可靠性工程之測量因素分析與控制*

張根保 徐人月

(重慶大學機械工程學院,重慶 400044)

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可靠性工程之測量因素分析與控制*

張根保 徐人月

(重慶大學機械工程學院,重慶 400044)

張根保：重慶大學教授，機械制造專業博士生導師，機械設計制造研究所所長。

在影響產品質量和可靠性的人機料法環測六因素中，測量因素的控制具有重要意義。本文給出了測量的定義，分析了測量因素及其控制對于產品質量和可靠性的重要性，分析了測量過程的具體內容及其對可靠性的影響，論述了測量因素分析與控制的主要內容。本文內容對機床制造企業開展測量因素控制并保障產品可靠性具有積極的參考作用。

測量；測量分析；測量控制；可靠性

測量是影響產品質量特征值變異的六個基本因素(人員、機器、材料、方法、測量和環境，簡稱5M1E)中的一個，正確的測量永遠是質量改進的第一步，如果沒有科學的測量系統及其評價方法，缺少對測量系統的有效控制，則質量改進也失去了基本的前提。

對測量的控制主要分為測量過程的控制和測量儀器的控制。測量過程控制的目的是為了充分保證測量過程是在要求的被測對象(具體見3.6小節)和不確定度限值之內進行的，以防止出現錯誤的測量結果，而且通過實施監測能迅速地發現存在的問題以便及時采取糾正措施。測量儀器的控制則是因測量儀器在長時間使用過程中，有些參數會發生漂移，為了保證及時發現這些問題的所在從而有效防止相關問題發生或者發生后采取的一些補救措施。只有讓測試儀器校準更精確，做到更加規范，才能保證測試的準確性。由此可見測量控制的重要性。孫文濤[1]等針對光電式測量設備，基于簡單網絡管理協議(simple network management protocol，SNMP)管理分布于不同地點的測量設備，顯示出了更好的自動化和實時性；李霞[2]等通過Oracle EAM平臺建立了有效的閉環測量設備管理系統；邱春玲[3]利用Windows操作平臺和Vfp6.0數據庫管理系統，建立了動態的測量設備管理信息系統；祝紅軍[4]利用Excel應用程序開發了對測量設備實時監控的管理軟件。

1　測量及測量系統的定義

測量，是利用某種儀表或設備，通過實驗的方法確定被測量的數值大小的過程，即測量是為確定被測對象的量值而進行的實驗過程。例如，如果需要測量某物體的質量，可通過磅秤的砝碼相比較而直接獲得；測量某容器中氣體的壓力，可用機械式壓力表指針的位移直接讀出壓力的數值[5]。

從測量的定義可以看出，除了具體事物外，參于測量過程的還應有量具(測量設備)、使用量具的合格操作者和規定的操作程序，以及一些必要的設備和軟件，再把它們組合起來完成測量功能，獲得測量數據。這樣的過程可以看作是一個數據制造過程，它產生的數據就是該過程的輸出。因此我們一般將用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標準、操作、夾具、軟件、人員、環境的集合，用來獲得測量結果的整個過程稱為測量過程或測量系統。一個測量系統具體如圖1所示。

2　測量誤差分析

2.1測量誤差的基本概念

測量誤差是指測得值與被測量真值之差，即:式中：δ為測量誤差，l為測得值，L是被測量真值。由于測得值可能大于或者小于直值，因此真值可以表示為L=1±δ。可以看出：(1)測量誤差絕對值的大小決定了測量的精確程度；(2)測量結果在表達時必須在給出測得值的同時，還要對其測量誤差的大小或極限范圍做出合理的估計才算是完整的表達。

研究測量誤差的目的主要是在一定的測量條件下，盡可能使測得值接近于真值，并對測得值的可靠性做出科學合理的評價。

2.2測量誤差來源

在測量過程中，測量誤差的產生主要有以下四類[8]：

(1)基準件的誤差，基準件是指以某種物體或元件為基準測量其他物體的標準件，如量塊或砝碼等。任何基準件誤差都是不可避免的，會直接影響測量的精確度。因此在選擇基準件時，應該考慮基準件的精度，但是必須適度，一般取被測件誤差的1/5～1/3為宜。

