测量过程的控制课件.ppt

1、测测 量量 过过 程程 控控 制制2019年年8月月培训的目的培训的目的v学会识别和控制测量过程，确保测量结果满学会识别和控制测量过程，确保测量结果满足预期的要求。足预期的要求。培训的主要内容v1、测量过程总要求v2、测量过程设计v3、测量过程实现与控制一、测量过程总要求一、测量过程总要求v1 1、测量过程在、测量过程在ISO10012:2019ISO10012:2019中的地位中的地位 引言：引言：一个有效的测量管理体系确保测量设备和一个有效的测量管理体系确保测量设备和测量过程适应预期用途测量过程适应预期用途,它对实现产品质量目标和管理不正确测量结果的风险是重要的。测量管测量管理体系的目标是

2、管理由于测量设备和测量过程可理体系的目标是管理由于测量设备和测量过程可能产生的不正确结果而影响该组织产品质量的风能产生的不正确结果而影响该组织产品质量的风险。险。用于测量管理体系的方法包括从基本的测量设备的验证到测量过程控制中统计技术的应用。v总要求：总要求：v测量管理体系应确保满足规定的计量要求。v组织应规定属本标准所确定的测量设备和测量过程，在确定测量管理体系的范围和内容时，应考虑由于不符合计量要求而带来的风险和后果。v测量管理体系由设计的测量过程控制测量过程控制、测量设备测量设备的计量确认的计量确认（图2）和必要的支持过程构成。测量管理体系内的测量过程应受控(见7.2)。测量管理体系内所

3、有的测量设备应经确认（见7.1）。核心要求核心要求v测量过程的定义：测量过程是确定量值的一组操作。测量过程的定义：测量过程是确定量值的一组操作。v测量本身也是一个过程。测量本身也是一个过程。v输入是被测对象，如产品或其部件、材料或物质。在进行测输入是被测对象，如产品或其部件、材料或物质。在进行测量之前它们的测量信息或测量数据是未知的或者不是很准确量之前它们的测量信息或测量数据是未知的或者不是很准确知道的。知道的。v资源：经过有资格的测量人员，经检定资源：经过有资格的测量人员，经检定/校准且确认合格的校准且确认合格的测量设备，规定的测量程序，受控的环境条件测量设备，规定的测量程序，受控的环境条件

4、v活动：测量操作活动：测量操作v输出：被测对象（未知测量信息或准确测量测量信息）转化输出：被测对象（未知测量信息或准确测量测量信息）转化成为具有准确可靠测量信息的产品或其部件、测量仪器或量成为具有准确可靠测量信息的产品或其部件、测量仪器或量具、材料或物质。具、材料或物质。v因此测量过程是一个由未知测量信息到已知准确可靠信息的因此测量过程是一个由未知测量信息到已知准确可靠信息的过程，是一个增值的过程。过程，是一个增值的过程。v其增值部分是得出了准确可靠的量值（单位乘以系数）。其增值部分是得出了准确可靠的量值（单位乘以系数）。7.2.1 7.2.1 总则总则 应对作为测量管理体系组成部分的测量过程

5、进行策划、应对作为测量管理体系组成部分的测量过程进行策划、确认、实施、形成文件和加以控制。应识别和考虑影确认、实施、形成文件和加以控制。应识别和考虑影响测量过程的影响量。响测量过程的影响量。每一个测量过程的完整规范应包括所有有关设备的标每一个测量过程的完整规范应包括所有有关设备的标识、测量程序、测量软件、使用条件、操作者能力和识、测量程序、测量软件、使用条件、操作者能力和影响测量结果可靠性的其他因素。测量过程控制应根影响测量结果可靠性的其他因素。测量过程控制应根据形成文件的程序进行。据形成文件的程序进行。在本标准中在本标准中,术语术语“测量过程测量过程”适用于实际的测量活动（例适用于实际的测量

6、活动（例如在如在设计、检测、生产和检验设计、检测、生产和检验中的测量活动）。中的测量活动）。2、测量过程总要求、测量过程总要求v对测量过程总的要求是：对测量过程总的要求是：v（1）对所有的测量过程都要进行策划（即设计）、确认有）对所有的测量过程都要进行策划（即设计）、确认有效、实施、识别影响量的影响、加以控制并形成文件。效、实施、识别影响量的影响、加以控制并形成文件。v测量管理体系涵盖的测量过程包括两大类：对产品进行测量测量管理体系涵盖的测量过程包括两大类：对产品进行测量的测量过程和对测量设备进行计量确认时包括的测量过程。的测量过程和对测量设备进行计量确认时包括的测量过程。v所有测量过程都应按

