五、測量過(guò)程的實(shí)施和控制

　　(一)在受控條件下進(jìn)行測量
　　測量過(guò)程應在為滿(mǎn)足計量要求的受控條件下實(shí)現。受控條件包括:

　　1.使用經(jīng)計量確認合格的測量設備
　　具體要求:(1)測量設備應有經(jīng)過(guò)計量確認合格的狀態(tài)標志；(2)測量設備應在規定的確認間隔之內；(3)測量設備的封印或保護裝置完好；(4)使用過(guò)程功能正常，沒(méi)有發(fā)生誤操作或損壞、過(guò)載情況。

　　2.應用經(jīng)確認有效的測量程序
　　具體要求:(1)測量程序是經(jīng)過(guò)審核批準的正式文件；(2)測量文件應有明顯的標志；(3)使用的測量程序是現行有效的版本；(4)測量的方法和測量的范圍按程序文件規定的要求執行。

　　3.獲得所要求的信息資料
　　具體要求:(1)具有與測量設備計量確認狀態(tài)有關(guān)的信息，包括任何限制使用和特定要求；(2)具有與測量環(huán)境要求有關(guān)的信息，包括任何因環(huán)境條件變化而需要進(jìn)行的修正；(3)具有與操作有關(guān)的技術(shù)資料或使用說(shuō)明書(shū)；(4)測量的軟件等。

　　4.保持所要求的環(huán)境條件
　　具體要求:(1)測量過(guò)程的環(huán)境條件應符合測量程序規定的要求；(2)如果測量程序有要求，應按規定的要求監視和記錄環(huán)境條件；(3)如果測量程序有要求，應根據環(huán)境條件對測量結果進(jìn)行修正。

　　5.使用具備能力的人員
　　具體要求:(1)測量過(guò)程的操作人員應通過(guò)培訓具備相應的知識和技能，并經(jīng)過(guò)考核被批準后上崗從事測量工作；(2)操作人員應嚴格按照測量過(guò)程程序的規定實(shí)施測量。

　　6.合適的結果報告方式
　　具體要求:(1)結果報告的格式應符合測量程序規定的要求；(2)結果報告的內容應全面、準確、客觀(guān)；(3)結果報告應在測量工作中完成；(4)只有經(jīng)授權的人員才能允許生產(chǎn)、修改、出具報告。以上條件都分別在相關(guān)的章節中作了詳細規定。[page_break]

　　(二)測量過(guò)程實(shí)施控制的意義
　　1.對測量過(guò)程實(shí)施控制的目的是為了充分保證測量過(guò)程是在要求的不確定度限值之內進(jìn)行，以防止出現錯誤的測量結果，而且通過(guò)實(shí)施監視能確保迅速地檢測出存在的問(wèn)題，及時(shí)采取糾正措施。
　　2.為什么要進(jìn)行過(guò)程控制
　　過(guò)程控制是將測量作為一個(gè)過(guò)程來(lái)考慮，通過(guò)由測量過(guò)程獲得的數據采取控制措施，使測量結果的不確定度連續保持在規定的技術(shù)要求之內。測量過(guò)程控制是對測量設備校準或計量檢定的補充，必要時(shí)可結合使用，以確保測量的質(zhì)量。一般情況下，溯源可以滿(mǎn)足測量設備(含計量標準)量值統一、準確的要求，但它也存在一些不足之處:

　　(1)在兩次校準的間隔期內，不能完全保證測量設備或計量標準的不確定度不變。由于校準周期是憑經(jīng)驗確定的，雖然大多數儀器設備能保證其質(zhì)量，但不可避免地會(huì )發(fā)生一些偶然保障或由于預想不到的因素使準確度下降。如果用這樣的設備進(jìn)行測量，實(shí)際上測量的質(zhì)量是沒(méi)有保障的。