(2)測量方法誤差，主要指選用的測量方法不完善而引起的誤差。方法不完善主要包括：測量方法、測量方案選擇不當以及定位基準、測頭形狀選擇不正確等；如使用游標卡尺時發生偏斜就會產生方法誤差。

(3)計量器具的誤差，包括原理性誤差和制造、裝配誤差。原理性誤差是指在量儀設計時，為了簡化結構，經常采用近似機構取代理論上要求的運動機構。如用均勻刻度的標尺近似代替理論上應為非均勻刻度的標尺等。因此造成的誤差均屬計量器具在設計時已經固有的誤差。除此之外，在計量器具制造或裝配過程中，也會產生一系列的誤差，這些誤差會在使用過程中體現出來。如標尺刻度不精確、裝配間隙不當等。其主要影響計量器具示值穩定性和準確性。

(4)主客觀因素造成的誤差，主要指測量者的觀測誤差及環境條件引起的誤差。測量過程中，造成誤差的客觀環境因素主要有溫度、濕度、振動、氣壓或灰塵等。其中，溫度的影響最為明顯，溫度既會造成測量儀器伸縮，也會造成被測件伸縮。如在長度測量中，因測量溫度偏離標準溫度(20℃)而引起測量誤差可由式(1)計算。

?L=L(α?t-α0?t0) (1)

式中：α、α0分別為被測件和基準量具的線膨脹系數；?t、?t0分別為被測件和基準量具相對標準溫度的差值。由式(1)推導可得反映溫度變化對配合松緊程度影響的公式：

?=L(αH?tH-αs?ts) (2)

式中：L為孔軸基本尺寸，αH、αs為孔、軸線膨脹系數，?tH、?ts為孔、軸相對標準溫度的溫度差，?為孔、軸配合間隙或者過盈的變化量。

總之，為了提高測量精度，應該在了解誤差形成原因的基礎上，分析測量誤差的內在規律性，采取相應的措施去減小或消除其對測量結果的影響。

2.3測量誤差的分類

測量誤差主要分為三大類：系統誤差、隨機誤差、粗大誤差[8-9]。

(1)系統誤差，指在同一條件下，多次測量同一量值時，其誤差的絕對值與符號保持不變，這種屬于定值系統誤差，如量儀零位的一次調整誤差。或在隨著條件的變化，按某一確定的規律變化的誤差稱之為系統誤差，或稱為變值系統誤差，如溫度均勻變化以及刻度盤偏心等引起的誤差。

從理論上講，系統誤差是可以消除的，特別是對絕大多數定值系統誤差而言，一般是可以發現并易于消除的。但是實際中，也有一些系統誤差難以完全查明和消除，只能估計誤差的極限范圍，可視之為隨機化的系統誤差，運用概率論與統計數學的方法按隨機誤差予以分析和消除。

(2)隨機誤差，指在同一條件下，多次測量同一量值時，誤差的絕對值與符號不定。

通常，隨機誤差是難于被消除的，因為它的存在與變化不受人為支配與控制，單次測量值之間無確定的規律可循。但是，對于同一被測量進行多次重復測量，其隨機誤差從總體上卻能反映出一定的統計規律，運用概率論與統計數學的方法可以對其進行分析與處理，減小隨機誤差對測量結果的影響，并評定出其影響程度，即誤差的極限范圍。

(3)粗大誤差，指超過規定條件下預計的誤差。該誤差一般是由于人為疏忽或環境條件突變等因素造成的，對測量結果有明顯地扭曲。因此在正常測量過程中，必須按照一定的原則，發現并消除粗大誤差。

3　測量因素對可靠性的影響

一個測量系統具體含有如圖2所示的7個方面，下面則針對這7個方面具體闡述測量因素對質量和可靠性的影響。

3.1測量儀器

在機床制造過程中，所涉及的測量儀器按照其用途、測量原理及結構特點等，可以分成以下幾類[6-7]：

(1)標準量具——在測量中體現標準量的器具，有定值量具與變值量具之分。常用的定值量具有：量塊、直角尺、曲線樣板等；變值量具有：游標卡尺、千分尺、游標量角器等。(2)量規——是一種沒有刻度的專用檢驗工具，用來判斷被測產品的合格性，不能得出被測量的具體數值。如用光滑極限量規檢驗光滑圓柱形工件的合格性，不能得到工件的實際尺寸，只能判斷其合格與否。

