关于企业产品标准中检验规则编写若干问题的探讨(上)

2010-09-04 10:32黄德利
质量与标准化 2010年11期
关键词:型式样本量出厂

文/黄德利

在GB/T 1《标准化工作导则》系列标准中,为体现国际惯例,检验规则曾被作为可选要素来对待。2009版的GB/T 1.1《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》为扩大标准普适性,已删去对产品标准部分要素的描述,检验规则的内容更是淡出基础标准编纂的视线。但目前企业提供给国内市场的大量商品,实际执行的并到政府主管部门备案的标准均是生产型标准,既不是按国外标准惯例把产品检验规则内容单独编写在“质量合格评定程序”中,也不是把“检验规则”作为资料性要素来看待,而是通常作为重要的规范性技术要素之一,直接编写在产品标准中。企业产品标准不仅是企业组织生产的依据,也是交货验收的依据。生产型产品标准中规定的检验规则,在产品标准按规定程序备案后,企业自检、合同仲裁或国家有关部门抽检中均具有一定法定效力。

国家质监总局与国家标准委2009年联合发布的《企业产品标准管理规定》中,对企业产品标准中检验规则的编制也提出了明确要求,即应具有“可操作性”。

除定向供货时按合同规定执行外,在绝大多数情况下,产品出厂检验由制造商的质量检验部门按产品标准检验规则执行,检验合格的产品即进入流通市场,此程序属供货方(“第一方”)评定。而作为使用方(“第二方”)的消费者是分散群体,绝少有机会在产品出厂前跑到制造商那里去讨论检验规则。因此,形成了产品标准中检验规则制定实际上的“单边”现象,即由企业说了算。鉴于此,检验规则内容的公正性、合理性以及可操作性显得很重要。

笔者在工作中有机会接触门类和数量众多的送交备案的企业产品标准。其中检验规则编写不够完整合理、缺少可操作性等情况屡见不鲜。企业标准化人员也迫切需要提高对检验规则中某些要素的理解及编写要领的掌握,为配合企业落实《企业产品标准管理规定》,提高企业产品标准编制质量,现就企业产品标准检验规则编写中的若干问题作一讨论。

需要说明的是,GB/T 1.2-2002《标准化工作导则第2部分:标准中规范性技术要素内容的确定方法》目前虽被GB/T 1.1-2009代替,但只是部分内容被整合。新的产品标准编写指导性文件GB/T 20001.5-200X《标准编写规则 第5部分:产品》短时间内尚不见问世。故目前一段时期内GB/T 1.2-2002还将继续被作为参考。

一、关于检验分类

完整的检验规则技术要素包括:检验分类、检验项目(及顺序)、组批规则、抽样方案、判定及复验规则等。编写时首先遇到的问题是如何确定最适合本产品的检验类别。为什么企业产品标准要规定检验分类?首先,描述产品质量特性和功能特性的项目多,不可能每次所有项目都检验;其次,产品从设计鉴定到投产、改型、质量稳定性检查、认证、国家质量检查等有不同检验目的。这些因素决定必须对产品检验进行分类。

GB/T 1.2-2002给出了常见的检验类别名称及组合示例,其中所列检验类别有:型式检验(例行检验)、定型检验,以及出厂检验和质量一致性检验等;在其他产品检验有关国家标准中又有逐批检验和周期检验等,加在一起共有10多个检验类别,名目繁多。尽管有些检验类别从名称上就基本可以把握,但有些检验类别在不同文件资料中有不同解释和应用,这就给使用者造成了一定的困惑。因此,产品标准检验规则编写首先要解决的问题是:有必要对检验类别从概念、内涵到相互区别和关联进行恰当把握。

1.若干检验类别概念

①定型检验(又称鉴定检验)

定型检验是指新产品设计定型(鉴定)时,检验由现有生产设备和工艺制造的产品样本,其性能和指标是否达到预定(设计)要求、以确定产品能否定型(鉴定)的证实性检验,这无疑是全项目测试。定型(鉴定)检验是对新产品设计成熟性和制造者生产能力的综合考核。

②出厂检验(又称逐批检验)

出厂检验是在指产品通过定型(或鉴定)后,投入批量生产时对一个检验批产品是否达到预定的出厂质量标准的检验,这通常是逐批进行。出厂检验项目一般是产品外观质量、规格尺寸、基本性能指标、基本安全要求等,是非破坏性试验。

