浅谈GPS规范产品几何量检测的各类考虑因素

周献琦

深圳市计量质量检测研究院 广东 深圳 518000

受传统产品检测理念与技术应用的影响,很多厂家管理人员并未对产品几何量检测形成足够的重视,导致产品实际合格率较低,继而直接影响到企业所获社会效益与经济效益。因此,在产品设计与制作实践中,如何实现对GPS规范等新型检测理念的合理利用,以提高产品几何量检测效率,促进产品合格率的提升,值得广大产品研究人员更为深入的探索。

1 产品几何量检测中对不确定度的应用

GPS标准体系直接关系到不确定度相应的传递关系,能够使标准和计量两种因素之间形成十分紧密的联系,继而使产品功能、规范以及认证实现有效集成,通过不确定性所具备的量化特性和经济杠杆作用实现对资源配置的统筹优化。在GPS标准体系当中,以统计优化为依托的不确定度理论属于促进GPS过程量化规范化与标准化的关键纽带。在经过扩展之后,促成GPS量化统一以及过程资源配置优化,属于GPS的核心。比如,依据GPS规定,为证明测量设备能够满足于相应的公差要求,检验工作人员所获检测结果可以是对工件公差与测量不确定度以及规范不确定度之间的相互融合。在此种情况之下,有可能会导致工件的实际公差被扩大,这主要是由于在检测过程中,需要将一部分测量不确定度融入工件公差当中,如图一所示。通过对工件公差进行扩大处理的方式,能够在最大程度上保证产品各方面应用功能的前提之下,有效缩减产品不合格问题出现的概率,继而提高生产效率,并缩减资源与成本浪费。

图一 不确定度的判别范围

2 GPS产品合格性判定原则

经过上文对产品几何量检测中对不确定度应用原理的分析,可以确定不确定度属于在产品检测中的重要影响因素,因此需要对其判定原则进行综合性分析,能够有效优化产品检测效果。①通则。如果供方与顾客之间并未签订相应协议,需要依据ISO14253-1标准内容设定具体的判定规则。测量不确定度需要由测量(且供给合格、不合格证明)一方进行具体考虑。对测量不确定度的改善更加有利于提供证明一方,可以自行测量,亦可委托第三方机构进行测量;②供方检验合格。供方检验需要对其所测量的不确定度进行评估,依据相关规定判定为合格。正常情况下,供方针对自身所交付的所有工件或者测量设备,需要配置按照相关规范检验合格的具体证明材料;③顾客检验不合格。顾客检验需要依据具体的测量不确定度,依据相关固定判定为不合格。再卖方的先期身份是顾客,之后则属于工件或者测量设备的供给一方。如果其所检测的不确定度高于原供方,无法为顾客有效判定是否合格,再卖方可以要求原供方为顾客供给相应的证明材料。

3 不确定度对判定结果所带来的影响

所谓不确定度,从字面意思上可理解为测量结果的不确定,亦或是无法被直接判定合格与否的一个区域。比如,在检验某个工件长度合格与否的情况下,我们需要应用到其公差以及公差限。而在为引入不确定度以前,可以先简单依据测量值是否处在公差上限以及下限之内来判定这一工件的长度是否合格。

在ISO14253-1当中,对不确定度相关的判定原则形成了十分明确的论述,为其相关研究指明了方向。规范过程中,一致与不一致区域的决定因素同时包括规范上限以及下限。而在检测过程,因为会在测量方面出现一定的不确定度,导致规范上限与下限周边会形成一定范围的不确定区,由于总区域范围不变,造成原有一致与不一致区域呈现出相应的缩减情况。因此,在对产品进行实际检测的过程当中,设计人员必须充分考量不确定度各判定结果所带来的影响。