(3)計量儀器——能夠將被測量值轉換成可直接觀察的指示值或等效信息的儀器，其一般具有傳動放大系統。比如比較儀、干涉儀、測長機等。

(4)測量裝置——確定被測幾何量值所必需的測量器具和輔助設備的總體。它能夠測量較多幾何量和復雜的零件，并有助于實現檢測的自動化和半自動化，一般是用于大批量的生產中，用來提高檢測精度和檢測效率。如齒輪綜合精度檢查儀及三坐標測量儀等。

在機床制造中，測量儀器對產品質量和可靠性的影響是毋庸置疑的。機床制造中涉及的各種測量，如在制造過程中涉及的零件幾何精度測量或表面質量檢驗，使用了不可靠的測量儀器或者精度不高的測量儀器(測量儀器的精度必須比被測量量高1-2個數量級)會直接導致檢驗時的存偽或去真，最終使機床產品的質量和可靠性降低(零件不符合可靠性設計時的要求)或產品直接不合格。同時在機床裝配中，如在安裝導軌時，若測量儀器(水平儀、校準儀等)的不合格，會導致誤認為導軌的裝配精度達標，最終影響了機床整機的精度和可靠性。

3.2標準

這里的標準主要是測量過程中或測量儀器控制中的相關標準，具體分為計量基準和計量標準。

計量基準是指對用于統一量值并作為最高依據的測量標準器所賦予的專有名稱。指為了定義、實現、保存、復現量的單位或者一個或多個量值，用作有關量的測量標準定值依據的實物量具、測量儀器、標準物質或者測量系統。具有法律效力。

計量標準是計量標準器具的簡稱，指準確度低于計量基準的，用于檢定其它計量標準或工作計量器具。是通過比較把計量基準單位或量值傳遞到其他測量器具。

計量基準和計量標準都是為了控制測量過程中測量儀器的準確性，是否符合國家標準，是否得到有效的校準等。相當于標準會影響測量儀器的可靠性，屬于從上到下的可靠性控制措施。

3.3程序或方法

程序或方法指的是測量過程中的相關程序(包括測量過程設計、測量過程分析，測量不合格控制程序等)及測量方法(包括測量操作方法、測量數據分析方法等)。

測量過程的設計和測量過程分析，規定了測量過程中需要注意的各個方面。通過設計與分析保證整個測量過程的可靠性，防止出現測量結果的不準確，保證機床產品生產過程處于可控的狀態，從系統層面上保證產品的質量。

在測量方法上，如果采用不完善的測量方法，則會產生測量方法的誤差，如2小節所述。例如先測出圓的直徑，再用公式：S=πd計算出周長，由于π取近似值，所以計算結果中帶有方法誤差，這種誤差無法消除，只有盡可能的減少誤差傳遞。同時還有工件安裝不合理、基準選擇不恰當等。具體參考文獻[8]。這種測量方法的誤差也會對產品可靠性帶來直接的影響。

測量過程中還有許多原則用于保障測量結果的準確性，如阿貝測長原則、閉合原則、最小變形原則、最短測量鏈原則、基準統一原則、重復原則、隨機原則等。具體見文獻[8]。

測量數據分析中尺寸鏈的計算、控制圖、直方圖分析、伯德圖分析、不確定度分析等，都是為了保證產品的質量的數據分析方法。對于保證產品質量和可靠性意義重大，具體見參考文獻[8]。

3.4夾具這里的夾具指在測量過程中使用的輔助工具，與各種測量儀器配套使用時，能夠方便的檢測更多、更復雜的參數。它是在大量或成批生產過程中，為保證產品質量，專門為被測量工件上某一參數或幾個特性參數而設計的一種檢驗工具。

夾具可以幫助測量過程操作更加方便，使以往難以測量或測量成本高的測量過程都可以方便操作，同時可以減少在無夾具測量操作過程中的誤差，用來提高測量質量，使檢驗精度得到更好的保障,從而可以保證產品的可靠性，目前有著眾多的研究成果，具體見參考文獻[13-15]等。

