张俊兵
太原重工股份有限公司 太原 030024

摘 要：为实现核级产品质量满足国家核安全法规及其导则要求的目的，基于生产过程控制中各层次识别、分析、满足顾客的计量要求的方面考量，研究了应用测量能力指数MCP 和三分之一原则评估核级产品中测量过程控制的计算方法，保障核级产品生产过程中所用测量设备均经计量确认符合规定要求，所涉及测量过程的实施均受控。满足生产过程中工艺参数的精准测控，使核级产品质量在生产过程中得到保障。

关键词：核级产品；计量要求；测量过程；控制

中图分类号：TB22 文献标识码：B 文章编号：1001-0785（2020）09-0077-03

0 引言
核级产品是流程性生产的，产品质量及安全性的要求非常高；核级产品生产制造过程中所涉及的测量要求众多，需充分识别，与其它专业管理关系密集，需协同支撑；计量要求转换专业性强，需具备相关专业知识；测量设备计量确认方式多样性，需认真策划；测量过程控制要求高，既要考虑稳定性，又要兼顾可靠性等。因此应当探讨核级产品生产制造过程中如何落实时、进一步激活计量技术生产要素，让计量理念渗透到核级产品生产制造全过程。

1 计量要求满足规定
依据国家对核安全法提出的强制性要求，以及经销和技术人员根据相关法律法规、技术标准充分识别顾客明示和隐含要求，并确定后形成正式文本，做到依法办事，凡事有法可依。

目前，我国的核安全质保法规、导则HAF003《核电厂质量保证安全规定》系列HAD003/03《核电厂物项和服务采购中的质量保证》及HAD003/08《核电厂物项制造中的质量保证》等都是为了实现核安全目标，保证核安全的重要措施依据；市场监管总局关于发布实施强制管理的计量器具目录公告2019 年第48 号中16 条用于安全防护类压力仪表21（指示类压力表、显示类压力表）、22（压力变送器、压力传感器）要进行强制检定；根据GB17167—2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》选配适宜的能源计量器具。

此外，还应依据具体的核级产品合同、业主技术条件等，质量管理部门、技术研发部门和生产厂提出核级产品项目制造质量保证大纲（质量保证大纲中需提出测量要求）。工艺和技术部门在工艺文件和技术图纸中使测量要求需更加明确，输出所涉及测量过程（主要检测项目）的测量设备清单；计量管理部门应对测量要求转化为计量要求进行可行性审核和确认；设备部门按清单配备齐测量设备；生产厂明确测量过程、测控点、对测量设备的计量要求进一步核实，确保所有测量设备计量要求均满足规定要求。

2 测量设备的计量确认
测量设备的计量确认是确保测量设备符合预期使用要求所需要的一组操作。通过按规定的确认间隔对测量设备的计量特性进行校准，并将校准结果与预期使用要求进行验证，以保证测量设备满足测量过程的计量要求。

2.1 测量设备的检定或校准
通用类测量设备按风险等级采取A、B、C 分类管理方式，加强强检类、标准类、重要风险点类测量设备的管理要求，适当放宽测量风险低的测量设备管理要求。确认检定校准结果合理、合法、合规。

2.2 专用测量测试设备的校准
在核级产品生产制造过程中，质量控制、性能评定以及产品检验中会使用到大量的专用测量测试设备。针对专用测量测试的溯源，其中的关键是要理清专用测量测试设备主要测量测试技术参数，包括测量范围、测量准确度等，同时也应理清法定溯源机构名称、溯源计量标准器名称、溯源依据的规程规范的编号和名称，并最终由专业计量人员进行确认。

2.3 无法溯源情况
理清未溯源原因包括技术指标高于、等于本区域最高计量标准；不满足量传关系；无计量技术规范；无校准接口；无法拆卸且无法现场计量；无法进行特殊环境（高温、核污染、有毒环境等）下校准等多种情况。对在国家范围内无法溯源的测量测试设备，采取相同量值比对、有证标准物质的验证、比例测量、实物核查等技术手段进行计量控制。

2.4 测量设备的计量确认
核电产品的研发、生产、试验、检验、服务中所使用测量测试设备均由专业人员进行计量确认，验证检定校准后证书给出测量测试设备的计量特性是否满足测量测试设备的使用要求，进行比较、判断并形成必要的计量确认记录。

