檢驗(yàn)規(guī)則在超硬材料工具驗(yàn)收檢驗(yàn)中的應(yīng)用

王智慧,張 喆,王偉熙

(1.桂林特邦新材料有限公司,廣西 桂林 541004;2.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司 廣西超硬材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家特種礦物材料工程技術(shù)研究中心,廣西特種礦物材料技術(shù)創(chuàng)新中心,廣西 桂林541004;3.桂林航天工業(yè)學(xué)院,廣西 桂林 541004)

0 引言

超硬材料因具有高硬度、高耐磨性等優(yōu)點(diǎn),所制工具廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、建筑施工、礦山開(kāi)采和勘探等領(lǐng)域。超硬材料工具具有高附加值,屬于高價(jià)值產(chǎn)品,其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定十分重要。使用商對(duì)工具性能的穩(wěn)定性提出了嚴(yán)苛要求,希望產(chǎn)品能100%合格,即希望產(chǎn)品能通過(guò)100%檢驗(yàn),挑選出完全合格品。然而,表征超硬材料工具質(zhì)量的指標(biāo)很多,主要有尺寸公差及形位公差、內(nèi)部及外觀缺陷、成分及組織均勻性、強(qiáng)度和磨耗比等。有些質(zhì)量表征指標(biāo),如尺寸公差及形位公差、內(nèi)部及外觀缺陷的檢驗(yàn)是非破壞性的,可以進(jìn)行100%檢驗(yàn),但100%檢驗(yàn)必將導(dǎo)致檢驗(yàn)成本過(guò)高,產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力下降,因而多數(shù)情況下生產(chǎn)廠商采用抽檢[1]的方式檢驗(yàn)。而有些質(zhì)量表征指標(biāo)的檢驗(yàn)是破壞性的,如抗彎強(qiáng)度和磨耗比等,不可能實(shí)現(xiàn)100%檢驗(yàn),只能進(jìn)行抽檢。為確保抽樣檢驗(yàn)質(zhì)量能很好地代表所抽取批次產(chǎn)品的質(zhì)量,必須根據(jù)實(shí)際情況選擇一種合適的抽樣檢驗(yàn)程序。本文就超硬材料工具如何根據(jù)不同市場(chǎng)情況或生產(chǎn)條件選擇一種合適的抽樣檢驗(yàn)程序或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步探討。

1 檢驗(yàn)規(guī)則在超硬材料工具驗(yàn)收檢驗(yàn)應(yīng)用中優(yōu)劣探討

1.1 100%檢驗(yàn)和抽樣檢驗(yàn)

要保證出貨產(chǎn)品全部是完全合格品,就需要采用100%檢驗(yàn)。初看起來(lái),100%檢驗(yàn)最為保險(xiǎn),似乎能保證“萬(wàn)無(wú)一失”,其實(shí)不然。做100%檢驗(yàn)時(shí),通常總有一定幾率將不合格品當(dāng)作合格品或是把合格品當(dāng)作不合格品搞錯(cuò),如某公司進(jìn)行串珠基體內(nèi)孔檢驗(yàn),最初采用100%檢驗(yàn),但在后續(xù)穿繩工序時(shí)仍出現(xiàn)因串珠基體內(nèi)孔偏小而導(dǎo)致鋼絲繩穿不進(jìn)的現(xiàn)象,后該公司對(duì)串珠基體內(nèi)孔采用抽檢,在穿繩工序篩選不合格串珠,串珠基體內(nèi)孔抽檢對(duì)產(chǎn)品最終質(zhì)量幾乎沒(méi)有影響,但節(jié)約了檢驗(yàn)成本。

100%檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是能夠以較高的置信水平反映批次產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量。下列場(chǎng)合建議采用100%檢驗(yàn):1)不合格品不為0就不可行的場(chǎng)合,如鋸片基體與鋸齒間焊接強(qiáng)度;2)批量很小,使用抽樣檢驗(yàn)沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的場(chǎng)合,試制產(chǎn)品多數(shù)采用100%檢驗(yàn);3)產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大,或產(chǎn)品質(zhì)量太差不能滿足使用者需求。

抽樣檢驗(yàn)是建立在統(tǒng)計(jì)理論基礎(chǔ)上,能科學(xué)、可靠地反映整批產(chǎn)品的質(zhì)量水平,其優(yōu)點(diǎn):1)檢驗(yàn)成本低;2)在破壞性檢驗(yàn)場(chǎng)合,對(duì)整批產(chǎn)品質(zhì)量提供科學(xué)的判斷;3)拒收生產(chǎn)方整個(gè)批,能有力促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。其缺點(diǎn):1)存在接收“不合格”批和拒收“合格”批的風(fēng)險(xiǎn);2)增加了驗(yàn)收抽樣系統(tǒng)選擇工作,對(duì)質(zhì)量管理人員要求高;3)樣本所提供的產(chǎn)品信息比100%檢驗(yàn)少。

