文丨閆中廣

在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)極限結(jié)果的判定中，需要考慮測(cè)量不確定度的影響。引入測(cè)量不確定度，可以對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果做出更為準(zhǔn)確和科學(xué)的判定，有效防止產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)誤收或誤廢現(xiàn)象的發(fā)生。

國(guó)家對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)施監(jiān)督檢驗(yàn)是通過測(cè)量被檢驗(yàn)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)的，得到的測(cè)量結(jié)果同監(jiān)督檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而判定被檢驗(yàn)產(chǎn)品是否為合格產(chǎn)品。產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果判定一般采用基于誤差理論的傳統(tǒng)極限判定原則，即當(dāng)技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量結(jié)果處于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值的允許誤差范圍內(nèi)，便可判定被檢查產(chǎn)品是合格產(chǎn)品，否則為不合格產(chǎn)品。

但是，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提出了更高的要求。過去用測(cè)量誤差，即測(cè)量結(jié)果與測(cè)量真值的差異，來表示測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確和可靠程度，但是由于測(cè)量條件的不完善以及認(rèn)識(shí)的不足，測(cè)量結(jié)果的真值實(shí)際是不可能被準(zhǔn)確測(cè)量出來的，所以誤差也就無(wú)法準(zhǔn)確得到，習(xí)慣用約定測(cè)量值，如測(cè)量平均值，代替測(cè)量真值后得到的誤差，它的準(zhǔn)確性和可靠性是有一定局限性的。在實(shí)際測(cè)量工作中,能夠得到的測(cè)量結(jié)果只是以一定概率分布的某個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域國(guó)際上習(xí)慣用測(cè)量不確定度來表示，它能夠很好地反應(yīng)出測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的可信任程度。特別是隨著國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性需要在國(guó)際間得到評(píng)價(jià)和承認(rèn),由此在國(guó)際間開展的測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證、比對(duì)或認(rèn)可等活動(dòng)，越來越重視對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度的分析和表達(dá)。既然測(cè)量結(jié)果的表述已經(jīng)廣泛采用了測(cè)量不確定度的概念，那么，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)極限

結(jié)果的合格判定就不能再簡(jiǎn)單地采用傳統(tǒng)的極限判定原則，還必須要考慮到測(cè)量不確定度的影響。

測(cè)量不確定度對(duì)傳統(tǒng)極限判定原則的影響

假定，被檢驗(yàn)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的單次測(cè)量值用Xi(i=1、2、3…)表示，測(cè)量平均值用 表示，監(jiān)督檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范或者相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值用X0表示，測(cè)量允許誤差極限用±表示，以測(cè)量平均值作為最后測(cè)量結(jié)果Y，按照傳統(tǒng)極限判定原則，當(dāng)測(cè)量結(jié)果滿足：條件時(shí)，可判定被檢驗(yàn)產(chǎn)品是合格產(chǎn)品，否則為不合格產(chǎn)品。測(cè)量結(jié)果判定區(qū)域分布如圖一所示。

圖一 傳統(tǒng)極限判定結(jié)果區(qū)域分布

考慮到測(cè)量不確定度的影響，假定測(cè)量擴(kuò)展不確定度用U95表示，則被檢驗(yàn)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量結(jié)果應(yīng)表述為：Y=±U95，測(cè)量結(jié)果不再是一個(gè)具體的數(shù)值，而是以一定概率分布的一個(gè)區(qū)域，測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)不同情況如圖二所示：

圖二 測(cè)量不確定度對(duì)傳統(tǒng)極限判定原則的影響

一、當(dāng)測(cè)量結(jié)果處于A和E情況時(shí)，可以肯定地判定該被檢驗(yàn)產(chǎn)品是合格產(chǎn)品。

二、當(dāng)測(cè)量結(jié)果處于B和F情況時(shí)，被檢驗(yàn)產(chǎn)品是合格產(chǎn)品的可能性大于是不合格產(chǎn)品的可能性，按照傳統(tǒng)極限判定原則，可判定該被檢驗(yàn)產(chǎn)品是合格產(chǎn)品，但有把不合格產(chǎn)品誤判為合格產(chǎn)品的可能，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)可能出現(xiàn)誤收的情況，擴(kuò)大了產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的合格率。