　　(2)校準(或檢定)通常是把測量設備或計量標準從使用單位運到計量實(shí)驗室進(jìn)行校準(或檢定)，不可避免地會(huì )有個(gè)別情況發(fā)生，在儀器設備經(jīng)過(guò)運輸回到使用單位時(shí)，如果已經(jīng)發(fā)生了變化，引起失準，則使用這樣的設備進(jìn)行測量必然會(huì )產(chǎn)生錯誤的結果。

　　(3)雖然對測量的各要素分別進(jìn)行了考核，如測量標準經(jīng)過(guò)考核，儀器設備都有校準證書(shū)，人員已持證上崗，有成文的作業(yè)指導書(shū)和相應的國家標準或檢定規程等，但在實(shí)際測量中，還可能由于測量系統連接不當，操作人員思想不集中等原因，即使所用儀器的準確度等級很高，也可能會(huì )給出不正確的數據。

　　(4)作為抽查，也是質(zhì)量控制的一種方式，它是以過(guò)程結果為對象的活動(dòng)；現在要強調的質(zhì)量控制， 是在這種抽查之外，再增加過(guò)程控制的另一種方式，它是以可以影響或左右測量過(guò)程結果的因素為處置對象的活動(dòng)。它遵循“質(zhì)量是在過(guò)程中制造出來(lái)的”這個(gè)預防為主的原則，過(guò)程的每個(gè)節點(diǎn)都可能會(huì )出現差錯，關(guān)鍵是能迅速檢索出來(lái)，并反饋上來(lái)加以糾正。在實(shí)施過(guò)程管理時(shí)利用控制圖是一種行之有效的方法。利用控制圖進(jìn)行過(guò)程管理，尋求統計控制狀態(tài)，要確定作業(yè)條件，進(jìn)而獲得可預測的一些質(zhì)量過(guò)程，稱(chēng)為可預測過(guò)程，建立可預測過(guò)程就是要切實(shí)形成在過(guò)程中制造質(zhì)量的體制。

　　(5)過(guò)程控制的重要性還表現在它能發(fā)現存在于測量和計量確認過(guò)程中的質(zhì)量規律，提出能夠說(shuō)明質(zhì)量的概念，提供能夠保證測量報告/校準證書(shū)質(zhì)量的管理方法。它也是一門(mén)系統科學(xué)，要求各部門(mén)的工作協(xié)調一致。它所進(jìn)行的一切活動(dòng)的目的，歸根到底是要在規定的時(shí)間內，為客戶(hù)提供準確、可靠的高質(zhì)量報告/證書(shū)，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。目前，國內保證報告/證書(shū)質(zhì)量的方法，大多數還是對報告/證書(shū)的復核和批準，它的作用主要是“把關(guān)”。這種方法對于防止不合格的報告/證書(shū)交付給客戶(hù)是完全必要的，這是實(shí)驗室質(zhì)量管理工作最起碼、最基本的職責，必須繼續堅持。但是應該看到，光靠“把關(guān)”畢竟是被動(dòng)的，只能等報告/證書(shū)編制好再來(lái)判別其好壞，如果出現問(wèn)題，也已造成，無(wú)可挽回。因此把保證報告/證書(shū)質(zhì)量的重點(diǎn)放在檢查上，質(zhì)量問(wèn)題還是不可能得到根本解決，所以，在加強檢查的同時(shí)，應貫徹預防為主的方針，在測量和校準過(guò)程中就要防止不符合因素的產(chǎn)生。

