为什么要测量？这个问题还有必要讨论吗？其实，越是简单的问题，越是值得讨论。

测量，首先来源于交易的需求，没个准头的话，吃亏便宜就没法说。于是为了量值统一，大禹奉上了身躯，英国女王也是献出了脚丫。秦始皇更是以统一“度量衡”而名垂青史。

 

不过，到了今天，21世纪了，还有太多的人没整明白测量到底为了什么：

·      在企业做所谓的精益生产时，最先被砍的往往是测量，理由是“不产生效益”

·      在许多生产现场，不配置测量设备，理由是质量是制造出来的，由工艺保障

·      在许多日资企业的生产现场，就极少看到测量设备

 

再看另一个极端：

·      德国人在90年代就提出了全尺寸测量概念，还要求测量数据的全数字化。

·      苹果手机据说有道测量工序，就是在最后看手机几眼，感觉不舒服就剔出去。

 

二个完全不同的方向在说测量，好像都有道理，哪到底应该听谁的呢？

测量一定是要的，这一点应该没有疑问，问题是什么东西需要测，什么时候需要测，需要的时候怎么测，什么结果怎么才是可信的。

 

1.什么东西需要测

理论上讲，所有的尺寸和公差要求都是需要测量的，而这个要求，是通过工程图纸或技术文件给出的，其主要涉及到以下几个方面：

·     源自功能控制和验证方面的要求

 由功能要求转换而来的公差要求，这部分公差标注是由设计者面向产品功能要求给出的。这部分测量要求大多为综合误差的测量，测量结果直接对应着产品功能

·     源自加工控制方面的要求

 根据加工工艺、误差源而标注的公差要求，这部分公差标注应该由工艺设计者面向加工控制要求给出。这部分测量要求大多为分离后的误差测量，对应着误差源，测量结果可直接用于加工控制调整。

·     源自过程控制方面的要求

 这部分控制要求，可能来源于二个方面，一个方面来源于设计的统计公差规范，另一个方面可能来源于质保部门对过程控制能力的要求。这些要求将引出测量的频度、抽样的密度、数据处理的方法等要求

·     源自设计优化方面的要求

 通过对测量数据，或者说大数据的分析，可以对所设计的公差进行优化，从而有效的降低制造成本。

从上面读者们能看到会有多少种工程图纸吗？可以思考一下这些图纸又在何时何地设计和生成呢？这么多的图纸和功能到底是什么关系呢？

 

2.什么时候需要测

 要测量是一定的，但什么都测，这其中是需要成本的。这是一个令人十分纠结的问题，但答案似乎却十分的简单：

·     工程图纸和技术文件明确规定的，必须测。图纸上的测量要求，是按功能要求设计的，并通过公差带明确表示，这同时也就表示了相关标注项目的重要程度和控制要求。

·     经风险评估后达标的，可以少测，甚至不测。风险评估的指标之一应该是C_PK。在一些精度要求很高的生产环节，如果C_PK值达不到1.67的话，每件是必检的，而且是在线必检。要求稍低的，可以抽检。

 

有许多企业有一种“关键尺寸的说法”，并要求设计方明确在图上标示，以便进行测量监控，这实际上是一种认知上的误区。

由此看来，敢不检的，绝对应该是心里有底的。同时还是产品绝对成熟了，不用改进的。

 

3.需要的时候怎么测

 怎么测量？这其中可是有大学问的。大体上讲涉及到以下几个方面：

·     按图施工，只对图纸的标注负责，这是最基本的原则，严禁在下游私自改图和胡乱理解后测量。

·     按标准和规范测量，即通过ISO标准所规范的操作集及其过程规范要求，制订测量规范，包括规范理想检验操作集，控制实际检验操作集等。有关操作集的概念请参见ISO 17450.2（GB/Z24637）

·     运用测量系统分析（MSA）工具，对测量系统进行不确定度估算，并由检测方和测量需求提出方对测量不确定度的表述达成共识后方可开始正式的测量工作。有关这方面的具体操作规范可参见ISO 14253（GB/T18779）系列标准以及MSA的相关手册

