耐斯合模機(jī)，平板翻模機(jī)，六軸深孔鉆告訴你為什么要測(cè)量？告訴你離一流企業(yè)的距離多少！，離“一個(gè)小目標(biāo)”的距離多少？
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為什么要測(cè)量? 什么才是合格的測(cè)量?

為什么要測(cè)量？這個(gè)問題還有必要討論嗎？其實(shí)，越是簡(jiǎn)單的問題，越是值得討論。

測(cè)量，首先來源于交易的需求，沒個(gè)準(zhǔn)頭的話，吃虧便宜就沒法說。于是為了量值統(tǒng)一，大禹奉上了身軀，英國(guó)女王也是獻(xiàn)出了腳丫。秦始皇更是以統(tǒng)一“度量衡”而名垂青史。

不過，到了今天，21世紀(jì)了，還有太多的人沒整明白測(cè)量到底為了什么：

• 在企業(yè)做所謂的精益生產(chǎn)時(shí)，最先被砍的往往是測(cè)量，理由是“不產(chǎn)生效益”

• 在許多生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，不配置測(cè)量設(shè)備，理由是質(zhì)量是制造出來的，由工藝保障

• 在許多日資企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就極少看到測(cè)量設(shè)備

再看另一個(gè)極端：

• 德國(guó)人在90年代就提出了全尺寸測(cè)量概念，還要求測(cè)量數(shù)據(jù)的全數(shù)字化。

• 蘋果手機(jī)據(jù)說有道測(cè)量工序，就是在最后看手機(jī)幾眼，感覺不舒服就剔出去。

   二個(gè)完全不同的方向在說測(cè)量，好像都有道理，哪到底應(yīng)該聽誰(shuí)的呢？

測(cè)量一定是要的，這一點(diǎn)應(yīng)該沒有疑問，問題是什么東西需要測(cè)，什么時(shí)候需要測(cè)，需要的時(shí)候怎么測(cè)，什么結(jié)果怎么才是可信的。

1. 什么東西需要測(cè)

理論上講，所有的尺寸和公差要求都是需要測(cè)量的，而這個(gè)要求，是通過工程圖紙或技術(shù)文件給出的，其主要涉及到以下幾個(gè)方面：

• 源自功能控制和驗(yàn)證方面的要求

    由功能要求轉(zhuǎn)換而來的公差要求，這部分公差標(biāo)注是由設(shè)計(jì)者面向產(chǎn)品功能要求給出的。這部分測(cè)量要求大多為綜合誤差的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果直接對(duì)應(yīng)著產(chǎn)品功能

• 源自加工控制方面的要求

    根據(jù)加工工藝、誤差源而標(biāo)注的公差要求，這部分公差標(biāo)注應(yīng)該由工藝設(shè)計(jì)者面向加工控制要求給出。這部分測(cè)量要求大多為分離后的誤差測(cè)量，對(duì)應(yīng)著誤差源，測(cè)量結(jié)果可直接用于加工控制調(diào)整。

• 源自過程控制方面的要求

    這部分控制要求，可能來源于二個(gè)方面，一個(gè)方面來源于設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)公差規(guī)范，另一個(gè)方面可能來源于質(zhì)保部門對(duì)過程控制能力的要求。這些要求將引出測(cè)量的頻度、抽樣的密度、數(shù)據(jù)處理的方法等要求

• 源自設(shè)計(jì)優(yōu)化方面的要求

    通過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)，或者說大數(shù)據(jù)的分析，可以對(duì)所設(shè)計(jì)的公差進(jìn)行優(yōu)化，從而有效的降低制造成本。

從上面讀者們能看到會(huì)有多少種工程圖紙嗎？可以思考一下這些圖紙又在何時(shí)何地設(shè)計(jì)和生成呢？這么多的圖紙和功能到底是什么關(guān)系呢？

2.  什么時(shí)候需要測(cè)

   要測(cè)量是一定的，但什么都測(cè)，這其中是需要成本的。這是一個(gè)令人十分糾結(jié)的問題，但答案似乎卻十分的簡(jiǎn)單：

• 工程圖紙和技術(shù)文件明確規(guī)定的，必須測(cè)。圖紙上的測(cè)量要求，是按功能要求設(shè)計(jì)的，并通過公差帶明確表示，這同時(shí)也就表示了相關(guān)標(biāo)注項(xiàng)目的重要程度和控制要求。

