测量系统分析(MSA)在卷烟工艺质量管理中的应用

赵万莹

河南中烟南阳卷烟厂 河南南阳 473000

从测量系统的概念可以看出测量系统是由人、量具、测量对象以及测量方法等几个方面组成。由于测量方法是根据测量对象的实际情况来进行选择的，受到测量对象的影响，因此测量方法的选择要注意其特殊性及针对性。在对测量系统进行分析的过程中，主要是用统计学的方法对测量系统中的各个波动源进行分析，波动源的幅度以及波动源的频率会对最终的测量结果产生很大的影响。通常情况下，利用偏倚、稳定性、线性、分辨力、重复性和再现性等评价指标对系统运行的优劣进行评价。重复性及再现性是对测量系统的波动即精密程度进行评价的主要指标，这两项评价指标也较适合在烟草行业进行应用。对测量系统的评价主要分为两种：计量型以及计数型。对于计量型来说，主要指可变数据的测量分析，包括破坏性试验以及非破坏性试验；对于计数型来说，主要指属性值的测量分析。

1 计量型测量系统分析

重复性误差，是指同一个操作者应用同一套测量设备，并对同一测量部件的同一特性在较短时间之内进行反复测量，所得结果的一致程度[1]。它是由测量仪器自身的波动所引起的，因此重复性误差又被称为是设备波动性误差。对同一测量部件的同一特性进行多次测量，可以保证所得到结果的一致性，但是如果多次测量的操作人员并不是同一个人，而是由多个操作人员共同完成的，这时候往往容易出现再现性误差。再现性误差，是指对同一测量部件的同一特性进行多次测量，所得结果的一致程度。它可在多种条件下发生，在不同的测量条件之下，所面临的影响因素也是不一样的。在进行工艺质量测量操作的过程中，测量系统会受到诸多外界因素的影响，从而导致最终的测量结果或多或少出现一定的误差。因此，在进行卷烟质量测试的时候，应该对测量系统的自动化程度进行选择。自动化程度越高的测试设备出现误差的可能性也就越小，同时，对于自动化程度较高的设备来说，人员因素对设备的影响也相对较小，再现性波动的产生主要是来自不同的仪器或者环境因素的变化[2]。

在对测量标准进行应用的时候，评价测量系统能力的方法通常会分为两种：首先，利用测量系统的波动与总波动的比值来进行度量，将其记为P/TV；其次，利用测量系统的波动与被测量对象质量特性的容差之比进行度量，将其记为P/T[3]。

以上两种评价方式在实际应用的过程中有较为理想的效果，除此之外还可以在统计分析完成之后，应用测量系统对两个标准差进行精准明确，这样可以使数据分析的准确性得到有效提升。P/T、P/TV评价测量系统都具有较强的分辨力以及说服力，与要求标准相符合。

2 计数型测量系统分析

对于计数型测量系统而言，其主要特征体现在其测量值是一组有限的分类数，其划分主要有合格、不合格、优、良、中、差等，但是这些界限分类在实际应用的过程中又很难保证其整体精准性。因此，此种评价方式需要操作者对测量对象进行多次测量，从而使各个测量结果之间的误差越来越小，这也使得测量结果的一致性得到体现。一般情况下，计数型测量系统的分析方法主要包括一致性比率以及卡帕值（Kappa）两个方面。

一致性比率等于一致的次数与测量的总次数之间的比值，它是度量测量结果一致性最为常用的方式。通常情况下，一致性比率有四种：（1）操作者各自的一致性比率[3]；（2）每个操作者与标准值的一致性比率；（3）操作者之间的一致性比率；（4）所有操作者与标准值的一致性比率。1）-（4）分别体现测量系统的重复性、偏倚性、再现性、有效性行。

计数型测量系统在卷烟工艺质量测量过程的应用以烟丝质量测量为例，测量系统分析时会将烟丝的质量按照等级情况进行分类，并且对烟丝质量的测量数据与标准值的一致性进行比较。当一致性比率大于80%的时候，才能够将其视为有效，如果一致性比率超过90%则视为评价效果理想。当一致性比率没有达到80%的时候，应该及时采取纠正措施，使测量数据的精准性以及可靠性得到保证，

卡帕值（Kappa）这一概念是在上世纪60年代初期被提出来的，通常会用K来表示，这是一个度量测量结果一致程度的统计量。卡帕值的取值范围为-1～1，当卡帕值为1的时候，表示两个度量结果完全一致；当卡帕值为0的时候，则表示两个度量结果的一致程度并不比偶然猜测的效果更加理想；当卡帕值为-1的时候，则表示两个度量结果完全不一致。在对计量结果的一致性进行研究的过程中，两次测量结果的一致性程度可以用卡帕值进行精准表示。

3 结语

随着卷烟生产自动化水平的提升，在线以及离线操作的方式在设备检测以及卷烟生产的过程中得到了全面应用。这也为工艺质量管理提出了更高的要求，只有保证测量的人、机械设备及工艺方法等受到的影响降到最低才能够使最终的测量准确程度得到控制。在对测量系统进行分析的过程中，应该从现阶段设备生产运行的实际情况进行入手，这样可以更加及时的找到引起波动的原因，使卷烟工艺的整体质量得到提升。测量系统在卷烟工艺质量管理过程中进行应用会涉及到多个环节步骤，要对其进行深入全面掌握，才能保证最终卷烟生产的质量。