③交收检验

对一个交货批产品按标准规定项目进行测试,以决定是否达到(合同或有关接收部门标准)预定的交货质量的检验。其检验项目及要求基本等同出厂检验。

④质量一致性检验

质量一致性检验是指产品通过定型(或鉴定)后,对投入批量生产的产品进行检验,以确定是否与定型(鉴定)时保持相同质量状态,即验证质量是否一致的检验。

由于此检验是相对于定型(或鉴定)检验而言,故产品一旦通过定型(或鉴定)后,所有对批量生产产品质量合格检验,原则上都属于质量一致性检验范畴。所以,针对产品质量一致性的检验,既可包含按逐批检验(部分)项目进行的出厂检验,也可以包括每隔一定时间后进行的周期性检验。后者作为对前者的补充。通过这两个环节来确保质量一致性完整要求。据此有:

质量一致性检验=出厂检验(逐批检验)+周期性检验

⑤周期性检验

为判断在规定周期内生产过程的稳定性是否符合规定要求,从逐批检验合格的某个批或若干批中抽取样本的检验(根据GB/T 2829-2002规则)。

周期检验的间隔时间应根据产品生产过程的大约稳定周期、试验时间、试验费用等综合考虑,通常为1~3个月、半年甚至1、2年。

从企业产品生产和检验实践看,周期性检验有两种情况:

a)特定项目的周期检验

试验方法过程比较复杂、在试验时间和生产成本上考虑不宜或不必每批进行的、具有一定破坏性的、或制造商要委托第三方进行的那些试验项目,可以列入周期检验中。如食品标准中某些微生物指标、染料中重金属含量测试、服装标准中色牢度试验等。这类周期检验允许是部分特定项目,检验周期通常不会大于1年。

b)例行检验

例行检验是指在产品定型并投入批量生产后,经过一定时间或一定批量累计时,对产品质量进行比较全面检查以考核其生产过程中质量稳定性的一类检验,一般是全项目或接近全项目测试。由于其检验项目全、时间长、费用高,检验周期可以在1年甚至1年以上。如数字电视行业采用的就是例行检验的概念。

⑥型式检验

有关规范对型式检验的定义为:型式检验是对样本所代表产品性能的合格测试。

还有的资料这样给定义:型式检验是按照规定方法对产品样品进行的试验,以证明样品是否符合标准或技术规范的全部要求。

需要注意的是,这里的合格测试不是指批产品出厂时的合格测试。型式检验必定是按产品标准规定的全项目进行。

在产品批量生产前针对拟定型产品样品进行的型式检验,即为定型试验;在产品定型后如遇设计、原材料、工艺等有重大更改、可能影响产品质量时,实际相当于产品改型的型式检验;另外,在产品认证制度中对产品样品进行型式检验,是产品认证程序中一项重要步骤,即产品获得型式认可的试验,如船用设备的船级社型式认可、实行市场准入制的生产许可证认可检验等。

2.相关检验类别的区别和关联

①型式检验与例行检验

在GB/T 1.2-2002附录B中,把型式检验与例行检验并列,其实这两者在概念、目的、实施对象等方面都有很大区别。

上文已提及,型式检验是通过样品验证检验,检查制造商生产出符合设计要求的合格产品的生产能力,检验结果用于对能否投入批量生产作出评价。

国家标准GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第1部分:通用要求》附录A对例行检验给了与型式检验不同的概念,即“从根本上说,例行检验不是验证产品设计的试验,而是在生产过程中,剔除由于偶然的缺陷造成的不合格。”另规定:“对于不同的产品,可以有不同的例行检验项目。”例行检验的目的还是为避免不合格品出厂,它侧重于检查批量生产过程中是否有偶然因素造成产品缺陷。

型式检验必定是全项目测试,对产品质量进行全面考核,其中包括破坏性测试。而例行检验并非一定做全项目,可以根据不同产品及不同需求决定是否进行带破坏性项目。如某些电子产品的可靠性试验,在产品鉴定时作过试验后,例行检验时不一定进行。

在对检验结果的处理上两者也有不同的着眼点。型式检验通不过,则说明企业尚未具备投入批量生产条件。例行检验不合格,应暂停批量生产,待分析问题,找出原因并采取有效改进措施后方可恢复生产。

笔者以为,这两类检验在理念上、在严格意义上说不是一回事。但某些标准资料上,把产品定型以后投入批量生产过程中,在一定条件下(时间或批量积累)对产品全项目进行的例行检验也统称为型式检验,不再细分检验类别,这只能理解为对检验类别称呼上的一种习惯。

