摘 要：工程產(chǎn)品質(zhì)量的極限判定準(zhǔn)則沒有考慮實(shí)際存在的測量誤差，可能導(dǎo)致合格品被拒收或不合格品被接收。為減少質(zhì)量誤判，在產(chǎn)品質(zhì)量評定時，應(yīng)考慮測量不確定度的影響。原則上，不確定度的應(yīng)用總是不利于提供測量結(jié)果一方。測量方應(yīng)努力提高測量能力，以降低測量不確定度，使不確定區(qū)盡可能小一些。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量；不確定度；合格；評定；不確定區(qū)

1引言

在工程產(chǎn)品質(zhì)量的合格評定中，常通以其技術(shù)指標(biāo)的估值來判定產(chǎn)品是否合格，這就是所謂的極限判定準(zhǔn)則。受隨機(jī)效應(yīng)和沒修正的系統(tǒng)效應(yīng)影響，被測量的估值總是存在誤差。由于測量誤差的大小是無法知道的，極限判定準(zhǔn)則可能將合格品誤判為不合格品，或者相反。

在給定保證率的情況下，隨機(jī)效應(yīng)和沒修正的系統(tǒng)效應(yīng)對被測量的影響量，可以通過評估、計(jì)算獲得，其絕對值就是測量不確定度之半寬，它表征對測量結(jié)果的懷疑程度。我們不應(yīng)簡單地以被測量的估值是否落在規(guī)范或設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)來判定產(chǎn)品合格與否，還應(yīng)考慮測量不確定度的影響，在提供測量結(jié)果時，應(yīng)同時提供其不確定度。

2不確定度對極限判定準(zhǔn)則的影響

除特殊情況外，工程產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U的包含因子，通常使用概率為95%對應(yīng)的正態(tài)分布分位數(shù)u0.95，即測量結(jié)果為x±U95。如果忽略測量不確定度，僅以被測量估值x作為合格判定依據(jù)，就可能出現(xiàn)合格品被誤判為不合格品，導(dǎo)致合格品被拒收，也可能將不合格品誤判為合格品，使不合格品被接收。

就大多數(shù)工程產(chǎn)品而言，不確定度是以絕對值大小來表示，不確定度末位與被測量估值的末位對齊。有些測量結(jié)果，使用相對不確定度能更好地反映其可靠程度，如土的滲透系數(shù)等。

2.1單側(cè)限產(chǎn)品合格判定的影響分析

就大多數(shù)工程產(chǎn)品而言，產(chǎn)品的技術(shù)要求往往是單向，即只有下單側(cè)限，如填土干密度、鋼筋強(qiáng)度等，或者只有上單側(cè)限，如有機(jī)質(zhì)含量、吸水率等。

如圖1，某種材料抗拉強(qiáng)度要求為≥x0，當(dāng)測量結(jié)果x落在[x0-U95，x0+U95]時，無法準(zhǔn)確判定產(chǎn)品合格與否。因此，在實(shí)施測量之前，有關(guān)各方應(yīng)就測量不確定度大小及其應(yīng)用達(dá)成一致。一般原則是，不確定度的應(yīng)用總是不利于提供測量結(jié)果一方。

對產(chǎn)品質(zhì)量的誤判概率分為誤接收概率Lar（p） 和誤拒收概率Lrr（p） 。如圖1，假設(shè)A線為樣本的真值分布，Lar（p） 等于四邊形bcfe的面積Sbcfe，Lrr（p） 等于四邊形efih的面積Sefih。不確定度越大，產(chǎn)品質(zhì)量被誤判的概率越大。為了降低測量不確定度，除了樣本要有足夠的代表性外，還應(yīng)使用精度足夠高且性能好的測量設(shè)備，合理的測量程序，由熟練的測量人員實(shí)施測量，并控制好測量環(huán)境。

2.2雙側(cè)限產(chǎn)品合格判定的影響分析

有些工程產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)為雙側(cè)公差限，如閘門寬度、螺桿直徑、砂石粒組含量，等等。如圖2，技術(shù)指標(biāo)x要求為：x [xL， xU]，這時，當(dāng)測量結(jié)果X落在[xL-U95，xL+U95]或[xU-U95，xU+U95]時，無法準(zhǔn)確判定產(chǎn)品合格或不合格。

Lar（p） 等于四邊形bcfe和nolk的面積之和（Sbcfe+ Snolk），Lrr（p） 等于四邊形efih和qron的面積之和（Sefih+ Sqron）。

事實(shí)上，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的真值分布是不知道的，所以，誤接收概率和誤拒收概率都是無法準(zhǔn)確計(jì)算的，實(shí)際應(yīng)用中，可用測量結(jié)果分布代替真值分布來估計(jì)Lar（p） 和Lrr（p） 。

