GB/T 18779.6-2020 产品几何技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第6部分:仪器和工件接受拒收的通用判定规则.pdf
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注1:严格接受会使接受带的范围变小,从而提升了接受产品是合格品的概率。 注2:在二态判定规则中,严格接受和宽松拒收同时发生。 注3:缺省规则GB/T18779.1是一个保护带等于100%U的严格接受的示例。 注4:图1是一个严格接受的示例。 3.19 严格拒收 stringentrejection 拒收带变小的拒收规则,拒收带全部在规范带外部,规范限向外附带了一个保护带的值 注1:严格拒收会使接拒收带的范围变小,从而提升了拒收产品是不合格品的概率。 注2:在二态判定规则中,宽松接受和严格拒收同时发生。 注3:图2是一个严格拒收的示例。 3.20 过渡带 transition zone 既不属于接受带,也不属于拒收带的特征值范围 注1:过渡区可能不止一个,每一个都宜单独标志。 注2:在二态判定规则中,没有过渡区。 3.21 不确定度区间 uncertaintyinterval 与测量结果有关的[测量]区间,期望能够包含可合理赋予被测量值分布的绝大部分。 注1:不确定度区间的宽度通常是扩展不确定度的两倍。 注2:不确定度区间也被称为覆盖区间(ISO/IEC指南99:2007,2.36)。 注3:重复测量平均值的不确定度区间可能会随着增加测量次数的增加而变小。
注1:严格接受会使接受带的范围变小,从而提升了接受产品是合格品的概率。 注2:在二态判定规则中,严格接受和宽松拒收同时发生。 注3:缺省规则GB/T18779.1是一个保护带等于100%U的严格接受的示例。 注4:图1是一个严格接受的示例。 3.19 严格拒收 stringentrejection 拒收带变小的拒收规则,拒收带全部在规范带外部,规范限向外附带了一个保护带的值 注1:严格拒收会使接拒收带的范围变小,从而提升了拒收产品是不合格品的概率。 注2:在二态判定规则中,宽松接受和严格拒收同时发生。 注3:图2是一个严格拒收的示例。 3.20 过渡带 transitionzone 既不属于接受带,也不属于拒收带的特征值范围 注1:过渡区可能不止一个,每一个都宜单独标志。 注2:在二态判定规则中,没有过渡区。 3.21 不确定度区间 uncertaintyinterval 与测量结果有关的[测量]区间,期望能够包含可合理赋予被测量值分布的绝大部分。 注1:不确定度区间的宽度通常是扩展不确定度的两倍。 注2:不确定度区间也被称为覆盖区间(ISO/IEC指南99:2007,2.36)。 注3:重复测量平均值的不确定度区间可能会随着增加测量次数的增加而变小
GB/T18779.1已经提升了计量界关于不确定度在产品接受和拒收判定规则中的重要性认识。本 部分扩展了应用范围,包括了GB/T18779.1缺省规则可能不是最优选择时的情况。过程和术语遵循 风险分析的最新发展。 按照GB/T18779.1缺省规则,具有很高的概率,使得一个被接受的产品实际上是符合规范的,在 些非关键应用中,经济最优判定规则可以不那么严格。例如,一个工件的生产过程分布,如果被测量 的真值形成高斯分布,则分布的6倍标准偏差位于规范带内(C,=1)。然后应用GB/T18779.1缺省规 则,测量系统的测量能力指数为4(C㎡=4),则接受一个不合格品的概率将只有0.00002。因此,这种情 况下,应用GB/T18779.1缺省规则生成一个接受判定,几乎可以确定,在接受一个合格的产品。 相反,在这个示例中,如果使用简单接受判定规则,允许接受达到(并包括)规范限,则接受一个不合 品的概率为0.00074一一是缺省情况下的30多倍。在安全至关重要的情况下或缺陷产品会造成非 常严重后果的情况下,GB/T18779.1缺省规则通常在经济上是合理的,因为它提供了很高的保证,一个 被接受产品实际上是合格的,从而减少了代价高昂的错误。这一高度保证的代价是,将有很大一部分合 格产品不被接受。在上面的示例中,GB/T18779.1缺省规则将拒收3.3%合格品,相比之下,简单接受 现则将拒收0.3%合格品。 某些非关键性的产品,如果接受不合格品的经济成本很小,从最经济的角度考虑,可以选择多接受 些产品的判定规则,这将增加用户风险。这种选择主要基于成本因素考虑,因为如果要求接受产品中包 含不合格品数量少,通常意味看会有更多数量的合格品被拒收,这将增加生产者风险。接受不合格品的 关成本因素有很多,包括产品的置换、增加的保修成本、公司声誉的损害以及潜在的法律诉讼等。特 别是,如果安全性关键因素可能导致人身伤亡,有可能经济成本十分巨大,这也说明了,为了提高接受产 品是合格品的概率,非故意拒收一些合格品,相关的成本是合理的。接受不合格品的财务风险通常由所