·     在具体检测操作时，按ISO 10022（GB 19022）标准的要求进行测量过程控制和管理

从目前工程实际看，在同一种测量原理和标注规范下，往往存在着二种测量方法，一种是基于实物标准器的测量方法，另一种是基于虚拟标准器的测量方法（三坐标测量就是典型代表），具体用哪一种方法，测量需求提出方一般不会提出专门指定，但对数据的提供方式则会有相应的要求，即GO/NGO还是数字化的测量报告，此时对测量方法的选择就明确了。

4.测得的数据怎么才能可信

要求测量结果提供方证明测量结合的正确性应该不算过分吧，但这对于中国许多测量工程师来讲却是一个难题。但如果不能讲清这一点，那这样的测量结果还有意义吗？

 测量结果的正确性表述应该包括了以下几个方面：

·     测量系统本身测量结果的重复性、再现性

·     测量结果的可溯源性

·     测量规范相对于图纸和标准的对偶性，对偶性目前已成为几何精度领域的一项最基本原则，由ISO 8015标准规定，本公众号在“ISO为什么要改《公差原则》标准的名字？”一文中有所提及。

上述这一切，最终将体现在《测量过程和操作规范》中，总之，只有按规范操作，测量结果才能明确表述，测量结果才可能有可信度。这个可信度是用测量不确定度来表征的。

 

有一点非常值得探讨的是：如果测量数据需要比对时怎么办，如果需要第三方的介入时，其又扮演什么角色：

·     我们说，所有的测量结果都是有条件的，这些条件实际上都需要被固化在《测量过程和操作规范》，换句话说，测量结果比对的依据就是这份规范。测量过程所依据和执行的规范不同，测量结果比对的意义就会存在问题

·     测量结果比对的对象除了示值处，更应该包括测量不确定度

·     第三方介入时，如果是仲裁，那未其依据应该是被仲裁双方达成共识的《测量过程和操作规范》，仲裁的判据应该是示值+测量不确定度

·     如果第三方需要出具测量报告，那未其前提同样应该是经被仲裁方达成共识过的《测量过程和操作规范》，或经由三方达成共识的新的《测量过程和操作规范》

 

今天，我们有多少企业，多少测量工程师是按规范开展测量操作的呢？这份针对测量要求的《测量过程和操作规范》又在哪呢？

 

最后探讨一下本文开头所提的几个问题

 

1.为什么有的国外企业，特别是日资企业在现场不配置高精度测量仪器呢？有一点日本企业做得很好，那就是其对工艺的控制能力，在这种情况下，测量就可以简化成相对测量，即只要监控关键尺寸的变化就能有效地监控生产过程。所以，其对现场在线测量设备和测量设备的裁撤绝对不是随意的，也不可能是随意的

 

2.德国人为什么要提全尺寸测量？这一方面体现了其对质量极致和过程完美的追求，另一方面也是对设计优化和经验积累的需要，所有这一切就需要数据，需要尽可能多的数据，用数字化表达的全方位的数据，这些数据将成为CPS的一个重要来源

 

3.今天，感知误差已成为高端产品一个必不可少的技术指标，特别是一些小倒角、小圆角、表面结构、表面纹理和表面缺陷等指标已成为必检的项目，所以苹果手机、德国产品的“昂贵”绝对不是一般人想象的那么简单。

 

外行看热闹，内行看门道，企业的技术水平和产品水平看什么？

第一看设计图纸公差标注的内容和方法，不采用几何公差正确标注，仅用尺寸公差标注的产品，基本上是不入流的

第二看检测工具和手段，台阶试验、综合测试、高精度测量设备不配置的企业，基本上是不入流的

更关键的要看有没有《测量过程和操作规范》，少了这份规范，测量结果是不可信的，这样的企业也是不入流的。

 

那加工设备要看吗？也许可看可不看，因为有许多国外企业的设备远不如我们，但却做出了世界品牌。
 

   

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