控制圖是對(duì)測(cè)量過(guò)程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的一種圖形記錄。為了確保計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量設(shè)備等在兩次檢定/校準(zhǔn)周期時(shí)間間隔期間保持良好的可信度，通常需對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行期間核查。對(duì)于精度較高且重要的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，條件滿(mǎn)足的情況下，建議采用控制圖對(duì)其測(cè)量過(guò)程進(jìn)行持續(xù)及長(zhǎng)期地統(tǒng)計(jì)控制。本文通過(guò)以地磅砝碼為實(shí)例，來(lái)論述控制圖法在對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行期間核查方法的應(yīng)用。

引言

期間核查是為保持計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或其他測(cè)量?jī)x器檢定（校準(zhǔn)）狀態(tài)的可信度而開(kāi)展的核查活動(dòng)，目的是確認(rèn)在兩次檢定（檢定）之間的時(shí)間間隔內(nèi)保持其校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度。常規(guī)控制圖（又稱(chēng)休哈特控制圖）就是通過(guò)由測(cè)量結(jié)果得到圖形記錄，來(lái)判斷測(cè)量過(guò)程是否處于正常狀態(tài)，以便于查明產(chǎn)生異常的原因，并采取措施使測(cè)量過(guò)程重新處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。

本文以地磅砝碼為例。因其被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，作為實(shí)物量具，也易于選擇高等級(jí)、性能比較穩(wěn)定的實(shí)物量具作為核查標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施期間核查，尤其在計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室在日常開(kāi)展檢定/校準(zhǔn)活動(dòng)中，需要現(xiàn)場(chǎng)檢定（或校準(zhǔn)）各衡器時(shí)，一方面臺(tái)件數(shù)較多，使用頻率很高，經(jīng)常脫離實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)存放區(qū)域，環(huán)境改變、運(yùn)輸環(huán)節(jié)較多，對(duì)砝碼開(kāi)展期間核查也就尤為必要。本文以 F2 等級(jí)砝碼為例，簡(jiǎn)述平均值-極差（ x -R）控制圖法在用作期間核查方法的具體應(yīng)用。

 1.期間核查的目的、核查對(duì)象與核查方法

核查目的：為了考核 F2 等級(jí)砝碼在兩次周期檢定之間的工作可靠性，以 50g 作為核查點(diǎn)。

核查標(biāo)準(zhǔn)：狀態(tài)穩(wěn)定的 E2 等級(jí)砝碼 50g（利用穩(wěn)定的核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的核查，僅觀(guān)察被核查對(duì)象檢定/校準(zhǔn)狀態(tài)是否改變，核查標(biāo)準(zhǔn)一般不具備高一級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的性能和資格，故此期間核查并不具有溯源性）。

核查及評(píng)定方法：采用核查標(biāo)準(zhǔn)在電子天平上直接比對(duì)的方法進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量。

2.分析用控制圖的建立

繪制平均值-極差控制圖（ x -R），其中平均值控制圖用來(lái)控制和判斷測(cè)量過(guò)程是否受到系統(tǒng)效應(yīng)的影響，而極差控制圖是用來(lái)控制和判斷測(cè)量過(guò)程是否受到隨機(jī)效應(yīng)的影響，需要成對(duì)使用。

2.1 收集預(yù)備數(shù)據(jù)

按一定的時(shí)間間隔重復(fù)測(cè)量過(guò)程，確保得到的測(cè)量數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，獲取充足的預(yù)備數(shù)據(jù)信息。對(duì)核查對(duì)象進(jìn)行 10組、每組 5 次的測(cè)量，分別按公式計(jì)算核查平均值 x 、極差值 R 及控制極限值，計(jì)算出控制基線(xiàn)（中心線(xiàn) CL）、控制上限（UCL）和控制下限（RCL），繪制出 x -R 控制圖（表 1）。

 x 控制圖和 R 控制圖中心線(xiàn)（CL）、控制上限（UCL）和控制下限（RCL）計(jì)算公式（表 2）中，控制限 A、D 值查詢(xún)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T4091-2001《常用控制圖》可得（表 3）。

（1） x 控制圖極限值的計(jì)算

中心線(xiàn)（CL） x = -0.0127mg

控制上限（UCL） x + A2 R = -0.0053mg

控制下限（RCL） x - A2 R = -0.0202mg

（2）R 控制圖極限值的計(jì)算中心線(xiàn)（CL） R = 0.013mg

控制上限（UCL） D4 R = 0.027mg 控制下限（RCL） D3 R = 0.000mg

2.2 控制圖的建立

平均值 x 控制圖

轉(zhuǎn)化為控制用控制圖

延長(zhǎng) x -R 控制圖的控制線(xiàn)，作控制用控制圖，進(jìn)行日常管理監(jiān)控。把每次核查周期值測(cè)得的平均值 x 、極差值 R 以及對(duì)應(yīng)的日期分別記錄（見(jiàn)表 3）并描述到 x -R 控制圖中。

目前，微軟辦公軟件 EXCEL 電子表格應(yīng)用程序可利用繪制折線(xiàn)圖的方法，實(shí)現(xiàn)控制圖的繪制，能有效保證數(shù)據(jù)處理的快捷準(zhǔn)確無(wú)，建立起質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)資源共享，易于維護(hù)和保存。

4.結(jié)果判定

由于測(cè)量結(jié)果的分布趨于正態(tài)分布，為方便直觀(guān)地對(duì)結(jié)果進(jìn)行判定，將控制圖控制范圍平均分成 6 個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間的寬度為統(tǒng)計(jì)控制量的標(biāo)準(zhǔn)偏差d ，上區(qū)間分別為 A、B、C，下區(qū)間分別為 C、B、A，如圖 1 所示。當(dāng)測(cè)量點(diǎn)位于 A 區(qū)

（ 3d ）之外的區(qū)域，表示測(cè)量過(guò)程異常，應(yīng)立即采取糾正措施。落在 B 區(qū)（ 2d 和 3d 之間）則為警示區(qū)，這時(shí)應(yīng)予以關(guān)注，必要時(shí)采取預(yù)防措施。一旦發(fā)現(xiàn)后續(xù)測(cè)量點(diǎn)分布異常時(shí)，也應(yīng)立即采取糾正措施，將其影響減小或者消除，直至恢復(fù)到正常的隨機(jī)狀態(tài)，確保實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果的正確性。

控制圖異常的判斷準(zhǔn)則按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T4091-2001 idt ISO8258：1991《常規(guī)控制圖》總結(jié)了常見(jiàn)測(cè)量過(guò)程異常分布的 8 種模式，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)來(lái)判斷異常情況。

5.結(jié)束語(yǔ)

過(guò)程控制圖是對(duì)整個(gè)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行持續(xù)長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)控制，以預(yù)防為原則，是進(jìn)行統(tǒng)計(jì)控制管理行之有效的手段，能有效掌控測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量設(shè)備的穩(wěn)定狀態(tài)，是一種科學(xué)、準(zhǔn)確的方法。