7、上述的步骤进行策划和实施。所有测量过程都应按上述的步骤进行策划和实施。v（2）对测量过程策划的内容是：测量设备、测量程序、测）对测量过程策划的内容是：测量设备、测量程序、测量软件、使用环境、对操作者能力的要求和影响测量结果可量软件、使用环境、对操作者能力的要求和影响测量结果可靠性的其它因素（如测量对象等）。对这些方面做出具体规靠性的其它因素（如测量对象等）。对这些方面做出具体规定，从而形成测量过程的完整规范。定，从而形成测量过程的完整规范。7.2.2 7.2.2 测量过程设计测量过程设计 根据顾客、组织和法律法规的要求确定计量要求。根据顾客、组织和法律法规的要求确定计量要求。为了满足这些规定要

8、求而设计的测量过程应形成文为了满足这些规定要求而设计的测量过程应形成文件，并确认有效，必要时，征得顾客同意。件，并确认有效，必要时，征得顾客同意。二、测量过程的设计二、测量过程的设计 测量设备和测量过程都需要这些要求。要求可表测量设备和测量过程都需要这些要求。要求可表示为最大允许误差、允许不确定度、测量范围、稳示为最大允许误差、允许不确定度、测量范围、稳定性、分辨力、环境条件或操作者技能要求。定性、分辨力、环境条件或操作者技能要求。(4(4 总要求指南总要求指南)1 1 识别测量过程，确定测量过程的计量要求识别测量过程，确定测量过程的计量要求1001210012标准多次提到：标准多次提到：.规

9、定的计量要求从产品要求导出规定的计量要求从产品要求导出 (4.(4.总要求总要求)；.计量要求通常与产品要求不同，并不在产品要求中规定计量要求通常与产品要求不同，并不在产品要求中规定 (3.5(3.5计量确认计量确认)；.测量设备的计量要求可以从产品的规定要求中或从被校测量设备的计量要求可以从产品的规定要求中或从被校准、验证和确认的设备的规定要求中导出准、验证和确认的设备的规定要求中导出 (6.3.1(6.3.1测量设测量设备备)；.最大允许误差可由计量职能确定或参照测量设备制造者最大允许误差可由计量职能确定或参照测量设备制造者公布的规范确定公布的规范确定 (6.3.1(6.3.1测量设备测量

10、设备)；.应根据顾客、组织和法律法规的要求确定计量要求应根据顾客、组织和法律法规的要求确定计量要求(7.2.2(7.2.2测量过程设计测量过程设计)；.顾客的计量要求取决于被测变量的规范。顾客的计量要求取决于被测变量的规范。CMRCMR包括在验包括在验证产品符合顾客规范的要求加上由生产过程控制及它的输证产品符合顾客规范的要求加上由生产过程控制及它的输入而产生的要求。入而产生的要求。(附录附录A)A)计量要求从哪导出呢？v 归纳起来：归纳起来：v1.1.顾客顾客的计量要求可以从产品要求中导出；的计量要求可以从产品要求中导出；v2.2.组织组织的计量要求可以从工艺文件中导出；的计量要求可以从工艺文

11、件中导出；v3.3.法律法规法律法规对计量的要求可以从法律法规中找到。对计量的要求可以从法律法规中找到。v总之，计量要求应该从总之，计量要求应该从被测对象被测对象的要求中导出或的要求中导出或确定。确定。v对被测对象的要求可能有很多种，我们要从中找对被测对象的要求可能有很多种，我们要从中找到可以转化为计量要求的部分，即需要确定测量到可以转化为计量要求的部分，即需要确定测量要求。要求。v（1 1）测量过程的识别）测量过程的识别v要求：要求：v应识别研发制造过程中涉及质量管理、产品质量应识别研发制造过程中涉及质量管理、产品质量检验管理、安全检验管理、安全/环境管理、测量设备检测管理、环境管理、测量设

