祝柵

摘要：分析了現(xiàn)有的保證煤質(zhì)化驗(yàn)準(zhǔn)確性和精確性的方法和存在的問題，應(yīng)用測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）評(píng)價(jià)煤質(zhì)檢測(cè)設(shè)備的能力，以統(tǒng)計(jì)學(xué)原理為依據(jù)，通過界定煤礦同一產(chǎn)品批次的范圍，研究煤礦破壞性實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)分析單樣本實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量的方法。借助MINITAB軟件，應(yīng)用測(cè)量系統(tǒng)分析方法綜合評(píng)價(jià)檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量能力。

Abstract： This paper analyzes the existing methods and existing problems of ensuring the accuracy and precision of the coal quality analysis， applying the measurement system analysis （MSA） to evaluating the ability of coal quality testing equipment. Based on statistical principle， and by defining the scope of the same product batch in the coal mine， and study on the method of single sample to realize multiple measurements in the analysis of the destructive experiment measurement system of coal mine， and introduces the repeatability and reproducibility and the variation of the ratio and resolution% data set three index comprehensive evaluation method of equipment measurement capability. With the software of MINITAB， the method of measuring system analysis is used to evaluate the ability of the equipment.

關(guān)鍵詞：測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）；R&R（重復(fù)性和再現(xiàn)性）；P/TV（研究變異比）；P/T（研究公差比）

Key words： measurement system analysis （MSA）；R&R （repeatability and reproducibility）；percent study variation ratio （%P/TV）； percent tolerance ratio （%P/T）

中圖分類號(hào)：C81 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）04-0070-02

0 引言

測(cè)量系統(tǒng)分析，是指用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來了解測(cè)量系統(tǒng)中的各個(gè)波動(dòng)源，以及他們對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，最后給出本測(cè)量系統(tǒng)是否符合使用要求的明確判斷。

從統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理的角度來看，測(cè)量系統(tǒng)分析實(shí)質(zhì)上屬于變異分析的范疇，即分析測(cè)量系統(tǒng)所帶來的變異相對(duì)于工序過程總變異的大小，以確保工序過程的主要變異源于工序過程本身，而非測(cè)量系統(tǒng)，并且測(cè)量系統(tǒng)能力可以滿足工序要求。測(cè)量系統(tǒng)分析，針對(duì)的是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，它需要分析測(cè)量系統(tǒng)的位置變差、寬度變差。在位置變差中包括測(cè)量系統(tǒng)的偏移、穩(wěn)定性和線性。在寬度變差中包括測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性。

隨著市場(chǎng)對(duì)煤炭產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，煤質(zhì)的檢測(cè)頻次和精度的要求也不斷提高，煤質(zhì)檢測(cè)準(zhǔn)確性和精確性不足一方面會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格，客戶拒卸或退貨，因而造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，影響了企業(yè)的資質(zhì)和信譽(yù)；另一方面由于檢測(cè)精度不足會(huì)造成企業(yè)內(nèi)部以好充次的問題，損失企業(yè)自身的利益。因此，對(duì)煤質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的能力進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，提高煤質(zhì)化驗(yàn)的準(zhǔn)確性和精確性具有很重要的意義?，F(xiàn)以化驗(yàn)儀器馬弗爐為例，借助MINITAB工具來分析評(píng)價(jià)該儀器對(duì)煤質(zhì)灰分的測(cè)量能力。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

重復(fù)性是用一個(gè)評(píng)價(jià)人使用相同的測(cè)量儀器對(duì)同一被測(cè)對(duì)象上的同一特性，進(jìn)行多次測(cè)量所得到的測(cè)量變差，它是設(shè)備本身的固有變差或能力。重復(fù)性反映了測(cè)量系統(tǒng)中量具本身的波動(dòng)，通常被記為EV（Equipment Variation）。再現(xiàn)性是用不同評(píng)價(jià)人使用相同的測(cè)量儀器對(duì)同一被測(cè)對(duì)象上的同一特性，進(jìn)行測(cè)量所得的平均值的變差。再現(xiàn)性反映的是在測(cè)量過程中不同操作者所帶來的波動(dòng)，常被記為AV（Appraiser Variation）。

