计量器具抽样检定方案的优化设计

(整期优先)网络出版时间:2024-11-07
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计量器具抽样检定方案的优化设计

魏嫣

福建省南平市建阳区质量计量和执法技术检测所  354200

摘要:本文为了提高计量器具检定工作的效率与准确性,深入探讨抽奖检定的优化方案。首先对现行抽样检定方案的缺陷之处简单说明,然后从确定抽样目标与具体范围,选择合适的抽样方法,确定抽样检定样本量,综合考虑成本因素,完成计量器具抽样检定方案的优化设计。希望确保计量器具量值准确可靠,保障社会经济活动的正常开展。

关键词:计量器具;抽样检定;准确率;优化;设计

计量器具在国民经济各个领域中发挥着至关重要的作用,其准确与否直接关系到贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等众多方面。为了保证计量器具的质量和准确性,抽样检定是一种重要的质量控制手段[1]。然而,不合理的抽样检定方案可能导致检定结果不能准确反映总体情况,造成资源浪费或质量问题的漏检。因此,对计量器具抽样检定方案进行优化设计具有重要的现实意义。

1现行抽样检定方案的不足

一方面,现行抽样鉴定方案对于一些使用范围广、数量庞大的计量器具,抽样数量可能无法充分代表整体的质量状况。抽样方法可能不够科学合理,不能确保样本的随机性和均匀性。在实际抽样过程中,可能受到人为因素、环境因素等影响,导致抽样的地点、时间、批次等存在偏差,影响抽样结果的代表性。而且现行方案往往依据单一的指标或标准来判定计量器具是否合格,缺乏对计量器具综合性能的全面考量[2]。随着科技的不断进步,计量器具的技术水平和性能不断提升,而现行的判定标准可能未能及时更新和完善。

另一方面,现行的抽样检定方案通常按照固定的周期对计量器具进行检定,忽略了不同的计量器具在使用频率、使用环境、维护保养情况等方面存在差异性,无法及时发现其性能的变化和潜在的问题;而对于一些使用频率低、性能稳定的计量器具,过于频繁的检定则会增加不必要的成本和工作量。并且现行方案可能缺乏对异常情况,进行有效的跟踪和调查机制,无法及时对问题进行深入分析和处理。

2计量器具抽样检定方案优化

2.1确定抽样目标及范围

如果是为了确保市场上某类计量器具的整体准确性以保护消费者权益,抽样应侧重于流通环节,包括商场、超市等销售场所中的计量器具。若是针对生产企业的质量控制,抽样则集中在生产批次中。对于生产高精度压力表的企业,可根据生产时间、生产线等因素分层抽样,以便及时发现生产过程中的问题[3]。对于工业生产中使用的计量器具,要依据行业特点。如化工行业常用的流量计,抽样要覆盖不同规模的化工企业、不同生产工艺环节所使用的流量计类型。

2.2优选合适抽样方法

第一种,简单随机抽样法,适用于总体数量不大且个体差异较小的情况。例如,对于某小型企业生产的同型号、同批次的卡尺,可以将所有卡尺编号,通过随机数生成器抽取一定数量的卡尺进行检定。这种方法简单易行,但可能存在抽样误差较大的问题,如果总体分布不均匀,可能无法准确反映整体质量情况。(见表1)为简单百分比抽样检定概率,可见随着批量N的增加,同等质量水平的计量器具相应抽检合格率呈下降之势,而误判率则增加。

表1 百分比抽样检定概率情况  单位:台件

N

n

C

L(N)                                             

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.676

0.422

0.270

0.175

0.113

0.076

0.052

0.038

0.024

0.015

第二种,分层抽样法在计量器具总体可按某些特征明显分层时采用。比如,对于市场上的电能表,可按生产厂家、精度等级、价格等因素分层。先确定各层在总体中的比例,然后在各层内分别进行随机抽样。这样能保证每个层次都有样本被抽取,提高抽样的准确性,尤其适用于总体差异较大的情况。

