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摘要：分析了现有的保证煤质化验准确性和精确性的方法和存在的问题，应用测量系统分析（MSA）评价煤质检测设备的能力，以统计学原理为依据，通过界定煤矿同一产品批次的范围，研究煤矿破坏性实验测量系统分析单样本实现多次测量的方法。借助MINITAB软件，应用测量系统分析方法综合评价检测设备的测量能力。

Abstract： This paper analyzes the existing methods and existing problems of ensuring the accuracy and precision of the coal quality analysis， applying the measurement system analysis （MSA） to evaluating the ability of coal quality testing equipment. Based on statistical principle， and by defining the scope of the same product batch in the coal mine， and study on the method of single sample to realize multiple measurements in the analysis of the destructive experiment measurement system of coal mine， and introduces the repeatability and reproducibility and the variation of the ratio and resolution% data set three index comprehensive evaluation method of equipment measurement capability. With the software of MINITAB， the method of measuring system analysis is used to evaluate the ability of the equipment.

关键词：测量系统分析（MSA）；R&R（重复性和再现性）；P/TV（研究变异比）；P/T（研究公差比）

Key words： measurement system analysis （MSA）；R&R （repeatability and reproducibility）；percent study variation ratio （%P/TV）； percent tolerance ratio （%P/T）

中图分类号：C81 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0070-02

0 引言

测量系统分析，是指用统计学的方法来了解测量系统中的各个波动源，以及他们对测量结果的影响，最后给出本测量系统是否符合使用要求的明确判断。

从统计质量管理的角度来看，测量系统分析實质上属于变异分析的范畴，即分析测量系统所带来的变异相对于工序过程总变异的大小，以确保工序过程的主要变异源于工序过程本身，而非测量系统，并且测量系统能力可以满足工序要求。测量系统分析，针对的是整个测量系统的稳定性和准确性，它需要分析测量系统的位置变差、宽度变差。在位置变差中包括测量系统的偏移、稳定性和线性。在宽度变差中包括测量系统的重复性、再现性。

随着市场对煤炭产品质量要求的不断提高，煤质的检测频次和精度的要求也不断提高，煤质检测准确性和精确性不足一方面会造成产品质量不合格，客户拒卸或退货，因而造成企业的经济损失，影响了企业的资质和信誉；另一方面由于检测精度不足会造成企业内部以好充次的问题，损失企业自身的利益。因此，对煤质测量系统的能力进行分析评价，提高煤质化验的准确性和精确性具有很重要的意义。现以化验仪器马弗炉为例，借助MINITAB工具来分析评价该仪器对煤质灰分的测量能力。

1 实验设计

1.1 实验原理

重复性是用一个评价人使用相同的测量仪器对同一被测对象上的同一特性，进行多次测量所得到的测量变差，它是设备本身的固有变差或能力。重复性反映了测量系统中量具本身的波动，通常被记为EV（Equipment Variation）。再现性是用不同评价人使用相同的测量仪器对同一被测对象上的同一特性，进行测量所得的平均值的变差。再现性反映的是在测量过程中不同操作者所带来的波动，常被记为AV（Appraiser Variation）。

测量系统分析所关注的是测量过程是否有能力准确可靠地反映被测对象的波动，评价测量系统能力的方法有2种。

1.2 实验步骤

在进行破坏性试验过程中，测量数据的同时，样件遭到破坏，则不能对其进行多次测量，比如煤质灰分化验。煤的灰分化验属于破坏性实验，无法对同一样本多次测量。针对该问题，常用的方法是认为同批次内样本间的差异小到可以忽略不计，采用同一批次中多个样本当作单个样本来评价测量系统的波动。

同取样水平同取样批次下，采用混合及分离方法，首先确保化验仪器马弗炉运行情况是正常的，实验所用灰皿是齐全完好的，其次，对灰分进行重复性和再现性测试。实验操作员设定2人，制样人员依照GB474-2008：《煤样制备方法》中制样方法对同一样本循环制作4份平行分析煤样。然后将4份煤样汇总到1个干燥的封闭器皿中，旋转，摇匀，然后均匀分入4个新的煤样瓶中，贴上标签作为最终的分析煤样。因为采用混合分离法制作的4份煤样可认为是同一批次、同取样水平和同取样时间条件下单个样本的多次测量，所以，测量系统分析实验由破坏型转化为非破坏型。

经测试后整理，煤质灰分的测试数据如表2所示。

2 测量系统分析应用

将测量所得数据对应输入MINITAB软件中，MINITAB软件分析结果如图1和图2所示。

图1和图2说明了该实验中量具的方差分量贡献率3.03%，%研究变异比17.41%<30%，测量系统能力勉强可以接受，可根据实际需要和成本而定是否需要改进，可区分的类别数NDC=7>5，符合要求，但是重复性小于再现性说明操作员不同所引起的波动要大于测量设备引起的波动，因此需要对操作人员加强培训。

3 结论

煤的灰分化验属于破坏性实验，无法对同一样本多次测量。通过采用同取样水平同取样批次下，采用混合及分离的方法，实现单个样本的多次测量，把测量系统分析实验由破坏型转化为非破坏型。

通过试验分析，煤质测量系统的研究变异比（%P/TV）小于 30%，可区分的类别数NDC=7>5，因此这种煤质测量系统的能力分析方法可以接受。

将测量系统分析应用在煤质化验设备能力分析中，可以使选煤厂更好的掌握煤质化验设备在生产过程中的准确性和精确性，为日常生产提供可靠的数据支持。

参考文献：

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