• 經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后達(dá)標(biāo)的，可以少測(cè)，甚至不測(cè)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指標(biāo)之一應(yīng)該是C_PK。在一些精度要求很高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如果C_PK值達(dá)不到1.67的話，每件是必檢的，而且是在線必檢。要求稍低的，可以抽檢。

有許多企業(yè)有一種“關(guān)鍵尺寸的說法”，并要求設(shè)計(jì)方明確在圖上標(biāo)示，以便進(jìn)行測(cè)量監(jiān)控，這實(shí)際上是一種認(rèn)知上的誤區(qū)。

由此看來，敢不檢的，絕對(duì)應(yīng)該是心里有底的。同時(shí)還是產(chǎn)品絕對(duì)成熟了，不用改進(jìn)的。

3.  需要的時(shí)候怎么測(cè)

    怎么測(cè)量？這其中可是有大學(xué)問的。大體上講涉及到以下幾個(gè)方面：

• 按圖施工，只對(duì)圖紙的標(biāo)注負(fù)責(zé)，這是最基本的原則，嚴(yán)禁在下游私自改圖和胡亂理解后測(cè)量。

• 按標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范測(cè)量，即通過ISO標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)范的操作集及其過程規(guī)范要求，制訂測(cè)量規(guī)范，包括規(guī)范理想檢驗(yàn)操作集，控制實(shí)際檢驗(yàn)操作集等。有關(guān)操作集的概念請(qǐng)參見ISO 17450.2（GB/Z24637）

• 運(yùn)用測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）工具，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行不確定度估算，并由檢測(cè)方和測(cè)量需求提出方對(duì)測(cè)量不確定度的表述達(dá)成共識(shí)后方可開始正式的測(cè)量工作。有關(guān)這方面的具體操作規(guī)范可參見ISO 14253（GB/T18779）系列標(biāo)準(zhǔn)以及MSA的相關(guān)手冊(cè)

• 在具體檢測(cè)操作時(shí)，按ISO 10022（GB 19022）標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行測(cè)量過程控制和管理

從目前工程實(shí)際看，在同一種測(cè)量原理和標(biāo)注規(guī)范下，往往存在著二種測(cè)量方法，一種是基于實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)量方法，另一種是基于虛擬標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)量方法（三坐標(biāo)測(cè)量就是典型代表），具體用哪一種方法，測(cè)量需求提出方一般不會(huì)提出專門指定，但對(duì)數(shù)據(jù)的提供方式則會(huì)有相應(yīng)的要求，即GO/NGO還是數(shù)字化的測(cè)量報(bào)告，此時(shí)對(duì)測(cè)量方法的選擇就明確了。

4.  測(cè)得的數(shù)據(jù)怎么才能可信

要求測(cè)量結(jié)果提供方證明測(cè)量結(jié)合的正確性應(yīng)該不算過分吧，但這對(duì)于中國(guó)許多測(cè)量工程師來講卻是一個(gè)難題。但如果不能講清這一點(diǎn)，那這樣的測(cè)量結(jié)果還有意義嗎？

    測(cè)量結(jié)果的正確性表述應(yīng)該包括了以下幾個(gè)方面：

• 測(cè)量系統(tǒng)本身測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性、再現(xiàn)性

• 測(cè)量結(jié)果的可溯源性

• 測(cè)量規(guī)范相對(duì)于圖紙和標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)偶性，對(duì)偶性目前已成為幾何精度領(lǐng)域的一項(xiàng)最基本原則，由ISO 8015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，本公眾號(hào)在“ISO為什么要改《公差原則》標(biāo)準(zhǔn)的名字？”一文中有所提及。

上述這一切，最終將體現(xiàn)在《測(cè)量過程和操作規(guī)范》中，總之，只有按規(guī)范操作，測(cè)量結(jié)果才能明確表述，測(cè)量結(jié)果才可能有可信度。這個(gè)可信度是用測(cè)量不確定度來表征的。

