如何实施一次分组或区域计量保障方案

徐 炎 / 上海飞机制造有限公司

如何实施一次分组或区域计量保障方案

徐 炎 / 上海飞机制造有限公司

0　引言

大飞机制造作为国家重大课题项目，从设计、制造、包括原材料接收、零件加工、检验、装配、总装、试验、试飞到产品交付都离不开计量和检测。计量检测工作覆盖了从产品设计到售后服务全过程，且该项目采用全球采购的模式，不同的过程在不同的组织内开展，不同的部件、产品由不同的组织提供。因此，不同组织提供的部件、产品如何能严丝合缝地总装成一整架飞机，不同组织提供的数据的一致性就显得尤为重要。所以，需要采取一种能够应用于测量过程控制的质量技术保证方案。

这种技术保证方案通过建立和维护在不确定度范围内的校准和测量过程的一系列程序，并且需要通过系统分析测量结果，消除产生不可接受的不确定度的来源，通常称之为计量保障方案（Measurement Assurance Program， MAP）。本文将介绍一种计量保障方案——分组或区域计量保证方案（Group or Regional Measurement Assurance Program，G-MAP），这组实验室通常在一个特定领域，或者在一定区域内，从更高级别实验室（通常是该领域或区域内最高计量技术机构）获得一个计量保障方案传递。使用一种“轴和轮辐”的方式，一个实验室充当中心（轴），控制每个参与者的移动标准和来自于更高层级实验室的标准。这种形式减少了传递的次数并且通过跟踪多个实验室偏差作为系统核查标准。设计这种方法是用来服务局部地区或者一定的领域。分组或区域计量保证方案（以下简称计量保证方案）为维持地区或领域内各组织测量量值的一致性和向国家标准的溯源性提供了一套公认的方法。通常，计量保证方案有以下优点：（1）比对国家标准时能获得最小的测量不确定度；（2）能发现各实验室在测量过程中的问题；（3）确保各个实验室之间有效沟通并达成一致。有效的计量保证方案要求每个参与组织能够完全承担起相应的工作。

1　概述

1.1确定可能的计量保障方案

当一个测量项目能够被列入计量保障方案中，首先必须确定能有潜在的参与组织。计量保障方案一般都要求参与组织在实验室资源建设上有大投资。因此，每个潜在的参与组织都必须仔细考虑其在仪器设备和时间安排两个方面的相关事宜。通常，大多数的计量保障方案都会要求每个参与组织有一定的启动投资，能使其实验室的日常运转保持在一个正常的水平。

1.2选择计量保障方案候选项

应建立一个团队用于计量保障方案的选择和排序，拥有最广泛的参与基础并存在以下情况的项目会得到优先考虑：国家标准覆盖力度不够、存在与其他政府组织共同合作的机会、能从投资中获取最大收益、能推动本行业发展进步。

1.3保密要求

计量保障方案的报告，包括循环比对试验的结果在内，一般是会公布的，不过各个具体的参与组织需要使用代码注明，以达到保密目的。

1.4参与的要求

计量保障方案面向所有参与民机研制项目的组织，对于参与组织的通用要求如下：

1）组织中指派人员负责计量保障方案的管理工作；

2）组织中设置能够按要求开展测量工作或者对测量系统和过程直接负责的技术联络岗位；

3）承诺在规定的时限内完成要求的测量任务，并按规定格式把结果递交给计量保障方案协调者；

4）自愿定期地承担主导实验室的职责；

5）为实现连续的测量过程控制，承诺做好必须的内部测量结果的记录；

6）承担运输其正常运行所必需的费用。

2　计量保障方案运行要求和组织职责

一个成功的计量保障方案是一个长期过程，因此必须有一个组织结构来保证方案的持续性和协作性。这个组织结构要能够明确各个参与组织的职责并且确保组织之间沟通顺畅，这些都需要通过文件形式明确规定下来，且同时也需要有一个领导组织负责全面开展各项工作。

2.1领导组织及其职责

参与计量保障方案的实验室中的一员将指定为领导组织并被授予首要的管理和技术职责，负责制定目标、计划编排、经费预算、设计研发、贯彻跟踪等工作，还负责任命协调者和报告项目计量保障方案的执行情况。