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考文献中的方法来计算的。这些示例展示了通 过做出适当的决策来更明智地工作的好处,同时,说明了判定规则术语的运用以交流检验过程的结果。 为了简单起见,在这些示例中,省略了重复测量和异常值的问题
6.2过程能力指数C,=2/3.测量能力指数C.=2
一个高精度工件由生产设备制造、检验并安装到组装件中,由于图纸上规定的公差很小,假设生产 过程中C,=2/3,其中C,=T/(6u,),T是工件的公差,u,是生产分布的一个标准偏差。再假设这个小 的公差导致测量能力指数为2,即Cm=2,其中Cm=T/(4um),um是与测量相关的一个标准不确定度 有时称之为2:1的测量比)。需要指出的是,这些小的公差Cm=2的值可能通过很多测量(分别Cm <2)的算术平均值得到,但是要通过对这些由随机效应产生的不确定度因素进行平均,得到最终(平均) 结果的C=2值。该产品的制造商和客户已经讨论过这个问题,并且同意由缺省规则做出改变,并基 于对情况的经济分析,选择一个判定规则,
本示例的成本模型如表1所示,接受一件合格品的净利润(销售价格减去所有成本)为0.5美元(货 币单位是任意的,比如可能是数千欧元;在这个问题中,只需要利润和成本的相对价值)。拒收一件产品 的净损失是1美元,这和产品本身是否合格无关,因为这两种情况,判定结果(拒收导致该产品报废)是 相同的,因此损失与生产成本相同。下面给出六个不同的接受不合格品的案例。这些案例范围,从接受 件不合格品的成本只有置换成本而没有任何其他负面影响(示例A),到有非常重大的影响(示例F) 示例F中,接受不合格品的成本是生产成本的50倍;最后一个示例,可能因为一个缺陷产品,将不得不 重建整个复杂的装配;或者,可能因为一个安全关键部件出现问题,存在潜在的诉讼成本。整个过程中 每个工件的净利润率计算,是用接受一个合格品获得的利润乘以其相关概率减去其他三种结果的净损 失乘以它们各自的概率,如表2中最后六行所示(1000件)
表1各判定利润和损失的利润矩阵
6.2.3判定规则结果
表2列出了八种不同的判定规则,其涵盖的范围,从不检查一一相当于100%接受(即具有无限宽
表2列出了八种不同的判定规则,其涵盖的范围,从不检查一一相当于100%接受(即具有无限
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保护带的宽松接受),到一个保护带等于100%扩展测量不确定度的严格接受。后一个规则是GB/T 18779.1的缺省规则。表2的前四行给出,在每个判定规则下,对应“接受合格品”“接受不合格品”“拒收 合格品”和“拒收不合格品”的工件比例。同时,表中也给出了在每个判定规则下成本函数(见表1)的经 济结果。
注:结果矩阵给出了在C,=2/3,Cm=2的情况下,在不同的判定规则下,接受或拒收一个合格或不合格品的结 果。表中还给出了每个规则和示例的净利润,每个示例中最获利的结果用粗体学显示。
示例A:这是一种极端情况,接受一个不合格品的成本就是其置换成本(即生产成本),在本例中,为 美元。在这种情况下,显而易见“不检查”规则是经济上最优的决策,因为除了接受不合格品的置换成 本之外,没有任何其他处罚了。 示例B和示例C:当接受一个不合格品的成本开始增加时,在经济上将倾向于宽松接受判定规则, 因为该规则拒收了一些不合格品,否则会导致成本发生。 示例D:接受一个不合格品的成本是其生产成本的10倍,此时,在经济上更加倾向于简单接受的判