12、备检测管理、能源管理等方面的要求，并转化为测量要求。即能源管理等方面的要求，并转化为测量要求。即确定测量时需要的过程参数，选择过程参数，设确定测量时需要的过程参数，选择过程参数，设定其控制限是进行测量过程设计的首要条件。定其控制限是进行测量过程设计的首要条件。v根据测量对象、测量目的的不同，测量要求不同。归纳起来可分为三类：v量值的测定：量值的测定：v这类测量要在一定的测量误差范围内给出被测量的量值。属于这类测量的有：进场物料的计量，水、电、油、气的消耗量的计量等。v这类测量的特点有三个方面：测量范围变化很宽；测量结果的准确度或其扩展不确定度规定明确；测量所占用时间一般无严格规定。v生产过程中

13、检测或合格验收：生产过程中检测或合格验收：v这类测量主要是判定被测对象是否在允许的变化范围内。如加工的轴是否处在规定的公差范围内，定量包装商品是否在允许的误差范围内等。v这类测量的特点是：测量范围窄，有时就是某一个量值点；测量不确定度取决于允差范围；测量占用时间或测量效率有明确要求。v工艺过程参数监测工艺过程参数监测v这类测量的特点是在生产过程中对被测参数连续这类测量的特点是在生产过程中对被测参数连续或按一定时间间隔进行测量，将测量结果提供给或按一定时间间隔进行测量，将测量结果提供给操作者及时进行控制或自动进行控制。自动连续操作者及时进行控制或自动进行控制。自动连续生产过程。如轧钢生产线上的钢

14、板厚度测量，自生产过程。如轧钢生产线上的钢板厚度测量，自动磨削机床轴径的检测等都属于这类测量。动磨削机床轴径的检测等都属于这类测量。v这类测量的特点：测量范围窄；测量不确定度取这类测量的特点：测量范围窄；测量不确定度取决于允差范围；但这类测量的效率要求较高，而决于允差范围；但这类测量的效率要求较高，而且测量后面还常常带有调节控制装置。且测量后面还常常带有调节控制装置。v1.1.顾客顾客的测量要求可以从产品要求中导出；的测量要求可以从产品要求中导出；v2.2.组织组织的测量要求可以从工艺文件中导出；的测量要求可以从工艺文件中导出；v3.3.法律法规法律法规对测量的要求可以从法律法规中对测量的要求

15、可以从法律法规中找到。找到。v导出测量要求实例导出测量要求实例（2 2）确定测量过程的测量要求）确定测量过程的测量要求v为了满足上述测量要求，计量职能必须从计量学的角度考虑选择测量方法和测量设备，确定测量环境和测量人员的技能要求，决定测量设备的计量确认方法，有时还可能对测量对象提出要求。v这就是将测量要求转化为计量要求。（3 3）导出计量要求）导出计量要求v在上述要求中，关键是测量设备的选择。而测量设备的选择的基础是确定对测量设备的准确度的要求，或者说对因测量设备准确度而产生的测量不确定度分量的要求。v测量过程的计量要求用下述方式表示：v-最大允许误差v-允许不确定度v-测量范围v-稳定性v-

16、分辨力v-环境条件v-操作者技能要求 导出计量要求导出计量要求的的原则：原则：1)1)计量要求并不是提的越高越好，而是满足使用计量要求并不是提的越高越好，而是满足使用的需要即可。的需要即可。2)2)计量要求计量要求应当考虑错误测量的风险及其对组织应当考虑错误测量的风险及其对组织和业务的影响。和业务的影响。3)3)对测量设备和测量过程都需要提出计量要求。对测量设备和测量过程都需要提出计量要求。v计量要求的导出方法：v导出计量要求实例影响量的定义影响量的定义 “影响量影响量 inrluence quantity inrluence quantity:不是被测量但对测量结果有影响的量。不是被测量但对

17、测量结果有影响的量。”对每一测量过程，应识别有关的过程要素和控制。要对每一测量过程，应识别有关的过程要素和控制。要素和控制限的选择要与不符合规定的要求时引起的风险相素和控制限的选择要与不符合规定的要求时引起的风险相称。这些过程要素和控制应包括操作者、设备、环境条件、称。这些过程要素和控制应包括操作者、设备、环境条件、影响量和应用方法的影响。影响量和应用方法的影响。指南指南在规定测量过程时，可能有必要确定：在规定测量过程时，可能有必要确定：确保产品质量所需的测量；确保产品质量所需的测量；测量方法；测量方法；规定进行测量所需要的设备；规定进行测量所需要的设备；执行测量人员所要求的技能和资格。执行测

