五、測(cè)量過程的實(shí)施和控制

　　(一)在受控條件下進(jìn)行測(cè)量
　　測(cè)量過程應(yīng)在為滿足計(jì)量要求的受控條件下實(shí)現(xiàn)。受控條件包括:

　　1.使用經(jīng)計(jì)量確認(rèn)合格的測(cè)量設(shè)備
　　具體要求:(1)測(cè)量設(shè)備應(yīng)有經(jīng)過計(jì)量確認(rèn)合格的狀態(tài)標(biāo)志；(2)測(cè)量設(shè)備應(yīng)在規(guī)定的確認(rèn)間隔之內(nèi)；(3)測(cè)量設(shè)備的封印或保護(hù)裝置完好；(4)使用過程功能正常，沒有發(fā)生誤操作或損壞、過載情況。

　　2.應(yīng)用經(jīng)確認(rèn)有效的測(cè)量程序
　　具體要求:(1)測(cè)量程序是經(jīng)過審核批準(zhǔn)的正式文件；(2)測(cè)量文件應(yīng)有明顯的標(biāo)志；(3)使用的測(cè)量程序是現(xiàn)行有效的版本；(4)測(cè)量的方法和測(cè)量的范圍按程序文件規(guī)定的要求執(zhí)行。

　　3.獲得所要求的信息資料
　　具體要求:(1)具有與測(cè)量設(shè)備計(jì)量確認(rèn)狀態(tài)有關(guān)的信息，包括任何限制使用和特定要求；(2)具有與測(cè)量環(huán)境要求有關(guān)的信息，包括任何因環(huán)境條件變化而需要進(jìn)行的修正；(3)具有與操作有關(guān)的技術(shù)資料或使用說明書；(4)測(cè)量的軟件等。

　　4.保持所要求的環(huán)境條件
　　具體要求:(1)測(cè)量過程的環(huán)境條件應(yīng)符合測(cè)量程序規(guī)定的要求；(2)如果測(cè)量程序有要求，應(yīng)按規(guī)定的要求監(jiān)視和記錄環(huán)境條件；(3)如果測(cè)量程序有要求，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。

　　5.使用具備能力的人員
　　具體要求:(1)測(cè)量過程的操作人員應(yīng)通過培訓(xùn)具備相應(yīng)的知識(shí)和技能，并經(jīng)過考核被批準(zhǔn)后上崗從事測(cè)量工作；(2)操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)量過程程序的規(guī)定實(shí)施測(cè)量。

　　6.合適的結(jié)果報(bào)告方式
　　具體要求:(1)結(jié)果報(bào)告的格式應(yīng)符合測(cè)量程序規(guī)定的要求；(2)結(jié)果報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)全面、準(zhǔn)確、客觀；(3)結(jié)果報(bào)告應(yīng)在測(cè)量工作中完成；(4)只有經(jīng)授權(quán)的人員才能允許生產(chǎn)、修改、出具報(bào)告。以上條件都分別在相關(guān)的章節(jié)中作了詳細(xì)規(guī)定。[page_break]

　　(二)測(cè)量過程實(shí)施控制的意義
　　1.對(duì)測(cè)量過程實(shí)施控制的目的是為了充分保證測(cè)量過程是在要求的不確定度限值之內(nèi)進(jìn)行，以防止出現(xiàn)錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果，而且通過實(shí)施監(jiān)視能確保迅速地檢測(cè)出存在的問題，及時(shí)采取糾正措施。
　　2.為什么要進(jìn)行過程控制
　　過程控制是將測(cè)量作為一個(gè)過程來考慮，通過由測(cè)量過程獲得的數(shù)據(jù)采取控制措施，使測(cè)量結(jié)果的不確定度連續(xù)保持在規(guī)定的技術(shù)要求之內(nèi)。測(cè)量過程控制是對(duì)測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)或計(jì)量檢定的補(bǔ)充，必要時(shí)可結(jié)合使用，以確保測(cè)量的質(zhì)量。一般情況下，溯源可以滿足測(cè)量設(shè)備(含計(jì)量標(biāo)準(zhǔn))量值統(tǒng)一、準(zhǔn)確的要求，但它也存在一些不足之處:

　　(1)在兩次校準(zhǔn)的間隔期內(nèi)，不能完全保證測(cè)量設(shè)備或計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度不變。由于校準(zhǔn)周期是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，雖然大多數(shù)儀器設(shè)備能保證其質(zhì)量，但不可避免地會(huì)發(fā)生一些偶然保障或由于預(yù)想不到的因素使準(zhǔn)確度下降。如果用這樣的設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，實(shí)際上測(cè)量的質(zhì)量是沒有保障的。

　　(2)校準(zhǔn)(或檢定)通常是把測(cè)量設(shè)備或計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)從使用單位運(yùn)到計(jì)量實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)(或檢定)，不可避免地會(huì)有個(gè)別情況發(fā)生，在儀器設(shè)備經(jīng)過運(yùn)輸回到使用單位時(shí)，如果已經(jīng)發(fā)生了變化，引起失準(zhǔn)，則使用這樣的設(shè)備進(jìn)行測(cè)量必然會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。

　　(3)雖然對(duì)測(cè)量的各要素分別進(jìn)行了考核，如測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過考核，儀器設(shè)備都有校準(zhǔn)證書，人員已持證上崗，有成文的作業(yè)指導(dǎo)書和相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程等，但在實(shí)際測(cè)量中，還可能由于測(cè)量系統(tǒng)連接不當(dāng)，操作人員思想不集中等原因，即使所用儀器的準(zhǔn)確度等級(jí)很高，也可能會(huì)給出不正確的數(shù)據(jù)。

　　(4)作為抽查，也是質(zhì)量控制的一種方式，它是以過程結(jié)果為對(duì)象的活動(dòng)；現(xiàn)在要強(qiáng)調(diào)的質(zhì)量控制， 是在這種抽查之外，再增加過程控制的另一種方式，它是以可以影響或左右測(cè)量過程結(jié)果的因素為處置對(duì)象的活動(dòng)。它遵循“質(zhì)量是在過程中制造出來的”這個(gè)預(yù)防為主的原則，過程的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可能會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，關(guān)鍵是能迅速檢索出來，并反饋上來加以糾正。在實(shí)施過程管理時(shí)利用控制圖是一種行之有效的方法。利用控制圖進(jìn)行過程管理，尋求統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，要確定作業(yè)條件，進(jìn)而獲得可預(yù)測(cè)的一些質(zhì)量過程，稱為可預(yù)測(cè)過程，建立可預(yù)測(cè)過程就是要切實(shí)形成在過程中制造質(zhì)量的體制。

　　(5)過程控制的重要性還表現(xiàn)在它能發(fā)現(xiàn)存在于測(cè)量和計(jì)量確認(rèn)過程中的質(zhì)量規(guī)律，提出能夠說明質(zhì)量的概念，提供能夠保證測(cè)量報(bào)告/校準(zhǔn)證書質(zhì)量的管理方法。它也是一門系統(tǒng)科學(xué)，要求各部門的工作協(xié)調(diào)一致。它所進(jìn)行的一切活動(dòng)的目的，歸根到底是要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，為客戶提供準(zhǔn)確、可靠的高質(zhì)量報(bào)告/證書，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)保證報(bào)告/證書質(zhì)量的方法，大多數(shù)還是對(duì)報(bào)告/證書的復(fù)核和批準(zhǔn)，它的作用主要是“把關(guān)”。這種方法對(duì)于防止不合格的報(bào)告/證書交付給客戶是完全必要的，這是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理工作最起碼、最基本的職責(zé)，必須繼續(xù)堅(jiān)持。但是應(yīng)該看到，光靠“把關(guān)”畢竟是被動(dòng)的，只能等報(bào)告/證書編制好再來判別其好壞，如果出現(xiàn)問題，也已造成，無可挽回。因此把保證報(bào)告/證書質(zhì)量的重點(diǎn)放在檢查上，質(zhì)量問題還是不可能得到根本解決，所以，在加強(qiáng)檢查的同時(shí)，應(yīng)貫徹預(yù)防為主的方針，在測(cè)量和校準(zhǔn)過程中就要防止不符合因素的產(chǎn)生。

