檢驗規(guī)則在超硬材料工具驗收檢驗中的應用

王智慧,張 喆,王偉熙

(1.桂林特邦新材料有限公司,廣西 桂林 541004;2.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司 廣西超硬材料重點實驗室,國家特種礦物材料工程技術(shù)研究中心,廣西特種礦物材料技術(shù)創(chuàng)新中心,廣西 桂林541004;3.桂林航天工業(yè)學院,廣西 桂林 541004)

0 引言

超硬材料因具有高硬度、高耐磨性等優(yōu)點,所制工具廣泛應用于機械加工、建筑施工、礦山開采和勘探等領(lǐng)域。超硬材料工具具有高附加值,屬于高價值產(chǎn)品,其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定十分重要。使用商對工具性能的穩(wěn)定性提出了嚴苛要求,希望產(chǎn)品能100%合格,即希望產(chǎn)品能通過100%檢驗,挑選出完全合格品。然而,表征超硬材料工具質(zhì)量的指標很多,主要有尺寸公差及形位公差、內(nèi)部及外觀缺陷、成分及組織均勻性、強度和磨耗比等。有些質(zhì)量表征指標,如尺寸公差及形位公差、內(nèi)部及外觀缺陷的檢驗是非破壞性的,可以進行100%檢驗,但100%檢驗必將導致檢驗成本過高,產(chǎn)品競爭力下降,因而多數(shù)情況下生產(chǎn)廠商采用抽檢[1]的方式檢驗。而有些質(zhì)量表征指標的檢驗是破壞性的,如抗彎強度和磨耗比等,不可能實現(xiàn)100%檢驗,只能進行抽檢。為確保抽樣檢驗質(zhì)量能很好地代表所抽取批次產(chǎn)品的質(zhì)量,必須根據(jù)實際情況選擇一種合適的抽樣檢驗程序。本文就超硬材料工具如何根據(jù)不同市場情況或生產(chǎn)條件選擇一種合適的抽樣檢驗程序或標準進行初步探討。

1 檢驗規(guī)則在超硬材料工具驗收檢驗應用中優(yōu)劣探討

1.1 100%檢驗和抽樣檢驗

要保證出貨產(chǎn)品全部是完全合格品,就需要采用100%檢驗。初看起來,100%檢驗最為保險,似乎能保證“萬無一失”,其實不然。做100%檢驗時,通常總有一定幾率將不合格品當作合格品或是把合格品當作不合格品搞錯,如某公司進行串珠基體內(nèi)孔檢驗,最初采用100%檢驗,但在后續(xù)穿繩工序時仍出現(xiàn)因串珠基體內(nèi)孔偏小而導致鋼絲繩穿不進的現(xiàn)象,后該公司對串珠基體內(nèi)孔采用抽檢,在穿繩工序篩選不合格串珠,串珠基體內(nèi)孔抽檢對產(chǎn)品最終質(zhì)量幾乎沒有影響,但節(jié)約了檢驗成本。

100%檢驗的優(yōu)點是能夠以較高的置信水平反映批次產(chǎn)品的實際質(zhì)量。下列場合建議采用100%檢驗:1)不合格品不為0就不可行的場合,如鋸片基體與鋸齒間焊接強度;2)批量很小,使用抽樣檢驗沒有經(jīng)濟價值的場合,試制產(chǎn)品多數(shù)采用100%檢驗;3)產(chǎn)品質(zhì)量波動大,或產(chǎn)品質(zhì)量太差不能滿足使用者需求。

抽樣檢驗是建立在統(tǒng)計理論基礎(chǔ)上,能科學、可靠地反映整批產(chǎn)品的質(zhì)量水平,其優(yōu)點:1)檢驗成本低;2)在破壞性檢驗場合,對整批產(chǎn)品質(zhì)量提供科學的判斷;3)拒收生產(chǎn)方整個批,能有力促進產(chǎn)品質(zhì)量的提高。其缺點:1)存在接收“不合格”批和拒收“合格”批的風險;2)增加了驗收抽樣系統(tǒng)選擇工作,對質(zhì)量管理人員要求高;3)樣本所提供的產(chǎn)品信息比100%檢驗少。

下列場合建議采用抽樣檢驗:1)破壞性檢驗;2)產(chǎn)口數(shù)量多或檢驗項目多;3)檢驗費用高;4)制作過程控制檢驗。

1.2 計數(shù)抽樣檢驗和計量抽樣檢驗

與規(guī)格或標準作比較后,把產(chǎn)品分為合格、不合格的檢驗稱為計數(shù)檢驗。以產(chǎn)品的計量結(jié)果進行判定的檢驗稱為計量檢驗。對一般的成批產(chǎn)品進行抽樣檢驗,通常采用計數(shù)檢驗方案。對質(zhì)量不易過關(guān)的產(chǎn)品,具有破壞性和自身很貴重的產(chǎn)品,或者自身不貴重但檢驗費用很高的產(chǎn)品,由于希望盡量減少檢驗產(chǎn)品的個數(shù),通常采用計量檢驗方案。兩種檢驗方案優(yōu)劣對比列于表1。

表1 計數(shù)檢驗方案和計量檢驗方案優(yōu)劣的對比

1.3 不合格品百分數(shù)檢驗和每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗

不合格品百分數(shù)檢驗所關(guān)心的是單位產(chǎn)品上有無不合格,一個單位產(chǎn)品上有一處不合格和有多處不合格都作為一個不合格品處理。每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗需對所檢單位產(chǎn)品上的每個不合格計數(shù),如果一個單位產(chǎn)品上可能出現(xiàn)很多處不合格(如焊縫氣泡),應使用每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗。對某種產(chǎn)品的檢驗僅使用不合格品百分數(shù)檢驗和每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗中的一種,比經(jīng)常從一種變到另一種要好。兩種檢驗方法優(yōu)劣對比如下:

(1)從保存記錄的角度看,每百單位不合格數(shù)檢驗較好,這種記錄包含所有與不合格有關(guān)的信息。

(2)除非產(chǎn)品質(zhì)量極好,或每個特性的符合性極好,采用每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗時,不合格類別越多,批不接收的機會越大。

1.4 一次、二次、多次和序貫抽樣方案

一次、二次、多次和序貫抽樣方案優(yōu)劣對比列表2。

表2 一次、二次、多次和序貫抽樣方案優(yōu)劣對比

一次、二次抽樣方案能滿足超硬材料工具抽樣檢驗需求,質(zhì)量管理工作者可先采用一次抽樣方案推廣國家抽樣檢測標準。然而,多次和序貫抽樣方案為顯著節(jié)約檢驗成本提供了機會[2],條件成熟時,超硬材料工具質(zhì)量管理者也可嘗試設(shè)計多次和序貫抽樣檢驗方案。

1.5 選擇驗收檢驗標準的原則及建議

為選取合適的驗收檢驗標準,應考慮市場情況和生產(chǎn)條件,超硬材料工具選取驗收檢驗標準的原則及建議[2]見列表3,標準名稱等信息見列表4。

表4 標準名稱等信息列表

總之,復雜的檢驗需要簡單的抽樣方案,復雜的抽樣方案常用于簡單的檢驗[2]。

2 抽樣檢驗程序在超硬材料工具應用示例

下面以串珠磨料層與鋼質(zhì)基體給合強度入庫檢驗為例加以說明。根據(jù)國家標準[9],串珠磨料層與鋼質(zhì)基體給合強度須大于60 MPa,但接收少量不合格品不會造成重大損失。下面以最常用的GB/T2828.1和GB/T6378.1抽樣標準設(shè)計抽樣方案,假設(shè)串珠生產(chǎn)已處于有效控制狀態(tài),長期實踐表明標準差σ為2.2 MPa,為常數(shù),每批批量定為10萬粒,采用正常檢驗一次抽樣方案。

方案1:AQL取0.65,此方案多用于開環(huán)繩鋸串珠,方案1抽檢方案及批合格判斷結(jié)果見表5。

表5 方案1抽檢方案及批合格判斷結(jié)果

方案2:AQL取0.065,此方案多用于閉環(huán)繩鋸串珠,方案2抽檢方案及批合格判斷結(jié)果見表6。

表6 方案2抽檢方案及批合格判斷結(jié)果

由表5及表6可見:

(1)采用計數(shù)抽樣方案時,不需破壞抽取的多數(shù)樣品。采用計量抽樣方案時,需破壞抽取的全部樣品。

(2)計數(shù)抽樣方案所需樣品量是計量抽樣方案的近10倍,計數(shù)抽樣方案檢驗工作量很大。

(3)計量抽樣方案能得出具體的數(shù)據(jù),可為質(zhì)量的持續(xù)改進提供依據(jù)。

(4)由表6可見,每一粒串珠磨料層與鋼質(zhì)基體的給合強度均滿足國標要求,但仍判該批不合格,這也是計量抽樣方案難理解的原因之一。

(5)設(shè)計磨料層與鋼質(zhì)基體給合強度入庫抽樣檢驗方案時,建議采用計量抽樣方案。

按表6的抽樣方案,對該批串珠判為不合格,可通過與以往抽樣檢驗結(jié)果對比,從下列幾方面查找原因并加以改進:

(1)若給合強度樣本平均值或樣本標準差顯著變差,說明制作過程已失控,須將制作過程調(diào)整到受控狀態(tài)。

(2)給合強度平均值若無顯著下降,應改進磨料層配方及基體表面處理,提高給合強度平均值。

(3)給合強度樣本標準差若無顯著上升,應改進制作過程,進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性,降低標準差。

(4)若結(jié)合強度樣本平均值和樣本標準差均未顯著變差,需統(tǒng)計以往產(chǎn)品在使用時是否出現(xiàn)不可接受的磨料層脫落現(xiàn)象。若未出現(xiàn),可考慮選擇較高接收質(zhì)量限AQL的抽檢方案。

3 結(jié)論

(1)采用驗收抽樣國家標準的主要動力是經(jīng)濟性,既保證被接收批具有一定質(zhì)量,又可顯著節(jié)約檢驗工作量和檢驗費用。然而,推廣驗收抽樣國家標準需要長期的實踐積累,既要有一批高素質(zhì)的質(zhì)量管理人員,更要獲得公司高層的支持。

(2)驗收抽樣要冒風險,生產(chǎn)方和使用方都希望使自己的風險最小,這就需要合理地選擇抽樣方案,控制各自的風險,合理運用驗收抽樣國家標準,對于雙方都有益處。

(3)復雜的檢驗需要簡單的抽樣方案,復雜的抽樣方案常用于簡單的檢驗。一次、二次抽樣方案能滿足超硬材料工具抽樣檢驗需求,質(zhì)量管理工作者可先采用一次抽樣方案推廣國家抽樣檢測標準。然而,多次和序貫抽樣方案為顯著節(jié)約檢驗成本提供了機會,條件成熟時,超硬材料工具質(zhì)量管理者也可嘗試設(shè)計多次和序貫抽樣檢驗方案。

(4)非標準化的抽樣方法(如百分比抽樣等)往往缺乏理論依據(jù),而驗收抽樣國家標準具有可靠的理論依據(jù)。采用驗收抽樣國家標準可以節(jié)約主觀討論的時間,在國際貿(mào)易中尤為重要。