　　日常影響報告/證書(shū)質(zhì)量的原因，不外來(lái)自人員(對標準/規程的了解深度，操作的熟練水平，是否經(jīng)過(guò)培訓等)、設備(檢測設備、計量標準的準確度等級，日常維護保養狀態(tài)等)、溯源(設備是否定期校準，是否溯源到國家計量基準等)、方法(標準/規程的采用、作業(yè)指導書(shū)的制定、方法的確認等)、環(huán)境(測量場(chǎng)所、能源、照明、采暖、通風(fēng)等)等5個(gè)方面。這些因素在測量和校準過(guò)程中同時(shí)對報告/證書(shū)的質(zhì)量發(fā)生影響，它們對報告/證書(shū)質(zhì)量所起的作用，也就是質(zhì)量的制造過(guò)程。報告/證書(shū)有個(gè)質(zhì)量問(wèn)題，同樣測量和校準過(guò)程也有個(gè)質(zhì)量問(wèn)題。報告/證書(shū)的質(zhì)量取決于過(guò)程的質(zhì)量。盡管有多種多樣影響報告/證書(shū)質(zhì)量的因素，然而在測量和校準過(guò)程中還是有規律可循的，發(fā)現和利用這些規律，從而把其管理工作從事后把關(guān)轉移到事前過(guò)程的質(zhì)量控制上來(lái)是預防為主的質(zhì)量管理的核心。過(guò)程控制強調把過(guò)程的諸因素用控制圖等方法控制起來(lái)，掌握問(wèn)題的全貌，了解薄弱環(huán)節之所在，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，采取有效措施，確保報告/證書(shū)質(zhì)量的穩定可靠。

　　(三)測量過(guò)程控制的方法

　　1.概述
　　測量過(guò)程控制是指“使過(guò)程處于受控狀態(tài)所采取的控制技術(shù)和活動(dòng)”。而“受控狀態(tài)”是指對影響過(guò)程質(zhì)量的所有因素，包括人員、環(huán)境、設備、計量溯源、檢測方法等，即對資源和活動(dòng)加以控制，達到減少和消除質(zhì)量問(wèn)題的目的。對測量過(guò)程實(shí)施控制的主要方法有:
　　(1)簡(jiǎn)單控制方法:利用相同或不相同的方法進(jìn)行重復測量；對保留的物品進(jìn)行再測量；分析一個(gè)物品不同特性結果的相關(guān)性；對測量過(guò)程中使用的測量設備進(jìn)行抽樣檢查；對測量過(guò)程的環(huán)境條件進(jìn)行監測；對測量人員的工作實(shí)施監督檢查等。
　　(2)復雜的控制方法:利用核查標準和控制圖，采用統計技術(shù)對測量過(guò)程的全部要素按規定的程序和時(shí)間間隔實(shí)施測量過(guò)程控制。
　　(3)無(wú)論是簡(jiǎn)單的控制還是復雜的控制都應制定控制程序，并按照規定的程序和時(shí)間間隔進(jìn)行，控制的結果和采取的糾正措施應形成文件，以證明測量過(guò)程持續滿(mǎn)足文件的要求。
　　(4)測量過(guò)程控制方法的選擇原則
　　控制方法和控制限的選擇要與不符合規定的要求時(shí)引起的風(fēng)險相稱(chēng)。例如，高級別的測量過(guò)程控制對那些包含有嚴格要求的或復雜環(huán)節的測量過(guò)程，對保證生產(chǎn)安全的測量過(guò)程及由于測量結果的不正確造成重大經(jīng)濟損失的測量來(lái)說(shuō)是合適的。而對于一些非關(guān)鍵零部件的簡(jiǎn)單測量，最簡(jiǎn)單的過(guò)程控制就足夠了。