有一點(diǎn)非常值得探討的是：如果測(cè)量數(shù)據(jù)需要比對(duì)時(shí)怎么辦，如果需要第三方的介入時(shí)，其又扮演什么角色：

• 我們說，所有的測(cè)量結(jié)果都是有條件的，這些條件實(shí)際上都需要被固化在《測(cè)量過程和操作規(guī)范》，換句話說，測(cè)量結(jié)果比對(duì)的依據(jù)就是這份規(guī)范。測(cè)量過程所依據(jù)和執(zhí)行的規(guī)范不同，測(cè)量結(jié)果比對(duì)的意義就會(huì)存在問題

• 測(cè)量結(jié)果比對(duì)的對(duì)象除了示值處，更應(yīng)該包括測(cè)量不確定度

• 第三方介入時(shí)，如果是仲裁，那未其依據(jù)應(yīng)該是被仲裁雙方達(dá)成共識(shí)的《測(cè)量過程和操作規(guī)范》，仲裁的判據(jù)應(yīng)該是示值+測(cè)量不確定度

• 如果第三方需要出具測(cè)量報(bào)告，那未其前提同樣應(yīng)該是經(jīng)被仲裁方達(dá)成共識(shí)過的《測(cè)量過程和操作規(guī)范》，或經(jīng)由三方達(dá)成共識(shí)的新的《測(cè)量過程和操作規(guī)范》

今天，我們有多少企業(yè)，多少測(cè)量工程師是按規(guī)范開展測(cè)量操作的呢？這份針對(duì)測(cè)量要求的《測(cè)量過程和操作規(guī)范》又在哪呢？

最后探討一下本文開頭所提的幾個(gè)問題

1.  為什么有的國(guó)外企業(yè)，特別是日資企業(yè)在現(xiàn)場(chǎng)不配置高精度測(cè)量?jī)x器呢？有一點(diǎn)日本企業(yè)做得很好，那就是其對(duì)工藝的控制能力，在這種情況下，測(cè)量就可以簡(jiǎn)化成相對(duì)測(cè)量，即只要監(jiān)控關(guān)鍵尺寸的變化就能有效地監(jiān)控生產(chǎn)過程。所以，其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量設(shè)備和測(cè)量設(shè)備的裁撤絕對(duì)不是隨意的，也不可能是隨意的

2.  德國(guó)人為什么要提全尺寸測(cè)量？這一方面體現(xiàn)了其對(duì)質(zhì)量極致和過程完美的追求，另一方面也是對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化和經(jīng)驗(yàn)積累的需要，所有這一切就需要數(shù)據(jù)，需要盡可能多的數(shù)據(jù)，用數(shù)字化表達(dá)的全方位的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將成為CPS的一個(gè)重要來源

3.  今天，感知誤差已成為高端產(chǎn)品一個(gè)必不可少的技術(shù)指標(biāo)，特別是一些小倒角、小圓角、表面結(jié)構(gòu)、表面紋理和表面缺陷等指標(biāo)已成為必檢的項(xiàng)目，所以蘋果手機(jī)、德國(guó)產(chǎn)品的“昂貴”絕對(duì)不是一般人想象的那么簡(jiǎn)單。

外行看熱鬧，內(nèi)行看門道，企業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品水平看什么？

第一看設(shè)計(jì)圖紙公差標(biāo)注的內(nèi)容和方法，不采用幾何公差正確標(biāo)注，僅用尺寸公差標(biāo)注的產(chǎn)品，基本上是不入流的

第二看檢測(cè)工具和手段，臺(tái)階試驗(yàn)、綜合測(cè)試、高精度測(cè)量設(shè)備不配置的企業(yè)，基本上是不入流的

更關(guān)鍵的要看有沒有《測(cè)量過程和操作規(guī)范》，少了這份規(guī)范，測(cè)量結(jié)果是不可信的，這樣的企業(yè)也是不入流的。

那加工設(shè)備要看嗎？也許可看可不看，因?yàn)橛性S多國(guó)外企業(yè)的設(shè)備遠(yuǎn)不如我們，但卻做出了世界品牌。