②出厂检验与交收检验

这两种检验在多数情况下是一回事,除了检验场合、执行主体不尽相同。制造企业与批发商业部门之间、外发单位与来料加工单位之间执行的是交收检验。

3.产品标准检验类别选择

在明确各类检验的概念和内在涵义后,再讨论产品标准检验规则对检验类别的选取及组合,问题就变得明朗了。

①对于简单产品,项目少,可以只有出厂检验而不分类;

②对于较复杂产品检验可分为2或3类。笔者以为,比较合理的检验分类可以为:

检验分类:定型检验(或鉴定检验)+质量一致性检验。产品在定型(或鉴定)时必须进行定型(或鉴定)检验,一旦定型(或鉴定)通过后,产品进入批量生产,进行质量一致性检验。而质量一致性检验如前所述,由出厂检验(逐批检验)与周期性检验组成。

③企业标准中使用比较多的一种检验分类为:

检验分类:型式检验+出厂检验。

企业产品标准在作这种检验分类的同时,往往对进行型式检验的条件(时机)作规定,通常列出下述六条:

a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;

b)正式生产后,如结构、材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能时;

c)正常生产后,定期或积累一定产量后,应周期性进行一次检验;

d)产品长期停产后,恢复生产时;

e)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;

f)国家质监部门提出进行型式检验要求时。

需要指出的是,这种分类方法及条件规定,都出自GB/T 1.3-1987。由于以后其替代版本中相应内容提法变得不再那么明确,许多企业标准依然沿用原有相关标准提法,不少国家标准、行业标准也这么编写,当然未尝不可。但需要注意,严格来说,上述6条中,只有a)、b)两条,或者加上f)条是型式检验概念。其他情况,如c)条,“产品积累一定批量或经过一定时间后……”这种检验实际是周期检验。周期检验与型式检验不完全是一回事。故企业标准化人员在编写标准时首先应把握不同的概念。

二、关于抽样检验方案

当批量生产的产品不可能或不必要全数(100%)检验时,必然会选择抽样检验,即利用从批(次)或过程中随机抽取的样本,对批(次)或过程的质量进行检验,作出是否接收的判定。说得通俗一点,就是通过对少数样本的检验,达到对整批产品质量作出判断。这样做的优点是节省人力、物力、财力和时间,存在问题是判断不一定每次都很理想。因此,尽可能正确选择抽样方案就显得很重要。

产品标准中检验规则抽样方案可供选择的通常有两类,一类是比较传统的按百分比抽样;另一类是按抽样检验有关国家标准规定进行。使用百分比抽样,由企业自己根据产品数量、质量具体情况规定一个抽样百分比,方法简便,但缺乏统计意义上的科学优选方案,确定样本量及合格判定数的随意性较大,从平衡供需双方风险的承担上看没有按抽样检验国家标准来得科学、合理。抽样检验国家标准在各行业已实施多年,效果较好。但从企业编写产品标准实践情况看,使用者对抽样检验国家标准内涵理解和正确使用的把握上,存在不少问题。笔者就工作中了解到的一些情况,结合有关资料作一讨论。

1.关于抽样和抽样方案

GB/T 1系列标准中曾对抽样(取样、采样)、抽样方案都有提及,但因行文很短,对初涉企业标准编制者的概念上不容易分清。实际上,取样、采样意义上的“抽样”,主要指样品(样本)的采取方法。涉及的是生产过程中何时、何地、何种方法采集,样品如何有效保存,还可能涉及样本如何制作、质量(重量)及精确度(特别适用于化工产品标准)等。产品标准中对于采样的规定,一般置于试验方法一章之首。

至于检验规则中出现的应是“抽样”,主要指如何保持所抽取样本的随机性、代表性、抽样方案的合理性等。两者一字之差,含义和适用性不同。为避免混淆,名称上可加以区分,试验方法一章中样品的采取方法宜明确为“采样”,检验规则中则可以称为“抽样”。

2.关于连续批抽样检验方案(GB/T 2828.1-2003)的正确应用

企业产品标准中用得最多的抽样检验国家标准之一是GB/T 2828.1-2003《计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划》。该标准是一个统计抽样检验方法,其理论基础是概率论及数理统计等。其设计思想是逐步通过批检验抽样方案参数的调整来确保抽样检查判断的正确性。它只适用于计数抽样检验场合,且主要适用于连续批的逐批检验。

