鄭建忠
(廣東韶鋼松山股份有限公司,廣東 韶關(guān) 512123)
在測量過程管理中,如何保證測量的準確性,證明測量設(shè)備處于正常狀態(tài),20世紀60年代起美國標準局倡導(dǎo)實施MAP計量保證方案,標準局提供偏差已知的標準,以確定保證方案參與用戶的計量系統(tǒng)在統(tǒng)計管理狀態(tài)[1]。該計量保證方案隨著參與者數(shù)量的增加,運作難度增加。中國20世紀80年代學(xué)習(xí)引進該管理思路,在一些部門試點MAP項目[2],未能形成大范圍的推廣應(yīng)用,但實驗室間比對及測量過程統(tǒng)計控制方法等這些MAP項目研究中使用的方法一直保留下來。
檢測校準實驗室認可要求實驗室制訂監(jiān)控結(jié)果有效性的程序,對監(jiān)控進行策劃和審查,應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)監(jiān)控結(jié)果數(shù)據(jù)的有效性,必要時按程序?qū)y量設(shè)備進行期間核查。監(jiān)控方式包括:使用標準物質(zhì)或者控制物質(zhì)、測量設(shè)備期間核查等11種以上的方式[3]。“期間核查”標準釋義為:“根據(jù)規(guī)定程序,為了確定計量標準、標準物質(zhì)或其他測量儀器是否保持其原有狀態(tài)而進行的操作[4]”。這里可以看出,期間核查主要對象計量標準和標準物質(zhì),其它測量設(shè)備次之,對于其它測量設(shè)備是如何核查,在GB/T 19022-2003/ISO10012-2003《測量管理體系測量過程和測量設(shè)備的要求》中要求對關(guān)鍵測量過程控制的測量設(shè)備進行期間核查,對測量過程的計量確認應(yīng)按要求的時間周期進行監(jiān)視[5]??梢钥闯鰷y量設(shè)備期間核查重點在檢測校準實驗室的標準器具,因此CNAS對實驗室測量設(shè)備的期間核查要求、方法等給出了詳細的指導(dǎo)CNAS-CL042《測量設(shè)備期間核查的方法指南》[6]。
核查的作用是驗證設(shè)備在使用過程中或者相鄰的兩次校準、檢定之間,計量特性或者測量功能保持穩(wěn)定,能夠滿足規(guī)定要求,以保持對設(shè)備性能的信心。核查可分為測量功能和計量特性兩個類別的期間核查,其中計量特性核查可劃分為準確性(或示值誤差)和其它計量特性的期間核查兩種情況。
指南根據(jù)設(shè)備在檢測校準過程中的計量性能重要程度,以及功能的不同將測量設(shè)備分為3類:
A類測量設(shè)備:測量方法對其量值有明確的要求,是必須校準的測量設(shè)備。此類設(shè)備以校準的方式確認其計量特性能否滿足要求,也可以采用期間核查的方法進行確認。
B類測量設(shè)備:測量方法對其量值有明確的要求,是不用校準的測量設(shè)備。此類設(shè)備是采用期間核查的方式,再確認其計量特性能否滿足要求。
C類測量設(shè)備:測量方法對其量值無明確要求(包括無法校準),只要功能正常則測量結(jié)果正常。此類設(shè)備是采用期間核查的方法,再確認其功能是否符合要求。
2.3.1 核查范圍
核查范圍的確定應(yīng)根據(jù)核查標準的實施條件,在做好實施成本和風(fēng)險控制平衡的基礎(chǔ)上來確定期間核查的范圍,一些沒有量值或者功能要求的設(shè)備(如采樣、制樣、抽樣設(shè)備)、長期驗證性能穩(wěn)定的設(shè)備不納入核查范圍[7]。
2.3.2 計量特性核查
A、B類測量設(shè)備可進行計量特性的核查:A類測量設(shè)備可根據(jù)實驗室的資源情況、風(fēng)險控制要求和必要性決定是否進行計量特性核查,B類測量設(shè)備屬于在檢測校準過程中無溯源性要求,但對其有計量特性要求的設(shè)備。
下面3種情況可不進行期間核查:①歷次校準結(jié)果穩(wěn)定性好,校準示值誤差位于“中心線”附近,核查難度大的設(shè)備;②難以得到有效的核查標準或核查標準的配置成本很高的情況;③沒有信息表明遭受污染或者存儲條件變更等,在有效期內(nèi)的正常標準物質(zhì)。