三、當(dāng)測(cè)量結(jié)果處于C和G情況時(shí)，被檢驗(yàn)產(chǎn)品是不合格產(chǎn)品的可能性大于是合格產(chǎn)品的可能性，按照傳統(tǒng)極限判定原則，可判定該被檢驗(yàn)產(chǎn)品是不合格產(chǎn)品，但有把合格產(chǎn)品誤判為不合格產(chǎn)品的可能，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)可能出現(xiàn)誤廢的情況，縮小了產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的合格率。

四、當(dāng)測(cè)量結(jié)果處于M和N情況時(shí)，被檢驗(yàn)產(chǎn)品是不合格產(chǎn)品的可能性與是合格產(chǎn)品的可能性均等，按照傳統(tǒng)極限判定原則，可判定該被檢驗(yàn)產(chǎn)品是合格產(chǎn)品，但有把不合格產(chǎn)品誤判為合格產(chǎn)品的可能，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)可能出現(xiàn)誤收的情況，擴(kuò)大了產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的合格率。

五、當(dāng)測(cè)量結(jié)果處于D和H情況時(shí)，可以肯定判定該被檢驗(yàn)產(chǎn)品是不合格產(chǎn)品。

從以上分析可以明顯看出，傳統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果判定是以被檢驗(yàn)產(chǎn)品的誤差極限值作為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值的，由于測(cè)量不確定度的存在，測(cè)量結(jié)果在誤差極限值附近的產(chǎn)品，如測(cè)量結(jié)果處于B、F、C、G、M、N情況時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)有可能產(chǎn)生錯(cuò)誤判定的情況，在不同程度上加大了產(chǎn)品生產(chǎn)者或使用者的成本和風(fēng)險(xiǎn)。由于測(cè)量結(jié)果真值的不可確定性，這種成本和風(fēng)險(xiǎn)是客觀存在的，不可避免的，但是，如何最大限度地減少這種成本和風(fēng)險(xiǎn)，使產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果被產(chǎn)品生產(chǎn)者和使用者都能夠接受，這便有必要引入測(cè)量不確定的概念，盡可能運(yùn)用合適的測(cè)量不確定度，使得產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性得到進(jìn)一步的提高。在國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布的RB/T 214-2017《檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評(píng)價(jià)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)通用要求》中明確提出，當(dāng)不確定度與測(cè)量結(jié)果的有效性或與應(yīng)用有關(guān)，或客戶有要求，或不確定度影響到對(duì)測(cè)量結(jié)果的符合性判定時(shí)，測(cè)量結(jié)果需要包括不確定度的信息，在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果判定中就勢(shì)必要考慮到測(cè)量不確定度的影響。

測(cè)量不確定在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果判定中的運(yùn)用

對(duì)于一些產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)，監(jiān)督檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)給出了測(cè)量結(jié)果驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值誤差極限值的上限和下限，即給出了測(cè)量結(jié)果真值的上限和下限封閉范圍，這種檢驗(yàn)就是雙側(cè)檢驗(yàn)。在雙側(cè)檢驗(yàn)的結(jié)果判定中，考慮測(cè)量不確定度的影響，測(cè)量結(jié)果可能處于三個(gè)不同的分布區(qū)域，如圖三所示：

一、合格區(qū)域

二、不合格區(qū)域

圖三 運(yùn)用測(cè)量不確定度判定結(jié)果區(qū)域分布

三、待定區(qū)域

對(duì)于處于待定區(qū)域的測(cè)量結(jié)果，為了提高結(jié)果判定的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，盡量減少誤收和誤廢的現(xiàn)象，一般采取以下兩種處理方式進(jìn)行結(jié)果判定：