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　　2.利用控制圖進(jìn)行過(guò)程控制
　　(1)過(guò)程控制起到“預防為主”的作用
　　過(guò)程控制就是把報告/證書(shū)或過(guò)程質(zhì)量保持在要求的界限之內的質(zhì)量控制?？刂茍D技術(shù)是運用數理統計原理，以過(guò)程的某一質(zhì)量特性繪出“控制圖”，從而評估和監視過(guò)程是否處于“受控狀態(tài)”，把質(zhì)量管理工作做到測量的過(guò)程之中，起到“預防為主”的作用。質(zhì)量控制中要控制的是影響質(zhì)量特性值的均值、差錯率、及時(shí)率，是對影響量的控制，希望它們能穩定地達到期望的狀態(tài)。然而，影響過(guò)程的因素又是錯綜復雜的，其中尚存在一些不確定的因素，因此要確定控制程序，把質(zhì)量特性值作為控制量直接納入閉環(huán)控制中是不可能的。也就是說(shuō)，根據已掌握的技術(shù)經(jīng)驗來(lái)規定操作條件，僅就幾個(gè)參數進(jìn)行自動(dòng)控制或人工調節，那么作為過(guò)程結果的質(zhì)量特性值，其條件往往處于不滿(mǎn)足狀態(tài)。為使質(zhì)量特性值能接近應滿(mǎn)足的狀態(tài)，從而進(jìn)行過(guò)程控制，往往要利用諸如概率分布、相關(guān)與回歸、抽樣方案、估計與檢驗，特別是應用控制圖檢出異常，進(jìn)行追查，判明與消除異常原因等這樣一些方法。

　　使用控制圖控制與一般控制論講的自動(dòng)化控制在原理上是不同的，自動(dòng)化控制是閉環(huán)控制的一種代表，往往把溫度、濕度、電壓這樣一些被測參數按照所需的數值進(jìn)行控制。如，環(huán)境監控就屬于此類(lèi)，它不是對作為過(guò)程輸出的質(zhì)量特性值進(jìn)行直接控制。用控制圖所進(jìn)行的控制，是以偶然原因形成的波動(dòng)作為依據，通過(guò)檢出異常原因所導致的波動(dòng)，進(jìn)而判明并消除異常原因，即以影響量作為被控制量，根據控制量的變動(dòng)來(lái)檢出異常，并查明與消除異常原因。此時(shí)的控制，與控制量對應的操作量是未知的，這正是過(guò)程控制與閉環(huán)控制的不同之處，利用控制圖進(jìn)行過(guò)程控制的示意圖如圖4所示。從圖中可以看出，過(guò)程控制是對一個(gè)分布進(jìn)行控制的，一般分布都具有向某個(gè)數值集中且又在此數值兩旁分散開(kāi)來(lái)的趨勢，故可用均值反映集中的特性，而用標準偏差表示相互分散的程度。
    

    圖4  利用控制圖進(jìn)行過(guò)程控制示意圖

　　(2)測量過(guò)程的統計規律
　　統計技術(shù)是通過(guò)有關(guān)收集、整理和分析數據，從而對研究的對象加深認識，并做出一定結論的方法和理論。它研究的是群體現象的數量特征與規律性?？陀^(guān)世界十分復雜，但根據其不同的性質(zhì)加以分類(lèi)就形成各種群體，在統計學(xué)中把所研究的某類(lèi)客觀(guān)現象的群體稱(chēng)作總體，所以統計學(xué)所研究的是總體的數量特征及其分布的規律性?？傮w是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體在數量特征上又受必然和偶然兩種因素支配，必然因素反映了該總體的特征，但由于受偶然因素的影響又是有差異的，如何通過(guò)這些個(gè)體的差異來(lái)描述和推斷總體的特征就產(chǎn)生了統計學(xué)。統計學(xué)是一門(mén)實(shí)用性很強的學(xué)科。
　　我們是從事測量和校準工作的，可以說(shuō)整天都在和數據打交道，社會(huì )上的方方面面也要利用這些測量數據為其服務(wù)，數據更是從事質(zhì)量管理的基礎，所以不論是ISO10012認證，還是其他認可，在相關(guān)標準和導則中都要求充分運用數理統計技術(shù)，進(jìn)行內部質(zhì)量控制。為此，我們就應該懂得怎樣對數據進(jìn)行整理、歸納，從中提取有用的信息，在一組觀(guān)測數據中，我們期望得到的是測量結果——真值，它反映了測量過(guò)程必然因素的特征，而每一觀(guān)測值與真值的差異則是偶然因素影響的結果，觀(guān)測值與真值之差就是誤差。誤差是一個(gè)客觀(guān)存在，但由于真值是未知的，所以誤差也是未知的，我們只能給出它們的估計值。為了得到測量過(guò)程的必然和偶然因素的影響結果，先要給出兩個(gè)概念:
　?、俨▌?dòng)。我們日常都有這樣的經(jīng)驗，即使按照同樣的標準(或規程)，遵守同樣的操作規范，由同一操作者用同一臺測量設備(或計量標準)對同一樣品進(jìn)行檢測，其測量結果也不是完全相同的。將代表質(zhì)量變動(dòng)的數據，按檢測時(shí)間順序繪制到圖上，就可看出它們是上下波動(dòng)的，這就是檢測質(zhì)量的第一條客觀(guān)規律。它是由于測量不完善或人們對被測量及影響量的認識不足而造成的。
　?、诜植?。測量質(zhì)量若不從測量時(shí)間的先后順序去分析，而是從測量的全部數據，即總體上來(lái)看，就會(huì )發(fā)現數據是分布在不同數值之上的，但是它們多數向某一個(gè)數值集中，而又同時(shí)在這個(gè)數值的兩旁分散開(kāi)，這就是測量質(zhì)量的第二條規律。
　　集中又分散的情況繪出圖來(lái)就是頻數分布圖，有了頻數分布就很容易畫(huà)出直方圖，它使得次數分配的數量規律性更直觀(guān)、更形象。直方圖就是在平面直角坐標系中，用橫軸表示分組的標志，用縱軸或直方條形的高度表示各組的次數或頻率(如圖5所示)。
    