①GB/T 2828.1的基本使用方法

有些产品标准在引用GB/T 2828.1时,以为很简单,只要查标准中表1规定检验水平(IL),再规定接收质量限(AQL),然后查标准中表2至表4得到接收数Ac,拒收数Re就行了。其实没那么简单。一知半解的编写就难免缺少正确性、合理性和可操作性。正确执行GB/T2828.1,完整的抽样检验方案应考虑以下几个方面:

a)规定产品质量标准

规定产品质量标准也就是规定一个产品合格或不合格的质量特征。再说通俗点就是产品按(技术)要求项目进行检验时,若出现不合格项,则应区分哪些是致命影响,哪些是严重影响,哪些是轻微影响,即根据设计要求和实践作出恰当划分和判断(有的将缺陷划分为A、B、C三类)。

b)确定批量N

根据生产过程实际情况,考虑合适批量。产品一致性、检验经济性、鉴别正确性等都是考虑因素(反映在组批规则)。

c)规定检验水平IL

GB/T 2828.1-2003的表1中IL共分七档,特殊检验水平4档,一般检验水平3档。有些企业标准编写者可能为节省试验成本,喜欢取S-1等很低检验水平,殊不知这样处理会造成不良后果。IL从表面看代表样本量与批量关系,实际上它直接影响方案的鉴别力及抽样检验风险。特殊检验水平的样本量较小,尤其是选S-1时,不足以代表整个检验批。以很少样本的检验结果决定整批产品的命运,从概率上讲未必对供方有利,很可能是把双刃剑。对于特定项目,如环境适应性以及EMC项目检验时,可以考虑选特殊检验水平。扩大其范围时,宜经供需双方商定后再决定。对于重要产品,不希望接收不合格品的场合,建议选较高的IL,例如水平Ⅱ。在确定IL后,根据批量N的不同,可查表得到不同的样本量字码,随即得到不同样本量n。

d)规定接收质量限AQL

AQL是什么含义?AQL是指对某批产品抽样检验时,预先规定一个批产品的质量水平(反映过程平均质量),即产品可能存在的不合格百分比。可以用百单位产品不合格品数表示,也可以用每百单位产品不合格数(不合格项的数目)表示。当样本的批质量水平检验结果不差于这个接收质量限时,判批产品接收,否则为不接收。通常情况下批产品的实际质量水平是不知道的,如果AQL取得适当,用这个方法能确保整批产品质量水平不低于AQL时,能以高概率被接收(可达95%以上)。

如何确定AQL值?这是正确运用抽样检验方案的考虑重点,也是难点。应根据产品的重要程度、价值、生产方质量保证能力、产品成本等因素通盘考虑;按合同生产的则应有双方商定;有以往生产经验的参考;以往产品实际质量水平;有不合格分类的应区别对待(例如A类不合格取AQL=0.1,B类取0.4,C类取2.5——仅举例);对致命不合格项,一般取AQL应使判定数Ac=0、Re=1。

对于新产品,标准编写时可以由生产方通过统计交验批的平均质量水平,即以过程平均来把握AQL水平。推荐的过程平均按公式(1)计算。

式中:di——第i批样本中发现的不合格(品)数;

ni——第i批抽取的样本量(1,2,…m);

m——批数(宜≥20)。

e)确定方案类型

确定方案类型主要是指确定抽样次数,是一次抽样还是二次抽样,或五次抽样?从实施简易程度来说,一次优于二次,二次优于五次;从抽取样本量平均数看,一般情况下五次少于二次,二次少于一次。

特别提醒:对于检验项目多的复杂产品,如全部受检项目按同一抽样方案就显得不合理,这时可以按其对产品质量影响程度,适当分组,每组选择不同的抽样方案参数IL、AQL等,得到不同的接收判别数组。这样处理可操作性强。

f)批的提取和抽样的随机性

批的提取涉及检验批产品提交的条件、时间段、场所以及质量文件等。

确保抽样的随机性是确保按GB/T 2828.1抽样方案检验结果判断正确性的关键之一。不应把随机抽样就理解为“任意抽样”。

在一检验批产品中,由于生产班次、人员,或者原材料不尽相同,可能造成一部分产品与另一部分产品质量状况不同,堆放也不均匀,所以需要按随机抽样办法抽,使抽取样本质量水平具有代表性。随机抽样办法有很多,标准中可规定简单随机抽样(丢骰子)、扑克牌抽样、分层随机抽样、计算机随机数办法等。

g)检验判定

每个抽样方案按检验结果不合格品(或不合格项数)与预先设定的判别数组比较。当产品有多个质量特征、多个不合格类别时,先判别每个组别的合格与否,最后对整个产品的合格判定条件作出规定。

h)批的再提交及不合格品处理

再提交批,指已经被拒收的批产品,经过100%检验或试验,剔除所有不合格品,并经过修理或调换合格品后,允许再提交验收的批。最低限度应规定对导致批被拒收的那一类不合格项进行复检。若再提交批又一次被拒收,应对如何处理作出规定。

i)转移规则的应用

批产品检验一般从正常检验开始,当按GB/T 2828.1抽样检验结果出现不合格,并且不合格批数量达到GB/T 2828.1规定次数时,应转入加严检验(增加样本量);加严检验时拒收达到一定次数时还应执行停止检验规定。