下列場(chǎng)合建議采用抽樣檢驗(yàn):1)破壞性檢驗(yàn);2)產(chǎn)口數(shù)量多或檢驗(yàn)項(xiàng)目多;3)檢驗(yàn)費(fèi)用高;4)制作過(guò)程控制檢驗(yàn)。

1.2 計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)和計(jì)量抽樣檢驗(yàn)

與規(guī)格或標(biāo)準(zhǔn)作比較后,把產(chǎn)品分為合格、不合格的檢驗(yàn)稱(chēng)為計(jì)數(shù)檢驗(yàn)。以產(chǎn)品的計(jì)量結(jié)果進(jìn)行判定的檢驗(yàn)稱(chēng)為計(jì)量檢驗(yàn)。對(duì)一般的成批產(chǎn)品進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),通常采用計(jì)數(shù)檢驗(yàn)方案。對(duì)質(zhì)量不易過(guò)關(guān)的產(chǎn)品,具有破壞性和自身很貴重的產(chǎn)品,或者自身不貴重但檢驗(yàn)費(fèi)用很高的產(chǎn)品,由于希望盡量減少檢驗(yàn)產(chǎn)品的個(gè)數(shù),通常采用計(jì)量檢驗(yàn)方案。兩種檢驗(yàn)方案優(yōu)劣對(duì)比列于表1。

表1 計(jì)數(shù)檢驗(yàn)方案和計(jì)量檢驗(yàn)方案優(yōu)劣的對(duì)比

1.3 不合格品百分?jǐn)?shù)檢驗(yàn)和每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)

不合格品百分?jǐn)?shù)檢驗(yàn)所關(guān)心的是單位產(chǎn)品上有無(wú)不合格,一個(gè)單位產(chǎn)品上有一處不合格和有多處不合格都作為一個(gè)不合格品處理。每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)需對(duì)所檢單位產(chǎn)品上的每個(gè)不合格計(jì)數(shù),如果一個(gè)單位產(chǎn)品上可能出現(xiàn)很多處不合格(如焊縫氣泡),應(yīng)使用每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)。對(duì)某種產(chǎn)品的檢驗(yàn)僅使用不合格品百分?jǐn)?shù)檢驗(yàn)和每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)中的一種,比經(jīng)常從一種變到另一種要好。兩種檢驗(yàn)方法優(yōu)劣對(duì)比如下:

(1)從保存記錄的角度看,每百單位不合格數(shù)檢驗(yàn)較好,這種記錄包含所有與不合格有關(guān)的信息。

(2)除非產(chǎn)品質(zhì)量極好,或每個(gè)特性的符合性極好,采用每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)時(shí),不合格類(lèi)別越多,批不接收的機(jī)會(huì)越大。

1.4 一次、二次、多次和序貫抽樣方案

一次、二次、多次和序貫抽樣方案優(yōu)劣對(duì)比列表2。

表2 一次、二次、多次和序貫抽樣方案優(yōu)劣對(duì)比

一次、二次抽樣方案能滿足超硬材料工具抽樣檢驗(yàn)需求,質(zhì)量管理工作者可先采用一次抽樣方案推廣國(guó)家抽樣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。然而,多次和序貫抽樣方案為顯著節(jié)約檢驗(yàn)成本提供了機(jī)會(huì)[2],條件成熟時(shí),超硬材料工具質(zhì)量管理者也可嘗試設(shè)計(jì)多次和序貫抽樣檢驗(yàn)方案。

1.5 選擇驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的原則及建議

為選取合適的驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)考慮市場(chǎng)情況和生產(chǎn)條件,超硬材料工具選取驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的原則及建議[2]見(jiàn)列表3,標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)等信息見(jiàn)列表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)等信息列表

總之,復(fù)雜的檢驗(yàn)需要簡(jiǎn)單的抽樣方案,復(fù)雜的抽樣方案常用于簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)[2]。

2 抽樣檢驗(yàn)程序在超硬材料工具應(yīng)用示例

下面以串珠磨料層與鋼質(zhì)基體給合強(qiáng)度入庫(kù)檢驗(yàn)為例加以說(shuō)明。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[9],串珠磨料層與鋼質(zhì)基體給合強(qiáng)度須大于60 MPa,但接收少量不合格品不會(huì)造成重大損失。下面以最常用的GB/T2828.1和GB/T6378.1抽樣標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)抽樣方案,假設(shè)串珠生產(chǎn)已處于有效控制狀態(tài),長(zhǎng)期實(shí)踐表明標(biāo)準(zhǔn)差σ為2.2 MPa,為常數(shù),每批批量定為10萬(wàn)粒,采用正常檢驗(yàn)一次抽樣方案。