　　圖5  直方圖

　　波動(dòng)和分布是描述質(zhì)量特征統計現象的兩個(gè)方面。波動(dòng)與分布的關(guān)系可用圖6所示。
    

圖6  波動(dòng)與分布的關(guān)系圖

　　如果觀(guān)測次數很多，組間間隔Δx很小，所繪直方圖就形成一條平滑的曲線(xiàn)，不同客觀(guān)事物有不同的數量規律性，因而也就形成一條平滑的曲線(xiàn)，即次數曲線(xiàn)，不同客觀(guān)事物有不同的數量規律性，因而也就形成了形狀不同的次數曲線(xiàn)，在測量領(lǐng)域中，最常見(jiàn)的是正態(tài)分布曲線(xiàn)(亦稱(chēng)鐘形曲線(xiàn))或將高次數分配曲線(xiàn)圖畫(huà)出來(lái)，我們對該組數據的變化規律就有了直觀(guān)的了解。    

　　(四)測量過(guò)程的記錄

　　測量過(guò)程應形成完整、準確和真實(shí)的測量記錄，并按規定的要求保存記錄以證明測量過(guò)程符合規定的要求。

　　1.測量過(guò)程記錄的內容
　　測量過(guò)程記錄應包括以下內容:
　　(1)執行測量過(guò)程的完整描述，包括所用的全部要素(例如操作者、測量設備、核查標準)和相關(guān)的操作條件。
　　(2)從測量過(guò)程控制系統獲得的有關(guān)數據，包括有關(guān)測量不確定度信息。
　　(3)根據測量過(guò)程控制數據的結果而采取的措施。
　　(4)進(jìn)行測量過(guò)程控制活動(dòng)的日期。
　　(5)有關(guān)測量過(guò)程驗證文件的標志。
　　(6)負責提供記錄信息的人員標志。
　　(7)人員的能力包括測量過(guò)程要求的能力和實(shí)際具備的能力。

　　2.測量過(guò)程記錄的管理
　　(1)只有被授權的人員才允許產(chǎn)生、修改、出具和刪改記錄。
　　(2)應按照記錄管理程序的規定管理記錄，以確保記錄的標志、儲存、保護、檢索和處置。
　　(3)按規定的保存期限保存記錄。
　　關(guān)于記錄的詳細要求已在本篇第四節“記錄的編制與控制”中有詳細論述。(續完)