紅外水分儀測(cè)量過程控制

本文格式為Word版，下載可任意編輯——紅外水分儀測(cè)量過程控制

針對(duì)在線紅外水分儀在動(dòng)態(tài)精度檢測(cè)中存在的問題舉行分析，采用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)水分儀的切實(shí)性和穩(wěn)定性舉行檢測(cè)，運(yùn)用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)檢測(cè)水分儀的切實(shí)性，將水分儀的顯示值與烘箱法檢測(cè)值的差值作為過程的輸出，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)過程操縱（SPC）對(duì)水分儀的穩(wěn)定性舉行檢測(cè)，為在線紅外水分儀的校驗(yàn)供給了新的方法。

在線紅外水分儀；配對(duì)樣本t檢驗(yàn)；偏移；統(tǒng)計(jì)過程操縱

在線紅外水分儀是煙草制絲線自動(dòng)化操縱的主要測(cè)量器具之一，是提高精細(xì)化加工的根基。在制絲生產(chǎn)加工過程中，嚴(yán)格操縱好各加工過程節(jié)的煙絲含水率，對(duì)于改善和提高煙絲的感官質(zhì)量、填充才能和耐加工性、保證卷煙的卷接質(zhì)量和倉(cāng)貯防霉等特別重要。因各水分調(diào)整加工過程是根據(jù)在線水分儀反應(yīng)的水分值舉行調(diào)整，以保證水分得志模范要求，因此在線測(cè)水分儀的切實(shí)性和穩(wěn)定性對(duì)工序質(zhì)量操縱極其重要。

1水分儀校驗(yàn)精度評(píng)價(jià)的局限性

煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙草機(jī)械CA611～CA613型紅外水分儀》（YC/T77—1996）對(duì)水分儀的校準(zhǔn)、檢測(cè)提出了要求，通過檢測(cè)“靜態(tài)精度”和“動(dòng)態(tài)精度”，評(píng)定水分儀是否得志使用要求，因水分儀的“動(dòng)態(tài)精度”對(duì)生產(chǎn)過程更具指導(dǎo)性，下文主要針對(duì)“動(dòng)態(tài)精度”舉行論證。

1.1在線水分儀“動(dòng)態(tài)精度”檢測(cè)過程

（1）水分儀安裝后，根據(jù)YC/T77—1996要求，調(diào)整和校正儀器，確保水分儀正常狀態(tài)。

（2）取樣：取樣前，水分儀要預(yù)熱30分鐘以上，在生產(chǎn)線工作穩(wěn)定后取樣，取樣數(shù)不少于8個(gè)，每個(gè)樣品質(zhì)量不少于50g。取樣位置應(yīng)在水分儀的測(cè)試范圍內(nèi)，取樣時(shí)手不能進(jìn)入光電，防止影響水分儀讀書，取樣同時(shí)記錄水分儀的顯示值，顯示值為水分儀對(duì)樣品的測(cè)定值。

（3）在線動(dòng)態(tài)測(cè)量精度計(jì)算

采用烘箱法對(duì)每個(gè)樣品的水分舉行測(cè)定，設(shè)，，……，為烘箱法對(duì)樣品的測(cè)定值，，，……，為紅外水分儀對(duì)樣品的測(cè)定值，n為取樣次數(shù)，那么紅外水分儀的精度為：

各加工過程的水分儀性能指標(biāo)應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1加工過程水份儀性能指標(biāo)（動(dòng)態(tài)精度）

1.2水分儀校驗(yàn)精度評(píng)價(jià)的局限性

通過對(duì)在線水分儀舉行“動(dòng)態(tài)精度”檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)水分儀的符合性舉行判定，采用此種方法方法，只能檢測(cè)水分儀的切實(shí)性。在生產(chǎn)實(shí)踐中，受各種因素的影響，水分儀在使用過程中會(huì)產(chǎn)生漂移，采用“動(dòng)態(tài)精度”檢測(cè)，并不能對(duì)水分儀的穩(wěn)定性舉行檢測(cè)，不能得志生產(chǎn)過程的要求。

2測(cè)量系統(tǒng)分析

測(cè)量定義為賦值（或數(shù)）給概括事物以表示它們之間關(guān)于特定性的關(guān)系。賦值過程定義為測(cè)量過程，而賦予的值定義為測(cè)量值。測(cè)量系統(tǒng)是用來對(duì)被測(cè)特性定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；用來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。測(cè)量系統(tǒng)分析（MeasurementSystemAnalysis），是使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)及圖表的方法對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的辨識(shí)率和誤差舉行分析，以評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)的辨識(shí)率和測(cè)量誤差相對(duì)于被測(cè)量的參數(shù)來說是否適合，并確定測(cè)量系統(tǒng)誤差的主要成分。MSA技術(shù)是質(zhì)量提升的一項(xiàng)重要內(nèi)容，若缺少對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的有效操縱，質(zhì)量提升就失去了前提；缺少對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的科學(xué)分析，那么將直接影響到連續(xù)質(zhì)量提升實(shí)施的效果。

