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淺談控制圖在砝碼檢定/校準(zhǔn)過程中的應(yīng)用：

*、引言

休哈特控制圖即通常說的測量過程控制圖，是*種有控制界限的圖，用于對已經(jīng)完成的測量過程或測量階段進(jìn)行分析，以評估測量過程是否穩(wěn)定并處于受控狀態(tài)。它能判斷并提供測量過程中是否存在異常因素，以便于查明產(chǎn)生異常的原因，并采取措施使測量過程重新處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。根據(jù)JJF1033-2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》的要求，“對于*度較*且重要的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，如有可能，建議盡量采用控制圖對其測量過程進(jìn)行連續(xù)和長期的統(tǒng)計(jì)控制。”對于砝碼這*重要的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，其檢定/校準(zhǔn)過程同樣可能源于固有的隨機(jī)波動或者異常原因的波動，而在砝碼的測量過程中，運(yùn)用控制圖的分析、控制功能為測控管理帶來新的管理模式。因此，采用控制圖對砝碼檢定/校準(zhǔn)測試過程進(jìn)行長期與連續(xù)控制有重要意義。

二、控制圖的設(shè)計(jì)原理

大多數(shù)情況下，若影響測量結(jié)果的因素比較多，測量結(jié)果的分布往往服從正態(tài)分布。根據(jù)中心*限定理，即使測量結(jié)果不服從正態(tài)分布，只要取若干次測量結(jié)果的平均值，該平均值仍接近于正態(tài)分布。對于正態(tài)分布的測量變量而言，測量結(jié)果位于分布中心附近μ±3σ區(qū)間內(nèi)的概率*達(dá)99.73％，這符合ISO8258：1991和GB/T4091-2001的規(guī)定。在各種控制圖的異常判斷中，*般均采用顯著水平α=0.0027，因此，將該區(qū)域作為判穩(wěn)的控制區(qū)域。當(dāng)測量結(jié)果出現(xiàn)在±3σ區(qū)域外時，就可以認(rèn)為測量過程出現(xiàn)異常。在±2σ區(qū)域外并±3σ之內(nèi)的區(qū)域稱為警戒區(qū)，當(dāng)測量結(jié)果位于警戒區(qū)內(nèi)時，其出現(xiàn)概率*為99.73％-95.45％=4.28％，此時應(yīng)對測量過程予以密切關(guān)注，以確定是否有異常情況出現(xiàn)。

三、控制圖的繪制

具體建立控制圖時，*先應(yīng)建立分析用控制圖，確認(rèn)過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)后，將分析用控制圖的時間界限延長，于是分析用控制圖就轉(zhuǎn)化為控制用控制圖。根據(jù)控制對象的數(shù)據(jù)性質(zhì)，及*采用的統(tǒng)計(jì)控制量（也稱過程參數(shù)）來分類，測量過程控制中常用的控制圖有平均值-標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖（x－s圖）、平均值-*差控制圖（x－R圖）、中位值-*差控制圖（x-R圖）。比較而言，（x－s圖）對于測量過程異常的檢出能力較強(qiáng)，其控制能力要求較*，因此，這里選用平均值－標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖（x-s圖）作為分析用控制圖的繪制。步驟*：采取預(yù)備的數(shù)據(jù)。（1）在重復(fù)條件下，作n次獨(dú)立重復(fù)測量，采用標(biāo)準(zhǔn)偏差圖時，要求測量數(shù)n≥12；（2）在檢定規(guī)程和JJF1033-2008的測量條件下，按*定的時間間隔重復(fù)上面的測量過程，取25組數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定飽和性。

四、實(shí)例分析及控制圖

下面選取E2等級砝碼量傳F1等級砝碼的10g砝碼為例，說明x－s控制圖在砝碼檢定/校準(zhǔn)過程控制中的實(shí)際應(yīng)用方法。*先，采取數(shù)據(jù)。由熟練檢定員在實(shí)驗(yàn)室受控環(huán)境條件下，按照JJG99-2008《砝碼》檢定規(guī)程使用ABA方法連續(xù)作13次獨(dú)立重復(fù)測量砝碼折算質(zhì)量修正值。時間間隔1天重復(fù)上面的測量過程，共測量了25個子組，結(jié)果如表1*示。其次，計(jì)算s圖和x圖控制限并作圖。

1.計(jì)算s圖參數(shù)。其控制線分別為：

樣本量為n=13，查表得B3=0.382、B4=1.618，將其代

入公式得：

CL=s=0.00142

UCL=B4s=0.00230

LCL=B3s=0.00054

2.計(jì)算x圖參數(shù)。其控制線分別為：

樣本量為n=13，查表得A3=0.850、s=0.001419，將其

代入公式得：

CL=x=-0.06734

UCL=x+A3s=-0.06613

LCL=x-A3s=-0.06854

3.繪制平均值x圖和s圖（見圖1、圖2）*后，判定控制圖是否處于穩(wěn)定受控狀態(tài)。圖示控制范圍均分為6個區(qū)，每個寬度相當(dāng)于*采用估計(jì)量的準(zhǔn)差，實(shí)際*測得的控制點(diǎn)運(yùn)用8種判定原則判斷，均符合要求。因此，本砝碼測量過程的數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性是可靠的。

五、結(jié)束語

通過休哈特控制圖x－s對E2等級砝碼量傳F1等級的10g砝碼測量過程主要特性進(jìn)行了連續(xù)的分析和控制，在滿足GB/T4091-2001和ISO8258:1991測量過程實(shí)施控制的管理要求下，充分滿足了砝碼計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性，提*了砝碼測量全過程的計(jì)量保證能力。通過對10g砝碼的應(yīng)用，將使測量控制圖更加廣泛地應(yīng)用于砝碼標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。結(jié)合JJF1003－2008以及*合理的測量控制分析，控制圖在砝碼檢定/校準(zhǔn)過程的控制中*定能取得理想的效果。