一種處理方式是，在可能的情況下，選擇測(cè)量不確定度盡可能小的測(cè)量方法重新對(duì)被檢驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)滿足測(cè)量不確定度不超過允許誤差極限的，即：當(dāng)時(shí)，可按傳統(tǒng)極限判定原則進(jìn)行被檢驗(yàn)產(chǎn)品的結(jié)果判定。

另一種處理方式是，在無(wú)法滿足上述要求的情況下，測(cè)量不確定度永遠(yuǎn)不利于實(shí)施檢驗(yàn)的一方，在進(jìn)行結(jié)果判定時(shí)，應(yīng)該把待定區(qū)域讓給被檢驗(yàn)一方，也就是說測(cè)量結(jié)果處于待定區(qū)域的產(chǎn)品不能被判定為不合格產(chǎn)品。

對(duì)于一些產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)，監(jiān)督檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了測(cè)量結(jié)果驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值的一個(gè)上限值(USL)或一個(gè)下限值(LSL)，即只給出了測(cè)量結(jié)果真值的上限或下限單側(cè)范圍，這種檢驗(yàn)就是單側(cè)檢驗(yàn)。在單側(cè)檢驗(yàn)的結(jié)果判定中，考慮測(cè)量不確定度的影響，就是確認(rèn)被檢驗(yàn)產(chǎn)品測(cè)量結(jié)果以相當(dāng)大的概率(例如U95)是否已超出USL或LSL，即：確認(rèn)測(cè)量結(jié)果是否滿足y≥（USL+U95）或y≤（LSL-U95），如滿足，則可判定被檢驗(yàn)產(chǎn)品為不合格產(chǎn)品。

例如，在監(jiān)督檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定被檢驗(yàn)產(chǎn)品的抗拉力f不應(yīng)低于100N，這個(gè)指標(biāo)明顯是LSL。假定以P=95%的置信概率給出的單側(cè)擴(kuò)展不確定度U95=2.0N，在結(jié)果判定時(shí)，就是確認(rèn)測(cè)量結(jié)果是否滿足f≤100N-2.0N=98N，如滿足，則可判定該被檢驗(yàn)產(chǎn)品不合格。對(duì)于處于98N≤f≤100N的這個(gè)區(qū)間的測(cè)量結(jié)果,在結(jié)果判定中，是既不能肯定判定為不合格，也不能肯定判定為合格的一個(gè)待定區(qū)。這個(gè)待定區(qū)域的結(jié)果判定必須采用前面所說的兩種處理方式。

如果規(guī)范文件上給出的是某指標(biāo)的上限值USL,例如某產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w不得超過0.020,設(shè)對(duì)w檢測(cè)結(jié)果的U95為0.005，那么，供方就應(yīng)規(guī)定其內(nèi)控上限為：w≤USL-U95=0.02-0.005=0.015，驗(yàn)收方的拒收下限則為w≥USL+U95=0.020+0.005=0.025。這就是為什么驗(yàn)收部門必須評(píng)定單側(cè)檢驗(yàn)中的擴(kuò)展不確定度的原因。

結(jié)語(yǔ)

一是隨著測(cè)量不確定越來越廣泛地表達(dá)和運(yùn)用，在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果判定中，就不能再簡(jiǎn)單地采用傳統(tǒng)的極限判定原則，還必須要考慮到測(cè)量不確定度對(duì)結(jié)果判定的影響。

二是在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)結(jié)果判定中，運(yùn)用合適的測(cè)量不確定度，可以有效地減小誤收和誤廢的可能，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性得到進(jìn)一步地提高。

三是對(duì)于處在待定區(qū)域的測(cè)量結(jié)果，選擇測(cè)量不確定度盡可能小的測(cè)量方法重新對(duì)被檢驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量，如果沒有條件，則在進(jìn)行結(jié)果判定時(shí)，應(yīng)該把待定區(qū)域讓給被檢驗(yàn)一方。