领导组织通常都需要任命一个协调者，负责所有相关活动的联络事宜。领导组织及其任命的协调者的职责包括：

1）与其他参与组织合作，制定并落实每个实验室能力评定的基本方案；

2）查明方案执行中涉及的设备需求及有关事宜，例如移动式标准、特殊的运送装置等；

3）准备标准传递的初步程序；

4）制定参与者共同讨论后的正式程序；

5）全面考虑运输过程中可能发生的问题并制定备选方案，确保安全、准时地转移移动式标准；

6）制定计量保障方案的日程安排；

7）初始发起并持续监控标准的传递过程；

8）确保与参与组织之间的管理和技术的联络；

9）起草或检查操作手册初稿；

10）确保每个参与组织按计划执行方案，发生意外状况时及时调整计划安排；

11）处理各参与组织提交的数据；

12）永久保留传递实验和其他实验中涉及的重要数据；

13）及时将报告和其他相关材料通知各实验室。

2.2参与组织的职责

对每一个计量保障方案，参与组织也都需要任命一个各自的协调者，职责为：

1）了解计量保障方案的操作程序和相关政策；

2）制定适当的文件确保本组织持续开展计量保障方案；

3）持有当前测量过程不确定度的文件；

4）有能力交接移动式标准并保护标准不受损坏；

5）及时向发送者确认移动式标准的状态情况；

6）如有情况，及时通知项目协调者和其他受影响的实验室；

7）及时按要求开展测量过程并及时将数据发送给指定处理的个人或组织；

8）协调并安排向下一个实验室运输传递标准；

9）如有延误，及时通知项目协调者和其他受影响的实验室。

3　计量保障方案的组织结构

开展一个计量保障方案有多种方法，本文介绍最常用的是图1中所示的主导实验室方式，或被称为“辐射式”。其基本的操作原理很简单，每个实验室校准其各自的移动式标准，再送往主导实验室。同时，主导实验室在本实验室安排一个来自更高级别实验室的移动式标准，然后所有的标准按规定的方法进行比较。完成后，每个参比实验室都能获得一份校准报告。

图1　主导实验室方式

3.1初步评估

计量保障方案正式启动之前要通过试验来识别本地测量过程中可能发生的任何问题并制定应对和纠正措施，针对系统误差、循环比对或其他的技术问题可以设计相应的内部试验。如果采用新的试验方法，评估中还应该包括对操作人员的培训。

3.2主导实验室职责

标准传递过程的质量很大程度上依赖于主导实验室的能力。虽然操作过程相对来说持续很短的时间，但是整个项目的开展过程中主导实验室的影响是非常大的。在与协调者的合作中，主导实验室的职责包括：

1）磋商确定具体日常安排；

2）将日程安排通知每个参比实验室；

3）及时确认交接并公布移动式标准的状态；

4）开展所有的测量工作；

5）汇总并处理实验数据；

6）向每个参比实验室分发相关数据；

7）向项目协调者汇报所有的意外情况；

8）在测量完成后安排所有移动式标准的回收；

9）发布所有报告。

3.3参比实验室职责

参比实验室主要职责是要确保不会干扰或妨碍项目协调者制定的日程计划。其职责包括：

1）按协商一致的计划安排移动式标准的校准；

2）安排移动式标准的运送，包括确认准确的目的地址；

3）按既定程序包装传递标准；

4）与主导实验室协商确定运送标准的时间安排；

5）及时通知主导实验室传递标准运送的方式、预期到达的时间、提货单编号和其他相关信息；

6）协助主导实验室完成标准的回收；

7）移动式标准回收后及时复校；

8）及时向主导实验室或其他负责结果处理的机构发送所有相关的数据资料。

3.4计量保障方案的关键要素

所有计量保障方案都有几个需要特殊关注的关键要素：移动式标准、运送过程、测量过程、数据分析处理和报告。尽管每个要素都会根据情况具体调整，但它们还是有一些共同的特点。