3.5測量人員

測量人員即參與整個測量過程的相關人員，包括測量操作、測量儀器控制及制定測量過程文件的相關人員。對于這些人員首先必須具備相關的專業知識，同時需要有效的管理或培訓才能參與測量過程。參與人員的素質會直接影響測量結果的好壞，間接的影響機床產品的可靠性。如粗大誤差一般都是人員直接造成的誤差，因此測量人員的素質在測量因素中具重要的作用，對機床產品可靠性的影響是很大的。

雖然現在隨著自動化檢測技術的應用，可以有效的減少人為疏忽造成的影響，更好的提高產品可靠性，但人員在測量過程中的許多活動(如儀器操作、儀器校準等)還是無法替代的，因此企業需重視對測量人員的培訓。

3.6被測對象

被測對象即需要被測的參數，在進行一個測量過程前需要識別整個過程中的相關計量要求，大致可分為三類：(1)顧客的計量要求(從產品要求中導出)。(2)組織的計量要求(從工藝文件中導出)。(3)法律法規的計量要求(從法律法規中導出)。

如果識別出錯誤的計量要求或識別的要求不夠，例如在導軌的安裝過程中，只確認需要保證的平行度，卻沒進行相關的水平度檢測，這樣會直接導致在機床最后的檢測調試中運動精度、定位精度或者重復定位精度等不合格，影響機床的整體可靠性。

被測對象的識別過程需要從上述3個要求中識別出，根據測量對象、測量目的的不同，具體歸納起來大致分為三類：

(1)量值的測定，具體指在一定的測量誤差范圍內給出被測量的量值。如進場物料的計量，水、電、油、氣的消耗量的計量，相關環境如溫度、濕度、噪聲的計量，相關力與熱變形的計量等。

(2)生產過程中檢測或合格驗收，具體指判定被測對象是否在允許的變化范圍內。如加工的軸是否處在規定的公差范圍內，整機的運動精度、定位精度和重復定位精度等是否在規定的公差范圍內，零件的粗糙度、表面硬度是否在允許范圍內等。

(3)工藝過程參數監測，具體指在生產過程中對被測參數連續或按一定時間間隔進行測量，將測量結果提供給操作者及時進行控制或自動進行控制。如自動磨削機床上的軸徑檢測等。

明確被測對象，才能在機床生產的各個階段更好的保證產品的可靠性。

3.7環境條件

測量過程中的環境條件對測量結果的影響也是重大的。其中包括溫度、溫度變化率、濕度、照明、振動、塵埃量、清潔度、電磁干擾等。環境的變化往往會產生測量結果的誤差。

環境不僅會對測量過程產生影響，還會對測量儀器產生影響。如濕度及電磁干擾等可能會直接影響測量儀器的精度和可靠性，從而影響到測量結果。因此需要定期的校準測量儀器。

環境的變化還會直接影響產品的可靠性，測量過程中往往通過抽樣檢驗或控制圖的方法消除環境對產品的影響。

4　測量因素的分析與控制

4.1測量過程設計與控制

4.1.1測量過程設計

針對每一個測量過程，需要識別有關的過程要素，這些過程要素應包括設備、環境條件、操作者、應用方法和影響。一般在測量過程中需要確定：(1)確保產品質量所需的測量項目；(2)規定進行測量所需要的設備；(3)確定測量方法；(4)執行測量人員所要求的技能和資格。

測量過程需設計成可以防止出現錯誤的測量結果，并且要確保能夠快速檢測出存在的問題并及時采取糾正措施。在測量過程控制上的花費應與測量對最終產品質量的重要性相匹配。如對于非關鍵部分的簡單測量，就可以采用簡單級別的過程控制。

4.1.2測量過程分析

過程設計完成后還需要對整個過程進行分析，這里的分析一般指分析一個測量過程的統計特性和與其相關的性能指標，通過分析確保測量過程的可靠性。測量過程分析的目的是為了了解變差的產生原因，同時確定儀器是否具有足夠的分辨力、過程是否具有有效的分辨率、是否具備不隨時間變化的統計穩定性等。測量過程分析的前提是被測零件不受測量改變或破壞[10]。一個測量過程首先應具有以下的統計特性：

(1)測量過程必須處于統計控制狀態，這意味著測量過程中的變差只能是由于隨機原因而不是由于特殊原因造成的。這可稱為統計穩定性。

(2)測量過程的變差必須比制造過程的變差小。(3)測量變差應小于公差帶一個數量級以上。

(4)測量精度應高于過程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測量誤差是過程變差和公差帶兩者中精度較高者的十分之一。