　　日常影響報(bào)告/證書質(zhì)量的原因，不外來自人員(對(duì)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)程的了解深度，操作的熟練水平，是否經(jīng)過培訓(xùn)等)、設(shè)備(檢測(cè)設(shè)備、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度等級(jí)，日常維護(hù)保養(yǎng)狀態(tài)等)、溯源(設(shè)備是否定期校準(zhǔn)，是否溯源到國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)等)、方法(標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)程的采用、作業(yè)指導(dǎo)書的制定、方法的確認(rèn)等)、環(huán)境(測(cè)量場(chǎng)所、能源、照明、采暖、通風(fēng)等)等5個(gè)方面。這些因素在測(cè)量和校準(zhǔn)過程中同時(shí)對(duì)報(bào)告/證書的質(zhì)量發(fā)生影響，它們對(duì)報(bào)告/證書質(zhì)量所起的作用，也就是質(zhì)量的制造過程。報(bào)告/證書有個(gè)質(zhì)量問題，同樣測(cè)量和校準(zhǔn)過程也有個(gè)質(zhì)量問題。報(bào)告/證書的質(zhì)量取決于過程的質(zhì)量。盡管有多種多樣影響報(bào)告/證書質(zhì)量的因素，然而在測(cè)量和校準(zhǔn)過程中還是有規(guī)律可循的，發(fā)現(xiàn)和利用這些規(guī)律，從而把其管理工作從事后把關(guān)轉(zhuǎn)移到事前過程的質(zhì)量控制上來是預(yù)防為主的質(zhì)量管理的核心。過程控制強(qiáng)調(diào)把過程的諸因素用控制圖等方法控制起來，掌握問題的全貌，了解薄弱環(huán)節(jié)之所在，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取有效措施，確保報(bào)告/證書質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。

　　(三)測(cè)量過程控制的方法

　　1.概述
　　測(cè)量過程控制是指“使過程處于受控狀態(tài)所采取的控制技術(shù)和活動(dòng)”。而“受控狀態(tài)”是指對(duì)影響過程質(zhì)量的所有因素，包括人員、環(huán)境、設(shè)備、計(jì)量溯源、檢測(cè)方法等，即對(duì)資源和活動(dòng)加以控制，達(dá)到減少和消除質(zhì)量問題的目的。對(duì)測(cè)量過程實(shí)施控制的主要方法有:
　　(1)簡(jiǎn)單控制方法:利用相同或不相同的方法進(jìn)行重復(fù)測(cè)量；對(duì)保留的物品進(jìn)行再測(cè)量；分析一個(gè)物品不同特性結(jié)果的相關(guān)性；對(duì)測(cè)量過程中使用的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行抽樣檢查；對(duì)測(cè)量過程的環(huán)境條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)；對(duì)測(cè)量人員的工作實(shí)施監(jiān)督檢查等。
　　(2)復(fù)雜的控制方法:利用核查標(biāo)準(zhǔn)和控制圖，采用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)測(cè)量過程的全部要素按規(guī)定的程序和時(shí)間間隔實(shí)施測(cè)量過程控制。
　　(3)無論是簡(jiǎn)單的控制還是復(fù)雜的控制都應(yīng)制定控制程序，并按照規(guī)定的程序和時(shí)間間隔進(jìn)行，控制的結(jié)果和采取的糾正措施應(yīng)形成文件，以證明測(cè)量過程持續(xù)滿足文件的要求。
　　(4)測(cè)量過程控制方法的選擇原則
　　控制方法和控制限的選擇要與不符合規(guī)定的要求時(shí)引起的風(fēng)險(xiǎn)相稱。例如，高級(jí)別的測(cè)量過程控制對(duì)那些包含有嚴(yán)格要求的或復(fù)雜環(huán)節(jié)的測(cè)量過程，對(duì)保證生產(chǎn)安全的測(cè)量過程及由于測(cè)量結(jié)果的不正確造成重大經(jīng)濟(jì)損失的測(cè)量來說是合適的。而對(duì)于一些非關(guān)鍵零部件的簡(jiǎn)單測(cè)量，最簡(jiǎn)單的過程控制就足夠了。