測(cè)量系統(tǒng)分析所關(guān)注的是測(cè)量過程是否有能力準(zhǔn)確可靠地反映被測(cè)對(duì)象的波動(dòng)，評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)能力的方法有2種。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

在進(jìn)行破壞性試驗(yàn)過程中，測(cè)量數(shù)據(jù)的同時(shí)，樣件遭到破壞，則不能對(duì)其進(jìn)行多次測(cè)量，比如煤質(zhì)灰分化驗(yàn)。煤的灰分化驗(yàn)屬于破壞性實(shí)驗(yàn)，無法對(duì)同一樣本多次測(cè)量。針對(duì)該問題，常用的方法是認(rèn)為同批次內(nèi)樣本間的差異小到可以忽略不計(jì)，采用同一批次中多個(gè)樣本當(dāng)作單個(gè)樣本來評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)。

同取樣水平同取樣批次下，采用混合及分離方法，首先確保化驗(yàn)儀器馬弗爐運(yùn)行情況是正常的，實(shí)驗(yàn)所用灰皿是齊全完好的，其次，對(duì)灰分進(jìn)行重復(fù)性和再現(xiàn)性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)操作員設(shè)定2人，制樣人員依照GB474-2008：《煤樣制備方法》中制樣方法對(duì)同一樣本循環(huán)制作4份平行分析煤樣。然后將4份煤樣匯總到1個(gè)干燥的封閉器皿中，旋轉(zhuǎn)，搖勻，然后均勻分入4個(gè)新的煤樣瓶中，貼上標(biāo)簽作為最終的分析煤樣。因?yàn)椴捎没旌戏蛛x法制作的4份煤樣可認(rèn)為是同一批次、同取樣水平和同取樣時(shí)間條件下單個(gè)樣本的多次測(cè)量，所以，測(cè)量系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)由破壞型轉(zhuǎn)化為非破壞型。

經(jīng)測(cè)試后整理，煤質(zhì)灰分的測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。

2 測(cè)量系統(tǒng)分析應(yīng)用

將測(cè)量所得數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)輸入MINITAB軟件中，MINITAB軟件分析結(jié)果如圖1和圖2所示。

圖1和圖2說明了該實(shí)驗(yàn)中量具的方差分量貢獻(xiàn)率3.03%，%研究變異比17.41%<30%，測(cè)量系統(tǒng)能力勉強(qiáng)可以接受，可根據(jù)實(shí)際需要和成本而定是否需要改進(jìn)，可區(qū)分的類別數(shù)NDC=7>5，符合要求，但是重復(fù)性小于再現(xiàn)性說明操作員不同所引起的波動(dòng)要大于測(cè)量設(shè)備引起的波動(dòng)，因此需要對(duì)操作人員加強(qiáng)培訓(xùn)。

3 結(jié)論

煤的灰分化驗(yàn)屬于破壞性實(shí)驗(yàn)，無法對(duì)同一樣本多次測(cè)量。通過采用同取樣水平同取樣批次下，采用混合及分離的方法，實(shí)現(xiàn)單個(gè)樣本的多次測(cè)量，把測(cè)量系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)由破壞型轉(zhuǎn)化為非破壞型。

通過試驗(yàn)分析，煤質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的研究變異比（%P/TV）小于 30%，可區(qū)分的類別數(shù)NDC=7>5，因此這種煤質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的能力分析方法可以接受。

將測(cè)量系統(tǒng)分析應(yīng)用在煤質(zhì)化驗(yàn)設(shè)備能力分析中，可以使選煤廠更好的掌握煤質(zhì)化驗(yàn)設(shè)備在生產(chǎn)過程中的準(zhǔn)確性和精確性，為日常生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

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