(5)測量過程統計特性可能隨被測項目的改變而變化，測量過程的最大的變差應小于過程變差和公差帶兩者中的較小者。

整個測量過程的分析還需要確定具體的指標，主要是量具的重復性、量具的再現性、穩定性、偏移、線性及測量的不確定度[11]。具體如表1所示。

測量過程分析時測量應按隨機順序進行，以確保整個過程中產生的任何漂移或變化是隨機分布；其次測量結果的讀數應估計到可得到的最接近的數字；最后測量過程的研究工作應由知其重要性且仔細認真的人員進行。測量過程中的分析不僅針對測量過程的相關性能指標，還需要對影響測量過程結果可靠性的相關因素進行分析及控制以使測量系統的性能指標更符合要求。

表1 測量過程分析的具體指標

4.1.3形成測量過程文件

一個完整的測量過程文件應該包括：所有有關設備的標識、測量過程的相關程序、測量過程中所要求的環境條件、測量過程的相關分析報告、操作者的能力要求、影響測量結果可靠性的因素、控制方法等。

(1)測量設備標識。為確保所有測量設備得到清楚、正確的標識，防止未授權使用或錯用。

(2)測量過程的相關程序。明確每個測量過程需要采用的測量方法及相關的標準。

(3)測量過程中所要求的環境條件。影響測量結果的環境條件包括：溫度、溫度變化率、濕度、照明、振動、塵埃量、清潔度、電磁干擾等；同時還包括測量設備制造商通常給出的測量范圍、最大負載、環境條件限制等測量設備的技術規范。文件中還應給出造成測量結果誤差的相關修正方法。

(4)測量過程的相關分析報告。

(5)操作者的能力要求。

(6)影響測量結果可靠性的因素。

(7)控制方法。應該在文件中明確每個測量過程所需要的控制方法。一般主要的控制方法有：①簡單控制方法：利用相同或不同的方法進行重復測量；對保留的物品進行再測量；分析一個物品不同特性結果的相關性；對測量過程中使用的測量設備進行抽樣檢查；對測量過程的環境條件進行監測；比較不同人員對同一物品的測量結果；對測量人員的工作實施監督檢查等；②復雜控制方法：利用核查標準和控制圖，采用統計技術，對測量過程的全部要素按規定的程序和時間間隔實施測量過程控制。

無論簡單控制或者復雜控制都應制定控制程序，并按照規定的程序和時間間隔進行，控制的結果和采取的措施應形成文件，以證明測量過程持續地滿足測量結果。在選擇控制方法和控制限的時候需要注意要與不符合規定的要求時引起的風險相稱。例如高級別的測量過程控制對那些包含有嚴格要求的或復雜環節的測量過程，對保證生產安全的測量過程及由于測量結果的不正確會造成重大經濟損失的測量來說是合適的，而對于一些非關鍵零部件的簡單測量，最簡單的過程控制就足夠了。

4.1.4測量過程的實現

測量過程的實現就是進行具體的測量，測量過程必須在為滿足測量過程文件中的相關受控條件下實現。具體的受控條件如表2所示。

4.2測量儀器控制

測量儀器的控制包括測量儀器的校準和測量儀器的驗證，即計量確認以及整個設備控制的相關流程。其目的是確保測量儀器的計量特性滿足測量過程的計量要求。

4.2.1計量確認

計量確認包括測量設備的校準和測量儀器的驗證。測量儀器的驗證是評定設備的計量特性是否符合法定的要求或者顧客的要求，其結論是該測量儀器是否合格，在機床制造過程中是否可以使用。測量儀器的校準則是在規定的條件下，為確定單個測量儀器或者整個測量過程的示值與相對應的由參考標準確定的量值之間的比較或關系。