對校準周期長,使用頻率較高,準確度要求高,使用環(huán)境差,穩(wěn)定性差,接近壽命周期的測量設(shè)備需要進行定期重點核查。對計量性能穩(wěn)定性好設(shè)備維護保養(yǎng)好,對檢測校準結(jié)果的不確定影響小的設(shè)備,可降低核查頻率,反之加大核查頻率,應(yīng)根據(jù)具體情況靈活開展不定期的核查。
2.3.3 核查標準要求
核查標準要求穩(wěn)定性和重復(fù)性良好,只起傳遞穩(wěn)定量值作用的參考標準無須經(jīng)校準知道其參考值。計量標準可作為核查標準,穩(wěn)定性良好的被測樣品、實物量具或者穩(wěn)定性、重復(fù)性和分辨力良好的測量設(shè)備也可作為核查標準,有證書的標準物質(zhì)也可作為核查標準。
設(shè)備準確性方法包括核查標準法、設(shè)備比對法、臨界值評定法等3種,下面簡單介紹核查標準法。
核查標準參考值xs已知情況下,被核查對象經(jīng)校準或者定值后采用核查標準對其進行核查測量,重復(fù)測量n次,得到算術(shù)平均值,核查點的(示值)誤差為δ,則δ=-xs。
核查標準的參考值未知的情況下,被核查對象經(jīng)校準或者定值后使用被核查對象對核查標準進行重復(fù)測量n次,得到,則xs=-e或者xs=+c。
其中,e:溯源證書中被核查對象核查點的誤差值;c:溯源證書中被核查對象核查點的修正值。
按計劃定期對被核查對象進行核查,在同樣的條件下進行n次重復(fù)測量,其中第j次核查結(jié)果的算術(shù)平均值為,則核查點的(示值)誤差或者
若核查點是溯源校準證書中誤差最大的測量點,被核查對象在核查點的核查結(jié)果(示值)誤差未超過檢測/校準方法規(guī)定最大允許誤差MPE,則核查通過。
設(shè)備其它計量特性的期間核查還包括穩(wěn)定性核查,重復(fù)性核查,靈敏度核查,漂移核查,檢出限核查及設(shè)備功能的期間核查等。
目前公司在計量標準設(shè)備、高度控制測量過程設(shè)備、質(zhì)量檢測設(shè)備等重點設(shè)備均按照測量設(shè)備期間核查方法實施核查。核查主要在準確性[或(示值)誤差]、重復(fù)性、穩(wěn)定性及設(shè)備功能核查等幾個方面。
公司現(xiàn)有36項計量標準,每項標準都安排一次以上計量標準器具穩(wěn)定性考核和重復(fù)性試驗,滿足計量標準考核要求[8],按照JJF-1033附錄C規(guī)定的穩(wěn)定性和重復(fù)性考核方法滿足CNAS-CL042測量設(shè)備期間核查要求。計量標準器具通過進行期間核查可保證測量結(jié)果的準確可靠[9]。
計量標準檢定或校準結(jié)果的重復(fù)性通常用單次測量結(jié)果yi的實驗標準差s(yi)來表示,重復(fù)性考核方法與CNAS-CL042指南關(guān)于重復(fù)性期間核查方法一致。
計量標準的穩(wěn)定性考核除了計量標準器的穩(wěn)定性,還包括對配套設(shè)備的穩(wěn)定性考核。附錄C.2給出計量標準穩(wěn)定性考核的方式有如下5種類型:
① 使用核查標準進行期間核查方式進行驗證考核。
② 使用高一個級別以上計量標準,每隔一段時間進行測量,考核其穩(wěn)定性。
③ 使用控制圖法判斷測量狀態(tài),判斷計量標準的量值是否處于統(tǒng)計控制限的方法。該方法與MAP計量保證方案采用的測量過程統(tǒng)計控制方法基本一致。
④ 計量規(guī)程或者規(guī)范有穩(wěn)定性考核方法時,可以按其要求進行。
⑤ 對計量標準器溯源穩(wěn)定情況的考核。
以上5種核查考核方法優(yōu)先使用核查標準方法考核,只有當①~④幾個方法都不適用時,才采用⑤穩(wěn)定性考核結(jié)果進行考核。計量標準穩(wěn)定性考核方法細化CNASCL042關(guān)于穩(wěn)定性核查方法,更加能夠反映計量標準的長期穩(wěn)定性。