3合格判定原則

以2.1中的單側(cè)限產(chǎn)品為例，直線ac左側(cè)為不合格區(qū)，直線gi右側(cè)為合格區(qū)，當(dāng)測量結(jié)果落在直線ac與直線gi之間時，我們無法確定該產(chǎn)品是否合格，這個區(qū)域?yàn)椴淮_定區(qū)。

不確定度的應(yīng)用一般原則是：不確定度總是不利于提供測量結(jié)果一方。因此，如果由供方提供測量結(jié)果，則當(dāng)測量結(jié)果落在不確定區(qū)時，產(chǎn)品將被判為不合格。反之，如果由需方提供測量結(jié)果，則當(dāng)測量結(jié)果落在不確定區(qū)時，產(chǎn)品將被判為合格。

當(dāng)由供方進(jìn)行測量時，往往會提供較小的測量不確定度，以使合格區(qū)擴(kuò)大，提高合格率。同樣地，當(dāng)由需方進(jìn)行測量時，也希望測量不確定度盡可能小一些，以使不合格區(qū)較大，從而獲得質(zhì)量較好的產(chǎn)品。測量不確定度大小，應(yīng)根據(jù)測量方的實(shí)際情況評定，ISO/TS14253-3[1]規(guī)定了當(dāng)供方或需方對對方給出的測量不確定度不認(rèn)可時的處理程序。

在工程實(shí)踐中，曾有測量方將測量結(jié)果落在不確定區(qū)的產(chǎn)品判為“基本合格”品，這種不嚴(yán)格的結(jié)論在工程實(shí)踐中難以應(yīng)用。在產(chǎn)品驗(yàn)收時，人們可能習(xí)慣性將“基本合格”的產(chǎn)品與合格品等同對待，所以，實(shí)際是人為將不確定區(qū)劃入了合格區(qū)。因此，有必要指出，合格判定應(yīng)符合國內(nèi)或國際標(biāo)準(zhǔn)，有些工程可以由供需雙方共同約定。

4測量不確定度的確定

測量不確定度反映測量結(jié)果的可靠程度，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作出科學(xué)評定。測量不確定度的大小，一定程度上反映實(shí)驗(yàn)室的測量能力。

由于合格判定依據(jù)與測量不確定度有關(guān)，所以，無論由供方還是需方進(jìn)行測量，雙方應(yīng)對測量不確定度大小及其應(yīng)用方法達(dá)成一致意見。如果測量前沒有達(dá)成一致，工程在接收或拒收方面的爭端就不得不使用ISO14253-1[2]的缺省規(guī)則。合格判定的原則是測量不確定度將總是不利于進(jìn)行測量并提供合格或不合格證明的一方。

5.結(jié)語

產(chǎn)品質(zhì)量評定應(yīng)考慮測量不確定度。如果供、需雙方?jīng)]有就測量不確定度及其應(yīng)用達(dá)成一致，在合格判定時，測量不確定度將總是不利于提供測量結(jié)果一方。

當(dāng)前大多數(shù)工程產(chǎn)品質(zhì)量測量并非業(yè)主或施工方親自實(shí)施，而是委托第三方進(jìn)行。所以，為了減少誤判，應(yīng)盡量委托信譽(yù)好的測量機(jī)構(gòu)，由高水平的測量人員實(shí)施檢測，以降低測量不確定度，降低產(chǎn)品質(zhì)量被誤判的概率。

有些產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范給出了平行測量允差，可從平行測量允差推算測量不確定度的規(guī)范最大值及不確定區(qū)的規(guī)范最大范圍。如果測量方給出的不確定度超出這個范圍，表明其測量能力不勝任此項(xiàng)測量工作。[3]

參考文獻(xiàn)：

[1]吳國永.填土合格干密度的判定[J].東北水利水電，2006，（3）：62～63.

作者簡介：

吳國永（1961，4），男。巖土工程高級工程師。從事巖土工程質(zhì)量檢測、研究工作。

從事巖土工程質(zhì)量檢測、教學(xué)、研究工作，以第一作者發(fā)表土的直剪試驗(yàn)有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的特性、快速擊實(shí)試驗(yàn)、廣東常見筑壩土料固結(jié)快剪與慢剪抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的對比、填土干密度檢測抽樣方案與接收概率、填土合格干密度的判定、全站儀測距不確定度研究、工程質(zhì)量檢測多樣本樣本一致性比較等二十多遍論文，部分研究成果已在工程實(shí)踐中應(yīng)用多年，得到實(shí)踐的檢驗(yàn)。