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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(xué)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(diǎn),所制工具廣泛應(yīng)用于機(jī)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(yán)苛要求,希望產(chǎn)品能100%合格,即希望產(chǎn)品能通過100%檢驗(yàn),挑選出完全合格品。然而,表征超硬材料工具質(zhì)量的指標(biāo)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(qiáng)度和磨耗比等。有些質(zhì)量表征指標(biāo),如尺寸公差及形位公差、內(nèi)部及外觀缺陷的檢驗(yàn)是非破壞性的,可以進(jìn)行100%檢驗(yàn),但100%檢驗(yàn)必將導(dǎo)致檢驗(yàn)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(yàn)。而有些質(zhì)量表征指標(biāo)的檢驗(yàn)是破壞性的,如抗彎強(qiáng)度和磨耗比等,不可能實(shí)現(xiàn)100%檢驗(yàn),只能進(jìn)行抽檢。為確保抽樣檢驗(yàn)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(shí)際情況選擇一種合適的抽樣檢驗(yàn)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(yàn)程序或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步探討。

1 檢驗(yàn)規(guī)則在超硬材料工具驗(yàn)收檢驗(yàn)應(yīng)用中優(yōu)劣探討

1.1 100%檢驗(yàn)和抽樣檢驗(yàn)

要保證出貨產(chǎn)品全部是完全合格品,就需要采用100%檢驗(yàn)。初看起來,100%檢驗(yàn)最為保險,似乎能保證“萬無一失”,其實(shí)不然。做100%檢驗(yàn)時,通?？傆幸欢◣茁蕦⒉缓细衿樊?dāng)作合格品或是把合格品當(dāng)作不合格品搞錯,如某公司進(jìn)行串珠基體內(nèi)孔檢驗(yàn),最初采用100%檢驗(yàn),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(dǎo)致鋼絲繩穿不進(jìn)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(yàn)成本。

100%檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是能夠以較高的置信水平反映批次產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量。下列場合建議采用100%檢驗(yàn):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(qiáng)度;2)批量很小,使用抽樣檢驗(yàn)沒有經(jīng)濟(jì)價值的場合,試制產(chǎn)品多數(shù)采用100%檢驗(yàn);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(yàn)是建立在統(tǒng)計理論基礎(chǔ)上,能科學(xué)、可靠地反映整批產(chǎn)品的質(zhì)量水平,其優(yōu)點(diǎn):1)檢驗(yàn)成本低;2)在破壞性檢驗(yàn)場合,對整批產(chǎn)品質(zhì)量提供科學(xué)的判斷;3)拒收生產(chǎn)方整個批,能有力促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。其缺點(diǎn):1)存在接收“不合格”批和拒收“合格”批的風(fēng)險;2)增加了驗(yàn)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(yàn)少。

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

1.2 計數(shù)抽樣檢驗(yàn)和計量抽樣檢驗(yàn)

與規(guī)格或標(biāo)準(zhǔn)作比較后,把產(chǎn)品分為合格、不合格的檢驗(yàn)稱為計數(shù)檢驗(yàn)。以產(chǎn)品的計量結(jié)果進(jìn)行判定的檢驗(yàn)稱為計量檢驗(yàn)。對一般的成批產(chǎn)品進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),通常采用計數(shù)檢驗(yàn)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(yàn)費(fèi)用很高的產(chǎn)品,由于希望盡量減少檢驗(yàn)產(chǎn)品的個數(shù),通常采用計量檢驗(yàn)方案。兩種檢驗(yàn)方案優(yōu)劣對比列于表1。

表1 計數(shù)檢驗(yàn)方案和計量檢驗(yàn)方案優(yōu)劣的對比

1.3 不合格品百分?jǐn)?shù)檢驗(yàn)和每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)

不合格品百分?jǐn)?shù)檢驗(yàn)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(yàn)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(yīng)使用每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)。對某種產(chǎn)品的檢驗(yàn)僅使用不合格品百分?jǐn)?shù)檢驗(yàn)和每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)檢驗(yàn)中的一種,比經(jīng)常從一種變到另一種要好。兩種檢驗(yàn)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(yàn)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(yàn)時,不合格類別越多,批不接收的機(jī)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(yàn)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(biāo)準(zhǔn)。然而,多次和序貫抽樣方案為顯著節(jié)約檢驗(yàn)成本提供了機(jī)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(yàn)方案。

1.5 選擇驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的原則及建議

為選取合適的驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)考慮市場情況和生產(chǎn)條件,超硬材料工具選取驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的原則及建議[2]見列表3,標(biāo)準(zhǔn)名稱等信息見列表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)名稱等信息列表

總之,復(fù)雜的檢驗(yàn)需要簡單的抽樣方案,復(fù)雜的抽樣方案常用于簡單的檢驗(yàn)[2]。

2 抽樣檢驗(yàn)程序在超硬材料工具應(yīng)用示例

下面以串珠磨料層與鋼質(zhì)基體給合強(qiáng)度入庫檢驗(yàn)為例加以說明。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)[9],串珠磨料層與鋼質(zhì)基體給合強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)踐表明標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)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(yàn)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(jìn)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(qiáng)度均滿足國標(biāo)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(qiáng)度入庫抽樣檢驗(yàn)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(yàn)結(jié)果對比,從下列幾方面查找原因并加以改進(jìn):

(1)若給合強(qiáng)度樣本平均值或樣本標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度平均值若無顯著下降,應(yīng)改進(jìn)磨料層配方及基體表面處理,提高給合強(qiáng)度平均值。

(3)給合強(qiáng)度樣本標(biāo)準(zhǔn)差若無顯著上升,應(yīng)改進(jìn)制作過程,進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性,降低標(biāo)準(zhǔn)差。

(4)若結(jié)合強(qiáng)度樣本平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)收抽樣國家標(biāo)準(zhǔn)的主要動力是經(jīng)濟(jì)性,既保證被接收批具有一定質(zhì)量,又可顯著節(jié)約檢驗(yàn)工作量和檢驗(yàn)費(fèi)用。然而,推廣驗(yàn)收抽樣國家標(biāo)準(zhǔn)需要長期的實(shí)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(yàn)收抽樣要冒風(fēng)險,生產(chǎn)方和使用方都希望使自己的風(fēng)險最小,這就需要合理地選擇抽樣方案,控制各自的風(fēng)險,合理運(yùn)用驗(yàn)收抽樣國家標(biāo)準(zhǔn),對于雙方都有益處。

(3)復(fù)雜的檢驗(yàn)需要簡單的抽樣方案,復(fù)雜的抽樣方案常用于簡單的檢驗(yàn)。一次、二次抽樣方案能滿足超硬材料工具抽樣檢驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)。然而,多次和序貫抽樣方案為顯著節(jié)約檢驗(yàn)成本提供了機(jī)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(yàn)方案。

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