材料、工艺过程参数、半成品的监视和测量的要求。组织的要求也可能涉及对质量管理、经营管理、环境管理、能源管理、安全管理所需要的测量要求,例如对质量管理体系所有过程的监视和测量要求、涉及组织成本和效益的测量要求等。
法律法规要求
法律法规的要求通常包括与产品相关的法律法规、技术法规、有关质量的综合法律法规和有关
计量的法律法规等。
测量过程的实施和控制
在受控条件下进行测量
测量过程应在为满足计量要求的受控条件下实现。受控条件包括使用经
计量确认合格的测量设备、应用经确认有效的测量程序、获得所要求的信息资料、保持所要求的环境条件、使用具备能力的人员、合适的结果报告方式。
控制意义
对测量过程实施控制是为了充分保证测量过程是在要求的不确定度限值之内进行,以防止出现错误的测量结果,并通过实施监视能确保迅速地检测出存在的问题,及时采取纠正措施。
控制方法
简介
测量过程控制是指“使过程处于受控状态所采取的控制技术和活动”。而“受控状态”是指对影响过程质量的所有因素,包括人员、环境、设备、计量溯源、检测方法等,即对资源和活动加以控制,达到减少和消除质量问题的目的。对测量过程实施控制的主要方法有简单控制方法和复杂的控制方法。无论哪种方法都应制定控制程序,并按照规定的程序和时间间隔进行,控制的结果和采取的纠正措施应形成文件,以证明测量过程持续满足文件的要求。
简单控制方法
利用相同或不相同的方法进行重复测量;对保留的物品进行再测量;分析一个物品不同特性结果的相关性;对测量过程中使用的测量设备进行
抽样检查;对测量过程的环境条件进行监测;对测量人员的工作实施监督检查等。
复杂的控制方法
利用
核查标准和控制图,采用统计技术对测量过程的全部要素按规定的程序和时间间隔实施测量过程控制。
控制方法选择原则
控制方法和控制限的选择要与不符合规定的要求时引起的风险相称。例如,高级别的测量过程控制对那些包含有严格要求的或复杂环节的测量过程,对保证生产安全的测量过程及由于测量结果的不正确造成重大经济损失的测量来说是合适的。而对于一些非
关键零部件的简单测量,最简单的过程控制就足够了。
使用控制图进行过程控制
原理
过程控制起到“预防为主”的作用。过程控制就是把报告/证书或过程质量保持在要求的界限之内的质量控制。控制图技术是运用
数理统计学原理,以过程的某一质量特性绘出“控制图”,从而评估和监视过程是否处于“受控状态”,把质量管理工作做到测量的过程之中,起到“预防为主”的作用。质量控制中要控制的是影响质量特性值的均值、差错率、及时率,是对影响量的控制,希望它们能稳定地达到期望的状态。然而,影响过程的因素又是错综复杂的,其中尚存在一些不确定的因素,因此要确定控制程序,把质量特性值作为控制量直接纳入闭环控制中是不可能的。也就是说,根据已掌握的技术经验来规定操作条件,仅就几个参数进行自动控制或人工调节,那么作为过程结果的质量特性值,其条件往往处于不满足状态。为使质量特性值能接近应满足的状态,从而进行过程控制,往往要利用诸如
概率分布、相关与回归、
抽样方案、估计与检验,特别是应用控制图检出异常,进行追查,判明与消除异常原因等这样一些方法。
特征
使用控制图控制与一般控制论讲的自动化控制在原理上是不同的,自动化控制是闭环控制的一种代表,往往把温度、湿度、电压这样一些被测参数按照所需的数值进行控制。如,环境监控就属于此类,它不是对作为过程输出的质量特性值进行
直接控制。用控制图所进行的控制,是以偶然原因形成的波动作为依据,通过检出异常原因所导致的波动,进而判明并消除异常原因,即以影响量作为被控制量,根据控制量的变动来检出异常,并查明与消除异常原因。此时的控制,与控制量对应的操作量是未知的,这正是过程控制与闭环控制的不同之处,利用控制图进行过程控制的示意图如图4所示。从图中可以看出,过程控制是对一个分布进行控制的,
一般分布都具有向某个数值集中且又在此数值两旁分散开来的趋势,故可用均值反映集中的特性,而用
标准差表示相互分散的程度。
相关概念
统计技术是通过有关收集、整理和分析数据,从而对研究的对象加深认识,并做出一定结论的方法和理论。它研究的是群体现象的数量特征与规律性。客观世界十分复杂,但根据其不同的性质加以分类就形成各种群体,在
统计学中把所研究的某类客观现象的群体称作总体,所以统计学所研究的是总体的数量特征及其分布的规律性。总体是由许多个体组成的,每个个体在数量特征上又受必然和偶然两种因素支配,必然因素反映了该总体的特征,但由于受偶然因素的影响又是有差异的,如何通过这些个体的差异来描述和推断总体的特征就产生了统计学。统计学是一门实用性很强的学科。
记录管理
测量过程应形成完整、准确和真实的测量记录,并按规定的要求保存记录以证明测量过程符合规定的要求。测量过程记录应包括执行测量过程的完整描述、从测量过程控制系统获得的有关数据、根据测量过程控制数据的结果而采取的措施、进行测量过程控制活动的日期、有关测量过程验证文件的标志、负责提供记录信息的人员标志、人员的能力包括测量过程要求的能力和实际具备的能力。测量过程记录的管理应确保记录的标志、储存、保护、检索和处置,并按规定的保存期限保存记录。