方案1:AQL取0.65,此方案多用于開(kāi)環(huán)繩鋸串珠,方案1抽檢方案及批合格判斷結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 方案1抽檢方案及批合格判斷結(jié)果

方案2:AQL取0.065,此方案多用于閉環(huán)繩鋸串珠,方案2抽檢方案及批合格判斷結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 方案2抽檢方案及批合格判斷結(jié)果

由表5及表6可見(jiàn):

(1)采用計(jì)數(shù)抽樣方案時(shí),不需破壞抽取的多數(shù)樣品。采用計(jì)量抽樣方案時(shí),需破壞抽取的全部樣品。

(2)計(jì)數(shù)抽樣方案所需樣品量是計(jì)量抽樣方案的近10倍,計(jì)數(shù)抽樣方案檢驗(yàn)工作量很大。

(3)計(jì)量抽樣方案能得出具體的數(shù)據(jù),可為質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。

(4)由表6可見(jiàn),每一粒串珠磨料層與鋼質(zhì)基體的給合強(qiáng)度均滿足國(guó)標(biāo)要求,但仍判該批不合格,這也是計(jì)量抽樣方案難理解的原因之一。

(5)設(shè)計(jì)磨料層與鋼質(zhì)基體給合強(qiáng)度入庫(kù)抽樣檢驗(yàn)方案時(shí),建議采用計(jì)量抽樣方案。

按表6的抽樣方案,對(duì)該批串珠判為不合格,可通過(guò)與以往抽樣檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,從下列幾方面查找原因并加以改進(jìn):

(1)若給合強(qiáng)度樣本平均值或樣本標(biāo)準(zhǔn)差顯著變差,說(shuō)明制作過(guò)程已失控,須將制作過(guò)程調(diào)整到受控狀態(tài)。

(2)給合強(qiáng)度平均值若無(wú)顯著下降,應(yīng)改進(jìn)磨料層配方及基體表面處理,提高給合強(qiáng)度平均值。

(3)給合強(qiáng)度樣本標(biāo)準(zhǔn)差若無(wú)顯著上升,應(yīng)改進(jìn)制作過(guò)程,進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性,降低標(biāo)準(zhǔn)差。

(4)若結(jié)合強(qiáng)度樣本平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)差均未顯著變差,需統(tǒng)計(jì)以往產(chǎn)品在使用時(shí)是否出現(xiàn)不可接受的磨料層脫落現(xiàn)象。若未出現(xiàn),可考慮選擇較高接收質(zhì)量限AQL的抽檢方案。

3 結(jié)論

(1)采用驗(yàn)收抽樣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的主要?jiǎng)恿κ墙?jīng)濟(jì)性,既保證被接收批具有一定質(zhì)量,又可顯著節(jié)約檢驗(yàn)工作量和檢驗(yàn)費(fèi)用。然而,推廣驗(yàn)收抽樣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)需要長(zhǎng)期的實(shí)踐積累,既要有一批高素質(zhì)的質(zhì)量管理人員,更要獲得公司高層的支持。

(2)驗(yàn)收抽樣要冒風(fēng)險(xiǎn),生產(chǎn)方和使用方都希望使自己的風(fēng)險(xiǎn)最小,這就需要合理地選擇抽樣方案,控制各自的風(fēng)險(xiǎn),合理運(yùn)用驗(yàn)收抽樣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于雙方都有益處。

(3)復(fù)雜的檢驗(yàn)需要簡(jiǎn)單的抽樣方案,復(fù)雜的抽樣方案常用于簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)。一次、二次抽樣方案能滿足超硬材料工具抽樣檢驗(yàn)需求,質(zhì)量管理工作者可先采用一次抽樣方案推廣國(guó)家抽樣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。然而,多次和序貫抽樣方案為顯著節(jié)約檢驗(yàn)成本提供了機(jī)會(huì),條件成熟時(shí),超硬材料工具質(zhì)量管理者也可嘗試設(shè)計(jì)多次和序貫抽樣檢驗(yàn)方案。

(4)非標(biāo)準(zhǔn)化的抽樣方法(如百分比抽樣等)往往缺乏理論依據(jù),而驗(yàn)收抽樣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具有可靠的理論依據(jù)。采用驗(yàn)收抽樣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可以節(jié)約主觀討論的時(shí)間,在國(guó)際貿(mào)易中尤為重要。