4 操作链、标准体系的规范

依据ISO17450-1,对于每一个GPS规范,都有且只有一个与之相互对应的标准链,它会将贯穿在此规范的所有GPS过程,包括规范与认证,并且每个操作链的组成要素包括分离操作、提取操作、拟合操作以及滤波操作等。因此,在针对GPS规范具体限定出的某一个要素特征相应的合格性进行判定的过程当中,需要充分考量其整体范围内的不确定度,其主要内容不但涉及到测量不确定度,也会包含与之相关的规范不确定度。规范不确定度经过相关量化处理后所得到的内容属于规范操作链当中的因素。规范操作链具有一定的不确定性,根据实际情况的不同,可能会呈现出完整性与不完整性。相比之下,完整化的操作链能够呈现出十分清晰的特征,所以并不会出现与之相应的规范不确定度;而不完整情况下则会呈现得不够清晰,随之而来的便是规范不确定度。对具体时间过程进行分析可以发现,如果规范操作链具有不完整性,则能够呈现出三种情况：缺少部分规范操作;并不具备与规范操作相关的完整性说明;各规范操作间的顺序出现错误。

5 GPS规范设计与工件实际宏观差异的设计考虑

上文所述的两种情况主要是针对单一GPS规范来说的。而在针对工件整体进行制作方案设计的实践工作中,设计人员会将其想象为理想而完美的物体,其中并不具备任何的几何误差与尺寸误差,且表面十分光滑。不过,由于工艺技术应用、外部环境等诸多因素的影响,在制作过程中不可避免的会出现加工误差,最终我们所看到的工件不可能没有任何瑕疵,与设计方案相比,其实际形状失真,而且工件表面会显得较为粗糙。即便是依据同一份图纸,在同一个机床之上,采取统一供给技术针对工件进行加工处理,最终所获得的每个工件也不可能完全相同。制造过程虽然不可避免的会出现加工误差,但若能对其形成适当控制,使工件可以满足于应用需求,便可确定此工件合格。对一个工件来讲,为确保其满足应用功能需求,要有多个相关规范对其相关要素特征做出全面控制,它们针对同一工件GPS规范进行描述便构成了GPS规范集。

工件GPS规范及与其功能要求间具有非常强的联系,不过就工件的同一个功能要求,不同设计者有可能将其理解为不同GPS规范集。而GPS规范集的不同,其对工件功能所形成的控制与影响效果必然不同,因此GPS规范集与功能要求间出现了一个相关性问题,在对工件合格性进行判定的过程中需要对其进行考虑。通常情况之下,相关不确定度与单一GPS规范之间并不具备直接联系,这便导致GPS规范集在其中发挥着核心作用。比如,对于一个轴的功能要求是处于密封条件之下,连续运行两万小时不出现泄露问题,不符合GPS规范集的轴则无法实现两万小时不泄露运转。

6 GPS规范产品的合格性误判的主要分类

由于不确定度的出现,导致产品检测过程中不可避免的出现误判情况,给广大生产厂家和消费者都带来了一定风险,不利于企业发展。因此,要加强对合格性误判情况的分析,在实际生产经营活动优化其判定效果。通常情况下,产品误判主要包括两种类型：①所测量的最佳估计值处于规范区之外,而测量结果则处于规范区之内。此种情况将产品判定为不合格,便会出现误判的风险,并且此风险需要由产品生产者承担,也就是所说的厂家风险,如图二所示。②所测量的最佳估计值处于规范区之内,而测量结果则处在规范区之外。此种情况下判定产品为合格,会出现误判风险,并且此种风险主要由消费者承担,即消费者风险,如图三所示。

图二 误判类型一

图三 误判类型二

结束语

总而言之,基于GPS规范的几何量检测,对产品合格性判定效率的提升具有非常重要的促进作用,值得广大科研人员投入更多的时间与精力对其进行深入研究。作为一名产品检测科研人员,应该在日常工作中积极探索,综合分析国内外相关文献资料及技术应用案例,从而有效融合实际检测需求,创新技术发展,以技术创新促进我国各行业的进步,为国家发展和民族富强注入新的活力。