②采用GB/T 2828.1抽样方案编写的注意事项

a)注意动态特性

在产品出厂检验按GB/T 2828.1进行时,一定要严格按标准规定执行。GB/T 2828.1的规定具有动态特性,其抽样方案不是一成不变的,而是根据累次检验结果要进行调整。每次检验基本数据要作好记录,包括:抽样方案类型、批量、样本量、检验水平、接收质量限、判定数组、检验结果、转移得分、转移情况、日期等。这一条规定在企业产品标准中应引起足够重视。其实这正是调整型抽样检验方案的核心思想所在。

b)明确产品标准中表示AQL值的含义

在实际使用中,对于AQL≤10的情况下,标准应明确其是不合格品百分数还是每百单位产品不合格数。否则,就有可能导致接收数和拒收数含义不清而无法判定。这一点在为数不少的企业产品标准编写中容易疏忽。

c)注意降低供需双方风险

任何统计抽样检验都有一定的风险。检验结果的风险来自抽样本身的风险,被抽取样本不能完全真实反映批的质量。在接收与拒收问题上可能作出错误的判断,质量符合规定要求的批被拒收了,或不符合规定要求的批被接收了。在抽样检验中要完全避免风险实际上不大可能。按照GB/T 2828.1设计要求,即使提交检验的批产品质量实际水平达到规定AQL,只能保证高概率接收,而不是100%被接收。这部分拒收的概率就是生产方风险,一般控制在5%左右(OC曲线上α值);反之,当提交检验的批产品实际质量水平劣于AQL甚至达到一定数值时,也只能是高概率拒收而不是100%拒收。劣质批被接收的概率就是使用方风险,一般控制在10%左右(OC曲线上β值)。样本量越小,这种风险越大。AQL取值不当,也会造成人为风险。按理抽样方案参数应由供需双方商定的,但实际上企业产品标准都是由企业说了算,企业关心的是合格率不能太低。故参数选取要注意仔细斟酌,在选定AQL情况下,适当加大样本量是降低风险可供选择的措施之一。还要按转移规则使用其他抽样表,否则对使用方的保护是不公正的。如果:

以p0表示——事先已规定AQL质量批的不合格品百分数(或每百单位产品不合格数);

以p1表示——5~10倍AQL劣质批的不合格品百分数(或每百单位产品不合格数);

可分别按公式(2)和公式(3)相应计算出生产方风险和使用方风险。

式中:α:生产方风险;

β:使用方风险;

Pa:接受概率。

为了便于理解,本文以轻工行业标准QB/T 2774-2006《铅笔》为例加以说明。该标准检验规则规定,出厂检验(逐批检验)按GB/T 2828.1执行。其检验项目、不合格分类、抽样方案类型、检验水平(IL)、接收质量限(AQL)等按表1所示。

表1 《铅笔》出厂检验规则

这个抽样检验方案是较为完整的。规定铅笔的8个检验项目分三组抽样;不合格分为B、C二类,并根据各组性能特性规定了相应检验水平分别为S-3、S-1、S-3;B类不合格对产品质量影响大,接收质量限AQL掌握比较严一点,取1.5;C类AQL适当放宽,取4.0;同时明确:批质量的判定按每百单位产品的不合格数表示。

由上述抽样方案,每个检验批的批量(N)根据GB/T 2828.1中表1查询,可得到样本量字母,然后查表3-A即可得到二次抽样的样本量,以及判定数组。二次抽样方案的特点在于有二次抽样检验机会,若第一次抽样检验判为可以接收,则可省去第二次抽样。

作为讨论,笔者以为本案检验水平IL都取特殊水平,显得偏低。试想在铅笔批量即使很大的情况下(如3 200支/批),因IL取S-3,样本量n也不大(只有13支)。用如此少的样本量检验结果作为批质量判定依据,抽样检验的风险是值得的考虑因素。(未完待续)

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