第三种,系统抽样法按照一定的抽样距离从总体中抽取样本。例如,对于连续生产线上的计量器具,每隔固定数量的产品抽取一个进行检定。这种方法操作相对简便,但要注意总体的排列规律,如果存在周期性变化,可能会导致抽样偏差。

为了减少简单随机抽样可能产生的误差,可以增加抽样次数或采用放回抽样的方式。在抽样过程中,使用更科学的随机数生成方法,如基于计算机算法的伪随机数生成器,确保抽样的随机性。同时,可以对抽样过程进行详细记录,以便在后续数据分析中评估抽样的合理性。

2.3确定样本量

根据总体数量、允许误差和置信水平来计算样本量。一般使用公式,(其中n为样本量,z为对应置信水平的值,p为总体的估计比例,e为允许误差)。例如对于某类计量器具总体数量较大(假设N为10000),要求置信水平为95%(z≈1.97),估计不合格率p=0.05,允许误差e=0.02,则可计算出样本量n。但这种方法需要对总体有一定的先验了解,如总体的不合格率估计等。除了统计学计算,还要结合实际情况

[4]。如果计量器具的质量稳定性较差、使用环境复杂或涉及安全等重要因素,应适当增加样本量。例如,对于在高温、高压等恶劣环境下使用的压力传感器,由于其故障风险较高,应比正常环境下使用的同类型计量器具抽取更多的样本进行检定。

2.4建立动态调整机制

如果在初次抽样检定中发现不合格率较高,超出预期,应及时增加样本量或改变抽样方法,进一步深入调查。例如,若首次抽样发现某品牌的电子计价秤不合格率达到10%(原估计为5%),则需要对该品牌的其他批次产品增加抽样数量,或者扩大抽样范围到更多销售该品牌产品的商家。当计量器具的使用环境、技术标准等发生变化时,也要对抽样方案进行调整[5]。比如,随着环保要求的提高,新的排放标准实施,对于用于废气检测的计量器具,其抽样频率和样本量都可能需要相应增加,以确保这些计量器具的准确性,满足新的环保监测需求。如果某类计量器具在以往的检定中发现质量波动较大,如某品牌的部分型号水表存在频繁的计量不准问题,应增加样本量。可以根据质量不稳定程度,将样本量提高30%~50%。

2.5综合考虑成本因素

    对于抽样检定涉及检定人员培训、设备仪器、维护费用等成本,在设计抽样方案时,要平衡样本量和成本之间的关系。如果样本量过大,会导致检定成本过高。例如,对于一些高精度、昂贵的计量标准器的检定,每次检定需要耗费大量的时间和资源,所以要在保证检定质量的前提下,合理确定样本量。对检定流程进行详细分析,去除不必要的步骤,简化操作过程。例如,对于一些计量器具的检定,可以将部分外观检查和初步功能测试合并进行,减少重复操作。

结语

   总而言之,现行计量器具抽样检定方案存在诸多缺陷,需要从抽样代表性、建立判定标准、确定样本量,建立动态跟踪调整机制,综合考虑多方因素等多方面,提高抽样检定工作整体质量。

参考文献

[1] 刘岑岑,孙祥,蔡文嘉,等. 电能计量器具自动检定混合流水线调度优化研究[J]. 仪表技术,2020(8):7-12,21.

[2] 王毅钊,任双雪,吴鹤. 自动化集中检定下计量器具流转的优化研究[J]. 陕西电力,2018,46(4):44-49.

[3] 姜继生. 新形势下优化计量检定工作策略的研究[J]. 商品与质量,2021(42):208-209.

[4] 侯立君. 新形势下优化计量检定工作的相关研究[J]. 环球市场,2019(33):296.

[5] 王媛. 新形势下保障强制检定计量器具准确性的思考[J]. 企业界,2021(10):194-195.