測量儀器的計量特性通常包括測量范圍、偏移、重復性、滯后、穩定性、影響量、漂移、分辨力、誤差、死區和鑒別力等。測量儀器的計量特性是影響測量不確定度的因素，可以與計量要求直接比較以實現計量確認。計量確認中通常會進行測量標準的溯源。儀器使用者將其依據的標準件，送往上一級較精確與國家標準有關聯性的試驗室進行校驗或驗證，使較低層次的測量結果，能與國際標準或國家標準測量系統相連接，使其具有公信力，且相互之間能達到一致性。與測量標準的溯源相反的是測量標準的傳遞，它是指將國際或國家標準經由校驗(或者其他傳遞方式)傳給下一等級的測量標準，并依次逐級傳遞到最終使用者的測量儀器，以保證被測量的對象的值準確一致，相當于國家法制性的測量控制。一般其模式如圖3。

表2 測量過程實現中的受控條件

進行量值傳遞的目的是用適當等級的計量標準來檢定新制造的測量儀器，因設計、加工、裝配和元件質量等原因引起的誤差是否在允許范圍內，判斷其是否合格，保證測量儀器的一致性。

4.2.2測量儀器的標識

測量儀器的標識是為確保測量控制體系中所有測量儀器得到清楚、正確的標識，防止未授權使用或錯用。

(1)標識的識別與設計。識別標識的種類，具體有入庫驗收證、合格證、準用證、計量確認合格證、限用證、禁用、封存、報廢、溶液標簽等類型。保證各類標識均采用不同的格式與顏色，以便明確區分，防止誤用。明確標識的內容，各種標識中應包含確認狀態、日期(入庫日期、有效日期、禁用日期、封存日期、報廢日期)等、確認單位或確認人員、設備編號、測量儀器的分類標識(一般填寫在計量確認標識上)等內容。

(2)標識的方法。具體方法有①入庫驗收證使用在驗收合格入庫的測量儀器。②限用標識使用在經確認測量儀器僅限于使用某一量限或某些功能的場合；③禁用標識使用在禁止使用的測量儀器；④封存標識使用在處于合格狀態辦理封存手續的測量儀器；⑤報廢標識使用在經確認不合格被批準報廢的測量儀器。

(3)計量確認。

(4)標識。包括標識的填寫和粘貼要求。標識的填寫：①測量儀器經確認后，由計量確認人員按標識內容如實填寫,字跡要求清晰、工整，不得涂改；②計量確認人員填寫各種標識時必須使用黑色鋼筆、簽字筆、圓珠筆，不得使用鉛筆。簽名時必須簽全名，任何人不得冒用計量確認人員簽名；③計量確認人員填寫各種標識時，必須以檢定規程或校準規范的技術指標(無檢定規程或校準規范時，以測量儀器的技術說明書或其它技術文件規定的技術指標)和相應的計量要求作為判斷測量儀器狀況和簽發確認標識的依據。標識的粘貼：①標識的粘貼應牢固耐久；②標識應粘貼在測量儀器醒目且不影響讀數的位置，以便觀察。同一種類的測量儀器的標識應粘貼在同一部位，以示整齊美觀；③送外檢測量儀器的標識由負責送檢的人員依據證書，或測試報告并結合相應計量要求比較后粘貼確認標識。強檢的測量儀器由檢定人員粘貼標識。

(5)標識的維護。①企業應對使用的標識進行管理，防止標識丟失、損壞或超過確認間隔；②標識損壞、丟失應及時申報，未及時申報的由設備管理部予以考核。③標識一旦損壞、丟失或超過確認間隔時，其所標識的對象按不合格測量儀器處理。

4.2.3測量儀器調整控制

在經過確認的測量儀器上，要對影響其性能的調整裝置采取封印或其他保護措施，防止未經授權的改變。保護或封印裝置的設計和實施應保證一旦改變則會被發現。目的是為了防止未經授權擅自調整或改變測量儀器的計量性能。封印的材料可以是標簽、封料、線材、涂料等。一般僅允許在修理或校準之后可以調整的測量儀器，而在使用時不允許調整的部位，必須實施封印。

4.2.4測量儀器控制流程

測量儀器的控制是為了保證測量儀器的準確度和精度，確保其提供數據的真實性，一般控制流程如圖4。購置申請一般是由廠內的相關部門提出申請，金額較小的或小型檢測儀器(如卷尺，游標卡尺或溫度計等)，直接填寫申請單報相關采購負責人批準，而金額較大的則需詳細的說明設備名稱、型號規格、數量、申請原因等，先報技術負責人審核后再報給采購負責人批準。