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　　2.利用控制圖進(jìn)行過程控制
　　(1)過程控制起到“預(yù)防為主”的作用
　　過程控制就是把報(bào)告/證書或過程質(zhì)量保持在要求的界限之內(nèi)的質(zhì)量控制。控制圖技術(shù)是運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，以過程的某一質(zhì)量特性繪出“控制圖”，從而評(píng)估和監(jiān)視過程是否處于“受控狀態(tài)”，把質(zhì)量管理工作做到測(cè)量的過程之中，起到“預(yù)防為主”的作用。質(zhì)量控制中要控制的是影響質(zhì)量特性值的均值、差錯(cuò)率、及時(shí)率，是對(duì)影響量的控制，希望它們能穩(wěn)定地達(dá)到期望的狀態(tài)。然而，影響過程的因素又是錯(cuò)綜復(fù)雜的，其中尚存在一些不確定的因素，因此要確定控制程序，把質(zhì)量特性值作為控制量直接納入閉環(huán)控制中是不可能的。也就是說，根據(jù)已掌握的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)來規(guī)定操作條件，僅就幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制或人工調(diào)節(jié)，那么作為過程結(jié)果的質(zhì)量特性值，其條件往往處于不滿足狀態(tài)。為使質(zhì)量特性值能接近應(yīng)滿足的狀態(tài)，從而進(jìn)行過程控制，往往要利用諸如概率分布、相關(guān)與回歸、抽樣方案、估計(jì)與檢驗(yàn)，特別是應(yīng)用控制圖檢出異常，進(jìn)行追查，判明與消除異常原因等這樣一些方法。

　　使用控制圖控制與一般控制論講的自動(dòng)化控制在原理上是不同的，自動(dòng)化控制是閉環(huán)控制的一種代表，往往把溫度、濕度、電壓這樣一些被測(cè)參數(shù)按照所需的數(shù)值進(jìn)行控制。如，環(huán)境監(jiān)控就屬于此類，它不是對(duì)作為過程輸出的質(zhì)量特性值進(jìn)行直接控制。用控制圖所進(jìn)行的控制，是以偶然原因形成的波動(dòng)作為依據(jù)，通過檢出異常原因所導(dǎo)致的波動(dòng)，進(jìn)而判明并消除異常原因，即以影響量作為被控制量，根據(jù)控制量的變動(dòng)來檢出異常，并查明與消除異常原因。此時(shí)的控制，與控制量對(duì)應(yīng)的操作量是未知的，這正是過程控制與閉環(huán)控制的不同之處，利用控制圖進(jìn)行過程控制的示意圖如圖4所示。從圖中可以看出，過程控制是對(duì)一個(gè)分布進(jìn)行控制的，一般分布都具有向某個(gè)數(shù)值集中且又在此數(shù)值兩旁分散開來的趨勢(shì)，故可用均值反映集中的特性，而用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示相互分散的程度。
    

    圖4  利用控制圖進(jìn)行過程控制示意圖

　　(2)測(cè)量過程的統(tǒng)計(jì)規(guī)律
　　統(tǒng)計(jì)技術(shù)是通過有關(guān)收集、整理和分析數(shù)據(jù)，從而對(duì)研究的對(duì)象加深認(rèn)識(shí)，并做出一定結(jié)論的方法和理論。它研究的是群體現(xiàn)象的數(shù)量特征與規(guī)律性?？陀^世界十分復(fù)雜，但根據(jù)其不同的性質(zhì)加以分類就形成各種群體，在統(tǒng)計(jì)學(xué)中把所研究的某類客觀現(xiàn)象的群體稱作總體，所以統(tǒng)計(jì)學(xué)所研究的是總體的數(shù)量特征及其分布的規(guī)律性?？傮w是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體在數(shù)量特征上又受必然和偶然兩種因素支配，必然因素反映了該總體的特征，但由于受偶然因素的影響又是有差異的，如何通過這些個(gè)體的差異來描述和推斷總體的特征就產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)學(xué)。統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科。
　　我們是從事測(cè)量和校準(zhǔn)工作的，可以說整天都在和數(shù)據(jù)打交道，社會(huì)上的方方面面也要利用這些測(cè)量數(shù)據(jù)為其服務(wù)，數(shù)據(jù)更是從事質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，所以不論是ISO10012認(rèn)證，還是其他認(rèn)可，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則中都要求充分運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)，進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量控制。為此，我們就應(yīng)該懂得怎樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、歸納，從中提取有用的信息，在一組觀測(cè)數(shù)據(jù)中，我們期望得到的是測(cè)量結(jié)果——真值，它反映了測(cè)量過程必然因素的特征，而每一觀測(cè)值與真值的差異則是偶然因素影響的結(jié)果，觀測(cè)值與真值之差就是誤差。誤差是一個(gè)客觀存在，但由于真值是未知的，所以誤差也是未知的，我們只能給出它們的估計(jì)值。為了得到測(cè)量過程的必然和偶然因素的影響結(jié)果，先要給出兩個(gè)概念:
　　①波動(dòng)。我們?nèi)粘６加羞@樣的經(jīng)驗(yàn)，即使按照同樣的標(biāo)準(zhǔn)(或規(guī)程)，遵守同樣的操作規(guī)范，由同一操作者用同一臺(tái)測(cè)量設(shè)備(或計(jì)量標(biāo)準(zhǔn))對(duì)同一樣品進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)量結(jié)果也不是完全相同的。將代表質(zhì)量變動(dòng)的數(shù)據(jù)，按檢測(cè)時(shí)間順序繪制到圖上，就可看出它們是上下波動(dòng)的，這就是檢測(cè)質(zhì)量的第一條客觀規(guī)律。它是由于測(cè)量不完善或人們對(duì)被測(cè)量及影響量的認(rèn)識(shí)不足而造成的。
　　②分布。測(cè)量質(zhì)量若不從測(cè)量時(shí)間的先后順序去分析，而是從測(cè)量的全部數(shù)據(jù)，即總體上來看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是分布在不同數(shù)值之上的，但是它們多數(shù)向某一個(gè)數(shù)值集中，而又同時(shí)在這個(gè)數(shù)值的兩旁分散開，這就是測(cè)量質(zhì)量的第二條規(guī)律。
　　集中又分散的情況繪出圖來就是頻數(shù)分布圖，有了頻數(shù)分布就很容易畫出直方圖，它使得次數(shù)分配的數(shù)量規(guī)律性更直觀、更形象。直方圖就是在平面直角坐標(biāo)系中，用橫軸表示分組的標(biāo)志，用縱軸或直方條形的高度表示各組的次數(shù)或頻率(如圖5所示)。
    