測(cè)量系統(tǒng)的切實(shí)性和穩(wěn)定性是測(cè)量系統(tǒng)的兩個(gè)重要特性。其中偏倚是測(cè)量系統(tǒng)切實(shí)性的度量，用來描述測(cè)量結(jié)果的位置方面的狀況，反映的是測(cè)量結(jié)果平均值與真值的差異程度[1]，真值可為采用更高級(jí)的測(cè)量方法對(duì)樣品測(cè)得的數(shù)據(jù)，對(duì)在線水分儀舉行測(cè)量系統(tǒng)分析時(shí)，真值為烘箱法檢測(cè)的測(cè)量值。穩(wěn)定性是指測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量特性的分布不隨時(shí)間而變，即它的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及分布的外形等都不隨時(shí)間而變。測(cè)量可以看做制造數(shù)據(jù)的過程，所以用于判讀過程穩(wěn)定性的各種操縱圖都可以用來判斷測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們通常使用Xbar-R或Xbar-S操縱圖舉行分析。[2]

與傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)不同，煙草的制絲過程屬于流程性加工過程，樣品不具備重復(fù)測(cè)量的條件，而測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性和測(cè)量性需對(duì)樣品舉行重復(fù)的測(cè)量，因此對(duì)在線水分儀的切實(shí)性和穩(wěn)定性檢測(cè)，不能采用傳統(tǒng)的方法。

3在線紅外水分儀檢驗(yàn)

3.1測(cè)量數(shù)據(jù)的獲得

在對(duì)水分儀取樣校驗(yàn)時(shí)，由于物料在振槽或運(yùn)輸帶上運(yùn)輸，水分儀只檢測(cè)到流經(jīng)探頭的物料，且物料是滾動(dòng)的，不具備重復(fù)測(cè)量的條件，因此只能依據(jù)1.1中取樣要求，對(duì)物料舉行取樣，同時(shí)記錄好水分儀的顯示值（Yi）；采用烘箱法，測(cè)得相應(yīng)樣品的測(cè)量值（Xi）。

3.2取樣樣品數(shù)量確實(shí)定

在顯著性水平α為0.05，檢出成果（1-β）為0.95，差值為0.3，假設(shè)配對(duì)差值標(biāo)準(zhǔn)差為0.15，備擇假設(shè)為“不等于”時(shí)，使用minitab輸出結(jié)果如下：

成果和樣本數(shù)量

配對(duì)t檢驗(yàn)

正在檢驗(yàn)均值配對(duì)差異=0（與≠0）

正在計(jì)算均值配對(duì)差異的成果=差值

Alpha=0.05假設(shè)配對(duì)差值的標(biāo)準(zhǔn)差=0.15

樣本

差值數(shù)量目標(biāo)成果實(shí)際成果

0.360.950.970504

可以得出，樣品數(shù)量為6即可檢測(cè)出差值為0.3的變異。

3.3水分儀偏倚的檢測(cè)

為檢驗(yàn)水分儀的偏倚，采用在線物料，對(duì)水分儀舉行偏倚分析。根據(jù)取樣方法，獲得的6個(gè)樣品的測(cè)量數(shù)據(jù)見表2。

表2水分儀顯示值和測(cè)量值列表

采用配對(duì)樣品t檢驗(yàn)，輸出結(jié)果如下：

從結(jié)果可以得出，顯示值與測(cè)量值平均差的95%置信區(qū)間為（-0.001542，0.000709），P值為0.385，大于0.05，所以在顯著水平0.05上，不能拒絕原假設(shè)，即水分儀顯示值和測(cè)驗(yàn)測(cè)量值在α=0.05水平上無顯著差異，水分儀偏倚檢驗(yàn)合格，水分儀的切實(shí)性得志要求。

3.4應(yīng)用SPC技術(shù)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)舉行統(tǒng)計(jì)操縱

在水分儀偏倚檢驗(yàn)合格的根基上，運(yùn)用SPC理論學(xué)識(shí)，將在線測(cè)量?jī)x器的顯示與“真值”的偏差作為“質(zhì)量特性值”，并對(duì)其舉行分析。

測(cè)量可以看做制造數(shù)據(jù)的過程，所以用于判讀過程穩(wěn)定性的各種操縱圖都可以用來判斷測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了判定在線紅外水分儀的穩(wěn)定性，將水分儀的顯示值（Yi）與測(cè)量值（Xi）的差值（Di）作為水分儀測(cè)量過程的輸出，判斷水分儀的穩(wěn)定性。即

Di=Yi-Xi

此差可以把個(gè)體差異抵消，留下的僅是水分儀測(cè)量過程的誤差。

以烘絲機(jī)出口水分儀為例。采用“動(dòng)態(tài)比較法”采集水分儀顯示值與測(cè)量值的差值。連續(xù)采集25批次烘葉絲工序生產(chǎn)時(shí)水分儀比較數(shù)據(jù)，每批次（子組）在生產(chǎn)過程中按一致時(shí)間間隔采集6個(gè)樣本，比對(duì)數(shù)據(jù)見表3。

表3水分儀比對(duì)數(shù)據(jù)表

使用minitab“操縱圖”工具，對(duì)水分儀比對(duì)數(shù)據(jù)舉行分析，圖見圖1。

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T4091-2022《常規(guī)操縱圖》中規(guī)定的8種判異準(zhǔn)那么，對(duì)均值—極差（）操縱圖舉行判斷，由于標(biāo)準(zhǔn)差（）操縱圖和均值（）操縱圖均無奇怪，可以判斷過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)（統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)）。UCL=0.1847，LCL=-0.0951，因此，可用UCL、LCL作為操縱限，對(duì)該臺(tái)水分儀舉行操縱，并舉行調(diào)整。

圖1