過后的流程則是采購，若需要時則由專業技術人員協助采購。在驗收過程中，試驗室或相關負責部門按儀器的有關說明書或相關性能進行驗收。驗收不合格的儀器應在“儀器驗收報告”上注明不合格原因，并通知倉庫退回給供應商，驗收合格，填寫“儀器驗收報告”。過后分配相關人員領用儀器，必要時進行使用前培訓。對各個領用的儀器應按有關的說明或相關證明材料建立測量檢測儀器設備檔案，并編號管理。

測量儀器的校驗一般分為免校、內校和外校。免校是對于一些直接用于生產及對產品質量關系不大，或其精度準確度不因使用過程而受影響，或其檢測結果僅供參考的測量檢測儀器，需由相關負責部門在“測量檢測儀器檔案”中注明。內校為對于一些直接用于生產或需經常性進行校驗的儀器，需要由相關負責部門在測量檢測儀器檔案中注明，內校類檢測儀器應安排相關技術人員按儀器進行外校，同時，不能直接作為檢驗或試驗的一般檢查工具使用。外校為對于一些精密度要求較高且對產品質量關系較大或內校時使用的標準件，法令、法規規定或上級主管部門規定要求的儀器，由相關負責部門在儀器檔案中注明，外校儀器除另有規定外一年應校驗一次，還需按廠內制定的校驗周期和儀器要求定期校驗。

外校合格均要貼相應合格標簽，不合格者要貼暫停使用標簽，對于某些功能喪失或精度降低，而其主要功能又可以正常使用且符合精度要求的，應在儀器校驗報告上判定限定使用。在所有儀器維修后必須進行一次外校或內校。

校驗時，發現儀器精度超出要求并足以影響產品質量時，應對所測量產品加以追溯。各類儀器應保持標簽、檢驗記錄和檔案的完整和清晰。

儀器在使用時要注意保護，并在合適的環境條件下進行，搬運時輕拿輕放，貯存時防塵、防潮，以免儀器損壞。發現儀器精度不合要求或有故障時，要立即掛上暫停使用標識，并由相關負責部門提出維修申請，批準后則交相關部門送法定計量部門進行維修和校驗，合格后才可使用。

儀器經維修或校驗后，其精度或性能達不到相關要求時，由使用部門填寫“儀器報廢申請單”提出報廢要求，由技術負責人審核，交總負責人批準。儀器在批準報廢后，需保存儀器報廢申請單并在儀器檔案中注明報廢日期，并同時將有關檔案和儀器報廢申請單一起保存，期限為一年。

5 結語

本文先介紹了測量因素分析和控制的概念，闡述了測量因素分析和控制的重要性。然后介紹了測量的定義，明確了測量的具體含義。同時闡述了測量誤差的具體內容，重點分析了測量系統中各個因素對保證可靠性的重要性。論述了測量分析與控制措施，其中包含測量過程以及測量儀器的相關控制。

測量對于生產過程的質量保證非常重要，測量、控制與儀器精度保證在質量控制中有著舉足輕重的地位。儀器是測量或控制產品質量的工具，測量是使用儀器的目的，而控制是為了正確獲取信息的工具。隨著現代工業對產品質量和可靠性的要求更高，測量系統會向更高的測量精度、更快的測量速度和更方便的測量操作方向發展。[1] 孫文濤，許萍.SNMP在分布式光電測量設備管理中的應用[J].長春理工大學學報，2006，29(4)：36-38.

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Measure analysis and control in reliability engineering

ZHANG Genbao, XU Renyue

(College of Mechanical Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, CHN)

In the man, machine, materials, method, measure and environment the six factors that affect the product quality and reliability, the control in measure factor is significant. This paper makes a define to the measurement, and makes a statement about the importance of measurement and measure control for the quality and reliability of products. Also makes a analysis about the details of measure process and states the influence on reliability. Then explains the main contents about the measure analysis and control. This paper has a positive reference on machine tool manufacturing enterprises to carry out the measurement factor control and guarantee product reliability.

measurement;measure analysis;measure control;reliability

TH17

A

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.08.001

160801

*國家自然科學基金資助項目(51175527)；國家“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項(2013ZX04005-012；2014ZX04001-031)“數控機床可靠性技術”專題(二十五)