3.4.1传递标准

移动式标准要稳定可靠，在计量保障方案传递过程中也必须可控。比较明智的是选择那些具有合适性能的标准，同时也推荐与较高计量技术机构进行磋商协定，因为他们在安排计量保障方案中的传递标准运输和循环比对试验方面很有经验。一套移动式标准不仅包括单独的实物标准，还包括货运包装、电池（如果需要配置）和其他在运输过程中需要的监控设备。为了保证复现性，避免每次传递运输产生差异，运输过程要详细记录并形成文件。

启动机构应告知接收方如何正确操作标准、如何按规定接收和发送传递标准的记录，以及在正式操作前采取的措施。在实物标准运送前，这些细则，包括需要完成的数据记录表和货运包装里的通知单，最好先发送给接受方。新的移动式标准在往返运输时可以使用能接受的最差的运输方式，再与已知的移动式标准进行性能比较。包装标准要严格遵循使用说明书和较高计量技术的建议，避免发生碰撞、震动，做好防湿防潮等措施。如有必要，监控那些关键的影响因素。

3.4.2运输要求

一旦移动式标准进入运输流程，在运输过程中所有的一切都无法控制。移动式标准必须能经受一些可预测的不当操作而影响其性能，包括标准的选择、包装、运送方式在内的过程都要考虑周全。以下几条意见是针对在计量保障方案中如何成功地实施传递标准的运送过程。

1）使用合适并可重复使用的包装箱包装传递标准，确保移动式传递标准安全运送，可以从较高计量技术机构、标准制造商或者包装箱的制造商那里获得相关的信息，后者往往能告知一些包装货运时可能发生的状况。

2）与专业的物流公司合作，避免危险品和不当操作损坏标准，也防止由于包装不当、物流延迟和其他因素阻碍运输过程。除非标准是手提的，否则标准在搬运时都应该轻拿轻放。购买保险，以防万一。

3）在包装箱上标识“科学仪器易碎”的警示标记。如有必要，还应该在包装箱上安装合适的传感器（例如温度、震动等传感器）来监测运输时的状态。

4）选择最佳方式运送移动式标准至目的地，方法有航空快递、快递或人工手提。要与委托的物流公司详谈运送事宜。谨记整个运输过程从传递标准离开起始实验室开始，到抵达目的实验室才结束。

5）确保接收实验室的地址准确无误。如有可能，直接运送标准到实验室，而不要通过收发室。因为大多数意外都发生在收发室里。

6）与接收方协调运送日程表，并通知他们最终的安排。发货方要提供接收方如下信息：（1）承运商；（2）运送方式；（3）预期到货时间；（4）货运单号；（5）准确的投递地址。

7）确认移动式标准在运送过程中的状态。8）指导接收方接收标准并反馈到货情况。

9）在正式发货前就提供一份关于运送事宜的操作说明的副本给接收方。

3.4.3测量协议

当计量保障方案在各个实验室之间实施时，应该制定经充分评估的测量协议，降低最终结果中引入偏差的可能性。除非协议中明确规定，否则所有试验都必须在实验室的仪器设备日常运行的情况下才能开展。制定测量协议时应该包括：

1）被测件描述；

2）恢复时间；

3）预先的核查测试；

4）测试设备安装要求和任何特殊的要求；

5）包含任何特定程序的测试；

6）应该监视什么样的环境影响量，如果是关键影响因素，应该如何测量、在哪里测量。

7）最小数据量和数据采集的时间间隔；

8）如有需要，如何进行初步测量；

9）数据报告的说明；

10）如有需要，还应该说明数据处理和相关计算软件的运算法则。

3.4.4自动化和数据处理

数据处理和分析软件是一个计量保障方案的重要部分，必须形成规范化的文件。参与单位使用的软件可以在不同的平台上运行，而且能够处理原始数据并转换成计量保障方案协议中指定用BASIC、FORTRAN、C语言等编写的专用程序或电子数据表的形式，也可以咨询专业技术机构寻求指导和帮助，因为他们可能已经做好了现成的软件包。最后，尽可能使包括数据采集在内的更多过程实现自动化。一般来说，自动化系统的测量不确定度更低，也能减少校准费用。通常项目协调者也通过软件进行最后的数据处理。最理想的情况是，只要数据形成了计算机识别的形式，那就不再受到人为因素的影响。