3 测量过程控制
进行测量过程控制的目的是确保测量过程的质量，遵循质量是在过程中制造出来的[3] 预防为主的原则。

3.1 测量过程分类
针对可能造成经济损失的测量过程，依据重要程度和风险等级分为关键测量过程和一般测量过程。其中产品关键工序、特殊工序、终端质检；安全环境监测（包括涉及企业职工和周边居民安全和身体健康的监测）；外协外购件进入公司的质量验证等测量过程规定为关键测量过程，要对测量过程进行不确定度评定；其它列为一般测量过程。

3.2 测量过程实现中计量特性的保持
对于一般的、简单的或直接的测量过程，为使测量结果满足预期的计量要求，由测量设备的使用人员负责于测量过程在相应的受控条件下进行测量。受控条件包含：使用经计量确认合格且状态保持正常的测量设备；使用有效且受控的测量程序 ；人员和环境符合规定要求；有必要的计量确认状态信息以及合适的测量结果报告方式等。

对于关键测量过程，在满足一般测量过程要求的基础上，还应进行高度控制。例如：工程技术人员在完成测量过程方案设计后，具体实施前，对测量过程可行性和有效性进行确认，保证生产和测量活动的安全、测量结果的准确可靠，并最终满足顾客计量要求。

3.3 测量过程有效性确认
测量过程有效性确认方法较多，其中较实用的有测量能力指数验证、三分之一原则检查、不确定度评定或测量系统分析结果查验、通过工艺实验证明、通过不同实验室间测量结果比对等。下文简单介绍用测量能力指数和用三分之一原则的确认方法。

1）测量能力指数MCP 确认测量过程有效性
用测量能力指数MCP 确认测量过程有效性，首先从设计图纸、工艺文件等相关文件中识别和确定被测量的测量范围和允许误差（控制限T ，控制限是上下偏差之差，上下偏差对称于名义尺寸时，控制限也等于允许偏差绝对值的2 倍）。计算测量能力指数MCP 计算式为

式中：T 为被测参数允许的变化范围，σ 为测量过程的标准不确定度， 为测量过程或校准过程的扩展不确定度，U1 为测量设备引入的扩展不确定度，U2 为非测量设备引入的扩展不确定度。根据不同测量过程控制要求，选择合适的测量设备，保证测量能力指数MCP 达到要求。测量能力指数MCP 值评价推荐如表1 所示。

注：A 配置高， B 配置足够， C 配置尚可， D 配置不足。

利用测量能力指数确认测量过程有效性，测量的目是评判过程生产出来的产品是否合格，评判工艺过程是否在受控条件下运行。测量过程的测量能力指数MCP 一定要大于工艺过程能力指数CP，要求CP ≥ 1.33，为基本要求。测量过程能力指数高于生产工艺能力指数，评定结果才可信可靠。

2）三分之一原则确认测量过程有效性
测量设备引入的扩展不确定度分量U 与被测参数的控制限宽度或允许公差T 的比值K ＝ U/ T 称为测量可靠性系数，在选择测量方法或设备时保证测量可靠性系数K 介于1/3 ～ 1/10，测量过程满足测量要求。在一般精度测量中尚可满足要求的C 级配置中，MCP 介于1.5 ～ 2， 由MCP ＝ T/（2U）， 得到T ＝2UMCP,
将MCP ＝ 1.5 和MCP ＝ 2 分别代入式（2）可得K＝ 1/3 ～ 1/4，在高配置的A 级，MCP 最大为5，代入式（2）后得K ＝ 1/10 。这就是三分之一原则一般选择可靠性系数1/3 ～ 1/10 原因，也说明了测量能力指数和三分之一原则是同一件事的两种不同的解释，证明三分之一原则与测量能力指数的评价标准效果是相同的。

4 结语
核级产品生产制造全过程中有必要建立严密的质量保证体系，并保证其有效运转。对所有与安全、质量相关的测量过程因素进行有计划、全面、规范化严密控制，以确保全部工作均按照预定的程序和要求严格实施。

参考文献
[1] HAF003 核电厂质量保证安全规定[S].
[2] HAD003/03 核电厂物项和服务采购中的质量保证[S].
[3] HAD003/08 核电厂物项制造中的质量保证[S].
[4] GB/T 19022—2003 测量管理体系[S].
[5] 国家质量监督检验检疫总局计量司，中国计量测试学会，中启计量体系认证中心. 现代企业计量工作指导手册[M].北京：中国质检出版社，2018.