測量系統分析(MSA)在卷煙工藝質量管理中的應用

趙萬瑩

河南中煙南陽卷煙廠 河南南陽 473000

從測量系統的概念可以看出測量系統是由人、量具、測量對象以及測量方法等幾個方面組成。由于測量方法是根據測量對象的實際情況來進行選擇的，受到測量對象的影響，因此測量方法的選擇要注意其特殊性及針對性。在對測量系統進行分析的過程中，主要是用統計學的方法對測量系統中的各個波動源進行分析，波動源的幅度以及波動源的頻率會對最終的測量結果產生很大的影響。通常情況下，利用偏倚、穩定性、線性、分辨力、重復性和再現性等評價指標對系統運行的優劣進行評價。重復性及再現性是對測量系統的波動即精密程度進行評價的主要指標，這兩項評價指標也較適合在煙草行業進行應用。對測量系統的評價主要分為兩種：計量型以及計數型。對于計量型來說，主要指可變數據的測量分析，包括破壞性試驗以及非破壞性試驗；對于計數型來說，主要指屬性值的測量分析。

1 計量型測量系統分析

重復性誤差，是指同一個操作者應用同一套測量設備，并對同一測量部件的同一特性在較短時間之內進行反復測量，所得結果的一致程度[1]。它是由測量儀器自身的波動所引起的，因此重復性誤差又被稱為是設備波動性誤差。對同一測量部件的同一特性進行多次測量，可以保證所得到結果的一致性，但是如果多次測量的操作人員并不是同一個人，而是由多個操作人員共同完成的，這時候往往容易出現再現性誤差。再現性誤差，是指對同一測量部件的同一特性進行多次測量，所得結果的一致程度。它可在多種條件下發生，在不同的測量條件之下，所面臨的影響因素也是不一樣的。在進行工藝質量測量操作的過程中，測量系統會受到諸多外界因素的影響，從而導致最終的測量結果或多或少出現一定的誤差。因此，在進行卷煙質量測試的時候，應該對測量系統的自動化程度進行選擇。自動化程度越高的測試設備出現誤差的可能性也就越小，同時，對于自動化程度較高的設備來說，人員因素對設備的影響也相對較小，再現性波動的產生主要是來自不同的儀器或者環境因素的變化[2]。

在對測量標準進行應用的時候，評價測量系統能力的方法通常會分為兩種：首先，利用測量系統的波動與總波動的比值來進行度量，將其記為P/TV；其次，利用測量系統的波動與被測量對象質量特性的容差之比進行度量，將其記為P/T[3]。

以上兩種評價方式在實際應用的過程中有較為理想的效果，除此之外還可以在統計分析完成之后，應用測量系統對兩個標準差進行精準明確，這樣可以使數據分析的準確性得到有效提升。P/T、P/TV評價測量系統都具有較強的分辨力以及說服力，與要求標準相符合。

2 計數型測量系統分析

對于計數型測量系統而言，其主要特征體現在其測量值是一組有限的分類數，其劃分主要有合格、不合格、優、良、中、差等，但是這些界限分類在實際應用的過程中又很難保證其整體精準性。因此，此種評價方式需要操作者對測量對象進行多次測量，從而使各個測量結果之間的誤差越來越小，這也使得測量結果的一致性得到體現。一般情況下，計數型測量系統的分析方法主要包括一致性比率以及卡帕值（Kappa）兩個方面。

一致性比率等于一致的次數與測量的總次數之間的比值，它是度量測量結果一致性最為常用的方式。通常情況下，一致性比率有四種：（1）操作者各自的一致性比率[3]；（2）每個操作者與標準值的一致性比率；（3）操作者之間的一致性比率；（4）所有操作者與標準值的一致性比率。1）-（4）分別體現測量系統的重復性、偏倚性、再現性、有效性行。

計數型測量系統在卷煙工藝質量測量過程的應用以煙絲質量測量為例，測量系統分析時會將煙絲的質量按照等級情況進行分類，并且對煙絲質量的測量數據與標準值的一致性進行比較。當一致性比率大于80%的時候，才能夠將其視為有效，如果一致性比率超過90%則視為評價效果理想。當一致性比率沒有達到80%的時候，應該及時采取糾正措施，使測量數據的精準性以及可靠性得到保證，

卡帕值（Kappa）這一概念是在上世紀60年代初期被提出來的，通常會用K來表示，這是一個度量測量結果一致程度的統計量。卡帕值的取值范圍為-1～1，當卡帕值為1的時候，表示兩個度量結果完全一致；當卡帕值為0的時候，則表示兩個度量結果的一致程度并不比偶然猜測的效果更加理想；當卡帕值為-1的時候，則表示兩個度量結果完全不一致。在對計量結果的一致性進行研究的過程中，兩次測量結果的一致性程度可以用卡帕值進行精準表示。

3 結語

隨著卷煙生產自動化水平的提升，在線以及離線操作的方式在設備檢測以及卷煙生產的過程中得到了全面應用。這也為工藝質量管理提出了更高的要求，只有保證測量的人、機械設備及工藝方法等受到的影響降到最低才能夠使最終的測量準確程度得到控制。在對測量系統進行分析的過程中，應該從現階段設備生產運行的實際情況進行入手，這樣可以更加及時的找到引起波動的原因，使卷煙工藝的整體質量得到提升。測量系統在卷煙工藝質量管理過程中進行應用會涉及到多個環節步驟，要對其進行深入全面掌握，才能保證最終卷煙生產的質量。