3.4.5报告

当完成一个计量保障方案项目，项目协调者或者主导实验室就会公布一份报告，报告内容取决于计量保障方案的安排。报告会发送给每个参比实验室关于他们各自标准的信息，也可能只提供主导实验室标准的校准信息。在后面一种情况中，由项目协调者和主导实验室负责向其他参与单位准备报告。所有报告的副本由项目协调者保管。

3.4.6数据库管理

一个计量保障方案项目的成败取决于这个项目能否维持一个长期、持续更新的数据库，领导组织或项目协调者应该保管记录每个参比实验室传递和调整情况的资料，同时还应该编写日志，便于将来解决问题和调整校准周期。每个参比实验室各自要记录比项目协调者更加详细、全面的信息。其中，运输传递标准的阶段是必须要保存的重要信息。

3.4.7信息交流

任何计量保障方案的成功都少不了参与各方及时有效的信息交流。基本信息资料最好通过电话或传真传递，而数据资料最好以电子邮件方式传递，既可以节省时间也可以减少手工抄录的失误。如今，采用网络直接传递信息已经非常便捷，而且信息能够转换成需要的格式。这种方式的目标就是摒除人为因素在信息传递中的影响。

4　结语

本文希望能对在民机项目中如何策划、实施一次有效的分组或区域计量保障方案提供一些帮助和参考。

［1］ 中华人民共和国民用航空管理局. AP-21-AA-2008-05R02. 2008［S］. 北京：2008.

［2］ 施昌彦. 现代计量概论［M］. 北京：中国计量出版社，2003.

［3］ 北京长城计量测试技术研究所. 航空测试技术［R］. 北京：航空工业出版社， 2013.

［4］ 北京长城计量测试技术研究所. 航空计量技术［R］. 北京：航空工业出版社， 2013.

［5］ 中国合格评定国家认可委员会. CL03能力验证提供者认可准则［S］. 北京： 2010.

［6］ 中国合格评定国家认可委员会. RL06能力验证提供者认可规则［S］. 北京：2010.

［7］ 中国合格评定国家认可委员会. RL02能力验证规则［S］. 北京：2007.

［8］ 中国合格评定国家认可委员会. PD22A1测量审核工作程序. 2011.

［9］ NASA. Reference Publication 1342［S］. 1995.

加强合作交流，共促技术发展——EGL ASIA执行总裁一行来沪访问交流

2015年1月29日，欧洲宝石学院亚洲实验室（EGL ASIA）执行总裁Mr.Kuzi先生一行3人来上海市计量测试技术研究院进行了技术访问交流。邵力院长、寿永祥副院长出席了交流会，党办和材质中心的主要负责人、技术人员参加交流。

EGL ASIA是EGL以色列总部授权在香港开设的独立的第三方钻石、珠宝检测实验室。钻石作为以色列的支柱产业，其交易管理体系、检测技术水平在国际上都是首屈一指的。EGL ASIA此次来访，也是作为之前上海市计量测试技术研究院代表团前往对方实验室技术交流的回访。为了履行2014年11月双方签署的战略合作协议中的内容，Mr.Kuzi先生带来了自已研制发明的CVD人工合成钻石检测仪，并赠予上海市计量测试技术研究院所属的国家金银制品质量监督检验中心。该检测仪利用激光激发原子的原理，能够快速地对天然钻石和CVD人工合成钻石进行区分，属于国际首创。

交流会上，邵力院长致欢迎辞，提出希望两家实验室能够继续加强紧密合作，以促进双方实验室技术水平的共同提高，为国内外客户提供更加科学、高效的服务，共同维护首饰市场的规范和稳定。寿永祥副院长对Mr.Kuzi先生将国际最前沿的检测技术和从业30年的经验与上海市计量测试技术研究院所属的国家国家金银制品质量监督检验共享表示了感谢。双方实验室人员还针对当前国内外钻石珠宝检测行业现状以及检测技术的发展做了交流和探讨。 （本刊通讯员）