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定规则。对于这种成本结构,严格接受会拒收太多的合格品,从而减少收益;而宽松接受又会接受太多 的不合格品,从而过度增加成本。 示例E和示例F:当接受不合格品的成本变得相对较大时,在经济上更倾向于严格接受的判定规 则。因为该规则拒收了很大比例的不合格品,否则的话,如果(因为测量不确定度)这些不合格品被接 受,将会产生巨大的成本 在示例F中,此时接受不合格品的成本非常高,所以75%U的严格接受是最佳选择。这说明了拥 有这样一个判定规则的价值,具有非常高的概率,保证所有被接受的产品都是符合要求的。例如,高成
6.3过程能力指数C,=1,测量能力指数C
考虑前面的示例,通过改进生产和测量技术,使得C,=1,Cm=4;成本结构与表1相同。表3列 针对每种不同成本结构,八种不同判定规则下的结果
表3改进后的结果矩阵
注:结果矩阵给出了在C,=1,C.=4的情况下,在不同的判定规则下,接受或拒收一个合格或不合格品的结 表中还给出了每个规则和示例的净利润,每个示例中最获利的结果用粗体字显示。
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不合格品成本的增加,而更趋向于严格 接受),但是此时不同规则的利润却更加一致。这样的结果是因为过程能力指数C,=1,从而生产的不 合格品要少很多。此外,测量能力指数Cm三4,改进了判定过程,从而减少了错误的检验判定。
6.4未知生产分布的测量
6.2和6.3的好处是,在检验测量之前,工件的生产分布是已知的。事实上,即使C,=2/3,在检验 之前,就已知平均工件有95%的合格概率。检验的目的是为了进一步降低接受不合格工件的概率,而 其成本主要是合格工件的拒收。 有的时候,有关工件的前期信息是未知的,已知信息只有公差、测量结果和测量不确定度(对于测量 仪器,类似的参量为最大允许误差MPE,测试结果和测试不确定度)。在本例中,因为我们未知大多数 工件是合格的,所以为了确保接受的不合格品不超过指定的水平,所需的保护带将会比前面的示例大很 多。通过建立保护带,可以将已知的置信水平分配给每个单独的测量结果。假设这个产品的制造商和 客户已经就同题进行过协商,同意由缺省的判定规则做出改变,并选择一个基于对情况经济分析的判定 规则,则在表4中,给出了置信水平和相关严格接受保护带之间的关系(假设测量不确定度符合高斯分 布)。
表4置信水平和相关严格接受保护带的关系
注:接受合格工件(测量值位于判定限上)的置信水平与相应的保护带之间的关系,用扩展测量不确定度的百 比表示。
例如,为了完成一个特殊用途的装配,需要一个单独的工件,而这个工件是“照原样”购买的,没有提 共任何额外信息,即生产分布是未知的。假设由于合同的时间限制,装配应立即完成,因此没有额外的 时间来购买额外的工件。在这个时间点,工件和接近完成的装配都是“沉没成本”,也就是说,资金已经 用于制造它们,除非装配完成并出售,否则它们将毫无价值。一个合格的工件将完成装配,该装配可以 安价格P出售;但是,一个不合格的工件将造成的损失为L,且L》P,因为不合格的工件不仅会损坏整 个装配,还会产生法律责任。假如c为工件合格的概率,则(1一c)是工件不合格的概率。 一个合理的判定规则需要保证c×P c)XL>0,即可以预期获利,因此有c>L/P+L)。 设在这个示例中,L/P三43,则c的最小值是0.977,应用表4,对应于100%U的保护带。因此,一个 至少具有100%U保护带的严格接受判定规则才是恰当的。此外,这可以说明公式c三L/(P十L)收益 最大利润,因此在产品生产分布未知时,可提供最佳的保护带
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关于GPS矩阵模型的完整细则,参见GB/T20308。 GB/T20308中的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述,本部分是该体系的一部分。除非另有说 明水利水电标准规范范本,GB/T4249给出的GPS基本规则适用于本部分,GB/T18779.1给出的缺省规则适用于按照本部分 制定的规范。
A.2关于标准及其使用的信息
A.3在GPS矩阵模型中的位置
表A.1GPS标准矩阵模型
家电标准表A.1所示标准链涉及的标准为相关的标准
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