　　圖5  直方圖

　　波動(dòng)和分布是描述質(zhì)量特征統(tǒng)計(jì)現(xiàn)象的兩個(gè)方面。波動(dòng)與分布的關(guān)系可用圖6所示。
    

圖6  波動(dòng)與分布的關(guān)系圖

　　如果觀測(cè)次數(shù)很多，組間間隔Δx很小，所繪直方圖就形成一條平滑的曲線，不同客觀事物有不同的數(shù)量規(guī)律性，因而也就形成一條平滑的曲線，即次數(shù)曲線，不同客觀事物有不同的數(shù)量規(guī)律性，因而也就形成了形狀不同的次數(shù)曲線，在測(cè)量領(lǐng)域中，最常見的是正態(tài)分布曲線(亦稱鐘形曲線)或?qū)⒏叽螖?shù)分配曲線圖畫出來，我們對(duì)該組數(shù)據(jù)的變化規(guī)律就有了直觀的了解。    

　　(四)測(cè)量過程的記錄

　　測(cè)量過程應(yīng)形成完整、準(zhǔn)確和真實(shí)的測(cè)量記錄，并按規(guī)定的要求保存記錄以證明測(cè)量過程符合規(guī)定的要求。

　　1.測(cè)量過程記錄的內(nèi)容
　　測(cè)量過程記錄應(yīng)包括以下內(nèi)容:
　　(1)執(zhí)行測(cè)量過程的完整描述，包括所用的全部要素(例如操作者、測(cè)量設(shè)備、核查標(biāo)準(zhǔn))和相關(guān)的操作條件。
　　(2)從測(cè)量過程控制系統(tǒng)獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)，包括有關(guān)測(cè)量不確定度信息。
　　(3)根據(jù)測(cè)量過程控制數(shù)據(jù)的結(jié)果而采取的措施。
　　(4)進(jìn)行測(cè)量過程控制活動(dòng)的日期。
　　(5)有關(guān)測(cè)量過程驗(yàn)證文件的標(biāo)志。
　　(6)負(fù)責(zé)提供記錄信息的人員標(biāo)志。
　　(7)人員的能力包括測(cè)量過程要求的能力和實(shí)際具備的能力。

　　2.測(cè)量過程記錄的管理
　　(1)只有被授權(quán)的人員才允許產(chǎn)生、修改、出具和刪改記錄。
　　(2)應(yīng)按照記錄管理程序的規(guī)定管理記錄，以確保記錄的標(biāo)志、儲(chǔ)存、保護(hù)、檢索和處置。
　　(3)按規(guī)定的保存期限保存記錄。
　　關(guān)于記錄的詳細(xì)要求已在本篇第四節(jié)“記錄的編制與控制”中有詳細(xì)論述。(續(xù)完)