GB/T 19022-2003標準中7.2.3要求測量過程應(yīng)受控,以滿足計量要求。關(guān)鍵測量過程受控包括識別產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)、質(zhì)量控制要求,并對測量過程實施監(jiān)視[10]。過程監(jiān)視應(yīng)按管理文件要求的時間間隔進行,測量設(shè)備期間核查是對測量過程監(jiān)視的有效方法,要求在關(guān)鍵測量過程控制中使用。
公司測量管理文件規(guī)定高度控制測量過程包括:工藝過程的關(guān)鍵測量系統(tǒng);產(chǎn)品控制的復(fù)雜測量系統(tǒng);保證生產(chǎn)過程安全的測量系統(tǒng)等。測量結(jié)果不準確會導(dǎo)致付出昂貴代價,高度控制測量過程確認滿足計量要求的方法有以下4個步驟:
一是計量要求的導(dǎo)出。
二是根據(jù)計量要求,確定測量過程要素(設(shè)備、環(huán)境、方法、人員等)的控制要求。
三是確定對測量設(shè)備的計量特性的要求。
四是確定測量過程采用的監(jiān)視方法和監(jiān)視間隔,策劃測量設(shè)備的期間核查方法和周期,核查通過即證明計量特性滿足計量要求,同時驗證其它要素及測量系統(tǒng)的不確定度滿足計量要求。
上述高度控制測量過程監(jiān)視,確認了滿足計量要求方法已涵蓋CNAS-CL042關(guān)于測量期間核查的方法。公司高度控制測量過程有上述完整4個步驟計量確認過程,如公司高速線材產(chǎn)品重量計量過程中,采用穩(wěn)定重量的鋼材盤卷實物量具作為核查標準,核查標準在PF線上循環(huán)稱量,實現(xiàn)對產(chǎn)品秤的期間核查,保持對每個循環(huán)稱量準確度的信心。
公司質(zhì)量檢測中心是通過CNAS實驗室認可的檢測實驗室,制定有《廣東省冶金粵北質(zhì)量檢測中心期間核查程序》,其測量設(shè)備的期間核查方法按照《測量設(shè)備期間核查的方法指南》《檢測和校準實驗室標準物質(zhì)/標準樣品驗收和期間核查指南》要求,按設(shè)備期間核查計劃表進行核查,通常采用標準物質(zhì)對設(shè)備準確性的核查。對列入高度控制測量過程,按照高度控制測量過程的監(jiān)視及計量確認要求進行。
公司測量設(shè)備期間核查能夠及時確認測量設(shè)備或者測量過程的計量特性是否保持在許可的范圍內(nèi),及時發(fā)現(xiàn)其是否偏離規(guī)定要求,降低風(fēng)險和成本,確保測量結(jié)果的持續(xù)準確和有效。根據(jù)公司期間核查的現(xiàn)狀,對照實驗室認可、計量標準考核、測量管理體系認證等對期間核查的要求,提出如下的改進建議:
1)計量標準設(shè)備期間核查要求制度化、文件化。36項最高計量標準雖然經(jīng)過多次標準考核及復(fù)查考核,但缺乏依據(jù)計量標準考核規(guī)范和校準實驗室期間核查要求,將計量標準設(shè)備重復(fù)性、穩(wěn)定性核查要求細化,讓每個計量標準項目定期進行期間核查落地。對于自己編寫校準規(guī)范內(nèi)部校準的測量設(shè)備,可根據(jù)被校對象類別在校準規(guī)范文件中將核查要求明確。
2)對每個測量過程控制設(shè)備的期間核查方法編制獨立作業(yè)指導(dǎo)書。高度控制測量過程計量確認方法沒有文件化,難免出現(xiàn)理解上的偏差,導(dǎo)致操作上的偏差。對高度控制測量過程的計量確認、計量特性核查、測量設(shè)備的功能核查等,建議編寫成可具體操作的作業(yè)文件,做到作業(yè)標準化,統(tǒng)一核查方法不走樣。高度控制測量過程期間核查作業(yè)指導(dǎo)書要在高度控制測量總臺賬中體現(xiàn),做到一個測量過程一個作業(yè)指導(dǎo)書。
3)做好期間核查記錄表格的完善。根據(jù)不同的期間核查作業(yè)指導(dǎo)書的要求,完善核查記錄表格,作為作業(yè)指導(dǎo)書的附錄,實現(xiàn)核查記錄的標準規(guī)范。