測量系統(tǒng)分析在化工檢測中的應(yīng)用

李潔 葉文豪 堵莎莎

摘 要：測量系統(tǒng)分析主要研究分析測量系統(tǒng)所帶來的變異相對(duì)于過程總變異的大小，以判斷過程的主要變異是源于過程本身還是測量系統(tǒng)。在化工檢測過程中，對(duì)測量系統(tǒng)的有效性進(jìn)行分析，對(duì)于測量系統(tǒng)輸出有效數(shù)據(jù)具有重要意義。本文以多氟多化驗(yàn)室為分析對(duì)象，對(duì)多氟多化驗(yàn)室的酸度測量系統(tǒng)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：測量系統(tǒng)；化工檢測；分析

測量系統(tǒng)分析，就是指針對(duì)測量系統(tǒng)中的各個(gè)影響因子，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，以評(píng)估該測量系統(tǒng)能否滿足項(xiàng)目需求[1-4]。在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，首先需要對(duì)測量系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。只有當(dāng)測量系統(tǒng)滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，才能用來進(jìn)行產(chǎn)品測量；如果測量系統(tǒng)根本就不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，那么該測量系統(tǒng)輸出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是不準(zhǔn)確，而根據(jù)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也是有偏差的。所以測量系統(tǒng)的好壞直接影響著后續(xù)工作開展的有效性。測量系統(tǒng)評(píng)估常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)有偏移、線性、重復(fù)性和再現(xiàn)性等[5]。

1 偏倚和線性

偏倚是指通過多次對(duì)同一測量物件進(jìn)行測量所得到的平均值與該測量物件的真值之間的差值。測量物件的真值通常是由標(biāo)準(zhǔn)件或者更高水平的量具所決定的。我們由同一測量員用一臺(tái)儀器對(duì)酸度基準(zhǔn)值分別為20 ppm、40 ppm、60 ppm和80 ppm的六氟磷酸鋰樣品各進(jìn)行12次測量，測量值如表1所示。

首先，對(duì)量具的偏倚進(jìn)行分析：由圖中分析數(shù)據(jù)可知，在20ppm、40ppm、60ppm和80ppm處，對(duì)應(yīng)的P值均大于0.05，說明偏倚不顯著，即該量具無偏倚。因此，該量具也無線性。

2 重復(fù)性和再現(xiàn)性

重復(fù)性和再現(xiàn)性分析的主要目的是評(píng)估測量系統(tǒng)是否滿足要求；如果不滿足要求，從哪些方面進(jìn)行改進(jìn)。重復(fù)性是指在人、機(jī)、法、料、環(huán)等均未發(fā)生變化的情況下，對(duì)同一樣件重復(fù)多次測量，所得到的測量值的波動(dòng)。其反應(yīng)的是量具本身所引起的波動(dòng)，通常用EV來進(jìn)行表示。而再現(xiàn)性是指在機(jī)、法、料、環(huán)等均未發(fā)生變化的情況下，改變操作員，所得到的測量值的波動(dòng)。其反應(yīng)的是操作員所引起的波動(dòng)，通常用AV來進(jìn)行表示。本文采用方差分析對(duì)測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性進(jìn)行分析。具體實(shí)驗(yàn)方法：（1）從生產(chǎn)線隨機(jī)抽取10個(gè)產(chǎn)品，并按照一定的順序?qū)ζ溥M(jìn)行編號(hào)，切記檢驗(yàn)員不知道編號(hào)含義；（2）從實(shí)驗(yàn)時(shí)隨機(jī)抽取三個(gè)檢驗(yàn)員（許L、李J、王Y）；（3）先對(duì)10個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)排列，讓三個(gè)檢驗(yàn)員隨機(jī)進(jìn)行檢測，然后每個(gè)人再按照隨機(jī)的順序檢測每個(gè)樣品兩次；（4）對(duì)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并進(jìn)行測量系統(tǒng)分析。檢測數(shù)據(jù)如表2所示。

由分析結(jié)果可知，GR&R等于4.82%，小于10%，而且可區(qū)分類別數(shù)（ndc）=28，大于5，說明該測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性滿足要求，不需要進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，由圖2中的六組圖也可以看出，部件間的差異為主要變異；相對(duì)于測量系統(tǒng)的變異，部件間的變異非常顯著；且量具、人員和部件之間也沒有明顯的交互作用。

3 結(jié)論

本文以多氟多化驗(yàn)室的酸度測量系統(tǒng)為分析對(duì)象，對(duì)其偏倚、線性、重復(fù)性和再現(xiàn)性進(jìn)行了分析。通過對(duì)分析結(jié)果可知，該測量系統(tǒng)滿足要求。

參考文獻(xiàn)

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