18、量人员所要求的技能和资格。2 2、识别和、识别和量化量化影响量影响量 7.2.27.2.2指南：指南：影响量对测量过程的影响应当量化。这可能需要为此设计并进影响量对测量过程的影响应当量化。这可能需要为此设计并进行专门的实验和调查。当不可能量化时，应当利用设备制造者提供的数据、行专门的实验和调查。当不可能量化时，应当利用设备制造者提供的数据、规范和警示。规范和警示。根据计量学特征，影响测量过程的正确性和根据计量学特征，影响测量过程的正确性和可靠性的因素有很多，包括：可靠性的因素有很多，包括：人员；人员；设施和环境条件；设施和环境条件；检测和校准方法及方法的确认；检测和校准方法及方法的确认；测量设

19、备；测量设备；测量的溯源性；测量的溯源性；抽样；抽样；检测和校准物品的处置；检测和校准物品的处置；图2-7-2 决定测量结果准确可靠的因素v将测量要求转化为计量要求，也就是确定有关的过程要素和将测量要求转化为计量要求，也就是确定有关的过程要素和控制，即我们常说的控制，即我们常说的4M+1E4M+1E（人、机、料、法、环）（人、机、料、法、环）+测量标测量标准。这些要素构成对测量结果的影响，因此要加以控制。准。这些要素构成对测量结果的影响，因此要加以控制。v测量过程要素和控制程度应与测量过程的重要程度相适应。也就是说，对简单的测量过程，在工序卡中明确规定各种控制要素即可。而昂贵的、复杂的测量过程

20、则可能需要实施严格的统计控制。v也就说要对测量过程分类管理。7.2.2指南指南在测量过程控制上花费的力量应与测量对组织的最终产品质量在测量过程控制上花费的力量应与测量对组织的最终产品质量的重要性相匹配。例如：高度的测量过程控制对那些包含有关的重要性相匹配。例如：高度的测量过程控制对那些包含有关键性的或复杂的测量系统，对保证生产安全的测量及由于测量键性的或复杂的测量系统，对保证生产安全的测量及由于测量结果不正确会引起后续的昂贵代价的测量来说是合适的。而对结果不正确会引起后续的昂贵代价的测量来说是合适的。而对非关键部分的简单测量，低级别的过程控制就足够。这时过程非关键部分的简单测量，低级别的过程控

21、制就足够。这时过程控制程序可能就是与测量设备和应用类似的一般形式，诸如用控制程序可能就是与测量设备和应用类似的一般形式，诸如用手动工具测量机械零件。手动工具测量机械零件。3、测量过程的分类管理、测量过程的分类管理4 4 评定测量过程的特性评定测量过程的特性 7.2.27.2.2应确定和量化测量过程预期用途所要求的性能特性。应确定和量化测量过程预期用途所要求的性能特性。7.2.27.2.2指南指南特性的例子包括：特性的例子包括：测量不确定度测量不确定度；稳定性；稳定性；最大允许误差；最大允许误差；重复性；重复性；复现性；复现性；操作者的技能水平。操作者的技能水平。其它特性对于某些测量过程可能是重

22、要的。其它特性对于某些测量过程可能是重要的。也就是测量过程设计的结果应形成具体的可测量的性能特性也就是测量过程设计的结果应形成具体的可测量的性能特性指标。指标。v判断已经建立的测量过程的性能特性v测量过程的性能特性主要包括v-最大允许误差v-测量范围v-测量不确定度v-重复性v-复现性v-操作者的技能水平。v以及对测量结果可能是重要的其他特性。v为了确保满足计量要求，已经建立的测量过程的性能特性指标应优于计量要求的指标。7.2.2指南指南可通过与其它已确认有效的过程结果比较；与可通过与其它已确认有效的过程结果比较；与其它测量方法的结果比较或通过过程特征的连其它测量方法的结果比较或通过过程特征的

23、连续分析方法来确认有效的测量过程。续分析方法来确认有效的测量过程。5 5 测量过程的有效性确认测量过程的有效性确认 测量过程设计应进行确认，并确认有效。可通过比较的方法来实施。v对测量过程的有效性确认应该在完成了测量过程的测量不确定度的评价之后，在测量过程投入使用前进行。v有效确认的方法：与其它已经确认的过程的结果进行比较；与其他测量方法的结果进行比较；通过对测量过程的性能特性进行评定和连续分析。v有效确认的参加人员：明确测量过程预期使用要求的测量过程设计人员和测量过程的使用人员参加。如顾客有要求，则应有顾客和其它代表参与。v有效确认结果应保持记录。v如果在确认中发现问题，不能满足预期使用要求

24、，应采取适当的措施解决，同时应予以记录。v6、为了满足这些规定的测量要求而设计的测量过程应形成文件。文件的内容应是对测量过程的要素的规定、性能特性指标、影响量及控制方法、测量不确定度分析、测量过程的验证等。v对于重要的、顾客特别关心的测量过程，必要时应征得顾客同意。对企业的测量管理体系来说，这里的顾客，更多的还是指内部顾客。设计文档：测量过程规范、测量过程计量要求导出报告、测量过程控制作业指导书、测量过程确认记录、测量过程不确定度评定记录。v7.2.3 7.2.3 测量过程的实现测量过程的实现 测量过程应在设计的受控条件下实现，以满足计量要求。测量过程应在设计的受控条件下实现，以满足计量要求。

25、受控条件应包括：受控条件应包括：a)a)使用经确认的设备；使用经确认的设备；b)b)应用经确认有效的测量程序；应用经确认有效的测量程序；c)c)可获得所要求的信息资源；可获得所要求的信息资源；d)d)保持所要求的环境条件；保持所要求的环境条件；e)e)使用具备能力的人员；使用具备能力的人员；f)f)合适的结果报告方式；合适的结果报告方式；g)g)按规定实施监视。按规定实施监视。三、测量过程的三、测量过程的实现实现v测量过程的实现就是进行测量。v1、测量过程必须在为满足计量要求而设计的受控条件下实现，受控条件包括：v（1）使用经确认合格的测量设备v测量设备应有经过计量确认合格的状态标识v测量设备

26、应在规定的确认间隔之内v测量设备的封印或保护装置完好v使用过程功能正常，没有发生误操作或损坏、过载情况。v（2）应用经确认有效的测量程序v测量程序是经过审核批准的正式文件v测量文件应有明显标识v使用的测量程序是先行有效版本v测量的方法和测量的范围按车功能需文件规定的要求执行。v（3）获得所要求的信息资料v具有与测量设备计量确认状态有关的信息，包括任何限制使用和特定要求；v具有与测量环境要求有关的信息，包括任何因环境条件变化而需要进行的修正；v具有与操作有关的技术资料或使用说明书；v测量的软件等。v（4）保持所要求的环境条件v测量过程的环境条件应符合测量程序规定的要求v如果测量程序有要求，应按规

27、定的要求监视和记录环境条件；v如果测量程序有要求，应根据环境条件对测量结果修正。v（5）使用具备能力的人员v测量过程的操作人员应通过培训具备相应的知识和技能、并经过考核被批准后上岗从事测量工作；v操作人员应严格按照测量过程程序的规定实施测量。v（6）合适的结果报告方式v结果报告的格式应符合测量程序规定的要求v结果报告的内容应全面、准确、客观v结果报告应在测量工作中完成；v只有经授权的人员才能允许产生、修改、出具报告。v2 测量过程的控制要求v（1）对测量过程实施控制的目的和意义v是为了充分保证测量过程是在要求的不确定度限值之内进行，以防止出现错误的测量结果，而且通过实施监视能迅速地检测出存在的

28、问题和及时地采取纠正措施。v（2）实施测量过程控制的主要方法v1）简单控制方法：利用相同或不同的方法进行重复测量；对保留的物品进行再测量；分析一个物品不同特性结果的相关性；对测量过程中使用的测量设备进行抽样检查；对测量过程的环境条件进行监测；比较不同人员对同一物品的测量结果；对测量人员的工作实施监督检查等。v2）复杂的控制方法：利用核查标准和控制图，采用统计技术，对测量过程的全部要素按规定的程序和时间间隔实施测量过程控制。v3）无论简单控制或者复杂控制都应制定控制程序，并按照规定的程序和时间间隔进行，控制的结果和采取的措施应形成文件，以证明测量过程持续地满足测量结果。v（3）测量过程控制方法选择的原则v控制方法和控制限的选择要与不符合规定的要求时引起的风险相称。例如高级别的测量过程控制对那些包含有严格要求的或复杂环节的测量过程，对保证生产安全的测量过程及由于测量结果的不正确会在造成重大经济损失的测量来说是合适的，而对于一些非关键零部件的简单测量，最简单的过程控制就足够了。